Tembaga (Definisi, Karakteristik, Sifat, Penggunaan dan Dampak Keracunan Limbah)

Tembaga atau copper adalah salah satu unsur logam berbentuk kristal dengan warna kemerahan dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Tembaga merupakan logam transisi golongan IB yang memiliki nomor atom 29 dan berat atom 63,55 g/mol. Tembaga di alam banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral (Palar, 2004).

Tembaga secara alami terdapat di dalam lapisan kulit bumi dalam berbagai bentuk seperti sulfida (chalcopyrite, bornite, chalcosite, covellite), dalam bentuk karbonat (azurite dan malachite), dalam bentuk silikat (chrysycolla dan dioptase) dan juga sebagai tembaga murni. Kebanyakan tembaga ditambang atau diekstraksi dalam bentuk tembaga sulfida dari tambang terbuka atau deposit. Contoh tambang yang ada antara lain Chuquicamata di Chile, Bingham Canyon Mine di Utah dan El Chino Mine di New Mexico Amerika Serikat.

Tembaga adalah sebuah unsur logam ulet dan mampu tempa. Tembaga memiliki sifat konduksi panas dan elektrik yang baik dan juga sifat tahan korosinya maupun antimicrobial. Logam tembaga dan beberapa bentuk persenyawaannya tidak dapat larut dalam air dingin atau air panas, tetapi dapat dilarutkan dalam asam, seperti senyawa asam sulfat panas dan dalam larutan basa NH4OH. Ion tembaga dapat berlarut ke dalam air, dimana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggi adalah sebagai agen anti bakteri, fungisi dan bahan tambahan kayu. Dalam konsentrasi rendah, tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan dan tanaman. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati, otak, usus, jantung dan ginjal. Tembaga sulfat pentahidrat merupakan salah satu bentuk persenyawaan Cu yang sering digunakan dalam bidang industri, misalnya untuk pewarnaan tekstil, untuk penyepuhan, pelapisan, dan pembilasan pada industri perak.

Karakteristik dan Sifat Tembaga 

Menurut ICSG (2012), karakteristik tembaga dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

a. Sifat fisika 

Sifat fisika logam tembaga adalah sebagai berikut: 

1. Tembaga memiliki warna kuning kemerah-merahan. 
2. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis, kawat. 
3. Bersifat sebagai konduktor panas dan listrik yang bagus untuk aliran elektron. 
4. Tembaga bersifat keras bila tidak murni.
5. Memiliki titik leleh pada 1.084,62 °C, sedangkan titik didih pada 2.562 °C.

b. Sifat kimia 

Sifat kimia logam tembaga adalah sebagai berikut: 

1. Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. 
2. Pada udara yang lembab, permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa, Cu(OH)2CO3. 
3. Pada suhu sekitar 300°C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1.000°C, akan terbentuk tembaga (I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah. 
4. Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam non-oksidator encerseperti HCl encer dan H2SO4 encer, tetapi HCl pekat dan mendidih menyerang logamtembaga dan membebaskan gas hidrogen. 
5. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+. 
6. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga (I) sulfida dan tembaga (II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga (I) klorida.

Manfaat dan Penggunaan Tembaga 

Tembaga mudah difabrikasi menjadi kawat, pipa, lembaran dan lain-lain. Sifat-sifat tembaga seperti konduktifitas listrik, kondukstifitas termal dan ketahanan korosi ialah sifat yang paling banyak dimanfaatkan untuk peralatan sehari-hari seperti kabel listrik dan peralatan-peralatan elektronik. Berikut ini beberapa pemanfaatan tembaga yang sering digunakan: 

1. Dimanfaatkan untuk berbagai alat listrik dan rumah tangga. Hampir semua alat rumah tangga terutama yang berhubungan dengan listrik menampilkan label terbuat dari tembaga. Karena logam ini memang sangat handal digunakan untuk penghantar listrik. 
2. Komponen utama perlengkapan handphone, komputer dan elektronik.
3. Komponen pembuat perhiasan. Tembaga juga dapat digunakan untuk membuat berbagai perhiasan menarik, terutama ketika dicampurkan dengan emas atau logam lainnya. 
4. Dalam bidang pertanian, logam tembaga dapat digunakan sebagai racun. 
5. Digunakan sebagai algisida (pembunuh ganggang) dalam pemurniaan air .Dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan pembuatan uang logam. 
6. Campuran tembaga dapat dijadikan sebagai bahan pembuatan logam lainnya.
7. Digunakan sebagai campuran untuk menghilangkan belerang dalam pengolahan minyak.

Kebutuhan manusia terhadap tembaga cukup tinggi. Manusia dewasa membutuhkan sekitar 30 µg tembaga perkilogram berat tubuh. Pada anak-anak jumlah tembaga yang dibutuhkan adalah 40 µg perkilogram berat tubuh, sedangkan pada bayi dibutuhkan 80 µg tembaga perkilogram berat tubuh. Konsumsi tembaga yang baik bagi manusia adalah 2,5 mg/kg berat tubuh/hari bagi orang dewasa dan 0,05 mg/kg berat tubuh/hari untuk anak-anak dan bayi. Selain manusia, organisme hidup lainnya juga sangat membutuhkan tembaga untuk kehidupannya. Mulai dari tumbuh-tumbuhan sampai pada hewan darat ataupun biota perairan (Widowati, 2008).

Mineral Cu yang terkandung dalam tubuh diperkirakan sekitar 1,5 sampai 2,5 mg per Kg/berat badan bebas lemak. Pada jaringan tubuh baik dalam hati, otak, jantung, dan ginjal mengandung Cu yang tinggi dibanding dengan jaringan lain. Meskipun bersifat racun namun logam tembaga (II) juga mempunyai beberapa fungsi di dalam tubuh yaitu merupakan elemen essensial yang sangat penting bagi protein, metalo enzim, beberapa pigmen yang ada di alam dan untuk sintesis hemoglobin serta pembentukan tulang. Tembaga dalam jumlah kecil diperlukan oleh tubuh untuk pertumbuhan sel-sel darah merah.

Dampak Keracunan dan Limbah Tembaga 

Bentuk tembaga yang paling beracun adalah debu-debu tembaga yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mg/kg. Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam tembaga adalah terjadinya gangguan pada jalur peenafasan sebelah atas. Efek keracunan yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap tembaga tersebut adalah terjadinya kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung. Keracunan akut dan kronis ini terjadi ditentukan oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut (Palar, 1994).

Tembaga yang tidak berkaitan dengan protein merupakan zat racun. Mengkonsumsi sejumlah kecil tembaga yang tidak berkaitan dengan protein dapat menyebabkan mual dan muntah. Pada manusia, keracunan tembaga secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadi hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak, dan demyelinas, serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan tembaga dalam kornea mata. Penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila di dalam tubuhnya telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal ini dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi manusia atau tidak. Efek buruk keracunan tembaga yaitu: 

1. Mengalami kerusakan ginjal. 
2. Menghambat pembentukan air kemih. 
3. Menyebabkan anemia karena pecahnya sel-sel darah merah (hemolisis). 
4. Penyakit Wilson (yang ditandai dengan gejala sakit perut, sakit kepala, perubahan suara).
5. Sirosis. 
6. Pengumpulan tembaga dalam kornea mata yang menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas kehijauan.
7. Menyebabkan kerusakan otak berupa tremor, sakit kepala, sulit berbicara, hilangnya koordinasi, dan psikosa.

Ketika di tanah, tembaga akan terikat pada bahan organik dan mineral. Tembaga tidak rusak di lingkungan, oleh karena itu dapat terakumulasi pada tanaman dan hewan ketika berada di tanah. Pada tanah dengan kandungan tembaga amat tinggi, hanya sejumlah kecil tanaman yang bisa bertahan hidup. Tembaga juga dapat mengganggu aktivitas dalam tanah karena berpengaruh negatif pada aktivitas mikroorganisme dan cacing tanah. Ketika tanah peternakan tercemar tembaga, hewan ternak akan mengasup konsentrasi tinggi tembaga yang bisa merusak kesehatan ternak.

Tembaga di perairan biasanya memiliki jumlah terlarut sebesar 0,002 ppm sampai 0,005 ppm. Bila dalam badan perairan terjadi peningkatan kelarutan tembaga, sehingga melebihi nilai ambang yang seharusnya, maka akan terjadi peristiwa biomagnifikasi terhadap biota-biota perairan. Peristiwa biomagnifikasi ini akan dapat ditunjukkan melalui akumulasi tembaga dalam tubuh biota perairan tersebut. Akumulasi dapat terjadi sebagai akibat dari telah terjadinya konsumsi tembaga dalam jumlah berlebihan, sehingga tidak mampu dimetabolisme oleh tubuh.

Daftar Pustaka

• Palar. 2004. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: Rineke Cipta. 
• International Copper Study Group (ICSG). 2012. The World Copper Factbook.
• Widowati, W. 2008. Efek Toksik Logam. Yogyakarta: Andi.