Pegineta.blogspot.com
Implementasi ARKL pada Industri (Arsen)
A.    PENDAHULUAN
Arsen (As) banyak digunakan di berbagai industri. Diantaranya sebagai pengawet kayu maupun sebagai bahan pembuatan berbagai macam di industri pertanian antara lain bahan pembuatan pestisida, insektisida, herbisida, algasida, rodentisida, pupuk, dan sterilan tanah. Keberadaan Arsen juga ada di industri pembuatan gelas, alat elektronik, industri makanan sebagai bahan pembungkus makanan, industri tekstil sebagai pewarna baju, dan industri logam sebagai campuran logam.2
Arsen digunakan oleh Pabrik semen PT. Semen Tonasa Pangkep yang terletak Desa Biringere Kecamatan Bungoro Kabupaten Pangkep dengan Luas Lokasi ± 275 Ha, yang beropreasi dari tahun 1968. PT Semen Tonasa menggunakan batubara sejak tahun 1999 sampai tahun 2012 dengan rentang waktu yang cukup lama (13 tahun) maka lingkungan sekitarnya sudah dapat terpapar logam berat khususnya arsen, yang merupakan salah satu logam berat yang terkandung dalam batubara.2
Penduduk yang tinggal di sekitar Sungai Pangkejene yang terletak di Kecamatan Bungoro sangat rentan terpapar oleh logam berat dikarenakan pembuangan limbah penggunaan batubara ataupun dari limbah domestik di lakukan di sungai ini, sungai pangkejene yang dijadikan tempat untuk menangkap biota seperti ikan, kerang, kepiting dan udang yang dikonsumsi oleh warga sekitar dapat mengancam kesehatan karena jika biota tersebut telah terpapar arsen maka secara tidak langsung konsumsi biota yang dilakukan terus menerus akan mengakumulasi arsen dalam tubuh.2

B.     IDENTIFIKASI BAHAYA
1.      Sifat Arsenik (Simbol : As)
·         Sifat Fisika3
a.       Fase                                  : padat
b.      Titik sublimasi                  : 887K
c.       Kepadatan                        : 5,79 cm-3 pada 14oC
d.      Titik kritis                         : 1673 K.76 kJ·mol-1
e.       Kalor peleburan                : 24,44 kJ/mol
f.       Kalor penguapan              : 43,76 kJ/mol
g.      Kapasitas kalor molar       : 24,64 J/ (mol.K)
·         Sifat Kimia3
b.      Nomor atom                     :33
c.       Massa atom                      : 74,9216 g/mol
d.      Elektromegatifitas
Menurut Pauling               : 2
e.       Titik lebur                         : 814oC (36 atm)
f.       Titik didih                                    : 615oC (sublimasi)
g.      Radius vanderwaals         : 0,139 nm
h.      Radius ionik                     : (-2) 0,222 nm; (+3) 0,058;
(+5) 0,047
i.        Isotop                               : 8
j.        Energi Ionisasi Pertama    : 947 kJ/mol
k.      Energi Ionisasi Kedua      : 1798 kJ/mol
l.        Energi ionisasi Ketiga      : 2736 kJ/mol
m.    Potensial standard                        : -0,3 V (As3+ atau As)
·         Sifat lainnya3
a.       Memiliki tiga bentuk alotropik yang berwarna kuning, hitam, dan abu-abu
b.      Berbentuk stabil dan berwarna perak abu-abu
c.       Bentuk non logam arsen kurang reaktif tetapi akan larut jika dipanaskan dengan asam basa kuat
d.      Mudah teroksidasi di udara dan pada suhu tinggi akan terbakar membentuk arsen trioksida
2.      Sumber
Sumber-sumber Arsenik dapat dilihat sebagai berikut2:
a)      Alam
·         Batuan (Tanah) dan Sedimen
Sebagai mineral dengan kadar Arsen tertinggi dalam bentuk arsenida dari amalgam tembaga, timah hitam, perak, sulfida dari emas. Arsen dalam batuan dengan kadar terendah adalah andesitas dan kadar tertinggi pada shales dan clay (jenis batuan sedimen). Pada Batubara konsentrasi Arsen mulai dari 1,4-340 mg/kg tergantung tipe batuan nya. Tanah yang tidak terkontaminasi Arsen mengandung Arsen 0,2-40 mg/kg.
·         Udara, Arsen dalam bentuk organik dan organik
·         Air, terlarut dalam air dalam bentuk organik dan organik.
Jenis Arsen organik adalah asam metil arsenik dan arsen anorganik adalah arsenit dan arsenat.
·         Biota, ganggang laut dan rumput laut mengandung Arsen dalam jumlah kecil
b)      Industri
Batubara yang mengandung logam arsen digunakan sebagai bahan bakar utama dalam proses pembuatan semen di kiln. PT Semen Tonasa2

3.      Distribusi ke Lingkungan
Distribusi Arsen ke Lingkungan adalah sebagai berikut4:
a)      Batuan (Tanah) dan Sedimen
Arsen dapat mengalami perpindahan di tanah yang terbawa oleh debu, hujan atau awan. Secara alami Arsen dalam sedimen biasanya di bawah 10 mg/kg berat kering, dalam tanah tidak lebih dari 0,2-40 mg/kg.
b)      Udara
Emisi gas berasal dari emisi padat dari danau atau paparan langsung cerobong dari pembakaran. Pada lokasi tercemar Arsen, kadar Arsen di udara ambien <1 gr/m4.


c)      Air
Arsen dapat terdistribusi melalui run off, langsung dikeluarkan ke badan air di permukaan, dan air lindi yang mengandung Arsen menuju ke lapisan air tanah. Kandungan Arsen pada air permukaan di lokasi tercemar bervariasi yaitu berkisar 1 µg/L
d)     Biota (tanaman)
Tanaman dapat mengandung logam berat melalui penyerapan akar (fotoekstraksi) tanaman dan mengakumulasi ke bagian-bagian tanaman seperti akar, batang dan daun. Kandungan Arsen dalam tanaman yang tumbuh pada tanah yang tidak tercemari pestisida bervariasi antara 0,01-5 mg/kg berat kering.
Berikut adalah hasil penelitian distribusi arsen pada lingkungan akibat keberadaan PT. Semen Tonasa. Rata-rata konsentrasi arsen tertinggi terdapat pada sedimen pada pengukuran minggu pertama di tiga titik (stasiun) yaitu 34,044 mg/kg, dan terendah pada minggu ketiga atau terkhir pada tiga stasiun yaitu 0,419 mg/kg. Dari hasil pengukuran konsentrasi arsen di sedimen tersebut melebihi nilai ambang batas menurut National academy of Science sebesar 10 mg/kg.2
Rata-rata konsentrasi arsen tertinggi terdapat pada air sungai pada pengukuran minggu pertama di tiga titik (stasiun) yaitu 0,086 mg/l, dan terendah pada minggu ketiga atau terakhir pada tiga stasiun yaitu 0,0063 mg/l. Dari hasil pengukuran konsentrasi arsen tersebut termasuk melebihi nilai ambang batas menurut Standar Nasional Indonesia Tahun 2009 sebesar 0,05 mg/l.2
 Konsentrasi arsen pada biota yang dikonsumsi masyarakat Kecamatan Bungoro (Desa BiringEre dan Taraweang) tertinggi pada biota kerang (Anadara sp) sebesar 1,703 mg/kg dan pada ikan Clarias Batracus sebesar 1,1 mg/kg. Akan tetapi Anadara sp tidak setiap hari dikonsumsi oleh masyarakat kedua desa. Dari hasil tersebut juga diatas bahwa terdapat dua biota konsumsi yang melebihi nilai ambang batas yang telah ditentukan yaitu 1,0 mg/kg untuk hasil perikanan (SNI, 2009).2

4.      Rute Paparan
Arsen masuk kedalam tubuh melalui per oral dari makanan atau minu an yang terkontaminasi Arsen, dan lewat pernafasan yang berasal dari debu atau asap, dan kontak dengan kulit. Umumnya arsen (V)  terdapat pada permukaan air dan Arsen (III) ditemukan di sedimen danau dalam atau air tanah.
a)      Oral
        Bahan kimia dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui mulut dan masuk ke dalam saluran pencernaan. Suatu toksikan dapat masuk rongga mulut melalui dua cara. Pertama yaitu secara langsung. Hal ini dapat terjadi jika toksikan langsung masuk ke dalam rongga mulut, misalnya melalui makanan atau minuman yang terkontaminasi dengan toksikan atau secara tidak sengaja termakan suatu jenis toksikan. Kedua yaitu secara tidak langsung atau disebut juga secara sistemik. Hal ini terjadi dimana toksikan melalui kulit atau saluran napas masuk ke dalam tubuh, diabsorpsi oleh darah, selanjutnya menyebar ke seluruh tubuh termasuklah ke daerah rongga mulut. Setelah itu menuju ke sistem pencernaan dan terjadi peluang bagi bahan kimia untuk bereaksi dengan senyawa lain dan membentuk kompleks dengan isi usus, misalnya logam. Sistim pencernaan mengeluarkan sekret yang dapat mengurangi absorpsi, bahkan menambah enzim hidrolitik, tetapi di lain pihak dapat meningkatkan sirkulasi entero-hepatik.
        Sumber pencemaran arsenik utama pada makanan adalah olahan hasil laut yaitu ikan dan kerang. Penelitian yang telah dilakukan pada 100 responden di PT. Semen Tonasa , RQ pajanan 30 tahun untuk konsumsi ikan didapatkan sebanyak 47 responden (47%) mempunyai nilai RQ ≤ 1. Sedangkan 53 responden lainnya (53%) mempunyai nilai RQ > 1. Dengan demikian, 47 responden dinyatakan aman dan 53 responden lainnya dinyatakan berisiko terhadap efek non karsinogen dari pajanan arsen di Desa Biring Ere dan Taraweang Kecamatan Bungoro.Dengan Nilai RQ pajanan 30 tahun terendah adalah 0,00008 dan tertinggi 3,70371.2
        Terdapat beberapa penelitian yang menyebutkan bahwa tubuh memiliki mekanisme tertentu untuk mengeluarkan kelebihan Arsen. Pada hari pertama, tubuh akan mengeluarkan sekitar 28 persen arsen terserap melalui urin dan sekitar 2,5 persen melalui feses. Hal ini akan berlangsung secara simultan selama kira-kira sepuluh hari. Pada akhir hari kesepuluh, kandungan arsen di dalam tubuh akan mendekati 0 persen. Kandungan arsen rata-rata pada urin orang normal adalah 0,0-0,06 mg/liter.7
b)      Kontak dengan kulit (dermal)
Bahan kimia dapat memasuki tubuh melalui kulit. Bahan kimia yang memasuki tubuh secara dermal akan lebih mudah memasuki peredaran darah dibanding lewat mulut.7
c)      Inhalasi
Yaitu masuknya Arsen lewat saluran pernapasan. Portal entri ini akan memudahkan bahan kimia masuk ke peredaran darah karena tipisnya dinding paru-paru (selapis sel alveoli) yang berhadapan dengan dinding kapiler darah yang juga hanya terdiri atas selapis sel. Selain itu terdapat berbagai faktor yang mempermudah masuknya bahan kimia ke dalam darah untuk berbagai wujud bahan kimia, yakni, gas, dan/atau partikulat.
Penelitian konsentrasi Arsen pada daerah pedesaan diperoleh 0,02-4 ng/m3 sedangkan pada daerah perkotaan konsentrasi arsen 3-200 ng/m3 dan konsentrasi yang lebih tinggi terdapat pada sumber industri ( >1000 ng/m3).9
5.      Chemical of Concern
Berdasarkan UN Classification of Chemical Hazards, Arsenic Trichloride termasuk Substansi Toksik Tinggi ( Highly Toxic Substances) UN 6.1 Grup 1
6.      Efek terhadap Kesehatan
a)      Keracunan Akut
Pajanan Arsen anorganik melalui alat pernafasan dalam dosis tinggi menyebabkan iritasi tenggorokan dan paru. Gambaran klasik keracunan gas Arsen adanya masa laten 24 jam dilanjutkan adanya nyeri abdomen, hemolisis dan gagaL  ginjal.  
Gejala berupa sakit kepala, pusing, malaise dan lemah mungkin merupakan gejala yang muncul pertama kali. Gejala gastrointestinal berupa mual, muntah, nyeri abdomen. Pajanan berlanjut menyebabkan konfusion, disorientasi dan gagal jantung.
Pajanan Arsen organik yang tertelan dalam dosis besar bisa menimbulkan gejala hebat pada gastrointestinal setelah 30 (tiga puluh) menit hingga 2 (dua) jam. Gejala yang terlihat antara lain: Mual akibat iritasi lambung, muntah, sakit perut, diare dengan kotoran seperti air cucian beras (kadang berdarah), kolik abdomen, mulut terasa kering dan berasa logam, napas berbau bawang putih, kerongkongan terasa terbakar dan keluhan sulit menelan.
Dapat terjadi sindrome paralitik akibat tertelan arsen yang cepat diserap dalam jumlah besar seperti gelisah, sakit kepala kronis, pingsan, pening, mengigau, somnolen, konvulsi, koma. Kematian dapat terjadi beberapa jam setelah terpajan.14

b)      Keracunan Kronik
Dosis rendah dalam waktu lama bisa berpengaruh terhadap berbagai jenis jaringan tubuh dan berbagai sistem tubuh. Beberapa akibat keracunan arsen kronik diantaranya:
·         Hiperkeratosis simetris pada tangan dan telapak tangan, melanosis, depigmentasi, Bowen's disease, karsinoma pada sel basal, dan karsinoma pada sel skuamosa.
·         Skin speckling , gambaran kulit seperti tetes hujan pada jalan berdebu
·         Kerontokan rambut merupakan tanda keracunan kronis
·         Kelainan kuku,  garis Mees (garis putih melintang pada dasar kuku) dan kuku jadi rapuh
·         Hati terjadi pembengkakan, penyakit kuning, sirosis, nonsirosis portal hipertensi
·         Sistem saraf neuropati peripheral, kehilangan pendengaran
·         Akrosianosis, Raynaud's Phenomenon.
·         Megaloblastosis
·         Kanker paru
·         Diabetes melitus, Goiter
·         Kanker kulit
·         Kanker kandung kemih
·         Menyebabkan kemandulan dan keguguran Kandungan13
Prevalensi penyakit Diare dan  infeksi usus yang diderita masyarakat diwilayah kerja Puskesmas Bungoro yang berada satu kecamatan dengan Industri Semen PT. Semen Tonasa dari tahun 2007-2010 berturut-turut sebagai berikut; 1194 (6,63 %), 1091 (5,08%), 1062 (8,48%), dan 1099 (7,49%). Gejala yang terlihat jika seseorang keracunan arsen menunjukkan tanda-tanda radang lambung dan usus yang parah, dimulai dengan rasa terbakar di tenggorokan, sulit menelan dan sakit perut yang sangat gejala ini diikuti rasa mual, muntah, hingga diare akut yang menyebabkan feces bercampur dengan air dan lendir. 8
C.    KARAKTERISTIK BAHAYA
1.      Toksisitas Arsen
Toksisitas arsen tergantung dari bentuknya (organik/inorganik), valensinya, dan kelarutannya. Arsen dalam bentuk unsur bukanlah bahan yang toksik. Arsen yang merupakan racun adalah senyawa arsen. Senyawa arsen inorganik lebih bersifat toksik dibandingkan organik. Dan arsenik trivalen (As3+) lebih bersifat toksik dibanding arsenik pentavalen (As5+). 14
Mekanisme Toksisitas :
a.       Mempengaruhi respirasi sel dengan cara berikatan dengan gugus sulfhidril (SH) pada dihidrolipoat, sehingga menghambat kerja enzim yang terkait dengan transfer energi, terutama pada piruvate dehydrogenase, succinate oxidative pathway, dan tricarbxylic acid (Krebs) cycle, yang menyebabkan berkurangnya produksi ATP sehingga menimbulkan efek patologis yang reversibel. Efek toksik tersebut reversible karena dapat dinetralisir dengan pemberian dithiol, 2,3, dimerkaptopropanol (dimercaprol, British Anti-Lewisite atau BAL) yang akan berkompetisi dengan arsen dalam mengikat gugus SH. Selain itu sebagian arsen juga menggantikan gugus fosfat sehingga  terjadi gangguan  oksidasi fosforilasi dalam tubuh.
b.      Senyawa arsen mempunyai tempat predileksi pada endotel pembuluh darah, khususnya di dearah splanknik dan menyebakan vasodilatasi dan peningkatan permeabilitas yang patologis. Pembuluh darah jantung yang terkena menyebabkan timbulnya petekie subepikardial dan subendokardial yang jelas serta ekstravasasi perdarahan. Efek lokal arsen pada kapiler menyebabkan serangkaian respons mulai dari kongesti, stasis serta trombosis sehingga menyebabkan nekrosis dan iskemia jaringan.
2.      Toksikologi
Arsen anorganik mempengaruhi sumsum tulang dan mengubah komposisi sel darah. Evaluasi hematologis biasanya terjadi anemia dengan leukimia ringan sampai moderat; eosinofilia bisa juga dijumpai.
Arsen organik sangat toksik terhadap hati dan menyebabkan infiltrasi lemak, nekrosis sentral dan sirosis hepati. Dosis terapi obat tripanosoma, triparsamid, dapat menyebabkan kerusakan hati ringan sampai berat. Kerusakan umumnya terjadi pada parenkim hati, tetapi pada beberapa kasus gambaran klinis sangat mirip dengan obstruksi saluran empedu. Kelainan utama berupa perikolangitis dan trombi empedu dalam saluran empedu yang lebih kecil.14
        Berikut toksikologi Arsen berdasarkan jalur paparannya:
a.       Oral
Dosis kecil arsen anorgnaik, terutama senyarwa trivalent menyebabkan hyperemia splanik. Transudasi kapiler plasma, yang diakibatkan oleh dosis lebih besar menimbulkan vesikel pada mukosa saluran cerna. Vesikel pecah dan epitel terlepas, plasma keluar ke lumen usus dan mengental. Adanya kerusakan jaringan dan efek katartik akibat cairan yang meningkat dari lumen usus menyebabkan peristaltis meningkat dan diare seperti air cucian beras. Priliferasi epitek normal ditekan, sehingga meningkatkan kerusakan. Akhirnya kerusakan pada saluran cerna mengakibatkan hematemesis dan melena.
b.      Kontak dengan kulit
Arsen bersifat vesikan (menimbulkan vesikel) mengakibatkan nekrosis dan pengelupasan kulit. Arsen anorganik dosis rendah yang termakan secara kronis menyebabkan vasodilatasi kulit, hyperkeratosis, terutama pada telapak tangan dan tumit. Dan hiperpigmentasi pada tubuh kaki dan tangan, akhirnya menyebabkan atropi, degenerasi, dan mungkin kanker kulit. Erupsi kulit lazim pada pasien yang mencakup yang menerima pengobatan arsen anorganik.
c.       Inhalasi
Melalui inhalasi dapat mempengaruhi sistem saraf. Pajanan kronis terhadap arsen anorganik bisa menyebabkan neuritis perifer. Pada kasus berat, medula spinalis bisa terkena. Gejala neurologis mencakup sakit kepala berat, kantuk, bingung, demam, kejang dan koma. Kelemahan otot juga terjadi pada kaki dan tangan, dan bula pajanan berlanjut refleks tendon berkurang dan terjadi atrofi otot. Kelainan serebral terutama karena gangguan vaskular pada substansia grisea dan alba berupa fokus nekrosis hemoragi yang multiple dan simetris.
Apabila logam arsen (As) ini berada dalam jangka waktu yang cukup lama dalam tubuh (long term exposure) maka akan terakumulasi dalam target organ tubuh. Sehingga akan menimbulkan efek gangguan kesehatan manusia. Akumulasi Arsen dalam tubuh manusia terdapat pada ginjal, hati, empedu, jaringan keratin , sistem hemopoises, paru-paru, Peripheral neuropathy dan otak.

3.      Baku Mutu Internasional
a.       Baku Mutu Logam Berat As (Arsen) di Udara Ambien
European Commision (AQS) dan AQS-Environment-European 0.006 µg/m3 selama satu tahun.11
b.      Baku Mutu Arsen dalam Air Minum
Menurut WHO konsentrasi Arsen dalam air minum adalah <10 µg.9
c.       Baku Mutu Arsen dalam Makanan
Menurut FSA (Food Standards Agency) Eropa, beras maksimum mengandung 0,1 mg/kg Arsen.12
d.      Baku Mutu Arsen di air permukaan dan air tanah
Jepang (Menteri Lingkungan) memiliki standard 10µ/g.13

4.      Reference Dose
a.      Subkronik
·         Oral RfD: 0,0003 mg/kg/hari(U.S. EPA, 1992)
·         Uncertainty Factor: 3
·         NOAEL: 0,0008 mg/kg/hari  berdasarkan studi epidemiologi.
b.      Kronik
·         Oral RfD: 0,0003 mg/kg/day (U.S. EPA, 1991a)
·         Uncertainty Factor: 3
·         Modifying Factor: 1
·         NOAEL: 0,0008 mg/kg/hari, studi epidemiologi
·         NOAEL rata-rata di air minum adalah 0,009 mg/L dan konsumsi air setiap hari adalah 4,5 dan intake arsen di makanan adalah 0,002 mg/kg.
·         LOAEL Arsen adalah 0,014 mg/kg/hari dengan munculnya hyperpigmentasi, keratosis, and komplikasi vaskular berdasarkan 0,14 mg/L di air minum (4,5 L/hari) dan 0,002 mg/kg dalam makanan.14

Dengan demikian, apabila seseorang mengonsumsi makanan atau minuman yang terkontaminasi arsen maka diperoleh Rfd (US-EPA) sebesar 0,000267 mg/kg  (Modifying Factor: 1, Uncertainty Factor: 3;NOAEL: 0,0008 mg/kg/hari). Rfd adalah jumlah zat kimia yang memajani manusia setiap hari dalam waktu lama yang tidak menimbulkan efek merugikan.



DAFTAR PUSTAKA

2.      Bahar SN, Daud A, Kesehatan B, Fakultas L, Masyarakat K, Hasanuddin U. Pangkajene Kecamatan Bungoro Kabupaten Pangkep Risk Of Exposure To Arsenic In Society Around Pangkajene River Subdistrict Bungoro At Pangkep Regency In South Alamat Korespondensi : Jl . Kr . Bontotangnga No . 32 Talasalapng. Fkm Unhas. 2010;(32).
3.      Arsenic https://www.lenntech.com/periodic/elements/as.htm diakses pada 5 Oktober 2017
4.      Istarani F dan Pandebesie E. Studi Dampak Arsen (As) dan Kadmium (Cd) terhadap Penurunan Kualitas Lingkungan.Jurnal Teknik Pomits.2014;3(1):D53-D58
5.      ATSDR, (2007). Toxicological Profile For Arsenic. Atlanta, US Depart- ment of Health and Human Services: Public Health Services Agency For Toxic Subtances And Disease Registry. http://www.atsdr.cdc. Di- akses, 5 Juli 2014.
6.      Sundari, Hananto dan Suharjo. Kandungan Logam Berat Dalam Bahan Pangan Di Kawasan Industri Kilang Minyak, Dumai. Buletin Penelitian Sistem Kesehatan. 2016; 19 (1) : 55–61
7.      Ishak, Daud, dan Naiem. Risiko Logam Berat (Hg, Cd, As) Pada Sedimen Laut, Ikan, Dan Kerang Terhadap Kesehatan Masyarakat Pesisir Makassar. Jst Kesehatan. 2014; 4(4): 370 – 376
8.      Nurhayati. Analisis Kadar Arsen (As) Pada Kerang Bivalvia Yang Berasal Dari Laut Belawan (Skripsi). 2009.Medan: FKM Universitas Sumatera Utara.
9.      World Health Organization. Arsenic in Drinking Water. 2011
10.  Direktorat Bina Kesehatan Kerja Dan Olahraga Kementerian Kesehatan Republik Indonesia. Penyakit Akibat Kerja Karena Pajanan Logam Berat. 2012. Jakarta: Direktur Jenderal Bina Gizi Dan KIA
11.  Muchtar, et.al . Study Of Quality Standard Of Heavy Metal In Ambient Air For Proposing Appendix Of Government Regulation Pp41/1999 On Air Pollution Control. Ecolab. 2014; 8(1) : 1 – 52
12.  European Commission proposed maximum limits for arsenic in foods for infants and young children. www.food.gov.uk diakses pada 5 Oktober 2017
13.  Wiley and Sons. Regulation of Arsenic: A Brief Survey and Bibliography
14.  Formal Toxicity Summary for Arsenik. https://rais.ornl.gov/tox/profiles/arsenic.html#t34 diakses pada 10 Oktober 2017