(Suara Muhammadiyah, No. 21 Th. Ke-81, 1 – 15 November 1996)
Dalam kehidupan sehari-hari istilah logam selalu dikonotasikan dengan bahan padat, keras, berat, dan sulit dibentuk. Karena begitulah sifat logam yang sudah akrab ditelinga kita seperti besi, tembaga, alumunium, dan lain-lainnya. Namun logam dalam artian ilmu kimia, tidaklah sama persis dengan anggapan masyarakat tersebut. Sebab pada suhu kamar (250C) ada juga logam yang berbentuk cair seperti air raksa atau hydragyrum (Hg), serium (Ce), dan gallium (Ga).
Ilmu kimia memberikan pengertian logam sebagai unsur yang memiliki sifat penghantar (konduktor) panas dan listrik yang baik; rapat massanya tinggi; dapat membentuk alloy (campuran) dengan logam lain; membentuk ion positif bila senyawanya dilarutkan dalam air; membentuk hidroksida bila oksidasinya bereaksi dengan air; dan yang berwujud padat kemudian bisa ditempa kemudian dibentuk.
Logam selanjutnya bisa dibagi dalam beberapa kelompok berdasarkan kemampuannya bereaksi (reaktifitasnya) dengan unsur lain. Diantaranya ada kelompok logam yang ion-ionnya bisa bereaksi biokimia (bereaksi dengan bahan-bahan kimia yang ada pada makhluk hidup). Kelompok ini bisa dibagi menjadi tiga kelas. Pertama, kelas A, yaitu logam-logam yang mudah bereaksi dengan oksigen (oxygen seeking metal). Kedua, kelas B, yaitu logam-logam yang mudah bereaksi dengan nitrogen atau belerang (nitrogen-sulfur seeking metal). Dan ketiga, kelas antara, yaitu logam-logam transisi yang memiliki sifat khusus sebagai pengganti logam-logam atau ion-ion logam kelas A dan B. Oleh Niebor dan Richardso, kelompok logam itulah yang disebut dengan logam berat.
Jika ditinjau dari sifat fisika dan kimia, maka kelompok logam berat tersebut memiliki sifat-sifat khusus berupa, special gravity lebih dari empat; nomor atom antara 22-34, 40-50 atau unsur lantanida dan aktinida, dan memiliki respon kimia yang khas pada makhluk hidup. Logam yang termasuk dalam logam berat diantaranya adalah air raksa (Hg), kadmium (Cd), timah hitam (Pb), khrom (Cr), tembaga (Cu), seng (Zn), dan nikel (Ni).
Bahaya Logam Berat
Hampir bisa dikatakan, semua logam berat merupakan racun bagi tubuh. Hanya saja ada sebagian logam berat yang dibutuhkan oleh makhluk hidup, namun dalam jumlah yang sedikit sekali. Bila kebutuhan tersebut tidak terpenuhi akan bisa berakibat fatal bagi tubuh. Sebaliknya, bila terdapat dalam jumlah banyak akan berubah menjadi racun bagi tubuh. Logam berat yang memiliki sifat ini disebut logam berat essensial, misalnya Cu, Zn, dan Ni.
Daya racun bagi masing-masing logam berat tergantung dari jenis kelasnya. Logam kelas B merupakan logam yang memiliki daya racun paling besar. Hal ini karena ion-ion dari logam kelas B memiliki sifat-sifat paling efektif dengan gugus sulfihidril (-SH) dan gugus nitrogen (-N) yang merupakan gugus aktif dalam enzim; dapat menggantikan posisi ion-ion logam kelas antara dari enzim logam; bersama ion-ion logam kelas antara dapat membentuk ion logam yang larut dalam lemak sehingga bisa menumpuk dalam sel atau organ tubuh; dan kemampuan reaksi reduksi-oksidasinya yang bisa mengubah ke satuan fungsional dari protein. Contoh logam kelas ini adalah Hg, Pb, Cn, dan Cu.
Logam kelas antara memiliki daya racun disebabkan kemampuannya menggantikan ion-ion logam yang sudah ada secara alamiah pada molekulnya. Contohnya adalah Ni yang dapat menggeser Zn yang merupakan faktor aktif dalam enzim karbonat anhidrase. Logam kelas A merupakan logam berat yang memiliki daya racun paling rendah. Hal ini karena daya racunnya disebabkan kemampuannya menggantikan posisi ion-ion lain, tetapi masih ada satu golongan yang berfungsi pada enzim-enzim tertentu pula. Contohnya Mg yang bisa menggantikan Be, sehingga jadi beracun karena menghalangi kerja enzim yang ditempel atau yang berkaitan dengannya.
Karacunan logam berat dalam tubuh terjadi dalam tiga bentuk. Pertama, terhalanginya kerja gugus fungsional biomolekul yang esensial untuk proses-proses biologi, misalnya protein, lemak, dan enzim. Kedua, tergantikannya ion-ion logam esensial yang terdapat dalam molekul terkait. Ketiga, terjadinya modifikasi atau perubahan bentuk dari gugus-gugus aktif yang dimiliki oleh biomolekul.
Mekanisme keracunan yang terjadi dalam tubuh terjadi dalam dua fase, yaitu fase kinetik dan dinamik. Fase kinetik terjadi dalam proses-proses biologi biasa seperti penyerapan, penyebaran dalam tubuh, metabolisme, dan proses pembuangan (ekskresi). Sedangkan fase dinamik terjadi pada reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh yang melibatkan enzim-enzim. Jika masih dalam fase kinetik, maka logam berat yang masuk kedalam tubuh bisa mengalami proses sinergetik (peningkatan daya racun) maupun antagonis (pengurangan atau bahkan penghilagan daya racun).
Kedua proses itu terjadi karena adanya bahan-bahan lain yang terdapat dalam tubuh (baik ada secara alamiah sebagai sebuah sistem maupun bahan yang masuk kedalam tubuh). Sebagai contoh daya racun Cd dalam tubuh bisa berkurang karena Cd bisa bereaksi dengan methallotionin yang sudah dimiliki oleh tubuh membentuk senyawa kompleks khelat. Contoh lain, daya racun Hg akan hilang bila unsur ini berkaitan dengan sulfur atau cesium yang ikut masuk kedalam tubuh. Sehingga orang yang keracunan Hg biasanya diberi senyawa 2,3 merkato propenol yang mengandung sulfur. Senyawa hasil reaksi logam berat dengan bahan lain ini akan dikeluarkan dari tubuh melalui faeces, urine atau dimuntahkan.
Akan tetapi bila sudah sampai fase dinamik, maka logam berat tersebut tidak bisa dinetralisasi lagi oleh tubuh. Selanjutnya logam berat bereaksi dengan senyawa-senyawa hasil proses biosintesa yang produknya bersifat merusak proses-proses biomolekul dalam tubuh. Pada tahap awal keracunan itu berupa terganggunya kerja enzim yang bereksi dengan logam berat. Tingkat berikutnya merusak seluruh sistem kerja enzim dalam tubuh. Selain enzim, gugus lemak juga bisa bereksi dengan logam berat yang hasilnya bisa mengganggu metabolisme lemak yang pada tahapan selanjutnya akan menyebabkan terganggunya kerja hati.
Bentuk-bentuk keracunan logam berat yang lain adalah terganggunya pernafasan (akibat keracunan Cu), insomnia (susah tidur), dan rusaknya organ-organ tubuh (keracunan Pb), penurunan fungsi paru-paru, pembengkakan kelenjar ludah, radang ginjal dan hati (keracunan Hg), kanker paru-paru (keracunan Cr), dan untuk yang sudah sangat kronis bisa menyebabkan kematian.
Sumber Logam Berat
Seperti halnya logam yang lain, logam berat secara alamiah bisa ditemukan secara luas dipermukaan bumi dari tanah, batuan, perairan, dan bahkan di lapisan atmosfir. Yang paling rawan menimbulkan bahaya keracunan adalah logam berat yang berwujud debu atau uap karena mudah terserap kedalam tubuh baik secara langsung (melalui air minum) maupun melalui ikan atau binatang air lainnya yang dikonsumsi manusia. Karena itu perlu diwaspadai aktifitas yang bisa menghasilkan debu, uap maupun partikel logam berat yang larut dalam air.
Debu dan uap maupun partikel logam berat yang terlarut dalam air bisa dihasilkan oleh proses alam maupun kegiatan manusia. Proses alam yang menghasilkan partikel logam berat yang terlarut dalam air meliputi peristiwa pengikisan (erosi) batuan mineral yang mengandung logam berat baik oleh air maupun angin dan terbawa turunnya debu-debu dan partikel-partikel logam berat yang ada di atmosfer oleh hujan. Sedangkan kegiatan manusia yang menghasilkan logam berat dalam bentuk debu, partikel atau bahan yang terlarut dalam air umumnya adalah industri dan transportasi.
Banyak industri yang menghasilkan logam berat sehingga limbahnya tidak boleh dilakukan sembarangan. Tembaga misalnya, digunakan antara lain dalam industri cat, insektisida, fungisida, katalis, dan batu baterai. Kadmium banyak digunakan dalam industri pesawat terbang, zat warna, baterai, fotografi, dan sebagai stabilizer pipa PVC. Khromium banyak digunakan dalam industri pelapis peralatan, campuran pembuatan baja anti karat, kawat-kawat tahan listrik, dan alat-alat pemotong. Sedangkan timbal digunakan dalam industri baterai, kabel telepon, kabel listrik, cat, dan konstruksi pabrik-pabrik kimia.
Selain industri juga masih ada aktifitas lain yang menghasilkan debu atau partikel logam berat. Sebagai contoh asap-asap kendaraan bermotor mengandung Pb yang berasal dari senyawa tetrametil-Pb dan tetraetil-Pb yang biasanya ditambahkan dalam bahan bakar kendaraan bermotor sebagai anti ketuk (anti-knock) mesin kendaraan bermotor. Air minum juga bisa mengandung Pb jika disimpan atau dialirkan melalui pipa-pipa yan terbuat dari campuran logam Pb. Demikian juga makanan dan minuman kalengan bisa mengandung Pb bila menggunakan campuran logam Pb sebagai kalengnya.
Penulis adalah staf pengajar pada Fakultas Teknik Universitas Islam “45” (Unisma), Bekasi.
