Logam Berat: Pengertian, Ciri-Ciri dan Jenisnya
Pengertian Logam Berat
Di alam ada berbagai macam jenis logam dan salah satunya tergolong ke dalam jenis logam berat.
Logam berat merupakan kelompok unsur logam yang memiliki massa jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, dengan nomor atom antara 21 (scandium) hingga 92 (uranium) pada Sistem Periodik Bahan Kimia. dan pada kondisi tertentu dapat berubah menjadi bahan beracun dan sangat berbahaya bagi lingkungan dan makhluk hidup.
Menurut Vouk (1986), setidaknya ada sekitar 80 jenis dari 109 unsur kimia yang ada di planet Bumi tergolong sebagai logam barat.
Penggunaan istilah logam berat berawal di tahun 1817 oleh kimiawan Jerman, Leopold Gmelin yang membagi unsur-unsur ke dalam kelompok nonlogam, logam ringan, dan logam berat. Menurutnya logam berat memiliki densitas atau massa jenis sebesar 5,308 – 22,000 g/cm3.
Kemudian istilah tersebut dikaitkan dengan unsur-unsur berat atom atau nomor atom tinggi. Bahkan terkadang istilah logam berat digunakan secara bergantian menggunakan unsur berat.
Menurut Ahli
Menurut Agustina, logam berat merupakan kelompok logam berat non-esensial yang tidak mempunyai fungsi sama sekali di dalam tubuh dan sangat berbahaya serta dapat menyebabkan keracunan (toksik) pada manusia semisal timbal (Pb), cadmiun (Cd), merkuri (Hg), arsenik (As).
Pengertian lain menurut Subowo, dkk (1999), logam berat merupakan unsur logam yang memiliki massa jenis lebih besar dari 5 g/cm3, antara lain Cd, Hg, Zn, Pb, dan Ni. Logam berat Cd, Pd, dan Hg disebut sebagai logam non esensial dan pada tingkat tertentu menjadi logam beracun bagi makhluk hidup.
Menurut Nybakken (1992), logam berat merupakan salah satu dari bahan kimia beracun yang dapat memasuki suatu ekosisten bahari. Logam berat sering ditemukan memasuki rantai makanan di laut dan berpengaruh pada hewan-hewan, dan dari waktu ke waktu dapat berpindah-pindah sumbernya.
Sifat dari logam berat yakni mudah mengikat bahan organik, mengendap di dasar perairan, dan dapat bersatu dengan sedimen. Tidak heran jika kandungan logam berat yang ada di dalam sedimen biasanya lebih tinggi daripada di dalam air.
Logam berat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yakni:
- Logam Berat Esensial
Logam berat esensial apabila digunakan dalam jumlah tertentu keberadaannya sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, akan tetapi jika digunakan secara berlebih maka dapat menimbulkan keracunan. Contoh logam berat esensial yakni Co, Mn, Zn, Cu, dan Se.
- Logam Berat Non Esensial
Logam berat non esensial tergolong sebagai logam yang beracun atau toxix metal, bahkan apabila keberadaannya di dalam tubuh belum diketahui manfaatnya. Logam berat ini memberikan efek kerugian bagi manusia, sehingga mendapat julukan sebagai logam beracun.
Yang perlu diketahui jika logam berat non esensial tidak dapat dirusak di alam dan tidak dapat berubah menjadi bentuk lain. Contoh dari logam berat non esensial yakni Hg, Pb, Cd, Sn, As, dan Cr.
Ciri-Ciri Logam Berat
Adapun ciri-ciri dari logam berat menurut Palar (2012) yakni:
- Memiliki kemampuan yang baik sebagai penghantar daya listrik atau konduktor.
- Memiliki rapat massa yang cukup tinggi.
- Dapat membentuk alloy dengan logam lainnya.
- Untuk jenis logam padat dapat ditempa dan dibentuk.
Sedangkan menurut Darmono (2001), karakteristik logam berat antara lain:
- Mempunyai gravitasi yang sangat besar (>4).
- Mempunyai nomot atom 22 – 34 dan 40 – 50, serta unsur lantanida dan aktanida.
- Mempunyai respon biokimia yang spesifik terhadap organisme hidup.
Logam berat dapat menimbulkan efek khusus terutama pada makhluk hidup. Dengan kata lain semua jenis logam berat dapat menjadi racun pada tubuh makhluk hidup jika melebihi batas yang dianjurkan.
Jenis-Jenis Logam Berat
Arsenik (As)
Arsenik merupakan salah satu unsur kimia paling beracun dan dapat ditemukan dalam air, tanah, dan udara. Arsenik di alam dapat ditemukan dari hasil letusan gunung vulkanik yang melepaskan sekitar 3000 ton setiap tahunnya.
Namun kegiatan manusia menjadi penyumbang terbesar arsenik di alam yakni mencapai 80.000 ton setiap tahun akibat pembakaran bahan bakar dari fosil dan kegiatan industri. Arsenik yang ditemukan pada tanah dan air terbagi menjadi dua bentuk, yakni tereduksi dan terbentuk dalam kondisi anaerob yang dikenal dengan nama arsenit.
Terdapat bentuk lain dari arsenik jika sudah teroksidasi dan dalam kondisi aerobik disebut arsenat.
Dahulu arsenik pernah digunakan sebagai tonikum dengan dosis 3 x 1-2 mg, namun penggunaan tonikum dalam jangka panjang dapat menyebabkan timbulnya gejala intoksikasi arsen kronis. Hampir sebagian besar pewarna, sabun, cat, logam, semi konduktor dan obat-obatan mengandung arsenik.
Sedangkan bentuk organik arsenik seperti arsenit dan arsenat, lebih berbahaya dari bagi kesehatan manusia. Sebab keduanya bersifat karsinogenik dan menyebabkan kanker seperti hati, paru-paru, kandung kemih, dan kulit.
Air yang telah terkontaminasi arsenik menjadi penyebab utama keracunan arsenik di lebih dari 30 negara di dunia. Menurut WHO apabila tingkat arsenik dalam air tanah antara 10 – 100 kali dari nilai standar yang diberikan WHO yakni 10 mg/L, maka air minum dapat mengancam kesehatan manusia.
Merkuri (Hg)
Merkuri atau air raksa merupakan logam yang secara alami dan satu-satunya logam pada suhu kamar berwujud cair. Merkuri memiliki ciri berwarna perak atau putih keabu-abuan, berbentuk cair, tidak berbau, mengkilap dan akan menguap apabila dipanaskan pada suhu 375 derajat celcius.
Logam ini banyak tertimbun di area pertambangan dan dianggap sebaga logam berat paling beracun di lingkungan. Selain area pertambangan, merkuri banyak digunakan oleh industri farmasi, kertas, pengawet pulp, pertanian, dan industri yang memproduksi soda kaustik.
Merkuri memiliki kemampuan dalam bergabung dengan unsur lain, membentuk merkuri organik dan anorganik. Jika terpapar oleh merkuri organik maupun anorganik terutama dalam jangka waktu panjang, seseorang dapat mengalami kerusakan pada otak, ginjal, hingga janin yang tidak berkembang.
Kadmium (Cd)
Kadmium adalah bentuk sampingan dari seng (Zn) dan dapat dijumpai pada tanah, batuan, batu bara, dan mineral pupuk. Kadmium banyak digunakan sebagai bahan baku batu baterai, plastik, coating logam, pigmen, dan elektroplating.
Keberadaannya di alam dapat ditemukan oleh aktivitas alam seperti pelapukan, gunung meletus, transportasi sungai, pertambangan, peleburan, rokok, pembuatan pupuk, dan pembakaran limbah.
Kadmium dapat dengan mudah larut dalam air jika dibandingkan dengan logam lainnya. Bahkan bioavailabilitasnya sangat tinggi, oleh karena itu kadmium cenderunng bioakumulasi. Paparan dalam jangka panjang dapat mengakibatkan perubahan morphopathologikal di ginjal.
Kadmium sangat berbahaya dan beracun bagi ginjal jika tubuh telah terakumulasi dalam jumlah tinggi. Bahkan sebuah studi menyatakan jika kadmium menjadi penyebab mineralisasi tulang sehingga mengalami osteoporosis.
Kromium (Cr)
Logam berat kromium dapat ditemukan di dalam tanah, batuan, hewan dan tumbuhan, sedangkan senyawa ini paling banyak terdapat dalam sedimen air. Kromium dapat ditemukan pada kegiatan pelapisan logam pelindung, paduan logam, pita magnetik, karet, semen, pigmen cat, pengawet kayu, logam plating dan penyamakan kulit.
Sedangkan pencemaran yang disebabkan oleh kromium biasanya berasal dari limbah industri pelapisan krom, pabrik tekstil, penyamakan kulit, pabrik cat, pengilangan minyak, dan pabrik tinta. Bentukan kromium yang menjadi penyebab pencemaran biasanya berbentuk natrium kromat dan natrium dikromat yakni krom (VI).
Senyawa tersebut bersifat toksik, oleh karena itu perlu dilakukan pengurangan sifat toksisitas krom (VI) dengan cara mendegradasi atau mengabsorpsi. Bahkan beberapa literatur penelitian menunjukkan bahwa sifat toksik dari logam berat krom (VI) lebih toksik dibandingkan dengan krom (III).
Di dalam SK Menteri Negara LH nomor Kep 03/MENKLH/11/1991, bahwa kadar maksimum krom total yang diperbolehkan di dalam suatu perairan yakni 0,1 ppm sedangkan kadar krom (VI) 0,05 ppm. Dapat disimpulkan bahwa meskipun jumlah krom (VI) sedikit, logam ini tetap dapat menimbulkan masalah pada lingkungan.
Seng (Zn)
Seng merupakan logam berat yang memiliki warna berkilauan (bluish-white), keperakan dan banyak digunakan dalam industri baja. Seng menjadi bahan baku utama untuk industri alloy, pigmen, keramik, karet, dan lain-lain.
Toksisitas seng sebenarnya sangat rendah, sebab pada dasarnya tubuh membutuhkan Zn dalam proses metabolisme. Namun seng dapat membahayakan tubuh apabila kandungan dalam tubuh tinggi.
Di lingkungan, seng dapat mengubah air menjadi berwarna opalescent dan apabila dimasak timbul endapan mirip pasir.
Alumunium (Al)
Alumunium menjadi logam berat yang berbahaya bagi manusia apabila terhirup, tertelan, atau terjadi kontak yang berasal dari makanan, minuman, atau obat sekalipun. Pada kenyataannya alumunium secara alami dapat ditemukan pada makanan.
Apabila seseorang mengalami keracunan alumunium, biasanya timbul gejala seperti mual, muntah, sariawan, ruam kulit, bisul, diare dan rematik. Bahkan paparan alumunium dapat beresiko menimbulkan Alzheimer menurut WHO, dermatitis iritan, dermatitis kontak, gangguan saraf, gangguan keseimbangan dan koordinasi tubuh.
Timbal (Pb)
Timbal tidah hanya dalam bentuk logam murni saja, namun juga berwujud senyawa organik dan anorganik. Meskipun begitu segala bentuk timbal dapat menyebabkan toksisitas pada manusia.
Timbal bersifat lunak, berwarna coklat kehitaman, dan mudah dimurnikan dari kawasan pertambangan seluruh dunia. Selain itu, logam berat ini memiliki titik lebur rendah, mudah dibentuk, sifat kimia yang aktif, menjadi pelapis logam agat tidak mudah berkarat.
Para pekerja di kawasan pertambangan, pabrik pemurnian logam, pelapisan logam hingga pengecatan dengan sistem semprot, beresiko tinggi terkena timbal. Bentuk-bentuk timbal dapat ditemukan pada bahan bakar kendaraan bermotor, kabel telepon, kabel listrik, pewarna cat, bahan peledak, bahan anti api, penkilap keramik, dan pembangkit listrik tenaga panas.
Dampak negatif dari timbal bagi manusia yakni kolik usus disertai konstipasi berat, epilepsi, halusinasi, kerusakan otak besar, gagal ginjal, sistem reproduksi menurun, hingga ketidaknormalan pada jantung pada anak-anak.
Tembaga (Cu)
Tembaga memiliki bentuk kristal kubik, berwarna kuning, namun jika dilihat menggunakan mikroskop akan berwarna merah muda kecoklatan hingga keabu-abuan. Pada tabel periodik tembaga memiliki nomor atom 29 dan berat atom 63,546 g/mol.
Beberapa senyawa tembaga (I) yang berasal dari senyawa tembaga (I) oksida (Cu2O) memiliki warna merah, mudah mengalami oksidasi dan berubah menjadi tembaga (II) (CuO) berwarna hitam. Sedangkan untuk garam-garam tembaga (II) pada umumnya akan berwarna biru, dalam bentuk hidrat, padat, ataupun larutan air.
