NICKEL (Ni)

Nickel (Ni)

Gambar: Pembuangan Limbah yang dicurigai mengandung Nikel

Sumber: rdg.ac.uk

A. Kejadian, sumber dan sifat Nikel

Nikel (Ni) merupakan kelompok logam transisi II dimana pada umumnya digunkan untuk electroplating, pabrik baja tahan karat (stainless steel), dan batu baterei nikel-kadmium. Seperti logam transisi divalen lainnya, Nikel di alam dalam bentuk ion heksaquo [Ni(H2O6)+2 dan garam terlarut dalam air. Aliran alami, sungai, dan danau mengandung total 0,2-10 µg L-1 nikel terlarut. Air yang dekat dengan permukaan pada daerah pertambangan dan peleburan mengandung nikel sampai 6, 4 mg L-1. Air laut mengandung kira-kira 1,5 ug L-1 dimana merupakan sekitar 50% bentuk ion bebasnya (Wright dan Pamela, 2002).

Ni memasuki atmosfer dari pembakaran bahan bakar fosil, proses peleburan dan alloying (paduan logam), sampah pembakaran, dan asap tembakao. Ni berada di atmosfer terutama sebagai bentuk larut dalam air, seperti NiSO4, NiO, dan komplek oksida logam yang mengandung logam Ni. Rata-rata konsentrasi total ambien di udara US adalah 0,008 mgm-3. Aturan aliran batas oleh U.S. Occupational Safety and Health Administration (OSHA) untuk kadar Ni di udara adalah 1 mg m-3. Namun, fakta menunjukan akumulasi tinggi Ni di dalam jaringan paru-paru dan sekarang telah ditemukan adanya hubungan antara paparan sejumlah kecil partikulat senyawa kimia Ni dengan kerusakan DNA menyebabkan lahirnya usulan untuk mengurangi batasan Ni secara substansial (Wright dan Pamela, 2002).

B. Perilaku Rute Fisiologis dan Ekologis Nikel

Pada mammalia termasuk manusia, rute pertama untuk masuknya nikel adalah melalui proses penghirupan (inhalation). Sejumlah kecil pemasukan melalui makanan dan air, tetapi sebagian besar di eliminasi melalui pembuangan feses. Pada organisme aquatik, pemasukan nikel dipengaruhi oleh kekerasan air seperti penurunaan sifat toksisitas nikel akibat meningkatnya kekerasan air. Garam larut dalam air (Ni) dapat masuk kedalam organisme melalui difusi sederhana atau melalui saluran Ca2+ (Flecther et al., 1994) dan terakumulasi di dalam sitosol sel sampai mencapai keseimbangan dengan konsentrasi Ni eksternal atau tempat pengikatan membran sel telah tersaturasi (Azzez dan Banerjee, 1991; Fletcher et al., 1994). Didalam sitosol , Ni2+ terikat dengan protein dan ligan dengan berat molekular rendah termasuk sam amino seperti sistein dan histidin. Terikat dengan albumin didalam darah suatu vertebrata dan dikeluarakan melalui urin. Waktu paruh garam nikel yang larut dalam air pada manusia adalah sekitar 1-2 hari. Karena siklus senyawa ini melaui organisme secara cepat, mereka tidak memasuki lapisan inti suatu sel dan cenderung memiliki toksisitas rendah. Beberapa enzim, seperti urease, mengandung Ni, dan telah menunjukan elemen penting pada banyak vertebrata, invertebrata, dan sianobakteria (Wright dan Pamela, 2002).

C. Toksisitas Nikel

Nikel telah dianggap secara relatif nontoksik bila dibandingkan dengan logam berat lainnya. Namun, beberapa bukti kecil yang berbeda disebabkan oleh perubahan pandangan pada dekade ini. Sebuah studi yang dilakukan oleh Kszos et al., (1992) menunjukan bahwa toksisitas nikel pada spesies air tawar cenderung menjadi terselubungi oleh kehadiran logam lainnya didalam air tercemar akibat aktivitas pertambangan, elctroplating, dan produksi baja tahan karat. Studi lainya telah menunjukan terjadinya efek kronik dari paparan nikel seperti penghambatan pertumbuhan dan reproduksi pada invertebrata akibat dari konsentrasi nikel naik dua kali daripada level konsentrasi akut terendah (eg. Azzez dan Banerjee, 1991; Kszos et al., 1992). Selain itu, beberapa temuan berhubungan dengan paparan sejumlah kecil patikulat senyawa Ni dengan kerusakan DNA telah menjadi perhatian utama berkaitan dengan karsinogenisitas Ni pada mammalia. Akibat studi ini telah menghasilkan katagori nikel sebagai daftar yang menjadi perhatian oleh U.S. Enviromental Protection Agency (1994) (Wright dan Pamela, 2002).

Gambar: Fate Nikel melalui saluran pernafasan

Sumber: i1109.photobucket.com

Toksisitas nikel tergantung pada bentuk dimana nikel diintroduksi kedalam sel. Senyawa nikel dapat dibagi kedalam tiga katagori berdasarkan peningktan toksisitas akutnya:

  • Garam nikel larut dalam air [NiCl2, NiSO4, Ni(NO3)2, dan Ni(CH3COO)2]
  • Partikulat Nikel [Ni3S2, NiS2, Ni7S6, dan Ni(OH)2]
  • Karbonil nikel larut dalam lemak [Ni(CO)4]
  • Nikel Karbonat (NiCO3) yang merupakan bagian dari kelompok I dan II. Nikel karbonat larut dalam kultur sel dan terdistribusi didalam sel sebagai garam yang larut dalam air, tetapi penyerapan terbesar tetap oleh sel dan memiliki toksisitas lebih akut sama halnya dengan partikulat nikel. Toksisitas akut nikel pada manusia pada umumnya terbalik secara proposional dengan solubilitas Ni dalam air. Nikel karbonil lebih toksik daripada partikulat nikel karena kenetika fase gas mengirim Ni(CO)4 ke jaringan paru-paru dapat lebih cepat daripada inkoporasi partikulat dalam sel. Dalam jangka toksisitas panjang dan karsinogenitas, yaitu nikel sebagai garam larut dalam air< Ni(CO)4< Partikulat Ni (Wright dan Pamela, 2002).

    Walaupun Toksisitas Ni meningkat sesuai dengan menurunnya solubilitas air senyawa Ni maka Ni2+ bebas merupakan bentuk toksik paling tinggi didalam sel. Kenyataan ini kontradiksi jika dianggap satu rute penyerapan nikel dan pengeluaran oleh sel. Senyawa nikel yang larut memiliki pergantian biologis yang cepat dan toksisitas rendah. Partikulat Ni memasuki sel melalui fagositosis. Lisosom yang terikat dengan vesikel fagositik dan membantu pemutusan Ni, namun mekanisme ini belum banyak diketahui. Vesikel ini kemudian mengelompok disekitar selubung inti, pada tempat masuknya ion Ni2+ dan bereaksi secara langsung dengan molekul DNA sehingga menghasilkan fragmentasi dan hubungan silang (Nieboer et al., 1988). Pada mammalia, karsinogenitas telah menjadi perhatian utama dikarenakan partikulat Ni merupakan sumber tahan lama dari Ni2+ yang tersalurkan secara langsung ke dalam DNA sekali terdisolusi. Waktu paruh kolam partikulat Ni pada paru-paru manusia dan jaringan hidung adalah 3-4 tahun (Wright dan Pamela, 2002).

    Nikel karbonil merupakan bentuk gas yang memiliki fungsi berbahaya yang spesifik pada pengilangan nikel dan penggunaan pada katalis nikel. Bnetuk ini muda larut dalam lemak dan sangat cepat memasuki tameng darah pada alveolar pada dua arah. Sejumlah signifikan yang dikeluarkan sebagai bentuk Ni(CO)4, dan tetap tersisa yang terlokalisasi pada jaringan (terutama pada paru-paru) dalam bentuk ionik bebas. Toksisitas akut disebabakan oleh terhambatnya aktivitas enzim dalam paru-paru yang selanjutnya berakibat pada kerusakan sistem respirasi (Wright dan Pamela, 2002).

wahju hidayat/Departement of Biology-UNS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: