BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Air 2.1.1. Pengertian Air Air

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
2.1.1. Pengertian Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dengan fungsi yang tidak akan dapat digantikan
oleh senyawa lain. Hampir seluruh kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan
air, mulai dari membersihkan diri, membersihkan tempat tinggalnya, menyiapkan
makanan dan minuman sampai dengan aktivitas-aktivitas lainnya (Achmad, 2004).
Berdasarkan Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syaratsyarat dan pengawasan kualitas air bahwa yang dimaksud dengan air bersih adalah air
yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat
kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Sedangkan air minum adalah air
yang kualitasnya memenuhi syarat dan dapat diminum langsung.
Di Indonesia, jumlah dan pemakaian air bersumber pada air tanah, air
permukaan dan air atmosfer yang ketersediannya sangat ditentukan oleh air atmosfer
atau sering dikenal dengan air hujan (Kusnoputranto, 2000).
2.1.2. Sumber Air
Air yang berada di permukaan bumi dapat berasal dari berbagai sumber.
Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa, air permukaan
dan air tanah (Chandra, 2006).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.1. Air Angkasa (Hujan)
Air angkasa atau air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Pada saat
prepitasi merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami
pencemaran ketika berada di atmosfer yang disebabkan oleh partikel debu,
mikroorganisme, dan gas, misalnya karbondioksida, nitrogen, dan amonia.
2.1.2.2. Air Permukaan
Air permukaan yang meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga,
waduk, rawa, sumur permukaan, sebagian besar berasal dari hujan yang jatuh ke
permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran baik
oleh tanah, sampah, maupun lainnya.
2.1.2.3. Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi kemudian
mengalami perkolasi atau penyerapan ke dalam tanah dan mengalami proses filtrasi
secara alamiah. Presipitasi membuat air tersebut bergerak ke permukaan tanah dalam
bentuk hujan, salju, dan lain-lain. Setelah kembali ke permukaan tanah, air kembali
melewati siklus air melalui satu atau beberapa tahapan berikut ini :
•
Evaporasi langsung kembali ke atmosfer
Air akan kembali membentuk uap/awan dan pada akhirnya akan jatuh kembali ke
permukaan tanah.
•
Aliran ke permukaan badan air
Air mengalir diatas permukaan tanah menuju kolam, parit, danau atau lautan. Air
dari badan air akan berevaporasi kembali ke atmosfer, atau pada anak sungai/
parit dan akan berlanjut mengalir ke lautan.
Universitas Sumatera Utara
•
Meresap ke dalam tanah
Air dapat diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan kemudian dikembalikan ke
atmosfer dalam bentuk uap air setelah melewati transpirasi tanaman.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber air lain.
Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami
proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu, air tanah juga memiliki
beberapa kerugian atau kelemahan dibandingkan dengan sumber air lainnya. Air
tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral
seperti magnesium, kalsium dan logam berat seperti besi yang dapat menyebabkan
kesadahan air. Selain itu, untuk mengisap dan mengalirkan air ke atas permukaan
diperlukan pompa.
2.1.3. Pemanfaatan Air
Dari sekian banyak manfaat air, jumlah air yang benar-benar dikonsumsi
hanya sebagian kecil saja, yakni yang tergolong penyediaan air minum/bersih.
Namun demikian dari kelompok ini pun, yang benar dikonsumsi sangat sedikit.
Misalnya saja, orang hanya minum 2 liter/orang/hari, demikian pula jumlah air yang
dikonsumsi hewan atau tumbuhan, hanya sedikit saja. Sebagian besar hanya
digunakan sebagai media. Misalnya, penyediaan air bersih ini sebagian besar akan
kembali kealam sebagai air bekas cucian, bekas membersihkan rumah, bekas
menggelontor kotoran, bekas mandi, dll (Soemirat,2009).
Universitas Sumatera Utara
Adapun kegunaan air adalah :
1. Air untuk minum
2. Air untuk keperluan rumah tangga
3. Air untuk industri
4. Air untuk mengairi sawah
5. Air untuk kolam perikanan, dll (Wardhana,2001)
Di dalam tubuh manusia sendiri, air berkisar antara 50-70% dari seluruh berat
badan. Air diperlukan untuk menurunkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan dahulu, sebelum dapat memasuki pembuluh
darah yang ada di sekitar alveoli. Segala reaksi biokimia di dalam tubuh
manusia/hewan terlaksana di dalam lingkungan air. Air sebagai bahan pelarut,
membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh. Ringkasnya, dalam segala fungsi
kehidupan seperti bereaksi terhadap segala stimulus, tumbuh, bermetabolisme,
bereproduksi, air selalu memegang peranan penting. Kekurangan air menyebabkan
penyakit batu ginjal dan kandung kemih, karena terjadi kristalisasi unsur-unsur yang
ada di dalam cairan tubuh.
2.2. Persawahan
Sawah adalah lahan usaha pertanian yang secara fisik berpermukaan rata,
dibatasi oleh pematang, serta dapat ditanami padi, palawija atau tanaman budidaya
lainnya. Namun, kebanyakan sawah digunakan untuk bercocok tanam padi. Sistem
Universitas Sumatera Utara
irigasi diperlukan dan digunakan untuk mengairi sawah dengan menggunakan air
yang berasal dari mata air, air sungai ataupun air hujan (Wikipedia, 2013).
Menurut Ariady (2009), berdasarkan pengairannya lahan sawah dibedakan menjadi :
1.
Lahan Sawah Berpengairan (Irigasi)
Yaitu lahan sawah yang memperoleh pengairan dari sistem irigasi, baik yang
bangunan penyadap dan jaringan-jaringannya diatur dan dikuasai Dinas Pengairan PU
maupun dikelola sendiri oleh masyarakat.
Lahan sawah irigasi terdiri atas :
a. Lahan sawah irigasi teknis
b. Lahan sawah irigasi setengah teknis
c. Lahan sawah irigasi sederhana
d. Lahan sawah irigasi non PU
2. Lahan Sawah Tak Berpengairan (Non Irigasi)
Yaitu lahan sawah yang tidak memperoleh pengairan dari sistem irigasi tetapi
tergantung pada air alam, seperti air hujan, pasang surutnya air sungai/air laut, dan air
rembesan.
Lahan sawah non irigasi meliputi :
a. Lahan sawah tadah hujan
b. Lahan sawah pasang surut
c. Lahan sawah lainnya, seperti lebak, polder, rembesan, lahan rawa yang dapat
ditanami padi, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
Sistem penanaman padi di sawah didahului oleh pengolahan tanah dan
melakukan persemaian. Selanjutnya, tanah dilumpurkan dengan cara dibajak 2
sampai 3 kali. Kemudian, bibit hasil semaian ditanam. Pada penanaman padi di
sawah, dosis pemupukan pada sawah tergantung pada jenis tanah, sejarah pemupukan
dan varietas padi yang ditanam pada lokasi tersebut. Kendala pemupukan biasanya
dialami petani karena biasanya pupuk yang diberikan tidak sesuai dosis. Pupuk
adalah bahan yang mengandung unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman dan
unsur yang paling penting dan harus tersedia adalah unsur NPK. Namun, pembajakan
dan pelumpuran tanah menyebabkan banyak butir-butir tanah halus dan unsur hara
terbawa air irigasi.
2.3. Irigasi
Irigasi adalah usaha penyediaan,pengaturan dan pembuatan bangunan air
untuk menunjang usaha pertanian, termasuk di dalamnya tanaman pangan,
hortikultura, perkebunan dan perternakan ( PLA,2009) Irigasi merupakan upaya yang
dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertanian. Irigasi sendiri dimaksudkan untuk
mencukupi kebutuhan air guna keperluan pertanian. Menurut Hoesein ( 1984 )
maksud dari irigasi dapat dibagi lagi sebagai berikut :
1.
Untuk memberi air pada waktu tidak atau kurang turun hujan, sehingga tanaman
dapat tetap tumbuh dengan baik.
2.
Untuk mengatur suhu (temperatur ) tanah sehingga sesuai dengan kebutuhan
tanaman.
Universitas Sumatera Utara
3.
Untuk membersihkan garam-garam dan racun yang berbahaya bagi tanaman dari
dalam tanah.
4.
Untuk meninggikan tanah (Kolmatase)
5.
Untuk menaikkan muka air tanah pada tanah-tanah dimana muka air tanahnya
terletak jauh di bawah permukaan.
6.
Untuk melunakkan lapisan oleh tanah.
7.
Untuk memupuk atau menggemukkan tanah.
Kebutuhan air irigasi adalah jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi
kebutuhan evapontranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan
memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air
tanah. Kebutuhan air di sawah dinyatakan dalam mm/hari atau L/detik/ha. Kebutuhan
air belum termasuk efisiensi di jaringan tersier dan utama.Efisiensi ini dihitung dalam
kebutuhan pengambilan air irigasi. Kebutuhan air irigasi yang dibutuhkan tanaman
adalah 1,1 L/detik/ha (Endang,1992).
2.3.1. Kualitas Air Irigasi
Sifat dan kualitas air irigasi berpengaruh terhadap keadaan tanah dan
pertumbuhan tanaman. Konsentrasi total dana konsentrasi bahan-bahan tertentu perlu
diketahui untuk penilaian sifat dan kualitas air.Kadar garam total merupakan kriteria
tunggal yang terpenting dalam penilaian sifat dan kualitas air irigasi. Hal ini
disebabkan karena tingkat salinitas larutan tanah pada dasarnya ditentukan oleh air
irigasi (Bangun Harsoyo dan suhadi, 1982).
Universitas Sumatera Utara
Untuk kegiatan pertanian kualitas air merupakan hal yang perlu di perhatikan
agar tidak memberikan pengaruh negatif bagi tanaman. Air tidak hanya memberikan
dampak positif bagi tanaman tetapi juga memberikan pengaruh negatif (meracuni)
tanaman jika jika terdapat unsur yang melebihi ambang batas (Wisnu, 2001).
Kecocokan air irigasi tergantung pada kadar endapan dan unsur-unsur garam
di dalamnya. Kadar saline (garam) yaitu seluruh konsentrasi garam-garaman,
perbandingan sodium dengan unsur-unsur lainnya dan adanya kadar beracun khusus
borax merupakan faktor-faktor yang terpenting (Mahida, 1986).
Faktor kimia yang menentukan kualitas air irigasi adalah:
a.
Keseluruhan jumlah kadar garam
b.
Perbandingan Sodium dengan jumlah lainnya
c.
Kadar ion beracun khusus seperti borax, konsentrasi bikarbonat dalam
hubungannya dengan konsentrasi kalsium dan magnesium
Untuk menilai kualitas air irigasi dan kemampuannya untuk menimbulkan
kondisi-kondisi kimiawi dan fisik yang berbahaya dalam tanah, biasanya ditentukan
konsentrasi kalsium, magnesium, sodium, dan ion dasar yang utama (Mahida, 1986).
2.4. Pencemaran Air
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang seksama
dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar tertentu, saat ini
menjadi barang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam
Universitas Sumatera Utara
limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga, limbah
kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya (Wardhana, 2004).
Menurut Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001, pencemaran air adalah
masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain
ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat
tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.
2.4.1. Polutan Air
Menurut Effendi (2003), polutan dikelompokkan menjadi dua berdasarkan
cara masuknya ke dalam lingkungan, yaitu :
1. Polutan Alamiah
Polutan memasuki lingkungan (badan air) secara alami, misalnya akibat letusan
gunung berapi, tanah longsor, banjir, dan fenomena alam lainnya.
2. Polutan Antropogenik
Polutan yang masuk ke lingkungan (badan air) akibat aktivitas manusia, misalnya
kegiatan domestik (rumah tangga), kegiatan perkotaan, maupun kegiatan industri.
Berdasarkan sifat toksiknya, polutan dibedakan menjadi dua yaitu :
1. Polutan Toksik
Polutan ini biasanya bukan berupa bahan-bahan yang alami, misalnya pestisida,
detergen, dan bahan artifisial lainnya. Polutan ini dapat mengakibatkan kematian
(lethal)
maupun
bukan
kematian
(sub-lethal),
misalnya
terganggunya
pertumbuhan, tingkah laku, dan karakteristik morfologi berbagai organisme
akuatik.
Universitas Sumatera Utara
2. Polutan Tidak Toksik
Polutan ini biasanya telah berada pada ekosistem secara alami yang terdiri dari
bahan-bahan tersuspensi dan nutrien (unsur hara). Bahan tersuspensi dapat
mempengaruhi sifat fisika perairan, antara lain meningkatkan kekeruhan sehingga
menghambat penetrasi cahaya matahari. Keberadaan nutrien (unsur hara) yang
berlebihan dapat memicu terjadinya eutrofikasi perairan dan pertumbuhan
mikroalga dan tumbuhan air secara pesat, yang dapat mengganggu keseimbangan
ekosistem akuatik secara keseluruhan.
2.4.2. Indikator Pencemaran Air
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau tanda yang dapat diamati yang digolongkan menjadi :
a. Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat
kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, adanya perubahan warna, bau dan
rasa.
b. Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat
kimia yang terlarut, perubahan pH.
c. Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
mikroorganisme yang ada di dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.
Indikator yang umum diketahui pada pemeriksaan pencemaran air adalah pH
atau konsentrasi ion hidrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen), kebutuhan
oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand), serta kebutuhan oksigen kimiawi
(Chemical Oxygen Demand).
Universitas Sumatera Utara
1. pH atau konsentrasi ion hydrogen
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH sekitar
6,5 – 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH. Bila pH
di bawah normal, maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yang mempunyai
pH di atas normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan buangan industri akan
mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan biota akuatik.
Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai pH
antara 7 – 8,5 (Effendi, 2003).
2. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen)
Tanpa adanya oksigen terlarut, banyak mikroorganisme dalam air tidak dapat
hidup karena oksigen terlarut digunakan untuk proses degradasi senyawa organik
dalam air. Oksigen dapat dihasilkan dari atmosfer atau dari reaksi fotosintesa
alga. Oksigen yang dihasilkan dari reaksi fotosintesis alga tidak efisien, karena
oksigen yang terbentuk akan digunakan kembali oleh alga untuk proses
metabolisme pada saat tidak ada cahaya. Kelarutan oksigen dalam air tergantung
pada temperatur dan tekanan atmosfir (Warlina, 2004).
Kadar oksigen terlarut yang tinggi tidak menimbulkan pengaruh fisiologis bagi
manusia. Ikan dan organisme akuatik lain membutuhkan oksigen terlarut dalam
jumlah cukup banyak. Kebutuhan oksigen ini bervariasi antar organisme.
Keberadaan logam berat yang berlebihan di perairan akan mempengaruhi sistem
respirasi organisme akuatik, sehingga pada saat kadar oksigen terlarut rendah dan
Universitas Sumatera Utara
terdapat logam berat dengan konsentrasi tinggi, organisme akuatik menjadi lebih
menderita (Effendi, 2003).
3. Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand)
Dekomposisi bahan organik terdiri atas 2 tahap, yaitu terurainya bahan organik
menjadi anorganik dan bahan anorganik yang tidak stabil berubah menjadi bahan
anorganik yang stabil, misalnya ammonia mengalami oksidasi menjadi nitrit atau
nitrat (nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD, hanya dekomposisi tahap pertama
yang berperan, sedangkan oksidasi bahan organik (nitrifikasi) dianggap sebagai
zat pengganggu. Dengan demikian, BOD adalah banyaknya oksigen yang
dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan air untuk memecah
(mendegradasi) bahan buangan organik yang ada dalam air menjadi
karbondioksida dan air.
Jumlah mikroorganisme dalam air lingkungan tergantung pada tingkat kebersihan
air. Air yang bersih relatif mengandung mikroorganisme lebih sedikit dibanding
yang tercemar. Air yang telah tercemar oleh bahan buangan yang bersifat
antiseptik atau bersifat racun, seperti fenol, kreolin, deterjen, insektisida, dan
sebagainya, jumlah mikroorganismenya juga relatif sedikit (Effendi, 2003).
4. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand)
COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam
air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia, baik yang dapat didegradasi secara
biologis maupun yang sukar didegradasi. Jika pada perairan terdapat bahan
organik yang resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol,
Universitas Sumatera Utara
polisakarida, dan sebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD
daripada BOD (Effendi, 2003).
2.4.3. Sumber Pencemaran Air
Menurut (Mukono, 2006), terdapat beberapa sumber pencemaran air yaitu :
1.
Domestik (Rumah Tangga)
berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi, kakus, dan dapur.
2.
Industri
Polutan yang dihasilkan tergantung pada jenis industrinya. Jenis polutan yang
dapat mencemari air tergantung pada bahan baku, proses industri, bahan bakar,
dan sistem pengelolaan limbah cair yang digunakan oleh industri tersebut.
3. Pertanian dan Perkebunan
Polutan airnya dapat berupa :
a. Zat kimia, misalnya berasal dari penggunaan pupuk dan pestisida.
b. Mikrobiologi, misalnya virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak
dan cacing tambang di lokasi pertanian.
c. Zat radioaktif, berasal dari penggunaannya dalam proses pematangan buah,
mendapatkan bibit unggul, dan mempercepat pertumbuhan tanaman.
Polutan air dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a. Fisik
Pasir atau lumpur yang tercampur dalam limbah air.
Universitas Sumatera Utara
b. Kimia
Bahan pencemar yang berbahaya antara lain merkuri (Hg), kadmium (Cd),
timbal (Pb), pestisida dan jenis logam berat lainnya.
c. Mikrobiologi
Berbagai macam bakteri, virus, parasit, dan lain-lainnya. Misalnya, berasal
dari pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong, dan tempat pemerahan
susu sapi.
d. Radioaktif
Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN) dapat menimbulkan pencemaran air.
2.5. Pencemaran Logam Berat
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak terpisahkan dari benda-benda
yang berasal dari logam. Logam digunakan untuk membuat alat perlengkapan rumah
tangga, seperti sendok, garpu, pisau, dan berbagai jenis peralatan rumah tangga
lainnya (Widowati, Sastiono & Jusuf 2008). Menurut Palar (2008), logam berat masih
termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam
lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini
berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Dapat dikatakan bahwa
semua logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk
hidup. Sebagai contoh adalah merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), dan krom
(Cr).
Universitas Sumatera Utara
Polutan logam mencemari lingkungan, baik di lingkungan udara, air, dan
tanah yang berasal dari proses alami dan kegiatan industri. Proses alami antara lain
siklus alamiah sehingga bebatuan gunung berapi bisa memberikan kontribusi ke
lingkungan udara, air, dan tanah. Kegiatan manusia yang bisa menambah polutan
bagi lingkungan berupa kegiatan industri, pertambangan, pembakaran bahan bakar,
serta kegiatan domestik lain yang mampu meningkatkan kandungan logam di
lingkungan udara, air, dan tanah (Widowati, Sastiono & Jusuf, 2008).
2.5.1. Pencemaran Logam Berat pada Tanah
Tanah merupakan bagian dari siklus logam berat. Pembuangan limbah ke
tanah apabila melebihi kemampuan tanah dalam mencerna limbah akan
mengakibatkan pencemaran tanah. Jenis limbah yang berpotensi merusak lingkungan
hidup adalah limbah yang termasuk dalam Bahan Beracun Berbahaya (B3) yang di
dalamnya terdapat logam-logam berat. (Subowo dalam Widaningrum 2007)
menyatakan bahwa adanya logam berat dalam tanah pertanian dapat menurunkan
produktivitas dan kualitas hasil pertanian selain dapat membahayakan kesehatan
manusia melalui konsumsi pangan yang dihasilkan dari tanah yang tercemar logam
berat tersebut.
Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan
logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam
itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Menurut
Darmono (2001), interaksi logam berat dan lingkungan tanah dipengaruhi oleh tiga
faktor, yaitu : a) proses sorbsi atau desorbsi, b) difusi pencucian, dan c) degradasi.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Pencemaran Logam Berat pada Perairan
Banyak logam berat yang bersifat toksik maupun esensial terlarut dalam air
dan mencemari air tawar maupun air laut. Sumber pencemaran ini banyak berasal dari
pertambangan, peleburan logam dan jenis industri lainnya, dan juga dapat berasal dari
lahan pertanian yang menggunakan pupuk atau anti hama yang mengandung logam
(Darmono, 2001).
Di dalam air biasanya logam berikatan dalam senyawa kimia atau dalam
bentuk logam ion, bergantung pada kompartemen tempat logam tersebut berada.
Tingkat kandungan logam pada setiap kompartemen sangat bervariasi, tergantung
pada lokasi, jenis kompartemen dan tingkat pencemarannnya. Telah banyak
dilaporkan mengenai konsentrasi logam dalam air dan biota yang hidup di dalamnya.
Biasanya tingkat konsentrasi logam berat dalam air dibedakan menurut tingkat
pencemarannya, yaitu polusi berat, polusi sedang, dan non polusi. Suatu perairan
dengan tingkat polusi berat biasanya memiliki kandungan logam berat dalam air, dan
organisme yang hidup di dalamnya tinggi. Pada tingkat polusi sedang, kandungan
logam berat dalam air dan biota yang hidup di dalamnya berada dalam batas marjinal.
Sedangkan pada tingkat non polusi, kandungan logam berat dalam air dan organisme
yang hidup di dalamnya sangat rendah, bahkan tidak terdeteksi.Logam-logam berat
yang terlarut dalam badan perairan pada konsentrasi tertentu akan berubah fungsi
menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan. Pencemaran logam berat dapat
merusak lingkungan perairan dalam hal stabilitas, keanekaragaman dan kedewasaan
ekosistem. Dari aspek ekologis, kerusakan ekosistem perairan akibat pencemaran
Universitas Sumatera Utara
logam berat dapat ditentukan oleh faktor kadar dan kesinambungan zat pencemar
yang masuk dalam perairan, sifat toksisitas dan bioakumulasi. Pencemaran logam
berat dapat menyebabkan terjadinya perubahan struktur komunitas perairan, jaringan
makanan, tingkah laku, efek fisiologi, genetik dan resistensi
Keberadaan kadmium pada air irigasi menyebabkan sukar didegradasi oleh
mikroorganisme air sehingga kadmium masuk melalui jaringan tanaman.Kadmium
akan terlarut dan sebagian lagi meresap ke dalam tanah dan ada juga yang masuk ke
metabolisme tanaman dan akan terakumulasi pada semua jaringan.
2.5.3. Siklus Biogeokimia Logam Berat dalam Lingkungan Perairan
Untuk mengukur pencemaran logam berat dalam lingkungan perairan, baik
pengaruh jangka pendek maupun jangka panjang, maka perlu diketahui sifat dari
siklus biogeokimiawi logam berat tersebut. Siklus perputaran logam berat dalam air
dapat dipelajari dengan model konsep dari sistem kehidupan air yang terdiri dari
sejumlah kompartemen dan peragaan alur dari perpindahan logam tersebut.
Hart dan lake (dalam Darmono 2001) mengatakan bahwa ada 4 kompartemen yang
terlihat dalam siklus biogeokimiawi logam dalam air, yaitu sebagai berikut:
1. Kompartemen logam yang terlarut ialah ion logam bebas, kompleks, dan koloidal
ikatan senyawanya.
2. Kompartemen partikel abiotik, terdiri dari bahan kimia inorganik dan organik.
3. Kompartemen partikel biotik, terdiri dari fitoplankton dan bakteria di dalam laut
dengkal dan laut dalam, daerah pantai, serta muara sungai yang menempel pada
tanaman.
Universitas Sumatera Utara
4. Kompartemen sedimen di dasar air, merupakan kompartemen terbesar dari logam
berat pada setiap ekosistem air.
Untuk mengetahui proses perpindahan logam berat yang melibatkan transformasi
dan transpor dari kompartemen satu ke lainnya di dalam suatu lingkungan
perairan, perlu mempelajari hal sebagai berikut:
1. Bentuk fisika-kimia dari logam yang terdapat di dalam setiap kompartemen.
2. Proses yang menstimuli terjadinya transportasi logam dalam sistem tersebut.
3. Suatu proses perpindahan logam dalam suatu kompartemen ke kompartemen
lainnya.
4. Suatu kejadian logam berat berinteraksi dengan biota air.
Tabel 2.1. Bentuk Senyawa Logam Cd, Hg, Pb dan As dalam yang Diaerasi
Jenis Air
Air SungaiAlkalinitas
Air Sungai Alkalinitas
Logam
Air Laut
Rendah
Tinggi
Cd (II)
Cl Kompleks Kation Bebas
O3 Kompleks
Hg ( II )
Cl Kompleks Kation Bebas
OH Kompleks
Pb (II)
Cl,CO3, OH Kation Bebas
CL,CO3, OH Kompleks
Kompleks
AS (V)
HAsO4²ˉ
HAsO4ˉ
HAsO4²ˉ
Sumber: Turner dkk. ( 1981)
Sifat atau tingkah laku logam dalam lingkungan perairan sangat bergantung
dari karakterisasi logam yang bersangkutan atau lazim di sebut spesiasi logam.
Ikatan logam berat dalam suatu bentuk senyawa kimiawi di dalam air sangat berbeda
- beda tergantung pada jenis airnya.
Universitas Sumatera Utara
2.6. Kadmium (Cd)
2.6.1. Pengertian dan Sifat
Kadmium adalah suatu unsur alami di dalam kerak bumi.Biasanya ditemukan
sebagai mineral dikombinasikan dengan unsur-unsur lain seperti oksigen (kadmium
oksida-CdO), klor (kadmium klorida-CdCl2),atau belerang (kadmium sulfidaCdSO4) (ATSDR, 2007). Kadmium pertama kali ditemukan oleh Stromeyer pada
tahun 1817 dan ada dalam kandungan murni seng karbonat. Sebagian besar kadmium
terdapat pada kandungan Zn yang digunakan pada beberapa dan kadmium dapat
terlepas dari Zn bila di panaskan. Kadmium (Cd) adalah logam kebiruan yang lunak,
termasuk golongan II B tabel berkala 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 berturut-turut 765̊C dan 320,9˚C. Kadmiun (Cd)
merupakan racun bagi tubuh manusia. Waktu paruhnya 30 tahun dan terakumulasi
pada ginjal, sehingga ginjal mengalami disfungsi kadmium (Cd) yang terdapat dalam
tubuh manusia sebagian besar diperoleh melalui makanan dan tembakau, hanya
sejumlah kecil berasal dari air minum dan polusi udara.
Beberapa senyawa kadmium sebagai kadmium sulfide, karbonat dan
oksidanya bersifat tidak larut dalam air.Namun pada beberapa data menunjukkan
senyawa ini larut dalam cairan biologis pada gastrointestinal dan paru-paru. Beberapa
kadmium terdapat dalam mamalia, burung, dan ikan yang kemungkinan berikatan
dengan molekul protein (WHO, 1992).
Universitas Sumatera Utara
Pemasukan kadmium (Cd) melalui makanan adalah 10 – 40 μg/hari,
sedikitnya 50% diserap oleh tubuh. Rekomendasi pemasukan kadmium (Cd) menurut
gabungan FAO/WHO dengan batas toleransi tiap minggunya adalah 420 μg untuk
orang dewasa dengan berat badan 60 kg. Pemasukan kadmium (Cd) rata-rata pada
tubuh manusia ialah 10 – 20 % dari batas yang telah direkomendasikan.
Unsur kadmium (Cd) dapat mengurangi serapan ion-ion hara karena daya
afinitas yang tinggi dari logam berat tersebut pada kompleks pertukaran kation. Di
alam Cd bersenyawa dengan belerang (S) sebagai greennocckite (CdS) yang ditemui
bersamaan dengan senyawa spalerite (ZnS). Kadmium merupakan logam lunak
(ductile) berwarna putih perak dan mudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas
amonia (NH3). Di perairan, kadmium (Cd) akan mengendap karena senyawa
sulfitnya sukar larut.
Kadmium (Cd) dari hasil sampingan peleburan dan refining bijih Zn rata-rata
memiliki kadar kadmium (Cd) sebesar 0,2 – 0,3%. Sumber lain adalah dari
penggunaan sisa lumpur kotor sebagai pupuk tanaman yang kemudian terbawa oleh
aliran angin dan air.
Karakteristik kadmium (Cd) yang lainnya adalah bila dimasukkan ke dalam
larutan yang mengandung ion OH-, ion-ion Cd2+ akan mengalami pengendapan.
Endapan yang terbentuk biasanya dalam bentuk senyawa terhidratasi yang berwarna
putih. Bila logam kadmium (Cd) digabungkan dengan senyawa karbonat, fosfat,
arsenat dan oksalat-ferro sianat maka akan terbentuk senyawa berwarna kuning
(Palar,2008).
Universitas Sumatera Utara
Adapun sifat fisik dan sifat kimia kadmium (Cd), yaitu :
1) Sifat Fisik
a. Logam berwarna putih keperakan
b. Mengkilat
c. Lunak/Mudah ditempa dan ditarik
d. Titik lebur rendah
e. Akan kehilangan kilapnya jika berada dalam udara yang basah atau lembab
dan akan mengalami kerusakan bila terkena uap amonia dan sulfur hidroksida
2) Sifat Kimia
a. Cd tidak larut dalam basa
b. Larut dalam H2SO4 encer dan HCl encer Cd
c. Cd tidak menunjukkan sifat amfoter
d. Bereaksi dengan halogen dan nonlogam seperti S, Se, P
e. Cd adalah logam yang cukup aktif
f. Dalam udara terbuka, jika dipanaskan akan membentuk asap coklat CdO
g. Memiliki ketahanan korosi yang tinggi
h. CdI2 larut dalam alkohol
2.6.2. Sumber Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) yang terdapat di dalam lingkungan pada kadar yang rendah
berasal dari kegiatan penambangan seng (Zn), timah (Pb), dan kobalt (Co) serta
kuprum (Cu). Sementara dalam kadar tinggi, kadmium (Cd) berasal dari emisi
Universitas Sumatera Utara
industri, antara lain dari hasil sampingan penambangan, peleburan seng (Zn), dan
timbal (Pb).
Sumber pencemaran dan paparan kadmium (Cd) berasal dari polusi udara,
keramik berglazur, rokok, air sumur, makanan yang tumbuh di daerah pertanian yang
tercemar kadmium (Cd), fungisida, pupuk, serta cat. Paparan dan toksisitas kadmium
(Cd) berasal dari rokok, tembakau, pipa rokok yang mengandung kadmium (Cd),
perokok pasif, plastik berlapis kadmium (Cd), serta air minum (Widowati, Sastiono &
Jusuf, 2008).
Dalam lingkungan,menurut Clark (1986) sumber kadmium (Cd) 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 air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.
4) Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 % Cd
sebagai bahan ikutan (impurity); semua Cd ini akan masuk ke perairan melalui
proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.
5) Pupuk fosfat dan endapan sampah
2.6.3. Kegunaan Kadmium (Cd)
Ratusan mikogram logam kadmium dimungkinkan dapat diukur dalam jumlah
kecil dari ginjal, limbah lumpur dan plastik tetapi hanya beberapa nanogram (atau
lebih) logam kadmium dapat ditentukan dalam sampel air dan udara. Berbagai tehnik
dibutuhkan untuk mengumpulkan, mempersiapkan, dan menganalisis sampel. Secara
umum tehnik yang sesuai untuk menentukan kadmium di lingkungan dan material
Universitas Sumatera Utara
biologi tidak dapat dipisahkan antar senyawa yang berbeda. Dengan tehnik
pemisahan yang khusus, kadmium dalam protein dapat diisolasi dan diidentifikasi.
Berbagai studi konsentrasi atau sejumlah kadmium dalam air, udara, tanah, tumbuhtumbuhan dan lingkungan lainnya atau material biologi dapat ditentukan sebagai
elemen (WHO, 1992).
Logam ini telah digunakan semenjak tahun 1950. Prinsip dasar dalam
penggunaan kadmium adalah sebagai bahan pewarna dalam industri plastik dan pada
electroplating. Namun sebagian dari substansi logam kadmium ini juga digunakan
untuk solder dan alloy-alloynya digunakan pada baterai. Penggunaan kadmium dan
persenyawaannya seperti Cd-Sulfat (CdSO4) dan Cd-bromida (CdBr) juga digunakan
dalam industri pencelupan, fotografi, dan lain-lain (Palar, 2004).
Kadmium (Cd) merupakan logam yang sangat penting dan banyak
kegunaannya, khususnya untuk electroplating (pelapisan elektrik) serta galvanisasi
karena kadmium (Cd) memiliki keistimewaan non korosif. Kadmium (Cd) banyak
digunakan dalam pembuatan alloy, pigmen warna pada cat, keramik, plastik,
stabilizer plastik, katode untuk Ni-Cd pada baterai, bahan fotografi, pembuatan
tabung TV, karet, sabun, kembang api, percetakan tekstil, dan pigmen untuk gelas
dan email gigi (Widowati, Sastiono & Jusuf, 2008).
Pemanfaatan kadmium (Cd) dan persenyawaannya meliputi:
a.
Senyawa CdS dan CdSeS yang banyak digunakan sebagai zat warna.
b.
Senyawa Cd sulfat (CdSO 4 ) yang digunakan dalam industri baterai yang
berfungsi sebagai pembuatan sel wseton karena memiliki potensial voltase stabil.
c.
Senyawa Cd-bromida dan Cd-ionida yang digunakan untuk fotografi.
Universitas Sumatera Utara
d.
Senyawa dietil-Cd yang digunakan pembuatan tetraetil-Pb.
e.
Senyawa Cd-stearat untuk perindustrian polivinilkorida sebagai bahan untuk
stabilizer.
Kadmium (Cd) dalam konsentrasi rendah banyak digunakan dalam industri
pada proses pengolahan roti, pengolahan ikan, pengolahan minuman serta industri
tekstil.
2.6.4. Kadmium dalam Lingkungan
Logam kadmium dan dan bermacam-macam bentuk persenyawaannya dapat
masuk ke lingkungan, terutama sekali merupakan efek sampingan dari aktivitas yang
dilakukan manusia. Semua bidang industri yang melibatkan kadmium dalam proses
operasional industrinya menjadi sumber pencemaran kadmium. Konsentrasi kadmium
dalam air buangan berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh Klein
pada tahun 1974 (Palar, 2008) adalah sebagai berikut tabel 2.3:
Tabel 2.2. Kandungan Kadmium dalam Berbagai Jenis Air Buangan
Jenis Industri
Pengolahan Roti
Pengolahan Ikan
Makanan Lain
Makanan Ringan
Pencelupan tekstil
Bahan Kimia
Pengolahan Lemak
Bakery
Minuman
Es Cream
Pengolahan dan pencelupan binatang
Laundry
Sumber : Palar, 2008
Konsentrasi Cd(µ/l)
11
14
6
3
30
27
6
2
5
31
115
134
Universitas Sumatera Utara
Logam kadmium juga mengalami biotransformasi dan bioakumulasi dalam
organisme hidup (tumbuhan, hewan, manusia). Logam ini dapat masuk ke dalam
tubuh manusia bersama makanan yang telah terkontaminasi oleh kadmium. Dalam
biota air jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan dengan
adanya proses biomagnifikasi di badan perairan. Di samping itu, tingkatan biota
dalam sistem rantai makanan turut menentukan jumlah kadmium yang terakumulasi.
Pada biota yang lebih tinggi stratanya akan ditemukan akumulasi kadmium yang
lebih tinggi, sedangkan pada biota top level merupakan tempat akumulasi paling
besar. Bila jumlah kadmium yang masuk telah melebihi baku mutu maka biota dari
suatu level atau strata tersebut akan mengalami kematian atau kepunahan. Keadaan
inilah yang menjadi penyebab kehancuran suatu tatanan sistem lingkungan
(ekosistem) karena salah satu mata rantainya telah hilang (Connel & Miller,2001).
Kadmium (Cd), Timbal (Pb), dan Merkuri (Hg) serta logam berat lainnya
bersifat bioakumulatif, biomagnifikasi (Biological Magnification), toksik dan
karsinogenik; sehingga pajanan (exposure) logam berat di lingkungan dapat
terakumulasi pada jaringan tubuh mahkluk hidup yang berada di lingkungan tersebut,
sehingga apabila mencapai konsentrasi toksik dapat meracuni semua komponen
biotik (hewan,tumbuhan, maupun manusia) dan melalui rantai makanan terjadi
pelipatgandaan kandungan bahan pencemar oleh organisme pada struktur topik yang
lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Polutan logam kadmium mencemari lingkungan, baik lingkungan udara, air,
dan tanah yang berasal dari proses alami dan kegiatan industri. Perjalanan logam
kadmium sampai ke tubuh manusia dapat di gambarkan sebagai berikut (Gambar 2.1)
Batuan, Gunung Berapi
Industri
Limbah
Logam
Darat
Pertanian, Perternakan
Fitoplankton
Zooplankton
Bentos
Laut
Sungai
Air
Minum
Pangan
Tanaman,Hewan
Udara
Kolam
Ikan
Manusia
Gambar 2.1. Perjalanan Logam Sampai ke Tubuh Manusia
Sumber : Widowati, Sastiono, & Jusuf (2008)
2.6.5. Akumulasi Kadmium pada Tanaman
Distribusi kadmium pada tumbuhan mempunyai karakter yang stabil dan tidak
tergantung pada konsentrasi dalam tanah. Bagian tumbuhan yang mengakumulasi
kadmium paling besar yaitu pada akar, sedangkan pada organ vegetatife dan
Universitas Sumatera Utara
reproduksi
jumlahnya
jauh
lebih
sedikit.
Alasan
mengapa
akar
mampu
mengakumulasi kadmium paling tinggi, karena kadmium disimpan dalam vakuola
sel-sel akar, sehingga menggurangi toksisitas, dan ini merupakan respon alami
tumbuhan terhadap zat toksik (Marthini, 2005).
Setiap tanaman memiliki perbedaan sensitivitas terhadap logam berat dan
setiap
tanaman
juga
memperlihatkan
kemampuan
yang
berbeda
dalam
mengakumulasi logam berat (Alloway dalam darmono, 2001).
Melalui rantai makanan akan terjadi pemindahan dan peningkatan kadar
logam berat pada tingkat trofik (pemangsa) yang lebih tinggi. Manusia sebagai
konsumen hasil tanaman, baik jenis biji-bijian (misalnya beras,jagung), daun
(misalnya bayam, kangkung), maupun umbi (misalnya ketela, ubi), dapat
terkontaminasi logam berat melalui rantai makanan ini. Di dalam tubuh, logam berat
akan terakumulasi, sehingga kadarnya akan jauh lebih tinggi dari kadar logam berat
tersebut pada sumbernya.
Bila tanaman hidup pada tanah yang tercemar oleh logam berat walaupun
kadarnya rendah, tetapi dapat terakumulasi dalam sistem jaringan tanaman, karena
tanaman mempunyai kemampuan menyerap unsur mineral termasuk logam berat.
Selain dari tanah, tanaman juga dapat terkontaminasi logam berat dari udara dan
diserap melalui daun.
Menurut Priyanto dan Prayitno (2007), mekanisme penyerapan dan akumulasi
kadmium
oleh
tanaman
dapat
dibagi
menjadi
tiga
proses
yang
saling
berkesinambungan, sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Penyerapan oleh akar
Tanaman dapat menyerap kadmium, maka kadmium harus dibawa ke dalam
larutan di sekitar akar (rizosfer) dengan beberapa cara bergantung pada spesies
tanaman. Senyawa-senyawa yang larut dalam air biasanya diambil oleh akar bersama
air, sedangkan senyawa-senyawa hidrofobik diserap oleh permukaan akar.
2. Translokasi kadmium dari akar ke bagian tanaman lain.
Setelah kadmium menembus endodermis akar, kadmium atau senyawa asing
lain mengikuti aliran transpirasi ke bagian atas tanaman melalui jaringan pengangkut
(xilem dan floem) ke bagian tanaman lainnya.
3. Lokalisasi kadmium pada sel dan jaringan.
Hal ini bertujuan untuk menjaga agar kadmium tidak menghambat
metabolisme tanaman. Sebagai upaya untuk mencegah peracunan kadmium tanaman
mempunyai mekanisme detoksifikasi, misalnya dengan menimbun logam di dalam
organ tertentu seperti akar.
Logam berat Cd digolongkan ke dalam logam berat non-esensial yang sangat
potensil sebagai polutan adalah kadmium yang telah terakumulasi di dalam tanah dan
sedimen. Walaupun kadmium adalah unsur non-esensial terhadap tumbuh tumbuhan,
unsur ini dengan mudah diabsorpsi dan diakumulasi oleh berbagai tanaman.
Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena
elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium (Cd) dalam tubuh
terakumulasi dalam ginjal dan hati terutama terikat sebagai metalothionein.
Metalothionein mengandung asam amino sistein, dengan Cd terikat dengan gugus
Universitas Sumatera Utara
sulfhidril (-SH) dalam enzim karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil dari
protein dan purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas Cd disebabkan oleh
interaksi antara Cd dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap
aktivitas kerja enzim (Darmono, 1995).
Soepardi (1983) dalam Barchia, (2009) menyatakan kisaran kadmium sebagai
pencemar dalam tanah adalah 0,1-7 ppm dan kisaran kadmium dalam tanaman adalah
0,2-0,8 ppm. Sedangkan menurut Rosmarkam dan Yuwono (2002), kandungan
kadmium dalam tanah dengan kriteria sangat tinggi >100, kriteria tinggi 50-100,
kriteria sedang 30-50, kriteria rendah 5-30, dan kriteria sangat rendah <5 ppm.
Masuknya kadmium kedalam sistem metabolisme manusia dan hewan dapat secara
langsung maupun tidak langsung. Masuknya kadmium secara langsung terjadi
bersama air minum, bersama dengan udara yang dihirup. Masuknya kadmium secara
tidak langsung terjadi bersama dengan bahan makan dimakan. Kadmium masuk
tubuh manusia dengan perantaraan tumbuhan yang menyerap kadmium dan
memasukkannya dalam jaringan yang dimakan manusia. Masuknya kadmium dalam
jumlah yang membahayakan lewat rantai makanan pendek tanaman ke manusia
disebut pencemaran dakhil (internal pollution) (Notohadiprawiro, 2006).
Sumber pencemaran logam berat pada tanaman, yaitu ( Verloo, 1993):
1. Air
Air yang tercemar logam akan diserap oleh akar tanaman bersama dengan nutrisi
lainnya dan ditimbun oleh jaringan.
Universitas Sumatera Utara
2. Tanah
Pencemaran logam berat pada tanah daratan sangat erat hubungannya dengan
pencemaran udara dan air.
3. Pupuk
Pupuk TSP mengandung unsur fosfor (P) dan unsur logam berat lainnya, seperti
kadmium (Cd) dan hampir seluruhnya larut dalam air sehingga dapat segera
diserap oleh tanaman ( Rinsema, 1983).
Penyebab utama logam berat menjadi bahan pencemar berbahaya dalah sifat
logam berat yang tidak dapat dihancurkan ( non degradabl ) oleh organisme hidup
yang ada di lingkungan sekitarnya. Akibatnya, logam-logam tersebut akan
terakumulasi dan mengendap membentuk senyawa kompleks bersama bahan-bahan
organik dan dan anorganik ( Dahuri, 1996).
Smith (1981) menyebutkan bahwa sejumlah besar logam berat dapat
terasosiasi dengan tumbuhan tinggi. Diantaranya ada yang dibutuhkan sebagai unsur
mikro (Fe, Mn dan Zn) dan logam berat lainnya yang belum diketahui fungsinya
dalam metabolisme tumbuhan (Pb, Cd dan Ti). Lebih lanjut Smith (1981)
menyatakan bahwa semua logam berat berpotensi mencemari tumbuhan dan gejala
akibat pencemaran logam berat, yakni: klorosis dan nekrosis pada ujung dan sisi daun
serta busuk daun yang lebih awal, akan tetapi menurut Kuperman dan Carreiro (1997)
kontaminasi logam berat dalam tanah akan merugikan dan mempengaruhi aktivitas
dan jumlah mikroorganisme, sehingga mempengaruhi proses penguraian dan
perputaran zat makanan bagi tumbuhan. Kozlowski et al. (1991) menyatakan bahwa
Universitas Sumatera Utara
pencemaran udara terhadap tanaman dapat mempengaruhi: pertumbuhan, yaitu
dengan mengurangi pertumbuhan kambium, akar dan bagian reproduktif.
Kadmium masuk ke dalam jaringan tanaman dari air dan tanah yang
diabsorpsi melalui akar yang kemudian ditimbun dalam daun, sedangkan kadmium
dari udara tertahan pada permukaan daun, yang jumlahnya cukup besar pada daun
yang permukaannya kasar ataupun daun yang berbulu.
Jumlah kadmium dalam jaringan tanaman sangat bervariasi, bergantung pada
spesies tanaman. Kadmium yang diserap dari dalam tanah, yang kemudian tertimbun
di dalam biji jumlahnya lebih besar daripada dalam daun.
2.6.6. Jalur Pemajanan Kadmium
1. Inhalasi
Paparan melalui inhalasi terutama terjadi di tempat kerja. Senyawa kadmium
yang terhirup sebagai partikel baik sebagai asap dengan ukuran sangat kecil atau
sebagai debu. Setelah paparan inhalasi, penyerapan senyawa kadmium sangat
bervariasi dan tergantung ukuran partikel dan kelarutan kadmium tersebut. Besar
partikel, debu (> 10 um diameter) cendrung masuk dan menembus ke dalam alveoli.
Sementara senyawa kadmium terlarut (CdCl2 dan CdSO4) dapat mengalami
penyerapan terbatas disbanding dengan partikel. Hanya sekitar 5% dari partikel 10
μm akan disimpan dalam alveoli dan akan diserap. Ukuran partikel merupakan
penentu utama penyebab kadmium dalam paru-paru. (ATSDR, 2010) pada manusia ,
10-30% debu kadmium akan diserap, 25-50% akan diserap melalui asap rokok.
Kadmium akan masuk melalui saluran pernapasan, kemudian diendapkan pada
Universitas Sumatera Utara
mukosa nasofaring, trakea, bronkus kemudian akan masuk lagi ke alveoli dan alveoli
akan diserap oleh darah (Widiowati, 2008).
2. Oral
Penyerapan kadmium melalui makanan pada asupan makan dan status zat besi
dalam tubuh. Di Eropa dan Amerika penyerapan kadmium secara oral rata-rata 1,2-25
ug/hari. Penyerapan kadmium dari saluran pencernaan biasanya sekitar 5%.
Penyerapan dipengaruhi faktor yaitu :
a. Umur
Pada dewasa 2 kali lebih cepat dari anak-anak. Sebagai racun kumulatif,
kadmium meningkatkan beban tubuh.
b. Jenis Kelamin
Perempuan memiliki kandungan kadmium lebih tinggi dari laki-laki.
c. Merokok
Perokok memiliki kadar kadmium lebih tinggi dari bukan perokok karena:
- Rokok berisi 2,0 mg kadmium, 2-10% dari yang ditransfer asap utama
- Kadmium asap rokok utama , hampir 50% diserap paru-paru ke sirkulasi
sistemik selama merokok aktif.
- Perokok biasanya memiliki darah kadmium dan beban tubuh lebih dari dua
kali lipat yang tidak merokok
d. Status Gizi
Status gizi lebih rendah lebih mudah terpapar setelah pemaparan oral cadmium
Universitas Sumatera Utara
3. Kulit
Penyerapan kadmium melalui kulit sangat rendah sekitar 0.5%. kontak dengan
kulit akan semakin parah bila terpapar selama beberapa jam atau lebih (ATSDR)
2.6.7. Waktu Paruh dalam Tubuh
Kadmium memiliki banyak efek diantaranya kerusakan ginjal dan karsiogenik
pada hewan yang menyebabkan tumor pada testis. Akumulasi logam kadmium dalam
ginjal membentuk komplek dengan protein. Waktu paruh dari kadmium dalam
lingkungan adalah 10-30 tahun sedangkan waktu paruh kadmium dalam tubuh 7-30
tahun dan menembus ginjal terutama setelah terjadi kerusakan. Kadmium bisa juga
menyebabkan kekacauan pada metabolisme kalsium yang pada akhirnya mengalami
kekurangan kalsium pada tubuh dan menyebabkan penyakit osteomalacia (rasa sakit
pada persendian tulang belakang, tulang kaki) dan bittlebones (kerusakan tulang)
(Widowati,2008)
2.6.8. Efek Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) menjadi populer sebagai logam berat yang berbahaya setelah
timbulnya pencemaran sungai di wilayah Toyama Jepang yang menyebabkan
keracunan pada manusia. Pencemaran kadmium pada air minum di Jepang
menyebabkan penyakit “itai-itai”. Gejalanya ditandai dengan ketidaknormalan tulang
dan beberapa organ tubuh menjadi mati. Keracunan kronis yang disebabkan oleh
kadmium (Cd) adalah kerusakan sistem fisiologis tubuh seperti pada pernapasan,
sirkulasi darah, penciuman, serta merusak kelenjar reproduksi, ginjal, jantung dan
kerapuhan tulang (Palar, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Kadmium (Cd) merupakan logam berat yang sangat berbahaya karena tidak
dapat dihancurkan oleh organisme hidup dan dapat terakumulasi ke lingkungan,
membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik secara adsorbsi
dan kombinasi (Rochyatun dan Rozak, 2007).
Dijelaskan oleh Zhou et al., (2008) bahwa aktivitas manusia (antropogenik)
merupakan penyebab utama kontaminasi logam berat kadmium (Cd) pada lingkungan
perairan dan menyebabkan gangguan pada sistem biologis karena dapat terakumulasi
dengan mudah dalam sedimen maupun organisme.
Kadmium (Cd) tidak diketahui memiliki fungsi biologis di dalam sel tetapi
memiliki sifat reaktif yang sangat tinggi dan dapat menginaktifkan berbagai macam
aktivitas enzim yang diperlukan oleh sel. Setelah diabsorbsi, logam berat kadmium
(Cd) akan terakumulasi di dalam organ target yang utamanya adalah ginjal kemudian
menimbulkan toksisitas (Rico et al., 2007).
a. Efek Kadmium (Cd) terhadap Tumbuhan dan Hewan
Kadmium (Cd) aliran limbah dari industri terutama berakhir di tanah dan
badan air. Hal ini dapat berasal dari produksi misalnya seng, implikasi bijih fosfat
dan pupuk. Kadmium (Cd) juga terdapat di udara melalui pembakaran sampah rumah
tangga dan pembakaran bahan bakar fosil. Sumber lain yang penting dari emisi
kadmium (Cd) adalah produksi pupuk fosfat buatan. Bagian dari kadmium (Cd) yang
berakhir di tanah setelah pupuk diterapkan pada lahan pertanian dan sisanya dari
kadmium (Cd) yang berakhir di permukaan air ketika limbah dari produksi pupuk
dibuang oleh perusahaan produksi. Kadmium (Cd) dapat diangkut melalui jarak yang
Universitas Sumatera Utara
jauh ketika diserap oleh lumpur. Lumpur ini kaya kadmium (Cd) yang dapat
mencemari air permukaan maupun tanah.
Adanya Kadmium di dalam tanah yang tinggi akan menyebabkan
kemungkinan terserap tanaman melebihi ambang batas yang ditentukan.Sedangkan
nilai kritis tanaman terhadap logam berat Kadmium yaitu 5-10 mg Cd/kg, pada
hewan 0,5-1 mg Cd/kg, sedang pada tanah sebesar 3 mg Cd/kg sehingga apabila
kandungan Kadmium baik pada tanaman, hewan,ataupun tanah melebihi nilai kritis
tersebut, maka Kadmium akan terakumulasi (Mengel and Kirby, 1987).
Kadmium (Cd) dapat terserap untuk bahan organik dalam tanah. Ketika
kadmium (Cd) hadir di tanah itu bisa sangat berbahaya, karena serapan melalui
makanan akan meningkat. Tanah yang diasamkan meningkatkan serapan kadmium
(Cd) oleh tanaman. Hal ini merupakan potensi bahaya binatang yang tergantung pada
tanaman untuk bertahan hidup. Kadmium (Cd) dapat terakumulasi dalam tubuh
binatang tersebut, terutama ketika makan beberapa tanaman. Sapi mungkin memiliki
jumlah besar kadmium (Cd) dalam ginjalnya karena ini. Cacing tanah dan organisme
tanah penting lainnya sangat rentan untuk keracunan kadmium (Cd). Cacing bisa mati
pada konsentrasi sangat rendah dan memiliki konsekuensi bagi struktur tanah. Ketika
konsentrasi kadmium (Cd) di tanah tinggi mereka dapat mempengaruhi proses
mikroorganisme tanah dan ancaman ekosistem seluruh tanah (Khan, 2008).
Dalam ekosistem air kadmium (Cd) dapat terakumulasi dalam remis, tiram,
udang, lobster dan ikan. Kerentanan terhadap kadmium (Cd) dapat sangat bervariasi
antara organisme perairan. Organisme air laut dikenal lebih tahan terhadap keracunan
Universitas Sumatera Utara
kadmium daripada organisme air tawar. Hewan yang makan atau minum kadmium
(Cd) kadang-kadang mendapatkan tekanan darah tinggi, penyakit hati dan saraf atau
kerusakan otak.
b. Efek Kadmium (Cd) terhadap Kesehatan Manusia
Menurut Darmono (2001), efek kadmium (Cd) terhadap kesehatan manusia
dapat bersifat akut dan kronis. Kasus keracunan akut kadmium (Cd) kebanyakan
melalui saluran pernapasan, misalnya menghisap debu dan asap kadmium (Cd)
terutama kadmium oksida (CdO). Gejala yang timbul berupa gangguan saluran
pernapasan, mual, muntah, kepala pusing dan sakit pinggang.
Logam berat Cd, Pb, dan Hg membahayakan kesehatan melalui rantai
makanan.Hewan dengan mudah menyerap kadmium, timbal, dan merkuri dari
makananan dan terakumulasi dalam jaringan ginjal, hati, dan alat-alat reproduksi
(Withghot and Brennan 2007, Plaa 2007, Kosnett 2007). Logam berat Cd, Pb, dan Hg
diabsorbsi dalam bentuk ion-ion Cd, Pb, dan Hg terlarut ( Katzung 2007, Wisnu dan
Ati 2001).
Adapun sifat karsinogenik menyebabkan logam ini berpotensi menimbulkan
kanker pada berbagai organ mahkluk hidup.Polutan Cd, Pb, dan Hg dapat mencemari
lingkungan perairan,udara maupun tanah, namun kontaminan tersebut pada akhirnya
berujung di air, maka lingkungan air menjadi perhatian tertinggi dalam monitoring
lingkungan. Di perairan sungai Cd,Pb, dan Hg dapat terakumulasi di sedimen,di air,
maupun pada biota sungai (Withghot and Brennan 2007, Argawala 2006, Soemirat
2005, Wardhana 2004).
Universitas Sumatera Utara
Keracunan kronis terjadi bila memakan kadmium (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 gejala
proteinuria atau protein yang terdapat dalam urin, juga suatu keadaan sakit
dimana terdapat kandungan glukosa dalam air seni yang dapat berakibat kencing
manis atau diabetes yang dikenal dengan glikosuria, dan aminoasidiuria atau
kandungan asam amino dalam urine disertai dengan penurunan laju filtrasi
(penyaringan) glumerolus ginjal.
b.
Kadmium (Cd) kronis juga menyebabkan gangguan kardiovaskuler yaitu
kegagalan sirkulasi yang ditandai dengan penurunan tekanan darah maupun
tekanan darah yang meningkat (hipertensi). Hal tersebut terjadi karena tingginya
aktifitas jaringan ginjal terhadap kadmium (Cd). Gejala hipertensi ini tidak selalu
dijumpai pada kasus keracunan kadmium (Cd) kronis.
c.
Kadmium (Cd) dapat menyebabkan keadaan melunaknya tulang yang umumnya
diakibatkan kurangnya vitamin B yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan
daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal yang dikenal
dengan nama osteomalasea atau penyakit Itai-itai . Kekurangan kalsium dapat
menyebabkan osteoporosis sehingga orang tidak dapat berdiri dengan tegak
tetapi membungkuk.
Efek kronis terjadi dalam selang waktu yang sangat panjang. Peristiwa ini
terjadi karena kadmium (Cd) yang masuk ke dalam tubuh dalam jumlah yang kecil
sehingga dapat ditolerir oleh tubuh. Efek akan muncul saat daya racun yang dibawa
Universitas Sumatera Utara
kadmium (Cd) tidak dapat lagi ditolerir tubuh karena adanya akumulasi kadmium
(Cd) dalam tubuh. Efek kronis dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok (Palar,
2008), yaitu:
a) Efek Kadmium (Cd) terhadap Ginjal
Ginjal merupakan organ utama dari dari sistem urinaria hewan tingkat tinggi
dan manusia. Pada organ ini terjadi peristiwa akumulasi dari bermacam-macam bahan
termasuk logam kadmium (Cd). Kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan
bahkan kerusakan pada sistem kerja ginjal terutama ekskresi protein. Kerusakan ini
dapat dideteksi dari tingkat atau kandungan protein yang terdapat dalam urin.
Petunjuk lain berupa adanya asam amino dan glukosa dalam urin, ketidaknormalan
kandungan asam urat serta kalsium (Ca) dan posfor (P) dalam urin.
b) Efek Kadmium (Cd) terhadap Paru-paru
Keracunan yang disebabkan oleh kadmium (Cd) lebih tinggi bila terinhalasi
melalui saluran pernapasan daripada saluran pencernaan. Efek kronis kadmium (Cd)
akan muncul setelah 20 tahun terpapar kadmium (Cd). Akan muncul pembengkakan
paru-paru (pulmonary emphysema) dengan gejala awal gangguan saluran napas,
mual, muntah dan kepala pusing.
c) Efek Kadmium (Cd) terhadap Tulang
Serangan yang paling hebat karena kadmium (Cd) adalah kerapuhan tulang.
Efek ini telah menggoncangkan dunia internasional sehingga setiap orang dilanda
rasa takut terhadap pencemaran. Efek ini timbul akibat kekurangan kalsium dalam
makanan yang tercemar kadmium (Cd), sehingga fungsi kalsium darah digantikan
Universitas Sumatera Utara
oleh logam kadmium (Cd) yang ada. Pada akhirnya kerapuhan pada tulang-tulang
penderita yang dinamakan itai-itai disease.
d) Efek Kadmium (Cd) Terhadap Darah dan Jantung
Efek kronis kadmium (Cd) dapat pula menimbulkan anemia karena CdO.
Penyakit ini karena adanya hubungan antara kandungan kadmium (Cd) yang tinggi
dalam darah dengan rendahnya hemoglobin.
e) Efek Kadmium (Cd) Terhadap Sistem Reproduksi
Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi sistem
reproduksi dan organ-organnya. Pada konsentrasi tertentu kadmium (Cd) dapat
mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat
terpapar uap logam kadmium (Cd) dapat mengakibatkan impotensi. Impotensi yang
terjadi dapat dibuktikan dengan rendahnya kadar testoteron dalam darah.
2.6.9. Kadmium dalam Tubuh
2.6.9.1. Penyerapan (Absorpsi) Kadmium
Menurut Widowati, Sastiono & Jusuf, (2008), kadmium (Cd) dapat masuk ke
dalam tubuh hewan atau manusia melalui berbagai cara, yaitu:
a. Dari udara yang tercemar, misalnya asap rokok dan asap pembakaran batu bara
b. Melalui wadah/tempat berlapis kadmium yang digunakan untuk tempat makanan
atau minuman
c. Melalui kontaminasi perairan dan hasil perairan yang tercemar kadmium (Cd)
d. Melalui rantai makanan
Universitas Sumatera Utara
e. Melalui konsumsi daging yang diberi obat anthelminthes yang mengandung
kadmium (Cd).
Absorpsi Kadmium dalam saluran pencernaan meliputi 2 tahap yaitu:
a. Penyerapan kadmium dari lumen usus melewati membran brush border ke dalam
sel mukosa.
b. Transpor kadmium ke dalam aliran darah dan deposisi dalam jaringan terutama di
deposit di hati dan ginjal. Seperti halnya Zn kadmium memiliki afinitas yang
tinggi pada testis sehingga konsentrasi pada jaringan testis jauh lebih tinggi pada
jaringan lain.
2.6.9.2. Distribusi Kadmium
Setelah kadmium memasuki darah kemudian didistribusikan dengan cepat ke
seluruh tubuh. Pengikatan kadmium dalam jaringan bisa menyebabkan lebih
tingginya konsentrasi kadmium dalam jaringan tersebut.Ikatan kovalen bersifat
nonreversible dan akan memberikan efek toksik, sedangkan ikatan non kovalen
bersifat reversible. Ikatan non kovalen terdiri dari :
a. Protein plasma yang bisa mengikat senyawa asing (kadmium) sehingga sulit untuk
didistribusikan ke ruang ekstravaskular.
b. Hepar dan ginjal memiliki kapasitas yang lebih tinggi untuk mengikat kadmium.
Pengikatan kadmium bisa meningkatkan konsentrasinya dalam organ.
Kadmium memiliki afinitas yang kuat terhadap hepar dan ginjal. Pada
umumnya sekitar 50-75% dari beban kadmium dalam tubuh terdapat pada kedua
organ tersebut (Widowati,Sastiono, & Jususf,2008).
Universitas Sumatera Utara
2.6.9.3. Bio Transformasi (Metabolisme) Kadmium dalam Tubuh
Metabolisme atau proses fisiologis tubuh, dikenal dengan juga dengan
transformasi biologis (Bio-transformasi). Metabolisme merupakan suatu proses atau
peristiwa kinerja yang terjadi dalam tubuh setiap organisme hidup. Metabolisme atau
bio- transformasi dari bahan-bahan beracun merupakan faktor penentu utama
terhadap daya racun dari zat terkait. Melalui proses bio-transformasi ini, bahan-bahan
beracun seperti kadmium yang masuk dalam tubuh akan mengalami peningkatan
daya racun yang dimilikinya. Karena dalam peristiwa ini, setiap zat atau mineral yang
masuk akan diolah dan diubah menjadi bentuk-bentuk yang lebih sederhana.
Proses perubahan bentuk yang merupakan rangkaian peristiwa kimiawi, suatu
bahan beracun dapat saja berikatan dengan bahan beracun lain yang akan
meningkatkan daya racunnnya yang sudah ada dan atau sebaliknya, berikatan dengan
bahan beracun lain yang antagonis sehingga menurunkan dan bahkan menetralkan
daya racun yang semula ada (Palar,2004).
Kadmium ditransportasikan dalam darah yang berikatan dengan sel darah
merah dan protein berat molekul tinggi dalam plasma, khususnya oleh albumin.
Sejumlah kecil Cd dalam darah mungkin ditransportasikan oleh metalotionin.
Absorpsi Cd melalui gastrointestinal lebih rendah dibandingkan absorpsi melalui
respirasi, yaitu sekitar 5-8 %.
Kadmium yang ditransportasikan dalam darah berikatan dengan protein yang
memiliki berat molekul rendah yaitu metalotionin (MT) yang memiliki berat molekul
6.000, banyak mengandung sulfhidril dan dapat mengikat 11 % Cd dan Zn. Dalam
Universitas Sumatera Utara
isolat MT yang berasal dari ginjal, ditemukan Zn sebesar 2.2 % dan Cd 5,9 %.
Metalotionin memiliki daya ikat yang sama terhadap beberapa jenis logam berat
sehingga kandungan logam berat bebas dalam jaringan berkurang. Kemungkinan
besar pengaruh toksisitas kadmium disebabkan oleh interaksi antara kadmium dan
protein tersebut sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim.
Metalotionin merupakan protein yang sangat peka dan akurat sebagai indikator
pencemaran. Logam Cu dapat digantikan oleh kadmium sehingga peran Cu dalam
pembentukan ikatan-ikatan kovalen koordinasi antarmolekul protein terganggu.
Logam berat kadmium memiliki afinitas yang tinggi terhadap unsur S yang
menyebabkan kadmium menyerang ikatan belerang dalam enzim sehingga enzim
yang bersangkutan tidak aktif. Menurut Manahan dalam Widowati, Sastiono, & Jusuf
(2008), Kadmium terikat pada sel-sel membran sehingga menghambat proses
transformasi melalui dinding-dinding sel. Defisiensi Ca, Fe dan rendah protein di
dalam makanan dapat meningkatkan absorpsi kadmium dalam tubuh. Sedangkan
kecukupan Zn dalam makanan bisa menurunkan absorpsi kadmium.Hal tersebut di
duga karena Zn merangsang produksi metalotionin (Widowati, Sastiono, & Jusuf,
2008).
2.6.9.4. Ekskresi Kadmium
Sebagian besar kadmium masuk melalui saluran pencernaan dan dibuang
melalui feses sekitar 3-4 minggu setelah terpapar kadmium
sebagain kecil di
keluarkan melalui urin. Pada manusia sebagian besar kadmium di ekskresikan melalui
urin. Pada makhluk hidup air seperti ikan, ekskresi terjadi melalui insang, usus,
kotoran dan urine ( Connel & Miller, 2001).
Universitas Sumatera Utara
2.7. Tanaman Padi
Tumbuhan padi (Oryza Sativa L) termasuk golongan tumbuhan Graminae
yang ditandai dengan dengan batangnya tersusun beberapa ruas. Ruas -ruas itu
merupakan bumbung kosong. Panjang ruasnya tidak sama. Tanaman padi yang
kekurangan N, sedikit menghasilkan anakan dan pertumbuhannya kerdil.Daunnya
berwarna hijau muda kekuning-kuningan dan mulai mati dari ujung hingga tengah
helai daun. Butir-butir yang terdapat pada malainya banyak yang hampa (Siregar,
1981).
Pertumbuhan padi ada yaitu tahap vegetatif, tahap generatif, dan tahap
pemasakan. Pada tahap vegetatif ditandai dengan mulainya perkecambahan sampai
dengan inisiasi primordial malai. Hal ini bersamaan dengan dengan pembentukan
anakan aktif, bertambahnya tinggi tanaman,serta daun tumbuh secara teratur. Tahap
reproduksi di mulai dari inisiasi primordial malai yang ditandai dengan
memanjangnya ruas batang, berkurangnya jumlah anakan, munculnya daun bendera,
bunting dan pembungaan. Tahap pemasakan dimulai dari berbunga sampai panen,
yang ditandai dengan masak susu, masak tepung, masak kunig dan masak fisiologis
(Yoshida, 1981).
Tanaman padi dapat tumbuh pada berbagai macam tanah tetapi membutuhkan
pengelolaan tanah yang baik. Tanaman padi tumbuh pada PH berkisar antara 4,5 –
8,2 dan kisaran PH optimal antara 5,5-7. Logam berat larut dalam sistem tanah dan
perairan. Hal ini akan membahayakan apabila masuk dalam siklus tumbuh-tumbuhan
sehingga tumbuhan akan mengalami penyimpangan proses metabolisme, yang
disebabkan oleh tanah sebagai media tanaman telah tercemar logam berat.
Universitas Sumatera Utara
Penyimpangan metabolisme tumbuh-tumbuhan dapat dilihat dari gejala kenampakan
luar seperti kekerdilan, layu di ujung daun, kerusakan akar, maupun dapat
mengakibatkan kematian pada tanaman padi, jagung, dan kacang-kacangan ( Pendias
dalam Sriyani, 1999).
2.8. Landasan Teori
Landasan teori Penelitian ini menggunakan Teori Simpul kejadian penyakit.
Sumber Penyakit adalah titik mengeluarkan atau mengemisikan agent penyakit.
Agent penyakit adalah komponen lingkungan yang dapat menimbulkan gangguan
melalui kontak secara langsung atau melalui media perantara ( yang juga komponen
lingkungan). Umumnya melalui produk bahan beracun yang dihasilkannya ketika
berada dalam tubuh atau seluruh bagian tubuh manusia, sehingga menimbulkan
gangguan fungsi maupun morfologi.
Media Transmisi adalah komponen lingkungan yang dapat memindahkan
agent penyakit pada hakikatnya hanya ada lima komponen lingkungan yang lazim
kita kenal sebagai media transmisi penyakit, yakni : udara, air, tanah / pangan,
binatang/ serangga, manusia/ langsung. Media transmisi tidak akan memiliki potensi
penyakit kalau di dalamnya tidak mengandung bibit Penyakit.
Agent penyakit, dengan atau tanpa menumpang komponen lingkungan lain,
masuk ke dalam tubuh melalui satu proses yang kita kenal sebagai proses hubungan
interaktif. Hubungan interaktif antara komponen lingkungan denga penduduk berikut
perilakunya, dapat diukur dalam konsep yang disebut sebagai perilaku pemajanan
(Achmadi, 1985). Perilaku pemajanan adalah jumlah kontak antara manusia dengan
Universitas Sumatera Utara
komponen lingkungan yang mengandung potensi bahaya penyakit, seperti
mengkonsumsi sejumlah beras yang mengandung kadmium.
Kejadian penyakit merupakan outcome hubungan interaktif antara penduduk
dengan lingkungan yang memiliki potensi bahaya gangguan kesehatan. Untuk
menetapkan seseorang mengidap penyakit tertentu, terkadang sulit. Untuk
kepentingan manajemen penyakit tertentu, terkadang sulit. Untuk kepentingan
manajemen penyakit berbasis wilayah dapat mengacu kepada nilai-nilai biologi yang
dianggap normal, seperti kandungan timah dalam darah, kandungan kadmium,
ditemukan BTA dalam sputum, kelainan fungsi otak (EEG), kelainan fungsi jantung
(EKG), atau bias digunakan kesepaakatan menggunakan sekumpulan gejala atau
tanda-tanda.
Simpul 1
Simpul 2
Sumber
Penyakit
Keberadaan
logam berat
kadmium
Simpul 3
Simpul 4
Media
Transmisi
Prilaku
pemajanan /
Biomarker
Kejadian
Penyakit
Air Irigasi
Pemeriksaan
Kadmium
dalam urine
- Sehat
- Sakit
Variabel lain yang berpengaruh: Lama
konsumsi beras, jenis kelamin,lama
tinggal penduduk dan kadar kadmium
dalam beras
Gambar 2.3. Landasan Teori Modifikasi Achmadi (2011)
Universitas Sumatera Utara
2.9. Kerangka Konsep
Kerangka konsep penelitian ini adalah seperti gambar di bawah ini:
Variabel Independen
Variabel Dependen
Karakteristik penduduk :
- Lama Konsumsi Beras
- Lama Tinggal
- Jenis Kelamin
Kadar Kadmium
Urine
Kadar Kadmium dalam
beras
Kadar Kadmium dalam Air
Gambar 2.4. Kerangka Konsep Penelitian
Universitas Sumatera Utara