Efek Racun Timbal terhadap Kesehatan dan Upaya Pencegahannya

Menurut PP No 6 tahun 2021, Bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah zat, energi dan komponen lainnya karena sifat, konsentrasi dan jumlahnya baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan, merusak dan membahayakan Lingkungan Hidup, serta kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Zat kimia B3 dapat berupa senyawa logam (anorganik) dan senyawa organik. Zat kimia B3 anorganik salah satunya adalah logam Timbal (Pb).

Cemaran Timbal di Indonesia

Diketahui saat ini Indonesia telah mengalami kemajuan teknologi dan perindustrian, akibatnya adalah pencemaran Pb yang semakin banyak dilingkungan. Beberapa kasus pencemaran logam Pb, seperti;

• Terdapat kandungan Pb pada rambut penduduk disekitar pertambangan batubara di Kalimantan.
• Ditemukan cemaran Pb pada rambut montir, pekerja ojek online, tukang becak dan pedagang asongan di Kota besar Pulau Jawa, Bali dan Sumatra.
• Ditemukan cemaran Pb pada sampel urin dan darah pekerja SPBU di Kota besar Pulau Sumatra dan Jawa.
• Ditemukan cemaran Pb pada rambut nelayan di perairan Jawa, dan terdapat kandungan Pb pada ikan hasil tangkapan nelayan di perairan Jawa.
• Terdapat kandungan Pb pada bahan makanan seperti sayur mayur di wilayah bekas tambang Batubara, dan Timah di Pulau Kalimantan dan Sulawesi.

Cemaran timbal yang masuk dalam tubuh manusia dan makhluk hidup lainnya dapat menyebabkan kerusakan yang cukup serius.  Timbal dapat menyebabkan tubuh mengalami anemia dan penurunan dalam sistem reproduksi. Logam timbal dapat bertahan di dalam tubuh dengan cukup lama karena Pb memiliki waktu paruh yang panjang. Efeknya timbal dapat menghambat metabolisme tubuh, memicu pembentukan sel kanker dan menyebabkan kematian.

Baca juga: Dibalik Cantiknya Warna Batik, Terdapat Pencemaran Limbah Timbal di Aliran Sungai Kota Pekalongan

Bagaimana karakter dari logam Pb?, Bagaimana Pb dapat merusak kesehatan manusia?, dan Bagaimana ikatan kimia pada Pb-Asam amino yang terbentuk dalam tubuh? Berikut ini ulasannya.

Karakteristik Logam Timbal (Pb)

Timbal merupakan salah satu logam berat non esensial yang bersifat toksik, karena tidak memiliki efek biologis pada makhluk hidup. Timbal juga dikenal dengan timah hitam dengan bahasa ilmiahnya plumbum (Pb). Timbal (Pb) termasuk dalam kelompok logam berat golongan IV A di sistem periodik unsur, dengan nomor atom 82 dan berat atom 207,2 g/mol serta bentuk oksida yang paling umum adalah Pb(II)/Pb²⁺. Pb memiliki bentuk padat dan terdapat dalam dua bentuk yaitu Pb-anorganik dan Pb-organik.

Walaupun demikian, Pb merupakan logam yang tahan terhadap panas, radiasi dan korosi sehingga digunakan sebagai bahan pelapis pada logam lainnya. Komponen timbal juga digunakan sebagai pewarna cat karena kelarutannya di dalam air rendah sehingga dapat melindungi warna (PbCrO₄). Pb juga digunakan sebagai campuran dalam pembuatan pelapis keramik yang disebut glaze (Pb-Silikat). Logam Pb juga digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) yaitu Pb-Telurium. Pb digunakan sebagai pending reactor cepat dan pembuatan plastic PVC.

Pb juga dapat membentuk senyawa organometalik yaitu timbal tetra etil (TEL: Tetra ethyl lead), dan timbal tetra metil (TML: Tetra methyl lead). Keduanya digunakan sebagai campuran bahan bakar bensin. Fungsinya selain meningkatkan daya pelumasan, meningkatkan efisiensi pembakaran juga sebagai bahan aditif anti ketuk pada bahan bakar guna mengurangi hentakan akibat kerja mesin sehingga dapat menurunkan kebisingan suara ketika terjadi pembakaran pada mesin-mesin kendaraan bermotor. Namun, penggunaan TEL dan TML sudah mulai dilarang. Akan tetapi, gas buang dari berbagai kendaraan bermotor tetap menghasilkan partikel Pb sebagai hasil samping pembakaran bahan bakar hidrokarbon.

Penyerapan, Distribusi dan Ekskresi Timbal (Pb)

Pb secara alami terdapat di tanah, air bawah tanah, air permukaan dan udara. Selain itu, Pb dapat ditemukan dalam bebatuan yang tercampur dengan batuan fosfat (sand stone). Pb dalam tanah biasanya terakumulasi pada tanaman. Selain itu Pb dalam air permukaan juga dapat terakumulasi pada biota perairan. Tentunya keberadaan Pb secara alami dalam jumlah yang sangat sedikit di udara dan perairan. Namun, semakin maju teknologi dan kegiatan industri menyebabkan cemaran logam Pb meningkat di lingkungan.

Kegiatan industri dan mobilitas yang tinggi menyebabkan meningkatnya pencemaran Pb. Pb dari gas buangan kendaraan bermotor dapat mencemari udara sekitar hingga terbawa atmosfer dalam jarak yang cukup jauh. Pb dari buangan industri umumnya berupa partikel hitam kecil seperti PbO dan alkil Pb. Emisi Pb yang berada di udara jatuh ke tanah dan permukaan air hingga masuk ke dalam air tanah. Dari sinilah perputaran pencemaran Pb di permukaan bumi. Pencemaran Pb di laut disebabkan oleh aktivitas seperti; perbaikan kapal, penambangan mineral bawah laut, galangan kapal, gas buang dari trasportasi laut dan pembuangan limbah. Limbah Pb di laut nantinya terakumulasi pada zooplankton dan ikan besar. Selain itu, tanah bekas pertambangan mineral juga menyisakan Pb. Tumbuhan yang hidup ditanah tersebut dapat menyerap dan mengakumulasikan Pb dalam jaringan. Secara tidak langsung banyak makhluk hidup yang telah tercemar oleh logam Pb.

Pb masuk ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan, kulit dan mulut. Pb yang masuk melalui kulit, berasal dari partikel Pb di udara bebas dan terikat pada rambut halus tubuh. Gugus tion (-SH) dan disulfida (-S-S) pada asam amino rambut mengikat Pb dan masuk melalui pori-pori kulit kemudian bercampur dengan darah, lalu diedarkan keseluruh tubuh. Pb yang masuk melalui saluran pernapasan dibawa masuk ke dalam paru-paru dan bercampur dengan darah. Pb yang tercampur dalam darah (BPb atau Blood Pb) dan diedarkan keseluruh tubuh. Sedangkan, Pb yang masuk melalui mulut berasal dari bahan makanan yang telah tercemar.

Pb dalam tubuh dapat dikeluarkan melalui air seni yang ditandai dengan kandungan Pb-ALAD yang tinggi. Selain itu, Pb juga dikeluarkan melalui feses, keringat, air susu ibu dan beberapa di depositkan dalam jaringan lunak dan keras. Pb mampu terikat dalam tubuh dengan waktu yang cukup lama.

Pb dalam tubuh dapat terikat pada;

• Pb dalam sel darah merah mampu terikat selama 35 hari dengan waktu paruh yang lambat yaitu 25 tahun.
• Pb dalam jaringan keras pada; tulang, gigi, rambut dan kuku mampu terikat selama 3 – 4 hari.
• Pb dalam jaringan lunak pada; reproduksi, hati, ginjal, otak dan paru-paru mampu terikat selama 40 hari.

Waktu paruh dari Pb yang cukup lama, menyebabkan Pb secara perlahan dapat menyebabkan kematian pada manusia dan makhluk hidup lainnya.

Efek Racun Timbal; Ikatan Kimia antara Timbal dan Darah di dalam Tubuh

WHO dan Centers for Disease Control and Prevention (USA) memberi ambang batas aman kadar BPb yaitu 10-25 mg/dL untuk dewasa dan 5 mg/dL untuk anak-anak. Efek toksik dari Pb terjadi pada sel Hematopoietik. Hematopoietik merupakan kondisi dimana logam Pb akan menghambat pembentukan sel darah merah (hemoglobin). Partikel Pb (Pb⁰) didalam tubuh akan mengalami oksidasi sebagai berikut;

Pb⁰ –> Pb²⁺ + 2e^– , ion Pb²⁺ berikatan dengan asam amino tubuh yang mengandung gugus tiol (-SH), dan disulfida sistin (-S-S). Berdasarkan teori asam-basa keras dan lunak atau dikenal sebagai konsep asam-basa Pearson, logam dan ligan dikelompokkan menurut sifat keras dan lunaknya berdasarkan polarisabilitas elektron terluar pada suatu atom. Gugus fungsi –SH, dan -S-S bersifat sebagai basa lunak, karena elektron terluar dari atom S (sulfur) mudah terpolarisasi akibat pengaruh ion dari luar. Sedangkan logam Pb merupakan logam yang sukar mengalami oksidasi, mempunyai jari-jari atom yang besar, polaritasnya tinggi, dan elektronegatifitas rendah, sehingga Pb merupakan asam lunak. Dari uraian tersebut dapat diketahui bahwa logam Pb yang berikatan dengan ligan –SH, dan -S-S disebut reaksi asam basa lunak. Ikatan Pb-S yang terbentuk adalah kovalen yang bersifat sangat stabil.

Adanya Pb dalam darah menyebabkan anemia karena adanya hambatan pada Asam-d-Aminolevulinat Dehidratase (ALAD) dan Heme Sintesa (HS) yang merupakan komponen dalam pembentukan hemoglobin. Senyawa Pb dalam tubuh dapat mengikat gugus aktif enzim ALAD sehingga menghentikan proses pembentukan porfobilinogen. Porfobilinogen merupakan bakal cincin 4 Nitrogen pada hemoglobin. Hal ini menyebabkan penumpukan precursor heme, yaitu asam aminolevulinat (ALA). Selain itu, paparan timbal juga menghambat enzim sintesis heme, sehingga menghambat produksi heme. Akibatnya tubuh mengalami anemia atau kekurangan darah. Penurunan heme dapat meningkatkan aktivitas sintesis ALAD yang selanjutnya meningkatkan produksi enzim ALAD. Peningkatan konsentrasi ALAD dapat diketahui dengan mengukur ekskresi timbal dalam urin.

Pb juga bersifat racun terhadap sistem reproduksi manusia karena berikatan dengan enzim ALAD yang menghambat pertumbuhan sel darah merah. Selain itu, ion Pb²⁺ selalu menyerang enzim pembentukan hormon testoteron dan progesteron yang berkompetisi dengan ion Zn²⁺. Logam Zn merupakan logam esensial pada enzim pembentuk hormon testoteron dan progesteron. Akibatnya pembentukan hormon terhambat dan menyebabkan ganguan pada sistem reproduksi. Sedangkan kelainan dan kematian janin pada wanita hamil akibat ukuran partikel Pb yang cukup besar sehingga mampu menembus dinding pelindung janin.

Lalu, Bagaimana Pencegahan yang Dapat dilakukan?

Negara maju tentunya sudah memiliki upaya dan tindakan untuk pencegahan pemaparan timbal, sedangkan Negara berkembang seperti Indonesia rasanya masih sangat minim terkait usaha pencegahan. Mengingat biaya pemerintah dan perusahaan mandiri belum cukup untuk mendanai terkait pencegahan pemaparan timbal.

Upaya meminimalkan paparan timbal ke lingkungan dapat dilakukan dengan cara: (a) tindakan pengawasan harus dimulai di setiap tahap pengolahan timbal yaitu penambangan, ekstraksi mineral, dan pembuatan komoditas tertentu, (b) pengurangan emisi timbal di udara dengan pengendap elektrostatik, (c) kandungan timbal pada sistem air alam dihilangkan dengan penambahan batu kapur atau material adsorben lainnya, (d) komoditi berbasis timbal digantikan oleh material yang lebih bersahabat dengan lingkungan, dan (e) strategi perencanaan kota baru lebih menekankan untuk mengurangi polusi timbal dengan cara pengaturan penempatan nadi lalu lintas jalan raya, kompleks parkir mobil, dan tempat industri yang jauh dari area padat penduduk.

Pencegahan paparan timbal secara individual dapat dicegah dengan membiasakan mencuci tangan dengan bersih setelah bekerja ataupun menggunakan bahan logam yang tidak mengandung timbal. Pencegahan paparan timbal dari industri dapat dilakukan oleh kesadaran pelakun industri dalam mengelola pabrik yang menghasilkan limbah Pb. Semua pihak tampaknya harus bekerjasama dalam mengelola dan mencegah pencemaran limbah Pb. Hal ini penting untuk dilakukan mengingat Indonesia telah memasuki era industri mineral yang lebih baik dan menuju kemajuan kegiatan perdagangan bebas.

Referensi

Ambarwati, N.F., Sinaga, E.M., dan Gulton, E., 2021, Analisa Tingkat Keracunan Logam Berat Pb pada Tukang Becak dan Pedangan Asongan di Jalan Kapten Muslim Medan, Klinikal Sains, 9(1), 8-14.

Husna, M., and Hanum, G.R., 2023, Analysis of Heavy Metal Concentrations of Lead (Pb) in Fisherman in Junganyar Village Based on Length of Work using Atomic Absorption Spectrophotometer Method, Indonesian Journal of Cultural and Community Development, 14(1).

Manahan, S.E., 2013, Fundamentals of Environmental and Toxicological Chemistry, London, CRC Press.

Osmel, L.L.L., and Pacheco, J.M.S., 2020, Effect of Lead on Reproductive Health, Chapter Book, Intech Open.

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 6 Tahun 2021 tentang Tata Cara dan Persyaratan Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun.

Purnadianti, M., Putri, M.P., dan Azizah, L.N., 2024, Analisis Kadar Pb dan Cd dalam Rambut Masyarakat pada Wilayah Tambang Batubara Kalimantan, Jurnal Sains Natural, 2(1), 5-10.

Puspitaningrum, R., Adhiyanto, C., Sartono, N., Palgunadi, P., Solihin, S., Yamashiro, Y., and Hattori, Y., 2018, d aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) gene polymorphism of marine taskforce personnel whit routine exposure of lead suspended in air, MATEC Web of Conferences, 197: 1- 5.

Putri, N.L.N.D., dan Idayani, S., 2024, Analisis kadar Timbal (Pb) pada urine pekerja bengkel di wilayah Denpasar Barat, Media Bina Ilmiah, 18(6), 1271-1276.

Shriver. S., and Atkins, P.W, 2009, Inorganic Chemistry, Fifth Edition, New York, Oxford University Press. 

Victoria, E.N., Wulandari, S.P., Harningsih, T., 2024, Profil Logam Berat Timbal dalam Rambut Pekerja Ojek Online terhadap Tekanan Darah dan Durasi Lama Bekerja, Jurnal Ilmiah Permas: Jurnal Ilmiah STIKES Kendal, 14(3).

Wani, L.A., Ara, A., and Usmani, J.A., 2015, Lead Toxicity: Review Article, Interdisciplinary Toxical, 8(2), 55-64.