Trace elemen

•Ion renik adalah ion yang terdapat di perairan dalam jumlah yang sangat sedikit, biasanya dinyatakan dalam satuan nanogram/liter sampai mikrogram/liter.

•Ion-ion renik di perairan meliputi: aluminium, antimonium, arsen, barium, berilium, boron, bromida, fluorida, kadmium, kobalt, kromium, litium, merkuri, nikel, perak, selenium, sianida, strontium, tembaga, talium, timbal, tungsten, uranium, vanadium, dan seng.

•Urutan toksisitas mulai dari yang sangat rendah sampai yang paling tinggi berturut-turut adalah: Sn < Ni < Pb < Cr < Co < Cd < Zn < Cu < Ag < Hg

Aluminium (Al)

•Merupakan unsur yang tidak berbahaya•Perairan alami mengandung <1,0 mgL-1,

perairan laut biasanya sekitar 0,01 mgL-1.•Untuk keperluan pertanian, kadar Al

sebaiknya sekitar 5,0 mgL-1 dan untuk keperluan air minum sekitar 0,2 mgL-1.

•Untuk PLTU, kadar Al perairan yang dianggap baik tidak lebih dari 0,1 mgL-1.

•Al banyak digunakan di pabrik kertas, penyamakan dan percetakan.

Antimonium (Sb)

• Pada perairan tawar alami, kadar Sb sangat kecil, sedangkan pada air laut ±0,0005 mgL-1

• Untuk air minum, kadar Sb sebaiknya <0,01 mgL-1 dan jika > 0,2 mgL-1 berbahaya bagi organisme di lingkungan perairan laut

• Tumbuhan air lebih sensitif terhadap Sb dibanding avertebrata dan ikan

• Sb bukan unsur yang esensial bagi manusia dan hewan bahkan unsur ini bersifat toksik karena dapat terakumulasi di dalam hati dan tubuh organisme akuatik.

• Sb banyak digunakan dalam bidang medis dan industri metalurgi.

Arsen (As)

•Arsen digunakan dalam industri metalurgi, gelas, pigmen, tekstil, kertas, keramik, cat, penyulingan minyak, dan semikonduktor.

•Juga dapat digunakan sebagai pestisida untuk membasmi tumbuhan pengganggu, jamur, dan tikus.

•Kadar As di perairan tawar sekitar 0,01 mgL-1 dan di perairan laut berkisar 0,002 – 0,006 mgL-1. Untuk menjaga ekosistem akuatik, sebaiknya kadar As tidak lebih dari 0,05 mgL-1. Untuk keperluan air minum, kadar As tidak melebihi 0,05 mgL-1

•Arsen termasuk unsur yang bersifat akut dan kronis terhadap manusia.

•Senyawa ini dapat mengalami bioakumulasi dan dapat mengakibatkan keracunan.

•Kadar As yang tinggi dapat merusak klorofil.

•Kadar As yang mematikan bagi mikroalga berkisar 2,0 – 10,0 mgL-1

•Kadar As yang melebihi 10,0 mgL-1 bersifat toksik bagi ikan

•Perairan yang diperuntukkan untuk pertanian, kadar As sebaiknya < 0,1 mgL-1

Barium (Ba)

•Garam-garam Ba banyak digunakan dalam industri metalurgi, cat, pigmen, bahan celupan, minyak pelumas, kertas, karet sintetis, keramik dan sebagai lumpur pengeboran dalam pertambangan

•Ba tidak termasuk unsur esensial bagi manusia dan tidak terlalu toksik.

•Akan tetapi, pada kadar yang berlebihan dapat mengganggu fungsi pencernaan, hati, tekanan darah dan saraf, dan selanjutnya menyebabkan paralisis.

Fluorida (F)

•Perairan alami biasanya memiliki F < 0,2 mgL-1, pada perairan laut sekitar 1,3 mgL-

1 sedangkan pada brine mencapai 600 mgL-1

•Perairan yang diperuntukkan bagi air minum sebaiknya memiliki kadar F berkisar 0,7 – 1,2 mgL-1. Untuk keperluan pertanian, kadar F yang dianjurkan adalah 10 – 15 mgL-1.

•F terbukti menguntungkan bagi pencegahan kerusakan gigi, akan tetapi kadar yang > 1,7 mgL-1 dapat mengakibatkan pewarnaan pada enamel gigi

Kadmium (Cd)•Cd bersifat kumulatif dan sangat toksik

bagi manusia karena dapat mengakibatkan gangguan fungsi ginjal dan paru-paru, meningkatkan tekanan darah dan mengakibatkan kemandulan pada pria dewasa.

•Cd juga bersifat sangat toksik dan bioakumulasi terhadap organisme. Toksisitas Cd dipengaruhi oleh pH dan kesadahan.

•Kadar Cd di perairan tawar alami sekitar 0,0001 – 0,01 mgL-1 sedangkan di air laut sekitar 0,0001 mgL-1. Untuk air minum, kadar Cd yang disarankan tidak lebih dari0,005 mgL-1

Kobalt (Co)•Kobalt termasuk unsur renik yang

dibutuhkan dalam pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan dan hewan.

•Bersama-sama dengan tembaga, seng, besi dan magnesium, kobalt dibutuhkan oleh enzim sebagai koenzim yang berfungsi untuk mengikat molekul substrat.

•Hampir semua Cyanophyceae membutuhkan kobalamin (vit. B12 yang mengandung kobalt).

•Perairan tawar mengandung Co < 0,001 mgL-1 sedangkan perairan laut sekitar 0,0005 mgL-1

Kromium (Cr)

•Kadar cr di perairan tawar biasanya < 0,001 mgL-1 dan di perairan laut sekitar 0,000005 mgL-1. Kadar Cr maksimum yang diperkenankan untuk air minum adalah 0,05 mgL-1.

•Garam-garam Cr yang masuk ke dalam tubuh manusia akan segera dikeluarkan oleh tubuh. Akan tetapi, jika kadar Cr cukup besar maka akan mengakibatkan kerusakan sistem pencernaan.

•Fitoplankton lebih sensitif terhadap Cr dibanding ikan. Kadar Cr sebesar 2 µgL-1 dapat menghambat pertumbuhan Microcystis

Merkuri (Hg)•Senyawa Hg bersifat toksik bagi ikan dan

biota akuatik lain karena dapat mengalami biomagnifi-kasi pada jaring makanan. Organisme yang berada pada rantai yang paling tinggi (top carnivore) memiliki kadar Hg yang lebih tinggi daripada organisme di bawahnya.

•Garam-garam Hg terserap dalam usus dan terakumulasi di dalam ginjal dan hati.

•Kadar Hg pada perairan tawar alami berkisar 10 – 100 ngL-1 sedangkan pada air laut berkisar antara < 10 – 30 ngL-1. Untuk air minum, kadar Hg tidak melebihi 0,002 mgL-1

•Untuk melindungi kehidupan organisme perairan maka kadar Hg yang diperobolehkan di Kanada adalah 0,1 µgL-1 dan di Masyarakat Eropa 0,2 µgL-1. Kadar Hg antara 0,001 – 0,01 mgL-1 dapat menghambat pertumbuhan mikroalga Chlorella vulgaris dan Anabaena flos-aquae

•Kasus keracunan Hg yang cukup terkenal adalah kasus yang terjadi di Teluk Minamata, Jepang, pada tahun 1950-an.

•Peristiwa ini mengakibatkan ibu-ibu yang memakan seafood melahirkan anak-anak dengan cacat bawaan. Pada kasus ini, dari 111 kasus keracunan yang terjadi, 43 orang meninggal.

Biomagnifikasi merkuri pada beberapa organisme di ekosistem perairan

Jenis organisme Kadar Hg (µg/kg berat basah)

Sedimen 87 – 114

Fitoplankton 15

Tumbuhan tingkat tinggi 9

Zooplankton 13

Zoobentos herbivora 77

Zoobentos karnivora 83

Ikan herbivora 332 – 500

Ikan karnivora 604 – 1510

Burung pemakan ikan 2512 – 13.685

Nikel (Ni)

•Kadar Ni pada perairan tawar alami adalah 0,001 – 0,003 mgL-1 sedangkan pada perairan laut berkisar 0,005 – 0,007 mgL-1

•Kontak langsung dengan larutan yang mengandung garam-garam Ni dapat mengakibat-kan dermatitis, sedangkan mengisap Ni terus-menerus dapat mengakibatkan kanker paru-paru.

•Untuk melindungi kehidupan organisme akuatik, kadar Ni sebaiknya tidak melebihi 0,025 mgL-1. Kadar Ni pada air minum sebaiknya tidak melebih 0,1 mgL-1

Kadar nikel pada beberapa nilai kesadahan

Kesadahan CaCO3 (mgL-1) Nikel (mgL-1)

Lunak (soft) 0 – 60 25

Sedang (medium) 60 – 120 65

Sadah (hard) 120 – 180 110

Sangat sadah (very hard) > 180 150

Perak (Ag)

•Perak tidak termasuk unsur yang penting bagi tumbuhan dan hewan, tetapi memiliki toksisitas yang tinggi

•Akumulasi Ag secara permanen pada manusia akan mengakibatkan kulit, mata dan membran mukosa menjadi lebih gelap (dikenal dengan istilah argyria). Apabila terserap ke dalam tubuh, perak tertahan selamanya, terutama pada kulit.

•Kadar Ag pada perairan alami biasanya < 0,01 mgL-1. Pada perairan yang diperuntukkan air minum, kadar Ag maksimum yang diperkenankan adalah 0,05 mgL-1

Sianida (CN)

•Sianida merupakan kelompok senyawa anorganik dan organik dengan siano (CN) sebagai struktur utama.

•Sianida dapat menghambat pertukaran oksigen pada makhluk hidup, bersifat toksik pada ikan.

•Kadar sianida 0,2 mgL-1 sudah mengakibatkan toksisitas akut bagi ikan.

•Kadar sianida perairan yang dianjurkan adalah sekitar 0,005 mgL-1 sedangkan untuk air minum maka kadar sianida yang diperkenankan maksimum 0,1 mgL-1

Tembaga (Cu)

•Cu merupakan logam berat yang dijumpai di perairan alami dan merupakan unsur esensial bagi tumbuhan dan hewan.

•Pada tumbuhan dan algae, Cu berperan sebagai penyusun plastocyanin yang berfungsi dalam transpor elektron pada proses fotosintesis.

•Pada perairan alami, kadar Cu biasanya < 0,02 mgL-1 dan perairan laut berkisar 0,001 – 0,025 mgL-1. Kadar tembaga maksimum pada air minum adalah 0,1 mgL-1

•Defisiensi Cu dapat menyebabkan anemia namun jika berlebihan dapat mengakibatkan kerusakan pada hati.

Kadar tembaga pada beberapa nilai kesadahan

Kesadahan CaCO3 (mgL-1)Tembaga

(mgL-1)

Lunak (soft) 0 – 60 2

Sedang (medium) 60 – 120 2

Sadah (hard) 120 – 180 4

Sangat sadah (very hard) > 180 6

Timbal (Pb)

•Akumulasi Pb di dalam tubuh manusia mengakibat-kan gangguan pada otak dan ginjal, serta kemundu-ran mental pada anak yang sedang tumbuh.

•Perairan tawar biasanya memiliki kadar Pb < 0,05 mgL-1 sedangkan pada perairan laut sekitar 0,025 mgL-1. Untuk air minum, kadar maksimum Pb adalah 0,05 mgL-1

•Pb tidak termasuk unsur esensial bagi makhluk hidup bahkan bersifat toksik bagi hewan dan manusia karena dapat terakumulasi dalam tulang.

•Toksisitas Pb terhadap organisme akuatik berkurang dengan meningkatnya kesadahan dan kadar oksigen terlarut.

Kadar timbal pada beberapa nilai kesadahan

Kesadahan CaCO3 (mgL-1) Timbal (mgL-1)

Lunak 0 – 60 1

Sedang 60 – 120 2

Sadah 120 – 180 4

Sangat sadah > 180 7

Seng (Zn)

•Seng termasuk unsur yang esensial bagi makhluk hidup, yaitu berfungsi untuk membantu kerja enzim

•Seng juga diperlukan dalam proses fotosintesis sebagai agen bagi transfer hidrogen dan berperan dalam pembentukan protein.

•Seng tidak bersifat toksik bagi manusia tetapi pada kadar yang tinggi dapat menimbulkan rasa pada air

•Toksisitas seng menurun dengan meningkatnya kesadahan, sebaliknya akan meningkat dengan meningkatnya suhu dan menurunnya oksigen terlarut. Toksisitas seng bagi organisme akuatik berkisar < 1 mgL-1 hingga > 100 mgL-1

Kadar seng pada berbagai nilai kesadahan

Kesadahan(mgL-1 CaCO3)

Kadar seng (mgL-1)

0 – 120 0,05

120 – 180 0,10

180 – 300 0,20

> 300 0,30

Terim

a k

asih

Sampe ketemu semester depan