KADMIUM
DEFINISI KADMIUM
Logam
merupakan bahan pertama yang dikenal oleh manusia dan digunakansebagai
alat-alat yang berperan penting dalam sejarah peradaban manusia (Darmono,1995).
Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang
samadengan logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila
logam beratini berikatan dan atau masuk ke dalam organisme hidup. Berbeda
dengan logam biasa,logam berat biasanya menimbulkan efek-efek khusus pada
mahluk hidup (Palar, 1994).Tidak semua logam berat dapat mengakibatkan
keracunan pada mahluk hidup.Keberadaan logam berat dalam lingkungan berasal
dari dua sumber. Pertama dari prosesalamiah seperti pelapukan secara kimiawi
dan kegiatan geokimiawi serta dari tumbuhandan hewan yang membusuk. Kedua dari
hasil aktivitas manusia terutama hasil limbahindustri (Connel dan Miller,
1995). Dalam neraca global sumber yang berasal dari alamsangat sedikit
dibandingkan pembuangan limbah akhir di laut (Wilson, 1988).
Menurut Vouk
(1986) terdapat 80 jenis dari 109 unsur kimia di muka bumi iniyang telah
teridentifikasi sebagai jenis logam berat. Berdasarkan sudut
pandangtoksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama
adalah logamberat esensial, di mana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat
dibutuhkan olehorganisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat
menimbulkan efek racun.Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan
lain sebagainya. Sedangkan jeniskedua adalah logam berat tidak esensial atau
beracun, di mana keberadaannya dalamtubuh masih belum diketahui manfaatnya atau
bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg,Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat
ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagimanusia tergantung pada bagian mana
logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Dayaracun yang dimiliki akan bekerja
sebagai penghalang kerja enzim, sehingga prosesmetabolisme tubuh terputus.
Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagaipenyebab alergi,
mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknyaadalah melalui
kulit, pernapasan dan pencernaan.
Kadmium adalah logam kebiruan yang
lunak, termasuk golongan II B tableberkala dengan konigurasi elekron [Kr]
4d105s2. unsur ini bernomor atom 48,mempunyai bobot atom 112,41 g/mol dan
densitas 8,65 g/cm3. Titik didih dan titik lelehnya berturutturut 765oC
dan 320,9oC. Kadmiun merupakan racun bagi tubuhmanusia. Waktu paruhnya 30 tahun
dan terakumulasi pada ginjal, sehingga ginjalmengalami disfungsi kadmium yang
terdapat dalam tubuh manusia sebagian besardiperoleh melalui makanan dan
tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air minumdan polusi udara.
Pemasukan Cd melalui makanan adalah 10 – 40 μg/hari, sedikitnya 50% diserap oleh tubuh. Rekomendasi pemasukan Cd menurut gabungan
FAO/WHOdengan batas toleransi tiap minggunya adalah 420 μg untuk orang
dewasa dengan berat badan 60 kg. Pemasukan
Cd rata-rata pada tubuh manusia ialah 10 – 20 % dari batasyang telah direkomendasikan. Unsur
Cd dapat mengurangi jerapan ion-ion hara karenadaya afinitas yang tinggi dari
logam berat tersebut pada kompleks pertukaran kation. Dialam Cd bersenyawa dengan belerang (S) sebagai
greennocckite (CdS) yang ditemuibersamaan dengan senyawa spalerite (ZnS).
Kadmium merupakan logam lunak (ductile)berwarna putih perak dan mudah
teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (NH3). Diperairan Cd akan mengendap
karena senyawa sulfitnya sukar larut.
B. SIFAT DAN KEGUNAAN KADMIUM (Cd)
a.Sifat
Sifat Fisik :
- Logam berwarna putih keperakan
- Mengkilat
- Lunak/Mudah ditempa dan ditarik
- Titik lebur rendah
Sifat Kimia:
- Cd tidak larut dalam basa
- Larut dalam H2SO4 encer dan HCl encer Cd
- Cd tidak menunjukkan sifat amfoter
- Bereaksi dengan halogen dan nonlogam seperti S, Se, P
- Cd adalah logam yang cukup aktif
- Dalam udara terbuka, jika dipanaskan akan membentuk asap coklat CdO
- Memiliki ketahanan korosi yang tinggih.
- CdI2 larut dalam alcohol
b. Kegunaan
Kadmium telah
digunakan secara meluas pada berbagai industri antara lainpelapisan logam,
peleburan logam, pewarnaan, baterai, minyak pelumas, bahan bakar.Bahan bakar
dan minyak pelumas mengandung Cd sampai 0,5 ppm, batubaramengandung Cd sampai 2
ppm, pupuk superpospat juga mengandung Cd bahkan adayang sampai 170 ppm.
C.SUMBER-SUMBER KADMIUM (Cd)
Menurut Clark
(1986) sumber kadmium yang masuk ke perairan berasal dari:
1)
Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.
2)
Air bilasan dari elektroplating.
3)
Besi, tembaga dan industri logam non ferrous yang
menghasilkan abu dan uap serta airlimbah dan endapan yang mengandung kadmium.
4)
Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung
kira-kira 0,2 % Cd sebagaibahan ikutan (impurity); semua Cd ini akan masuk ke
perairan melalui proses korosidalam kurun waktu 4-12 tahun.
5)
Pupuk phosfat dan endapan sampahSumber kadmium terutama
dari biji seng, timbal-seng, dan timbal-tembaga-seng.
Kandungan logam Cd bersumber dari
makanan dan lingkungan perairan yang sudahterkontaminasi oleh logam berat.
Kontaminasi makanan dan lingkungan perairan tidak terlepasdari aktivitas
manusia didarat maupun pada perairan. Sifat logam Cd yang akumulatif pada
suatu jaringan organisme serta sulit terurai. Kadmium dalam air juga
berasal dari pembuangan industridan limbah pertambangan. Logam ini sering
digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalampenyepuhan listrik, pada pembuatan
alloy, dan baterai alkali.
Bahan bakar dan minyak pelumas mengandung Cd sampai 0,5 ppm,
batubaramengandung Cd sampai 2 ppm, pupuk superpospat juga mengandung Cd bahkan
adayang sampai 170 ppm. Limbah cair dari industri dan pembuangan minyak pelumas
bekasyang mengandung Cd masuk ke dalam perairan laut serta sisa-sisa pembakaran
bahanbakar yang terlepas ke atmosfir dan selanjutnya jatuh masuk ke laut.
D.DAMPAK
PENCEMARAN KADMIUM (Cd)
Kadmium (Cd) menjadi populer sebagai
logam berat yang berbahaya setelahtimbulnya pencemaran sungai di wilayah
Kumamoto Jepang yang menyebabkankeracunan pada manusia. Pencemaran kadmium pada
air minum di Jepang menyebabkan penyakit
“itai - itai”. Gejalanya ditandai dengan ketidak-normalan tulang dan beberapa organ tubuh menjadi mati. Keracunan
kronis yang disebabkan oleh Cd adalah kerusakansistem fisiologis tubuh seperti
pada pernapasan, sirkulasi darah, penciuman, sertamerusak kelenjar reproduksi,
ginjal, jantung dan kerapuhan tulang.Jika berakumulasi dalam jangka waktu yang
lama, cadmium dapat menghambatkerja paru-paru, bahkan mengakibatkan kanker
paru-paru, mual, muntah, diare, kram,anemia, dermatitis, pertumbuhan lambat,
kerusakan ginjal dan hati, dan gangguankardiovaskuler. Kadmium dapat pula
merusak tulang (osteomalacia, osteoporosis) danmeningkatkan tekanan darah.
Gejala umum keracunan Kadmium adalah sakit di dada,nafas sesak (pendek),
batuk – batuk, dan lemah. Keracunan
kronis terjadi bila memakan Cadmium (Cd) dalam waktu yang lama.Gejala akan
terjadi setelah selang waktu beberapa lama dan kronis seperti:
a.
keracunan pada nefron ginjal yang dikenal dengan
nefrotoksisitas, yaitu gejalaproteinuria atau protein yang terdapat dalam urin,
juga suatu keadaan sakit dimanaterdapat kandungan glukosa dalam air seni yang
dapat berakibat kencing manis ataudiabetes yang dikenal dengan glikosuria, dan
aminoasidiuria atau kandungan asamamino dalam urine disertai dengan penurunan
laju filtrasi (penyaringan) glumerolusginjal.
b.
Cadmium (Cd) kronis juga menyebabkan gangguan
kardiovaskuler yaitu kegagalansirkulasi yang ditandai dengan penurunan tekanan
darah maupun tekanan darah yangmeningkat (hipertensi). Hal tersebut terjadi
karena tingginya aktifitas jaringan ginjalterhadap cadmium. Gejala hipertensi
ini tidak selalu dijumpai pada kasus keracunanCadmium (Cd) krosik..
c.
Cadmium dapat menyebabkan keadaan melunaknya tulang yang
umumnyadiakibatkan kurangnya vitamin B yang dapat menyebabkan terjadinya
gangguan dayakeseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal yang
dikenal dengan namaosteomalasea atau penyakit Itai-iatai
d.
Kekurangan kalsium dapat menyebabkanosteoporosis
sehingga orang tidak dapat berdiri dengan tegak tetapi membungkuk.
E.
PENANGGULANGAN PENCEMARAN KADMIUM
DALAM AIR
Upaya
penanganan pencemaran logam berat sebenarnya dapat dilakukan denganmenggunakan
proses kimiawi. Seperti penambahan senyawa kimia tertentu untuk prosespemisahan
ion logam berat atau dengan resin penukar ion (exchange resins), sertabeberapa
metode lainnya seperti penyerapan menggunakan karbon aktif, electrodialysisdan
reverse osmosis. Namun proses ini relatif mahal dan cenderung
menimbulkanpermasalahan baru, yaitu akumulasi senyawa tersebut dalam sedimen
dan organismeakuatik (perairan).Penanganan logam berat dengan mikroorganisme
atau mikrobia (dalam istilah Biologi dikenal dengan bioakumulasi,bioremediasi,
atau bioremoval), menjadialternatif yang dapat dilakukan untuk mengurangi
tingkat keracunan elemen logam beratdi lingkungan perairan tersebut. Metode
atau teknologi ini sangat menarik untuk dikembangkan dan diterapkan,
karena memiliki kelebihan dibandingkan dengan proseskimiawi.Penyerapan ion
logam berat oleh sianobakteria dan mikroorganisme terdiri atasdua mekanisme
yang melibatkan proses aktif uptake (biosorpsi) dan pasif uptake(bioakumulasi).
1.Proses aktif uptake
Proses ini
juga dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini secarasimultan
terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan sianobakteria,dan/atau
akumulasi intraselular ion logam tersebut. Logam berat dapat juga
diendapkanpada proses metabolisme dan ekresi sel pada tingkat kedua. Proses ini
tergantung dari energi yang terkandung dan sensitivitasnya terhadap parameter
yang berbeda seperti pH, suhu, kekuatan ikatan ionik, cahaya dan lainnya.
Namun
demikian, proses ini dapat pula dihambat oleh suhu rendah,
tidak tersedianya sumber energi dan penghambat metabolisme sel. Peristiwa
ini seperti ditunjukkan oleh akumulasi kadmium pada dinding sel Ankistrodesmus
dan Chlorellavulgaris yang mencapai sekitar 80 derajat dari total akumulasinya
di dalam sel,sedangkan arsenik yang berikatan dengan dinding sel Chlorella
vulgaris rata-rata 26persen.
Untuk
mendesain suatu proses pengolahan limbah yang mengandung ion logamberat dengan
melibatkan sianobakteria relatif mudah dilakukan. Proses pertama,sianobakteria
pilihan dimasukkan, ditumbuhkan dan selanjutnya dikontakkan dengan airyang
tercemar ion logam berat tersebut. Proses pengontakkan dilakukan dalam
jangkawaktu tertentu yang ditujukan agar sianobakteria berinteraksi dengan ion
logam berat,selanjutnya biomassa sianobakteria ini dipisahkan dari cairan.
Proses terakhir, biomassasianobakteria yang terikat dengan ion logam berat
diregenerasi untuk digunakan kembaliatau kemudian dibuang ke lingkungan.
Pemanfaatan sianobakteria untuk menanggulangi pencemaran logam berat merupakan
hal yang sangat menarik dilakukan, baik oleh masyarakat, pemerintah maupun
industri. Karena, sianobakteria merupakan organismeselular yang mudah dijumpai,
mempunyai spektrum habitat sangat luas, dapat tumbuhdengan cepat dan tidak
membutuhkan persyaratan tertentu untuk hidup, mudahdibudidayakan dalam sistem
akuakultur.
2. Proses
pasif uptake
Proses ini
terjadi ketika ion logam berat terikat pada dinding sel biosorben.Mekanisme
passive uptake dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan carapertukaran
ion di mana ion pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat; dankedua
adalah pembentukan senyawa kompleks antara ion-ion logam berat dengan
gugusfungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, fosfat, dan
hidroksi-karboksil secara bolak balik dan cepat. Sebagai contoh adalah pada
Sargassum sp. dan Eklonia sp. dimana Cr(6) mengalami reaksi reduksi pada pH
rendah menjadi Cr(3) dan Cr(3) di-remove melalui proses pertukaran kation.
DAFTAR PUSTAKA
Atdjas,Dorce. 2008.
Dampak kadar Cadmium (Cd) dalam tubuh kerang hijau (Perna viridis) Didaerah
tambak muara karang telukT jakarta terhadap kesehatan manusia. Mahasiswaprogram pascasarjana ITS Fakultas
Teknologi Kelautan Jurusan Teknik dan Menejemen Pantai
Caton & wilkinson. Kimia anorganik dasar.jakarta: erlangga
Charlena. 2004.
Pencemaran Logam Berat Timbal(Pb) dan Kadmium(Cd) Pada Sayur-sayuran. Falsafah Sain (PSL 702) Program Pascasarjana / S3
/ Institut Pertanian Bogor
Indarto, Anita Wijaya. 2008. Study Kandungan Logam Berat Kadmium(Cd) Pada Kerang
Hijau(Perna Viridis) Di Selat Madura Published
by Intertide Ecological Community-Laboratoriom of Ecology 2008 Department
of Biology Institute of Technolgy Sepuluh Nopember