Potensi Limbah Udang sebagai Solusi Pencemaran Air

Salah satu pencemaran pada wilayah perairan adalah masuknya berbagai polutan berupa logam-logam berat. Peningkatan kadar logam berat di dalam perairan akan diikuti oleh peningkatan kadar zat tersebut dalam organisme air seperti kerang, rumput laut dan biota laut lainnya. Proses transfer kandungan logam berat dalam berbagai organisme air itu terjadi karena terdapat siklus rantai makanan pada perairan tersebut. Dengan berlakunya siklus rantai makanan, maka organisme yang lebih kuat akan memakan organisme yang lebih lemah. Hal ini menyebabkan kandungan logam berat akan semakin terakumulasi hingga pada organisme air yang terkuat (hewan pemangsa terakhir). Pemanfatan organisme ini sebagai bahan makanan akan membahayakan kesehatan manusia.

Perkembangan ilmu pengetahuan akan memicu perkembangan dunia usaha dan perindustrian. Hal ini sekilas tampak sebagai suatu kemajuan zaman yang bersifat positif, namun sesungguhnya perkembangan dunia perindustrian juga dapat membawa masalah-masalah baru. Masalah baru tersebut biasanya disebabkan oleh limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri. Pada umumnya, limbah dari kegiatan industri berwujud cair. Jika limbah tersebut tidak dibuang secara tertib dan bertanggung jawab, maka lingkungan dapat menjadi salah satu sasaran pencemaran, terutama lingkungan perairan yang sudah pasti terganggu oleh adanya limbah industri tersebut. Limbah dari kegiatan industri pertambangan biasanya dibuang begitu saja tanpa diolah terlebih dahulu.

Limbah dari kegiatan industri pertambangan yang mencemari sistem perairan harus segera ditanggulangi agar kandungan logam berat dalam limbah tersebut tidak meracuni manusia dan merusak keseimbangan hidup organisme perairan. Berbagai metode seperti penukar ion, penyerapan dengan karbon aktif dan pengendapan secara elektrolisis telah dilakukan untuk menyerap bahan pencemar beracun dari limbah, tetapi cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi dalam pengoperasiannya. Penggunaan bahan biomaterial sebagai penyerap ion logam berat merupakan alternatif yang memberikan harapan karena biaya pengoperasiannya yang lebih murah daripada metode-metode lainnya. Sejumlah biomaterial seperti lumut, daun teh, sekam padi dan sabut kelapa sawit begitu juga dari bahan non biomaterial seperti perlit, tanah gambut, lumpur aktif dan lain-lain telah digunakan sebagai bahan penyerap logam-logam berat dalam air limbah.

Berbagai solusi alternatif dari pemanfaatan bahan biomaterial telah banyak dikembangkan oleh manusia. Salah satu solusi alternatif yang berpotensi untuk diterapkan dalam menanggulangi limbah yang mengandung logam berat di perairan adalah pemanfaatan limbah udang. Hal ini terdengar cukup menarik karena ternyata menurut hasil penelitian, limbah udang merupakan limbah yang dapat digunakan untuk mengatasi limbah dari kegiatan industri pertambangan yang mengandung logam berat jenis Cu, Cd, dan Pb (tembaga, kadmium, dan plumbum).  Sebelum membahas lebih lanjut mengenai potensi limbah udang sebagai solusi pencemaran air oleh logam tembaga, kadmium, dan plumbum, sebaiknya karakteristik ketiga polutan tersebut dipahami terlebih dahulu.

A. Karakteristik Logam Berat (Tembaga, Kadmium, dan Plumbum)

1. Tembaga (Cu)

Tembaga merupakan logam yang ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan sulfida (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan listrik, gelas, dan alloy. Peristiwa masuknya tembaga ke perairan dapat disebabkan karena faktor alamiah, seperti terjadinya pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik.

Pada konsentrasi 2,3-2,5 mg/liter dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan pada selaput lendir. Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa hemoglobin dan tidak mudah dieksresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan protein, sebagian lagi dieksresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang bersama feses, dan sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan tuberkulosis.

 

2.  Kadmium (Cd)

Kadmium adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang sangat luas di alam, logam ini bernomor atom 48, berat atom 112,40 dengan titik cair 3210 derajat Celcius dan titik didih 7650 derajat Celcius. Di alam Cd bersenyawa dengan belerang (S) sebagai greennocckite (CdS) yang ditemui bersamaan dengan senyawa spalerite (ZnS). Kadmium merupakan logam lunak (ductile) berwarna putih perak dan mudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (NH3). Di perairan Cd akan mengendap karena senyawa sulfitnya sukar larut.

Menurut Clark (1986) sumber kadmium yang masuk ke perairan berasal dari:

1).  Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.

2).  Air bilasan dari electroplating.

3).  Industri besi, tembaga dan logam non ferrous yang menghasilkan abu dan uap serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.

4). Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 % Cd sebagai bahan campuran (impurity); semua Cd ini akan masuk ke perairan melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.

5).  Pupuk phosfat dan endapan sampah.

 

Penggunaan Cd yang paling utama adalah sebagai stabilizer (penyeimbang) dan pewarna pada plastik dan electroplating (penyepuhan/pelapisan logam). Selain itu digunakan pula pada penyolderan dan pencampuran logam serta industri baterai. Akumulasinya dalam air tanah antara lain diakibatkan oleh kegiatan electroplating (pelapisan emas dan perak), pengerjaan bahan-bahan dengan menggunakan pigmen/zat warna lainnya, tekstil dan industri kimia.

Logam kadmium atau Cd akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Dalam biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan (biomagnifikasi) dan dalam rantai makanan biota yang tertinggi akan mengalami akumulasi Cd yang lebih banyak. Keracunan kadmium bisa menimbulkan rasa sakit, panas pada bagian dada, penyakit paru-paru akut dan menimbulkan kematian. Salah satu contoh kasus keracunan akibat pencemaran Cd adalah timbulnya penyakit itai-itai di Jepang. Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan.

 

3.  Plumbum-Timah Hitam (Pb)

Logam Pb secara alami tersebar luas pada batu-batuan dan lapisan kerak bumi. Logam ini termasuk ke dalam kelompok logam-logam golongan IV-A dengan nomor atom 82 dan bobot 207,2. Penyebaran Pb di bumi sangat sedikit yaitu 0,0002 % dari seluruh lapisan bumi. Logam Pb terdapat di perairan baik secara alamiah ataupun sebagai dampak dari aktifitas manusia. Logam ini masuk ke perairan melalui pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan. Di samping itu, proses korosifikasi dari batuan mineral akibat hempasan gelombang dan angin, juga merupakan salah satu jalur sumber Pb yang akan masuk ke dalam perairan.

Timbal dan persenyawaannya digunakan dalam industri baterai sebagai bahan yang aktif dalam pengaliran arus elektron. Kemampuan timbal dalam membentuk alloy dengan logam lain telah dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat metalurgi ini dalam penerapan yang sangat luas, contohnya digunakan untuk kabel listrik, kontruksi pabrik-pabrik kimia, kontainer dan memiliki kemampuan tinggi untuk tidak mengalami korosi. Selain itu, Pb dapat digunakan sebagai zat tambahan bahan bakar dan pigmen timbal dalam cat yang merupakan penyebab utama peningkatan kadar Pb di lingkungan. Hampir 10 % dari total produksi tambang logam timbal digunakan untuk pembuatan tetra ethyl lead atau TEL yang dibutuhkan sebagai bahan penolong dalam proses produksi bahan bakar bensin karena dapat mendongkrak (boosting) nilai oktan bahan bakar sekaligus berfungsi sebagai antiknocking untuk mencegah terjadinya ledakan saat berlangsungnya pembakaran dalam mesin.

Konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/liter dapat membunuh ikan. Sedangkan hewan sejenis crustacea (udang-udangan) akan mengalami kematian setelah 245 jam, apabila konsentrasi Pb dalam air mencapai 2,75 – 49 mg/liter.

B. Bahaya Logam Berat sebagai Bahan Pencemar dalam Perairan

Sifat logam berat sangat unik, tidak dapat dihancurkan secara alami dan cenderung terakumulasi dalam rantai makanan melalui proses biomagnifikasi. Pencemaran logam berat ini menimbulkan berbagai permasalahan diantaranya:

1). Berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air).

2). Berbahaya bagi kehidupan tanaman dan binatang.

3). Berbahaya bagi kesehatan manusia. 

4). Menyebabkan kerusakan pada ekosistem.

 

Sebagian dari logam berat bersifat essensial bagi organisme air untuk pertumbuhan dan perkembangan hidupnya, antara lain dalam pembentukan haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada biota. Akan tetapi bila jumlah dari logam berat masuk ke dalam tubuh dengan jumlah berlebih, maka akan berubah fungsi menjadi racun bagi tubuh. Sebagai contoh adalah raksa (Hg), kadmium (Cd) dan timah hitam (Pb).

Unsur-unsur logam berat tersebut biasanya erat kaitannya dengan masalah pencemaran dan toksisitas. Pencemaran yang dapat menghancurkan tatanan lingkungan hidup, biasanya berasal dari limbah-limbah yang sangat berbahaya dalam arti memiliki daya racun (toksisitas) yang tinggi. Limbah industri merupakan salah satu sumber pencemaran logam berat yang sangat potensial. Pembuangan limbah industri secara terus menerus tidak hanya mencemari lingkungan tetapi menyebabkan terkumpulnya logam berat dalam sedimen dan biota-biota (terutama biota perairan).

Dalam lingkungan perairan ada tiga media yang dapat dipakai sebagai indicator pencemaran logam berat, yaitu air, sedimen dan organisme hidup. Pemakaian organisme laut sebagai indikator pencemaran didasarkan pada kenyataan bahwa alam atau lingkungan yang tidak tercemar akan ditandai oleh kondisi biologi yang seimbang dan mengandung kehidupan yang beranekaragam. Salah satu organisme yang sering dijadikan sebagai indikator pencemaran adalah ikan. Terdapat beberapa pengaruh toksisitas logam pada ikan, misalnya pengaruh toksisitas logam pada insang. Insang selain sebagai alat pernafasan juga digunakan sebagai alat pengaturan tekanan antara air dan dalam tubuh ikan (osmoregulasi). Oleh sebab itu insang merupakan organ yang penting pada ikan dan sangat peka terhadap pengaruh toksisitas logam. Logam berat dapat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui beberapa jalan, yaitu: saluran pernapasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Di dalam tubuh hewan, logam diabsorpsi darah, berikatan dengan protein darah yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh. Akumulasi logam yang tertinggi biasanya dalam detoksikasi (hati) dan ekskresi (ginjal). Akumulasi logam berat dalam tubuh organisme tergantung pada konsentrasi logam berat dalam air/lingkungan, suhu, keadaan spesies dan aktifitas fisiologis.

Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan mengalami tiga macam proses akumulasi yaitu fisik, kimia dan biologis. Buangan limbah industri yang mengandung bahan berbahaya dengan toksisitas yang tinggi ke lingkungan perairan mengakibatkan bahan pencemar langsung terakumulasi secara fisik dan kimia lalu mengendap di dasar laut. Melalui rantai makanan terjadi metabolisme bahan berbahaya secara biologis dan akhirnya akan mempengaruhi kesehatan manusia. Akumulasi melalui proses biologis inilah yang diesbut dengan bioakumulasi.

Bahan pencemar (racun) masuk ke tubuh organisme atau ikan melalui proses absorpsi. Absorpsi merupakan proses perpindahan racun dari tempat absorpsinya ke dalam sirkulasi darah. Absorpsi, distribusi dan ekskresi bahan pencemar tidak dapat terjadi tanpa transpor melintasi membran. Proses transportasi dapat berlangsung dengan 2 cara yaitu transpor pasif (melalui proses difusi) dan transpor aktif (dengan sistem transpor khusus, dalam hal ini zat lazimnya terikat pada molekul pengemban). Bahan pencemar dapat masuk ke dalam tubuh ikan melalui tiga cara yaitu melalui rantai makanan, insang dan difusi permukaan kulit.

Salah satu zat pencemar yang tergolong sebagai logam berat berbahaya adalah merkuri (air raksa, simbol: Hg). Menurut beberapa penelitian, jika kandungan merkuri dalam tubuh mencapai tingkat tertentu, maka dapat mengakibatkan kematian bagi manusia tersebut. Beberapa efek lainnya yang ditimbulkan oleh merkuri terhadap tubuh antara lain:

1).Semua senyawa merkuri adalah racun bagi tubuh, apabila berada dalam jumlah yang cukup.

2).Senyawa-senyawa merkuri yang berbeda, menunjukkan karakteristik yang berbeda pula dalam daya racun yang dimilikinya, penyebarannya, akumulasi dan waktu retensinya di dalam tubuh.

3).Biotransformasi tertentu yang terjadi dalam suatu tata lingkungan dan atau dalam tubuh organisme hidup yang telah tercemar merkuri disebabkan oleh perubahan bentuk atas senyawa-senyawa merkuri itu, dari satu tipe ke tipe lainnya.

4).Pengaruh utama yang ditimbulkan oleh merkuri di dalam tubuh adalah menghalangi kerja enzim dan merusak selaput dinding (membran) sel. Keadaan itu disebabkan karena kemampuan merkuri dalam membentuk ikatan kuat dengan gugus yang mengandung belerang (sulfur) yang terdapat dalam enzim atau dinding sel.

5).Kerusakan yang diakibatkan oleh logam merkuri dalam tubuh umumnya bersifat permanen.

 

 C. Limbah Udang sebagai Material Penyerap Logam Berat

Saat ini budidaya udang melalui tambak telah berkembang dengan pesat. Hal itu disebabkan karena udang merupakan komoditi ekspor yang dapat diandalkan dalam meningkatkan ekspor non-migas dan merupakan salah satu jenis biota laut yang bernilai ekonomi tinggi. Udang di Indonesia pada umumnya diekspor dalam bentuk udang beku yang telah dibuang bagian kepala, kulit, dan ekornya.

Limbah yang dihasilkan dari proses pembekuan udang, pengalengan udang, dan pengolahan kerupuk udang berkisar antara 30%-75% dari berat udang. Dengan demikian jumlah bagian yang terbuang dari usaha pengolahan udang cukup tinggi. Limbah kulit udang mengandung komposisi utama yang terdiri dari protein, kalsium karbonat, khitin, pigmen, abu, dan lain-lain.

Sebagian besar limbah udang berasal dari kulit, kepala, dan ekornya. Fungsi kulit pada hewan udang (hewan golongan invertebrata) yaitu sebagai pelindung. Kulit udang mengandung protein (25%-40%), kalsium karbonat (45%-50%), dan khitin (15% – 20%), tetapi besarnya kandungan komponen tersebut tergantung pada jenis udangnya. Sedangkan kulit kepiting mengandung protein (15,60%-23,90%), kalsium karbonat (53,70-78,40%), dan khitin (18,70%-32,20%), hal ini juga tergantung pada jenis kepiting dan tempat hidupnya.

Kandungan khitin dalam kulit udang lebih sedikit dari kulit kepiting, tetapi kulit udang lebih mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak sebagai limbah. Khitin berasal dari bahasa Yunani yang berarti baju rantai besi, pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan fungiue. Pada tahun 1823 Odins mengisolasi suatu senyawa kutikula serangga yang disebut dengan nama khitin. Khitin merupakan konstituen organik yang sangat penting pada hewan golongan orthopoda, annelida, molusca, corlengterfa, dan nematoda. Khitin biasanya berkonyugasi dengan protein dan tidak hanya terdapat pada kulit dan kerangkanya saja, tetapi juga terdapat pada trakea, insang, dinding usus, dan pada bagian dalam kulit pada cumi-cumi. Adanya khitin dapat dideteksi dengan reaksi warna Van Wesslink. Pada cara ini khitin direaksikan dengan I2-KI yang memberikan warna coklat, kemudian jika ditambahkan asam sulfat berubah warnanya menjadi violet. Perubahan warna dari coklat hingga menjadi violet menunjukan reaksi positif adanya khitin.

Khitosan merupakan senyawa turunan dari khitin melalui proses deasetilasi. Khitosan juga merupakan suatu polimer multifungsi karena mengandung tiga jenis gugus fungsi yaitu asam amino, gugus hidroksil primer dan skunder. Adanya gugus fungsi ini menyebabkan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi. Khitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl dan HNO₃, dan H₃PO₄, dan tidak larut dalam H₂SO₄. Khitosan tidak beracun, mudah mengalami biodegradasi dan bersifat polielektrolitik. Disamping itu khitosan dapat dengan mudah berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein. Oleh karena itu, khitosan relatif lebih banyak digunakan pada berbagai bidang industri terapan dan industri kesehatan.

Saat ini, sebagian kecil dari limbah udang di Indonesia sudah termanfaatkan dalam hal pembuatan kerupuk udang, petis, terasi, dan bahan pencampur pakan ternak. Sedangkan di negara maju seperti Amerika Serikat dan Jepang, limbah udang telah dimanfaatkan di dalam industri sebagai bahan dasar pembuatan khitin dan khitosan. Banyak manfaat yang diperoleh dari khitin dan khitosan untuk berbagai kegiatan industri modern, seperti industri farmasi, biokimia, bioteknologi, biomedikal, pangan, kertas, tekstil, pertanian, dan kesehatan. Khitin dan khitosan serta turunannya mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi dan penebal emulsi.

Isolasi khitin dari limbah kulit udang dilakukan secara bertahap yaitu tahap pemisahan protein (deproteinasi) dengan larutan basa, demineralisasi, tahap pemutihan (bleancing) dengan aseton dan natrium hipoklorit. Sedangkan transformasi khitin menjadi khitosan terjadi melalui tahap deasetilasi dengan basa berkonsentrasi tinggi.

Kulit udang yang mengandung senyawa kimia khitin dan khitosan merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak, yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal. Dengan adanya sifat-sifat khitin dan khitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat, maka menyebabkan khitin dan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah. Karena berperan sebagai penukar ion dan sebagai absorben maka khitin dan khitosan dari limbah udang berpotensi dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan perairan dengan metode penyerapan dan biaya yang dibutuhkan pun lebih murah serta bahannya mudah didapatkan.

Khitin dan khitosan yang diperoleh dari limbah kulit udang dapat digunakan sebagai absorben untuk menyerap ion tembaga, kadmium, dan plumbum (timbal) secara dinamis dengan mengatur kondisi penyerapan sehingga air yang dibuang ke lingkungan menjadi air yang bebas dari ion-ion logam berat. Mengingat besarnya manfaat dari senyawa khitin dan khitosan serta tersedianya bahan baku yang banyak dan mudah didapatkan, maka perlu dilakukan pengkajian dan pengembangan dari limbah ini sebagai bahan penyerap logam-logam berat di perairan.

 

 

REFERENSI

 

Anonim, 1994. Pengolahan dan Pemanfaatan Limbah Hasil Perairan Seri I. Dirjen Perikanan: Jakarta.

Fahmi, R. 1997. Isolasi dan Transformasi Khitin Menjadi Khitosan. Jurnal Kimia. Andalas.

http://www.duniakimiakita.co.cc.

Perkembangan Upaya Pemanfaatan Energi Nuklir oleh Manusia

Apa yang terbayangkan dalam benak kita ketika mendengar kata “nuklir”? Sepertinya sebagian besar orang berpikir bahwa nuklir itu sesuatu yang mengerikan dan berbahaya, identik dengan bom dan dampak radiasi yang ditimbulkannya. Bagi kebanyakan orang, nuklir dianggap sebagai sesuatu yang tidak baik dan berbahaya. Apakah itu benar?

Seperti ada pepatah mengatakan: “Tak kenal maka tak sayang”, begitu pula dengan penilaian kita terhadap nuklir. Jika kita bersikap terbuka dan mencoba untuk mengenal nuklir lebih dalam lagi, ternyata kita dapat menemukan “kebaikan-kebaikan” yang dapat diberikan nuklir bagi kesejahteraan hidup manusia. Dengan berlandaskan asumsi bahwa nuklir dapat bermanfaat bagi manusia, para peneliti dan orang-orang yang bergelut di bidang nuklir telah banyak memberikan kontribusi bagi kemajuan pengembangan teknologi nuklir. Di zaman ini, manusia sudah banyak melakukan berbagai upaya dan penelitian dalam rangka pemanfaatan energi nuklir. Berikut ini akan dibahas secara lebih mendalam lagi mengenai berbagai pemanfaatan energi nuklir yang telah dilakukan manusia sampai saat ini.

      Tenaga Nuklir sebagai Sumber Energi

Seiring dengan perkembangan dunia di mana populasi semakin bertambah, perkembangan teknologi yang semakin pesat, dan naiknya gaya hidup di negara-negara maju, maka dibutuhkan banyaknya sumber energi listrik. Sumber energi di dunia yang tersedia saat ini meliputi energi batu bara, nuklir, bensin, angin, matahari, hidrogen, dan biomassa. Dari masing-masing jenis energi di atas, terdapat kelebihan dan kelemahan masing-masing.

 

a.   Batu Bara

Kelebihan   :               Tidak mahal bahan bakarnya, mudah untuk didapat.

Kelemahan :              Dibutuhkan kontrol untuk polusi udara dari pembakaran batu bara tersebut, berkontribusi terhadap peristiwa hujan asam dan pemanasan global.

 

b.   Nuklir

Kelebihan  :           Bahan bakarnya tidak mahal, mudah untuk dipindahkan (dengan sistem keamanan yang ketat). Energi yang dihasilkan sangat tinggi, dan tidak mempunyai efek rumah kaca dan hujan asam.

Kelemahan :           Butuh biaya yang besar untuk sistem penyimpanannya, disebabkan dari bahaya radiasi energi nuklir itu sendiri. Masalah kepemilikan energi nuklir, disebabkan karena bahayanya nuklir sebagai senjata pemusnah massal dan produk buangannya yang sangat radioaktif. 

 

c.   Bensin

Kelebihan   :             Sangat mudah untuk didistribusikan, mudah untuk didapatkan,   energinya cukup tinggi.

Kelemahan :            Untuk sekarang, sumber bahan bakarnya sudah tinggal sedikit. Berkontribusi terhadap pemanasan global, dan harganya semakin mahal seiring dengan ketersediaannya.

 

d.   Matahari

Kelebihan   :              Energi matahari bebas untuk didapatkan.

Kelemahan :            Tergantung pada cuaca, waktu, dan area. Untuk teknologi saat ini, masih dibutuhkan area yang luas untuk meletakkan panel surya dan energi yang dihasilkan dari panel surya tersebut masih sangat sedikit. 

 

e.   Angin

Kelebihan  :            Angin mudah untuk didapatkan dan gratis. Biaya perawatan dan meregenerasi energinya semakin murah dari waktu ke waktu. Sumber energi ini baik digunakan di daerah pedesaan terutama pada daerah pertanian.

Kelemahan :            Membutuhkan banyak pembangkit untuk menghasilkan energi yang besar. Terbatas untuk area yang berangin saja, membutuhkan sistem penyimpanan energi yang mahal. Pada saat musim badai, angin dapat merusak instalasi pembangkit listrik.

 

f.   Biomassa

Kelebihan :               Masih dalam tahap pengembangan, membutuhkan instalasi pembangkit yang tidak terlalu besar.

Kelemahan :         Tidak efisien jika hanya sedikit instalasi pembangkit yang  dibangun, berkontribusi terhadap pemanasan global.

 

g.   Hidrogen

Kelebihan   :              Mudah dikombinasikan dengan oksigen untuk menghasilkan air dan energi.

Kelemahan :              Sangat mahal untuk biaya produksi, membutuhkan energi yang lebih besar untuk membuat hidrogennya sendiri.

 

Dengan berdasarkan fakta di atas, dapat dilihat sumber energi dari nuklir sangat dibutuhkan, karena terdapat beberapa sumber energi (seperti bensin dan batu bara) yang ketersediaannya di alam semakin sedikit, sehingga dibutuhkan sumber energi yang baru. 

                  Bahan Bakar Nuklir

Bahan bakar nuklir adalah semua jenis material yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, demikian bila dianalogikan dengan bahan bakar kimia yang dibakar untuk menghasilkan energi. Hingga saat ini, bahan bakar nuklir yang umum dipakai adalah unsur berat fissil yang dapat menghasilkan reaksi nuklir berantai di dalam reaktor nuklir. Bahan bakar fissil yang sering digunakan adalah ²³⁵U dan ²³⁹Pu, dan kegiatan yang berkaitan dengan penambangan, pemurnian, penggunaan, dan pembuangan dari material-material ini termasuk dalam siklus bahan bakar nuklir. Siklus bahan bakar nuklir penting adanya karena terkait dengan PLTN dan senjata nuklir.

Bahan bakar nuklir tradisional yang digunakan di USA dan beberapa negara yang tidak melakukan proses daur ulang bahan bakar nuklir bekas mengikuti empat tahapan seperti yang terdapat dalam gambar di atas. Proses di atas berdasarkan siklus bahan bakar nuklir. Pertama, uranium diperoleh dari pertambangan. Kedua, uranium diproses menjadi “Yellow Cake”. Langkah berikutnya adalah mengubah “Yellow Cake” menjadi UF6 untuk proses pengkayaan dan kemudian diubah menjadi uranium dioksida, atau tanpa proses  pengkayaan untuk kemudian langsung ke tahap ke-4 sebagaimana yang terjadi untuk bahan bakar reaktor nuklir pada umumnya.

 

      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) menyediakan sekitar 17 persen dari total tenaga listrik dunia. Beberapa negara membutuhkan tenaga nuklir yang lebih besar daripada negara lain. Di Prancis, menurut International Atomic Energy Agency (IAEA), 75 persen tenaga listriknya dihasilkan oleh reaktor nuklir. Jumlah pembangkit tenaga listrik di dunia diperkirakan lebih dari 400 buah dengan 100 buah di antaranya berada di Amerika Serikat.

  

 

Reaktor Nuklir

Terdapat dua macam sumber tenaga nuklir, yaitu Nuclear Fission Reactor yang memproduksi energi akibat reaksi berantai dari reaksi fisi nuklir dan Radioisotope Thermoelectric Generator memproduksi energi melalui peluruhan radioaktif. Sebagian besar pembangkit tenaga nuklir biasanya menggunakan tipe reaktor fisi nuklir, disebabkan output energi dari reaktor fisi ini dapat dikontrol. Dari tipe ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa jenis reaktor, yaitu:

a.   Pressurized Water Reactor (PWR)

Reaktor ini menggunakan air sebagai penghantar panas yang dihasilkan dari reaksi fisi pada tekanan tinggi. Tekanan tinggi dibutuhkan agar air tidak menjadi uap pada saat menghantarkan panas. Model inilah yang biasanya dipakai pada sebagian besar reaktor.

 

b.   Boiling Water Reactor (BWR)

Pendinginan reaktor ini dengan menggunakan air pada tekanan yang tidak terlalu tinggi. Pada reaktor ini, air masih diperbolehkan untuk mendidih dalam reaktor. Hal inilah yang tidak diperbolehkan terjadi pada reaktor tipe PWR.

 

c.   CANDU

Reaktor ini didesain oleh orang Kanada. Sistem pendinginan reaktor ini menggunakan air berat dengan pemberian tekanan yang sesuai.

 

d.   RBMKs

Reaktor ini didesain oleh orang Rusia untuk memproduksi plutonium sebagai pembangkit energi. Grafit digunakan sebagai moderator pada reaktor ini.

 

e.   Gas Cooled Reactor (GCR)

Reaktor ini menggunakan grafit sebagai moderator dan CO₂ sebagai penghantar panas ke dalam reaktor. Kelemahan dari reaktor ini adalah usia kerjanya yang cukup singkat, yaitu hanya sekitar 10-20 tahun.

 

f.   Super Critical Water-cooled Reactor (SCWR)

Reaktor ini merupakan kombinasi antara reaktor GCR dan PWR. Reaktor ini masih dalam tahap pengembangan.

 

g.   Liquid Metal Fast Breeder Reactor (LMFBR)

Desain reaktor ini menggunakan pendingin berupa logam cair dan sama sekali tidak menggunakan moderator.

Seiring dengan perkembangan teknologi, mulai dibuat desain reaktor-reaktor baru yang lebih bersih, lebih aman, dan berisiko lebih kecil. Reaktor-reaktor itu di antaranya adalah Peeble Bed Reactor dan Nuclear Fusion Reactor.

a.   Pebble Bed Reactor

Reaktor tipe ini didesain sedemikian rupa hingga temperatur tinggi yang dikeluarkan oleh reaktor dapat mengurangi output energi, sehingga energi yang dikeluarkan tidak terlalu besar. Sistem pendinginnya dengan menggunakan gas inert (bersifat tidak aktif) yaitu helium, di mana senyawa ini tidak mudah meledak dan juga tidak menyerap neutron (tidak bersifat radioaktif).

 

b.   Nuclear Fusion Reactor

Reaktor ini menggunakan prinsip reaksi fusi nuklir. Reaktor ini mulai dibangun di beberapa tempat, namun belum ada yang mampu menghasilkan energi yang lebih besar daripada energi yang dikonsumsi oleh reaktor ini untuk menjalankan reaksi fusi nuklir. Bahan bakar reaktor fusi nuklir ini adalah deutorium. Deutorium merupakan bahan kimia yang tersedia dalam jumlah yang sangat banyak di alam dibandingkan dengan uranium-235 yang menjadi bahan bakar reaktor fisi nuklir. Jika ditinjau dari energi neutron yang ditembakkan untuk memulai terjadinya reaksi fisi ini, tipe reaktor ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu Thermal (slow) Reactors dan Fast Reactors.

Thermal (slow) Reactors menggunakan neutron thermal yang lebih lemah energinya. Tipe ini berdasarkan pada material moderator yang digunakan untuk memperlambat partikel neutron dalam reaktor nuklir untuk kemudian diberikan energi panas pada neutron tersebut sehingga reaksi fisi terjadi. Jenis reaktor ini seperti reaktor RBMK, PWR, BWRs, dan CANDU.

Fast Reactors menggunakan neutron dengan kecepatan yang lebih tinggi untuk memulai terjadinya reaksi fisi. Untuk reaktor ini digunakan bahan bakar berenergi tinggi, seperti plutonium karena bila digunakan uranium maka neutron pada reaktor tipe ini akan lebih banyak diserap daripada digunakan untuk memulai reaksi fisi yang akhirnya akan mengubah uranium ini (U-238) menjadi plutonium (Pu-239). Contoh reaktor tipe ini adalah FBR (Fast Breeder Reactor).

 

Melalui pembahasan di atas, dapat dipahami bahwa energi nuklir merupakan sumber energi alternatif yang menjanjikan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Efisiensi dari penggunaan bahan bakar nuklir untuk menghasilkan listrik jauh lebih besar dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar fosil terutama batu bara, sehingga dapat dipastikan bahwa reaktor nuklir akan dapat sepenuhnya menggantikan pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Walaupun desain reaktor yang telah ada masih didasarkan atas reaksi fisi nuklir, namun penelitian lebih lanjut telah diarahkan kepada pengembangan reaktor berbasis fusi nuklir yang efisien agar dapat digunakan dalam skala konsumen. Pengembangan ke arah reaktor fusi nuklir ini sangat penting karena deutorium yang merupakan bahan bakar fusi nuklir, tersedia  dalam jumlah yang sangat banyak dibandingkan dengan uranium-235 yang menjadi bahan bakar reaktor fisi nuklir. Fusi nuklir merupakan jawaban atas kebutuhan sumber energi yang tidak terbatas.

 

Kendala utama dalam mengembangkan dan menerapkan teknologi nuklir senantiasa terkait pada faktor biaya dan ketakutan masyarakat. Pelaksanaan penelitian untuk mengembangkan energi nuklir memang membutuhkan biaya yang sangat besar, namun besarnya biaya yang telah dikeluarkan sesungguhnya sebanding dengan manfaat yang dapat dinikmati manusia di kemudian hari. Masyarakat umum biasanya cenderung ragu atau khawatir terhadap penerapan teknologi nuklir. Keraguan tersebut umumnya disebabkan karena pernah terjadi berbagai peristiwa kehancuran yang begitu besar akibat tenaga nuklir. Jika masyarakat terus menerus dihantui oleh keraguan, maka pengembangan teknologi nuklir akan terhambat. Hal ini menyebabkan upaya pengembangan tenaga nuklir sebagai sumber energi alternatif akan sulit untuk mengalami kemajuan. Dalam hal tersebut, pemerintah memiliki tanggung jawab utama untuk meyakinkan masyarakat serta membebaskan mereka dari segala bentuk trauma dan keraguan. Pemerintah juga harus mampu menjamin keselamatan masyarakat yang tinggal di dekat kawasan pengembangan teknologi nuklir. Masyarakat yang tinggal di dekat kawasan pengembangan teknologi nuklir juga seharusnya memiliki sifat yang terbuka dan berani untuk mendukung perkembangan teknologi nuklir. Suatu hari nanti, diharapkan semua orang dapat menikmati energi nuklir yang benar-benar memberikan banyak manfaat dalam kehidupan.

 

 

 

 

REFERENSI

 

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_chain_reaction

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor

http://www.cea.fr/gb/institutions/nuclear_power.htm

http://www.howstuffworks.com/nuclear-power.htm

http://www.world-nuclear.org/education/whyu.htm

Bawang Putih: Bukan Hanya Sekedar Bumbu Masak

Banyak orang menyangka bahwa bawang putih hanya berguna sebagai bumbu  masak. Sebenarnya bawang putih merupakan salah satu jenis tanaman yang dapat dimanfaatkan untuk mengatasi berbagai masalah kesehatan. Bawang putih dapat memberikan banyak manfaat bagi kesehatan tubuh manusia. Sebelum membahas lebih lanjut mengenai manfaat bawang putih, sebaiknya pengetahuan dasar tentang bawang putih perlu dipahami terlebih dahulu.

   

A. Sekilas Tentang Bawang Putih

Bawang putih (Allium sativum) adalah herba semusim berumpun yang mempunyai ketinggian sekitar 60 cm. Tanaman ini banyak ditanam di ladang-ladang di daerah pegunungan yang cukup mendapat sinar matahari. Batangnya merupakan batang semu dan berwarna hijau. Bagian bawahnya bersiung-siung, bergabung menjadi umbi besar berwarna putih. Tiap siung terbungkus kulit tipis dan kalau diiris baunya sangat tajam. Daunnya berbentuk pita (pipih memanjang), tepi rata, ujung runcing, beralur, panjang sekitar 60 cm dan lebarnya sekitar 1,5 cm. Bawang putih berakar serabut. Bunganya berwarna putih, bertangkai panjang dan bentuknya payung.

     

        

B. Kandungan Kimia dan Sifat Kimiawi Bawang Putih

Bawang putih mengandung minyak atsiri, yang bersifat anti bakteri dan antiseptik. Kandungan allicin dan aliin berkaitan dengan daya anti kolesterol. Daya ini mencegah penyakit jantung koroner, tekanan darah tinggi dan lain-lain. Umbi batang mengandung zat-zat:

1. Kalsium : bersifat menenangkan sehingga cocok sebagai pencegah hipertensi.

2. Saltivine : bisa mempercepat pertumbuhan sel dan jaringan serta merangsang susunan sel saraf

3. Diallysulfide, alilpropil-disulfida : anti cacing.

4. Belerang

5. Protein

6. Lemak

7. Fosfor

8. Besi

9. Vitamin A, B1 dan C.                     

 

C. Manfaat Bawang Putih

     Bawang putih dapat digunakan untuk pengobatan alternatif sebagai berikut :

     a. Bawang Putih untuk Mengobati Flu dan Batuk.

Kandungan sulfur yang terkandung dalam bawang putih membuatnya memiliki bau dan rasa yang khas dapat meningkatkan dan mempercepat kegiatan membran mucous di saluran pernapasan, yang membantu melegakan pemampatan dan mengeluarkan lendir. Bawang putih mentah mengandung phytochemical yang dapat membantu membunuh bakteri dan virus penyebab penyakit. Pada tahun 1992, peneliti dari Universitas Brigham Young di Utah melaporkan bahwa bawang tumbuk dalam minyak membunuh bukan hanya membunuh rhinivirus tipe 2 (penyebab umun flu), tetapi juga membunuh 2 macam herpes (penyakit kulit menular) dan beberapa virus umum lainnya.

 

Bagaimana cara memanfaatkannya? Makanlah bawang putih sebanyak-banyaknya segera setelah anda merasa sakit atau tambahkan bawang putih pada masakan. Anda juga dapat membuat obat batuk dengan resep ini : Hancurkan bawang dan masukan ke dalam susu dingin di dalam panci, lalu panaskan sekitar 1-2 menit, dan minum hangat-hangat.

 

b. Bawang Putih dan Kolesterol

Sekarang ada lebih dari 12 studi yang dipublikasikan di seluruh dunia yang memastikan bahwa bawang putih dalam berbagai bentuk dapat menurunkan kolesterol. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa bawang ini dapat menyembuhkan tekanan darah tinggi dan penyakit jantung. Salah satu studi yang dipublikasikan di “The Journal of The Royal College of Physicians” oleh Silagy CS dan Neil HAW tahun 1994 menyebutkan bahwa bawang putih merupakan agen untuk mengurangi lemak. Penulis menyatakan bahwa suplemen bawang merupakan bagian terpenting dalam penyembuhan kolesterol tinggi. Menurutnya, secara keseluruhan, penurunan terjadi sebesar 12 % dari total kolesterol. Penurunan ini terjadi setelah 4 minggu perawatan.

 

c. Bawang Putih dan Kanker

Bawang juga mempunyai kandungan untuk memerangi kanker, terutama kanker perut dan usus besar. Organosulfida yang terkandung dalam bawang putih membantu hati memproses senyawa kimia beracun, termasuk senyawa kimia yang menyebabkan kanker. Beberapa penelitian epidemiologis menunjukan bahwa orang yang banyak mengkonsumsi bawang putih lebih rendah risikonya terkena kanker perut dan usus besar. Untuk memastikan bahwa anda akan mendapatkan hasil yang maksimal, peneliti dari Penn State University merekomendasikan untuk membiarkan dulu potongan atau tumbukan bawang selama paling sedikit 10 menit, memberi waktu bawang itu membentuk kandungan-kandungan yang membantu memerangi kanker.

 

d. Bawang Putih dan Kehamilan

Riset terbaru menunjukkan bahwa mengkonsumsi bawang putih selama kehamilan mengurangi risiko komplikasi kehamilan pre-eclampsia (meningkatkan tekanan darah kandungan protein dalam urine). Studi–studi juga mengungkapkan bahwa bawang putih membantu menaikkan berat badan bayi yang terlalu kecil. Riset dilakukan oleh Dr. D. Sooranna, Ms J. Hirani dan Dr. I Das di Academic Department of Obsterrics dan Gynaecology, Chelsea dan Westminster Hospital di London, UK. Mereka menyimpulkan bahwa walaupun pre-eclampsia dan kelambatan pertumbuhan merupakan kondisi yang kompleks, mengkonsumsi tablet bawang putih secara standar selama masa kehamilan dapat mengurangi kemungkinan–kemungkinan komplikasi pada kelahiran. Mereka memfokuskan pada kelambatan pertumbuhan pada bayi dan pre-eclampsia, kondisi yang sangat berbahaya bagi ibu dan anak yang terjadi pada kira–kira satu diantara sepuluh kehamilan.

Eksperimen menunjukkan bahwa menambahkan ekstrak bawang putih pada sel–sel plasenta yang kemungkinan menderita kondisi–kondisi tersebut terbukti dapat menstimulasi pertumbuhan. Lebih jauh lagi, kegiatan enzim–enzim penting yang berkurang pada kehamilan tidak normal juga dapat ditingkatkan dengan mengkonsumsi bawang putih.

 

e. Sebagai Penyembuh Wasir

Bawang putih ternyata juga dapat digunakan untuk mengobati wasir. Cara pengobatannya adalah sebagai berikut:

Pertama bersihkan dulu daerah anus dan sekitarnya dengan air hangat dan sabun, oleskan jus/beberapa siung bawang putih yang sudah ditumbuk sebanyak 3-5 kali pada anus yang telah dibersihkan, tunggu beberapa menit lalu bersihkan.

                    

f. Meningkatkan Stamina

Setelah dikaji secara mendalam, ternyata bawang putih dapat menjadi sumber stamina dan kekuatan fisik yang tinggi. Walaupun sebelumnya mereka jarang sekali sakit, tiba-tiba mereka mudah terserang flu, orang – orang seperti inilah yang terutama membutuhkan daya pembangun stamina yang terdapat pada bawang putih. Orang-orang yang mudah lelah seharusnya menambah stamina mereka dengan makan sedikit bawang putih setiap hari dalam jangka waktu yang lama. Caranya, bisa dicampurkan dalam olahan masakan, lalu menelannya.

 

g. Mengontrol Gejala Diabetes

Diabetes mellitus adalah suatu penyakit bawaan yang ditandai oleh tak cukupnya insulin di dalam tubuh, sebagai akibat kelebihan gula di dalam darah dan urine, serta kelaparan yang hebat dan kehausan. Penderitanya selalu ingin makan yang manis-manis, dan walaupun ia suka makan yang manis-manis dan makanan lainnya, berat badan cenderung berkurang. Gejala utamanya, menurunnya daya tahan tubuh terhadap kuman dan bakteri gangguan kulit serta berkurangnya gairah seksual, penyakit usus dan pembuluh darah. Penggunaan bawang putih secara bijaksana dalam diet merupakan salah satu cara mendapatkan manfaat terbesar dari makanan yang dimakan, dengan demikian makanan yang dicampur dengan bawang putih dapat mendukung kesehatan tubuh.

 

Manfaat lainnya dari bawang putih (menurut majalah Kabari) adalah sebagai berikut:

 

1. Menghambat kemerosotan otak dan sistem kekebalan

 

2. Membantu menghambat proses penuaan, menghambat pertumbuhan sel kanker.

 

3. Dengan mengkonsumsi bawang putih, resiko terkena kanker dapat dikurangi.

 

4. Bawang putih yang dikonsumsi secara rutin dalam jangka waktu tertentu dapat membantu menurunkan kadar kolesterol.

 

5. Zat anti-kolesterol dalam bawang putih yang bernama ajoene dapat mencegah  penggumpalan darah.

 

6. Bawang putih dapat membantu meredakan stress, kecemasan, dan depresi.

 

7. Bawang putih mengandung vitamin A.

 

8. Bawang putih mengandung vitamin B.

 

9. Bawang putih mengandung vitamin C.

 

10. Bawang putih mengandung  kalsium.

 

11. Bawang putih mengandung potasium

 

12. Bawang putih mengandung  antioksidan, karoten dan selenium

 

13.  Mengonsumsi 2-3 siung bawang putih sehari, akan menghindarkan diri dari kemungkinan berpenyakit jantung.

 

14.  Menyembuhkan tekanan darah tinggi

 

15.  Meringankan tukak lambung

 

16.  Menurunkan kolesterol dalam darah

 

17.  Meningkatkan insulin darah bagi penderita diabetes.

 

18.  Melumpuhkan radikal bebas yang mengganggu sistem kekebalan tubuh

 

19.  Bermanfaat sebagai penawar racun (detoxifier) yang melindungi tubuh dari berbagai macam penyakit.

 

20.  Membantu menambahkan nafsu makan apabila dimakan mentah

 

21.  Menjaga stamina tubuh

 

22.  Mengandung khasiat antimikroba, antitrombotik, hipolipidemik, antiarthritis,  hipoglikemik, dan juga memiliki antivitas sebagai antitumor.

 

D. Pengaruh Pemakaian Bawang Putih

Segala sesuatu yang berlebihan pastilah tidak dianjurkan, begitu juga dengan mengkonsumsi bawang putih. Jika mengkonsumsi bawang putih terlalu banyak, maka napas kita dapat menjadi bau (tidak sedap). Untuk menghilangkannya, kita dapat melakukan cara–cara berikut ini:

1. Meminum air teh kental atau kopi setelah mengkonsunsi bawang putih

2. Memakan kulit limau dengan cara dikunyah

3. Mengimbangi dengan makanan yang terbuat dari protein, hati, dan telur

4. Menggunakan bawang putih dengan cara direbus terlebih dahulu atau dijadikan acar

Dalam mengkonsumsi bawang putih sebaiknya tidak dimakan mentah, karena dapat mengganggu lambung. Oleh karena itu dianjurkan agar bawang putih terlebih dahulu direbus, digoreng, atau dipanggang dulu sebelum dimakan. Tetapi bawang putih tidak boleh digunakan dalam bentuk apapun sewaktu terdapat serangan penyakit di bagian perut dan usus besar.

 

 

REFERENSI

 

http://forumsains.com

http://kesehatan.kompasiana.com

http://klinik-umum.blogspot.com

http://www.bbc.co.uk

http://www.chem-is-try.org

http://www.kabarinews.com