KONTAMINASI TEMBAGA PADA EMPAT TIPE PENGGUNAAN
LAHAN PERTANIAN DI KAWASAN URBAN-INDUSTRI
CILEUNGSI, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
ISHLACHUL MUASYAROH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kontaminasi Tembaga pada Empat Tipe Penggunaan Lahan Pertanian di Kawasan Urban-Industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Ishlachul Muasyaroh
RINGKASAN
ISHLACHUL MUASYAROH. Kontaminasi Tembaga pada Empat Tipe Peng-gunaan Lahan Pertanian di Kawasan Urban-Industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Dibimbing oleh UNTUNG SUDADI dan ARIEF HARTONO.
Lahan pertanian di kawasan urban-industri rentan terhadap kontaminasi logam berat. Salah satunya adalah tembaga (Cu) yang juga merupakan hara esensial bagi tumbuhan. Bila kadar dalam tanah dan serapannya oleh tumbuhan berlebihan maka akan dapat menimbulkan fitotoksisitas. Penelitian ini bertujuan menetapkan kadar total-Cu dan tingkat kontaminasi/pencemarannya pada tanah pertanian di kawasan urban-industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat dengan mengevaluasi pengaruh kedalaman tanah, waktu, pH, kadar bahan organik dan kadar klei pada empat tipe penggunaan lahan.
Lokasi penelitian meliputi wilayah kecamatan Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal dan Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Contoh tanah komposit diambil di 15 titik pada kedalaman 0-10, 10-20 dan 20-30 cm yang mewakili empat tipe penggunaan lahan pertanian (pekarangan, lahan kering, sawah tadah hujan dan kebun campuran) pada musim hujan 2013. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB terhadap total-Cu (Aqua Regia; HClp:HNO p=3:1; CuAR), pH H O 1:1, C-organik (Walkley & Black) dan tekstur (Pipet). Tingkat kontaminasi/pencemaran Cu tanah dievaluasi berdasarkan nilai indeks c/p menurut prosedur Lacatusu (2000). Kontaminasi (c/p <1) merujuk pada kisaran kadar Cu tanah yang belum mengakibatkan dampak negatif terhadap komponen lingkungan; Pencemaran (c/p >1) merujuk pada kisaran kadar Cu tanah yang telah mengakibatkan dampak negatif terhadap komponen lingkungan.
Pada kedalaman 0-30 cm tanpa membedakan tipe penggunaan lahan, kadar klei berpengaruh nyata positif terhadap kadar CuAR. Kadar CuAR (mg/kg) pada kedalaman 0-10 cm (39.55) > 10-20 cm (38.45) > 20-30 cm (36.78) mengindika-sikan bahwa sumber kontaminasi Cu adalah proses antropogenik. Indeks c/p Cu pada kedalaman 0-30 cm (0.60-1.50) menunjukkan tanah terkontaminasi berat
sampai tercemar sangat ringan oleh Cu. Rataan indeks c/p Cu pada kedalaman 0-10 cm (0.99) > 0-10-20 cm (0.98) > 20-30 cm (0.94) yang telah mendekati nilai 1.00 menunjukkan besarnya peluang terjadinya fitoksisitas Cu. Kadar CuAR (mg/kg) di kebun campuran (54.66) > pekarangan (45.29) > sawah tadah hujan (27.19) > lahan kering (25.89), namun indeks c/p Cu di pekarangan (1.44) > kebun campuran (1.03) > sawah tadah hujan (0.74) > lahan kering (0.66). Di lahan pekarangan, pH, kadar bahan organik dan klei tidak berpengaruh nyata terhadap kadar CuAR. Di lahan kering dan sawah tadah hujan, kadar CuAR menurun secara nyata dengan meningkatnya kadar bahan organik yang mengindikasikan peningkatan pembentukan Cu-organik larut dan tranlokasinya. Di kebun campuran, kadar bahan organik dan klei berpengaruh nyata positif terhadap kadar CuAR yang mengindikasikan peningkatan retensi Cu oleh koloid organik dan mineral klei tanah. Kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan 2013 menurun dibandingkan pada musim hujan 2006.
SUMMARY
ISHLACHUL MUASYAROH. Copper Contamination in Four Agricultural Land-use Types in Cileungsi Urban-Industrial Area, Bogor District, West Java. Supervised by UNTUNG SUDADI and ARIEF HARTONO.
Agricultural lands in an urban-industrial area are susceptible to heavy metals contamination. One of these heavy metals is copper (Cu). It is also an essential nutrient for plant and animal. When its content in soil and its absorption by plant is excessive, it may cause phytotoxicity. This research was aimed at to determine the total-Cu content and its contamination/pollution level in agricultural soils at the Cileungsi urban-industrial area, Bogor district, West Java by evaluating the effects of soil depth, time, soil pH, clay and organic matter content in four land-use types.
The research area covers the region of Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal and Cileungsi sub-districts, Bogor district, West Java. Composite soil samples were taken on the rainy season of November 2013 from 15 points at 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths that representing home yard, up land, rainfed paddy according to the Lacatusu (2000) procedure. Contamination (c/p<1) referred to the soil Cu concentration range that have not resulted in negative impact on the environment components; Pollution (c/p>1) referred to the soil Cu concentrations range that have resulted in negative impacts on the environmental components.
Without differentiating land use type, the clay content at 0-30 cm soil depth significantly and positively affected CuAR concentration. The CuAR concentration (mg/kg) at soil depths of 0-10 cm (39.55) > 10-20 cm (38.45) > 20-30 cm (36.78), indicating that the sources of Cu contamination were of anthropogenic processes. The Cu c/p index value at 0-30 cm soil depth (0.60-1.50) showed that the soils were heavily contaminated to very lightly polluted with Cu. The average Cu c/p index values at soil depths of 0-10 cm (0.99) > 10-20 cm (0.98) > 20-30 cm (0.94) that have approached 1.00 indicated the high probability of Cu phytotoxicity. The CuAR concentration (mg/kg) measured at mixed farmland (54.66) > home yard (45.29) > rainfed paddy field (27.19) > up land (25.89), while the Cu c/p index at home yard (1.44) > mixed farm land (1.03) > rainfed paddy field (0.74) > up land (0.66). At the home yard, soil pH, organic matter and clay content did not significantly affect CuAR. At the up land and rainfed paddy field, the CuAR was significantly decreasing with the increasing soil organic matter content, indicating an increase in soluble organic-Cu formation and translocation. At the mixed farm land, the soil organic matter and clay content were significantly and positively affecting CuAR,indicating an increase in Cu retention by the soil organic colloids and clay minerals. The CuAR concentration and Cu c/p index values at the rainy season of 2013 were decreasing as compared to those of 2006.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
KONTAMINASI TEMBAGA PADA EMPAT TIPE PENGGUNAAN
LAHAN PERTANIAN DI KAWASAN URBAN-INDUSTRI
CILEUNGSI, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
ISHLACHUL MUASYAROH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kontaminasi Tembaga pada Empat Tipe Penggunaan Lahan Pertanian di Kawasan Urban-Industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat” yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Pertanian pada Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan, Deparemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Shalawat serta salam tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan umatNya sampai hari akhir. Skripsi ini merupakan hasil eksplorasi lapang dan analisis laboratorium yang dilaksanakan sejak November 2013 sampai Mei 2014.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada:
1. Bapak Dr Ir Untung Sudadi, MSc sebagai dosen pembimbing I dan dosen pembimbing akademik yang telah memberikan pengarahan, saran dan motivasi kepada penulis selama masa perkuliahan, pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
2. Bapak Dr Ir Arief Hartono, MScAgr sebagai dosen pembimbing II, atas saran dan bimbingan dalam penulisan skripsi.
3. Bapak Dr Ir Darmawan, MSc atas kesediaannya sebagai dosen penguji skripsi.
4. Kementerian Agama RI yang telah memberikan beasiswa melalui Program Beasiswa Santri Berprestasi (PBSB) selama menempuh S1 di Institut Pertanian Bogor.
5. Kedua orang tua tercinta, Bapak Harsono dan Ibu Toyipah, kakak Choirul Mu’minin, SPd.I atas doa, dukungan dan kasih sayangnya sehingga dapat mengantarkan penulis ke masa akhir kuliah.
6. USD Team (Abang Alfin, Wira, Nunik, Dinda dan Ayu) atas kebersamaan dan kekompakannya selama peaksanaan penelitian dan penulisan skripsi.
7. Keluarga besar Community of Santri Scholars of Ministry of Religious Affairs (CSS MoRA) Institut Pertanian Bogor dan Soilers 47.
8. Dosen dan seluruh staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB atas ilmu dan dukungannya selama masa perkuliahan hingga penulis menyelesaikan studi.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuannya, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Bogor, Agustus 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
TINJAUAN PUSTAKA 1
Kontaminasi dan Pencemaran Logam Berat dalam Tanah 1
Tembaga 2
METODE 3
Deskripsi Lokasi Penelitian 3
Tempat dan Waktu Penelitian 4
Bahan dan Alat 4
Metode Penelitian 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 6
Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR 6
Pengaruh Kedalaman terhadap CuAR dan Indeks c/p 7
Pengaruh Tipe Penggunaan Lahan terhadap CuAR dan Indeks c/p 8 Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR pada Kedalaman
0-30 cm berdasarkan Tipe Penggunaan Lahan 9
Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR pada Empat Tipe
Penggunaan Lahan berdasarkan Kedalaman 11
KESIMPULAN DAN SARAN 12
Kesimpulan 12
Saran 12
DAFTAR PUSTAKA 12
LAMPIRAN 15
RIWAYAT HIDUP 220
DAFTAR TABEL
1 Nilai interpretasi kadar total-Cu tanah menurut Lacatusu (2000) 5 2 Kriteria status kontaminasi/pencemaran logam berat dalam tanah
berdasarkan nilai indeks c/p menurut prosedur Lacatusu (2000) 5 3 Persamaan regresi linier hubungan antara kadar CuAR (Y) dengan pH,
kadar bahan organik atau kadar klei (X) pada kedalaman 0-30
berdasarkan tipe penggunaan lahan 10
4 Persamaan regresi linier hubungan antara kadar CuAR (Y) dengan pH, kadar bahan organik atau kadar klei (X) pada empat tipe penggunaan
lahan berdasarkan kedalaman 11
DAFTAR GAMBAR
1 Peta penggunaan lahan di lokasi penelitian 4
2 Pengaruh pH, kadar bahan organik dan kadar klei terhadap CuAR 6 3 Pengaruh kedalaman tanah terhadap kadar CuAR dan indeks c/p Cu 8 4 Pengaruh tipe penggunaan lahan terhadap kadar CuAR dan indeks c/p 9 5 Perbandingan tingkat kontaminasi Cu pada empat tipe penggunaan
lahan di musim hujan 2006 dan 2013 10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Titik contoh pada pekarangan, pH H2O, kadar klei, bahan organik,
dan CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan 2013 15 2 Titik contoh pada lahan kering, pH H2O, kadar klei, bahan organik,
dan CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan 2013 16 3 Titik contoh pada sawah tadah hujan, pH H2O, kadar klei, bahan
organik, dan CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan 2013 17 4 Titik contoh pada kebun campuran, pH H2O, kadar klei, bahan
organik, dan CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan 2013 18 5 Kadar minimum, maksimum dan rataan total-Cu serta nilai rataan,
minimum dan maksimum indeks c/p Cu berdasarkan penggunaan
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) didefinisikan sebagai limbah yang dalam jumlah dan kadar tertentu berbahaya bagi manusia, hewan, tanaman, dan lingkungan. Termasuk ke dalam kategori ini adalah limbah yang mengandung logam berat. Logam berat didefinisikan sebagai unsur-unsur logam dengan kerapatan jenis >6 g.cm-3 (Lepp 1981).
Lahan pertanian di kawasan urban-industri rentan terhadap kontaminasi logam berat. Salah satunya adalah oleh tembaga (Cu) yang juga merupakan hara esensial mikro bagi tumbuhan dan hewan. Tembaga merupakan komponen utama dalam beberapa enzim oksidase (Saeni 1997). Namun, bila berada dalam bentuk kimia yang dapat diserap tanaman dan kadarnya berlebihan, Cu tanah dapat terserap tanaman, menimbulkan fitotoksisitas dan selanjutnya memasuki rantai makanan. Gejala toksisitas Cu pada manusia dikenal dengan penyakit Wilson. Ditemukan pertama kali pada tahun 1912, penyakit ini disebabkan oleh akumulasi Cu pada organ hati (Alloway 2005).
Kontaminasi merujuk pada kisaran kadar logam berat dalam tanah yang belum atau tidak akan segera mengakibatkan dampak negatif terhadap komponen lingkungan, sedangkan pencemaran merujuk pada kisaran kadar logam berat dalam tanah yang telah mengakibatkan dampak negatif terhadap sebagian atau seluruh komponen lingkungan (Lacatusu 2000). Sumber kontaminan/pencemar Cu tanah antara lain adalah industri-industri tembaga (industri metalurgi, tekstil, elektronika, dan cat anti karat), pembakaran batubara, kayu, dan minyak bumi, serta pembuangan limbah di area permukiman/perkotaan (Effendi 2000; Lahuddin 2007).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengeksplorasi kadar total dan tingkat kontami-nasi/pencemaran Cu pada tanah pertanian di kawasan urban-industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat dengan mengevaluasi pengaruh pH, kadar bahan organik, kadar klei, kedalaman tanah, dan waktu pada empat tipe penggunaan lahan.
TINJAUAN PUSTAKA
Kontaminasi dan Pencemaran Logam Berat dalam tanah
2
pertumbuhan dan perkembangan tanaman atau komponen lingkungan lainnya. Istilah pencemaran tanah merujuk pada kisaran kadar bahan pencemar termasuk logam berat yang terukur dalam tanah yang telah menyebabkan pengaruh negatif terhadap beberapa atau keseluruhan komponen lingkungan (Lacatusu 2000).
Logam berat didefinisikan sebagai unsur-unsur logam dengan kerapatan jenis >6 g.cm-3(Lepp 1981). Unsur-unsur logam berat yang berpotensi menimbulkan pencemaran pada lingkungan adalah besi (Fe), arsen (As), kadmium (Cd), timbal (Pb), merkuri (Hg), nikel (Ni), krom (Cr), seng (Zn) dan tembaga
Tembaga merupakan hara esensial mikro untuk tanaman dan hewan. Unsur ini diperlukan pada berbagai sistem enzim. Oleh karena itu harus selalu terkandung dalam makanan dan pakan. Namun, tetap harus diperhatikan agar Cu yang masuk dalam jaringan kadarnya tidak kurang dan juga tidak berlebih (Saeni 1997). Sumber Cu dalam tanah dapat berasal dari proses alami maupun proses antropogenik. Proses alami berasal dari pelapukan geokimia yang menghasilkan batuan dan mineral dengan kadar Cu yang berbeda-beda. Kadar Cu pada batuan beku basa 100-200 ppm, pada batuan metamorfik dan sedimen 30-40 ppm dan pada batuan beku masam 10-20 ppm (Aubert & Pinta 1977). Pada batuan beku dalam (granit dan basalt) terkandung 10-100 ppm Cu (Lindsay 1979), sedangkan proses antropogenik dapat berasal dari aktivitas industri seperti industri metalurgi, tekstil, dan elektronika, serta sebagai bahan cat anti karat (Effendi 2000). Bahkan dalam bidang pertanian, garam tembaga (tembaga sulfat/CuSO4) digunakan sebagai pembasmi jamur dan siput (Darmono 1995).
Hubungan Sifat Kimia Tanah terhadap Cu
Tisdale dan Nelson (1975) menyebutkan bahwa perilaku Cu dalam tanah dipengaruhi oleh KTK, tekstur, bahan organik dan pH tanah. Makin halus tanah, maka makin banyak total Cu dalam tanah. Krauskopf (1972) menerangkan bahwa mineral liat mempunyai kapasitas jerapan yang berbeda terhadap logam berat. Tembaga dijerap oleh mineral liat menurut deret: montmorilonit > ilit > kaolinit.
Pada pH agak tinggi Cu berbentuk ion kupri (Cu2+) dan tidak mengendap.
3 protein, lignin, lemak dan asam-asam organik, seperti asam humik, fluvik, serta alkohol dan aldehida (Kononova 1966). Komponen-komponen organik dalam tanah merupakan agen-agen aktif untuk proses pengkelatan logam berat dan kelarutan logam-logam tersebut bergantung kepada kekuatan mengikat dan mobilitas kelat yang terbentuk. logam-logam berat dikelat oleh bahan-bahan organik tanah dengan urutan Cu > Cd > Zn > Pb dan pengaruh ini sangat tergantung pada pH dan jenis mineral dalam tanah (Singh dan Steiness 1990).
Toksisitas terhadap Organisme
Gejala toksisitas Cu pada manusia dikenal dengan penyakit Wilson, ditemukan pertama tahun 1912. Penyakit ini disebabkan oleh akumulasi Cu pada organ hati (Alloway 2005). Sedangkan kerkurangan Cu akan menyebabkan anemia karena Cu diperlukan untuk absorpsi dan mobilisasi Fe, yang diperlukan untuk pembuatan hemoglobin (Whitten et Al. 1992). Sedangkan toksisitas Cu pada tanaman padi yaitu batang tanaman padi menjadi berwarna coklat kehitaman sampai dengan coklat ringan dan tanaman padi menjadi mudah rebah (Rokhmah 2008 ).
METODE
Deskripsi Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian merupakan kawasan urban dan industri yang meliputi wilayah kecamatan Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal dan Cileungsi, kabupaten Bogor, Jawa Barat. Jenis industri yang beroperasi meliputi industri makanan minuman dan tembakau, pakaian jadi dan kulit, kayu dan barang-barang dari kayu, kertas; percetakan dan penerbitan, kimia; petroleum, batu bara, karet dan barang-barang dari plastik, bahan galian bukan logam, logam dasar, barang dari logam mesin dan peralatannya, pengelolahan lainnya.
Tempat dan Waktu Penelitian
Pengamatan lapang dan pengambilan contoh tanah dilakukan di 15 titik yang mewakili empat tipe penggunaan lahan pertanian (pekarangan, lahan kering, sawah tadah hujan, dan kebun campuran) di kawasan urban-industri Cileungsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat pada November dan Desember 2013. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumber-daya Lahan, Fakultas Pertanian IPB pada Februari sampai Mei 2014.
Bahan dan Alat
4
Gambar 1 Peta penggunaan lahan di lokasi penelitian
Metode Penelitian
Pengambilan contoh tanah
Pengambilan contoh tanah dilakukan di 15 titik yang mewakili tipe penggunaan lahan dominan yaitu lahan kering, sawah tadah hujan, kebun campuran dan pekarangan di kawasan urban-industri Cileungsi, Kabupaten Bogor. Contoh tanah diambil secara komposit pada kedalaman 0-10, 10-20 dan 20-30 cm.
Analisis Tanah
Analisis tanah dilakukan terhadap kadar total-Cu (Aqua Regia; HClp:HNO p 3:1), pH H O 1:1, C-organik (Walkley & Black) dan tekstur (pipet). Contoh tanah dikeringudarakan, dihaluskan dan disaring lolos saringan 2 mm untuk analisis tekstur dan lolos saringan 0.5 mm untuk anaisis total-Cu, pH, dan C-organik.
Penentuan Tingkat Kontaminasi/Pencemaran Cu dalam Tanah
Tingkat kontaminasi/pencemaran Cu tanah dievaluasi berdasarkan nilai
indeks c/p menurut Lacatusu (2000). Kontaminasi merujuk pada kisaran kadar Cu dalam tanah yang belum atau tidak akan segera mengakibatkan dampak negatif terhadap komponen lingkungan, sedangkan pencemaran merujuk pada kisaran kadar Cu dalam tanah yang telah mengakibatkan dampak negatif terhadap sebagian atau seluruh komponen lingkungan
5 Pada Tabel 1 juga disajikan nilai yang menunjukkan kadar Cu tanah pada kisaran batas maksimum yang diperbolehkan (Maximum Allowable Limit, MAL) (Nilai B) dan kadar Cu tanah yang menunjukkan telah perlunya dilakukan tindakan remediasi (Nilai C). Selanjutnya dihitung nilai indeks kontaminasi/pencemaran (c/p) yang merupakan nisbah antara kadar total-Cu untuk setiap contoh tanah dengan nilai A dari seri ABC pada Tabel 1. Nilai indeks c/p >1 menunjukkan terjadinya pencemaran dan nilai indeks c/p <1 menunjukkan terjadinya kontaminasi (Tabel 2).
Tabel 1. Nilai interpretasi kadar total-Cu tanah menurut Lacatusu (2000) Logam
Berat
Nilai A Nilai B Nilai C mg.kgˉ¹
Cu 15+0.6 (Kl+BO) 100 500
Kl = kadar klei (%); BO = kadar bahan organik (%)
Tabel 2. Kriteria status kontaminasi/pencemaran logam berat dalam tanah berdasarkan nilai indeks c/p menurut prosedur Lacatusu (2000)
Nilai c/p Makna Nilai c/p Makna
< 0.1 kontaminasi sangat ringan 1.1 - 2.0 pencemaran sangat ringan 0.10 - 0.25 kontaminasi ringan 2.1 - 4.0 pencemaran ringan 0.26 - 0.50 kontaminasi sedang 4.1 - 8.0 pencemaran sedang 0.51 - 0.75 kontaminasi berat 8.1 - 16.0 pencemaran berat 0.76 - 1.00 kontaminasi sangat berat >16.0 pencemaran sangat berat
Analisis Data
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR
Pada Gambar 2 disajikan pengaruh atau hubungan linier antara pH, kadar bahan organik dan kadar klei terhadap CuAR. Dalam analisis regresi linier ini digunakan seluruh pasangan data (n=45).
Gambar 2 Pengaruh pH, kadar bahan organik dan kadar klei terhadap CuAR
Nilai p = 0.54 dan 0.44 pada persamaan regresi linier hubungan antara pH dan kadar bahan organik terhadap CuAR di lokasi penelitian tanpa membedakan tipe penggunaan lahan menunjukkan korelasi yang tidak nyata, sedangkan nilai p = 0.04 menunjukkan korelasi yang nyata antara kadar klei dengan CuAR. Artinya, secara umum pH dan kadar bahan organik tidak berpengaruh nyata, sedangkan kadar klei berpengaruh nyata terhadap CuAR tanah di lokasi penelitian.
Nilai koefisien persamaan regresi antara pH dengan CuAR yang bertanda negatif (-1.956) menunjukkan bahwa peningkatan pH cenderung menurunkan CuAR atau penurunan pH cenderung meningkatkan CuAR. Dengan meningkatnya pH maka kation-kation logam berubah menjadi bentuk-bentuk hidroksida atau
7 oksida (Soepardi 1983). Hal ini terjadi karena naiknya pH tanah meningkatkan muatan negatif pada permukaan mineral klei yang bermuatan tidak tetap, sehingga kation-kation logam menjadi senyawa yang mengendap (Lindsay 1979). Namun, mekanisme pergerakan Cu ini tidak berpengaruh terhadap kadar CuAR. Dalam hal ini, kadar Cu yang rendah pada pH tinggi mencerminkan penurunan pembebasan Cu dari pelarutan mineral, serta peningkatan pengkomplekan Cu oleh bahan organik sebagai Cu terkelat (Lepp 1981).
Nilai koefisien persamaan regresi antara kadar bahan organik dan klei dengan CuAR yang bertanda positif (1.443 dan 0.196) menunjukkan bahwa peningkatan kadar bahan organik cenderung akan meningkatkan kadar CuAR dan peningkatan kadar klei secara nyata meningkatkan kadar CuAR. Hal ini dikarenakan adanya bahan organik dan klei dalam tanah akan menyebabkan pengkelatan kation-kation logam seperti Cu. Proses-proses kimia yang terjadi dalam tanah sebagian besar dilakukan oleh penyusun tanah yang jumlahnya relatif sedikit, yaitu klei dan humus. Bentuk koloidal, baik klei maupun bahan organik, merupakan pusat kegiatan dalam tanah di mana terjadi reaksi-reaksi pertukaran ion (Soepardi 1983).
Pengaruh Kedalaman terhadap CuAR dan Indeks c/p
Gambar 3 menjelaskan pengaruh kedalaman (0-10, 10-20 dan 20-30 cm) terhadap rataan kadar CuAR dan nilai indeks c/p Cu tanah pada lahan pekarangan, lahan kering, sawah tadah hujan dan kebun campuran. Juga disajikan pengaruh kedalaman terhadap CuAR dan indeks c/p Cu tanah secara keseluruhan di lokasi penelitian.
Kadar CuAR pada lahan pekarangan dan kebun campuran menurun dengan kedalaman. Hal ini menunjukkan bahwa sumber Cu pada kedua penggunaan lahan tersebut berasal dari aktivitas antropogenik. Kadar CuAR pada lahan sawah tadah hujan dan lahan kering terakumulasi pada kedalaman 10-20 cm. Hal ini menunjukkan bahwa pada areal yang terbuka seperti lahan kering dan sawah tadah hujan, Cu mudah ditransportasikan dari lapisan atas ke lapisan bawah. Selain itu, Cu dan Zn bersifat lebih larut dibandingkan Fe, Mn dan Al pada tanah yang aerob (Bohn et al. 1979). Namun, secara keseluruhan di lokasi penelitian kadar CuAR menurun dengan kedalaman. Rataan CuAR pada kedalaman 0-10 cm (39.545 mg/kg) > kedalaman 10-20 cm (38.452 mg/kg) > kedalaman 20-30 cm (36.778 mg/kg). Kadar CuAR tertinggi terdapat pada lapisan 0-10 cm yang menunjukkan bahwa sumber Cu berasal dari proses antropogenik.
8
Gambar 3 Pengaruh kedalaman tanah terhadap kadar CuAR dan indeks c/p Cu
Pengaruh Tipe Penggunaan Lahan terhadap CuAR dan Indeks c/p
Gambar 4 menjelaskan pengaruh tipe penggunaan lahan terhadap rataan kadar CuAR dan nilai indeks c/p Cu tanah. Kadar CuAR pada kebun campuran (54.661 mg/kg) > pekarangan (45.291 mg/kg) > sawah tadah hujan (27.189 mg/kg) > lahan kering (25.893 mg/kg). Pada penggunaan lahan kebun campuran dan pekarangan, sumber Cu adalah aktivitas industri di lokasi penelitian, sedangkan pada sawah tadah hujan dan lahan kering disebabkan oleh aktivitas pertanian seperti penggunaan air irigasi dan pupuk P (TSP atau SP-36) yang mengandung Cu sehingga dapat meningkatkan kadar Cu dalam tanah (Setyaningrum 2011). Menurut Alloway (1995), pupuk P mengandung 1-300 mg Cu/kg. Kadar CuAR yang lebih rendah pada sawah tadah hujan dan lahan kering juga terkait dengan tingkat pencucian Cu ke lapisan yang lebih dalam pada areal yang terbuka. 0-10 cm 59.170 47.935 25.964 25.111 39.545 10-20 cm 53.463 45.069 28.081 27.197 38.452 20-30 cm 51.350 42.868 27.522 25.372 36.778
0
10-20 cm 1.35 1.03 0.80 0.77 0.98
20-30 cm 1.50 0.95 0.70 0.60 0.94
9
Gambar 4 Pengaruh tipe penggunaan lahan terhadap kadar CuAR dan indeks c/p
Nilai indeks c/p pada lahan pekarangan (1.44) > kebun campuran (1.03) > sawah tadah hujan (0.74) > lahan kering (0.66). Hal ini menunjukkan status Cu tanah menurut prosedur Lacatusu (2000) dari kontaminasi berat sampai
pencemaran sangat ringan. Kadar CuAR pada kebun campuran lebih tinggi daripada pekarangan. Namun, indeks c/p pada pekarangan lebih tinggi daripada kebun campuran. Hal ini dikarenakan nilai indeks c/p merupakan nisbah antara kadar CuAR untuk setiap contoh tanah dengan nilai A (pada Tabel 1) yang ditentukan oleh kadar bahan organik dan klei. Kadar bahan organik dan klei pada kebun campuran (2.67% dan 62.96%, Tabel 7) lebih besar daripada pada pekarangan (3.58% dan 35.56%, Tabel 4). Hal ini berarti bahwa tanah pada kebun campuran meretensi Cu lebih besar dibandingkan pada lahan pekarangan dikarenakan semakin tinggi kadar klei dan bahan organik maka semakin tinggi kadar kation logam berat Cu yang dapat diretensi tanah.
Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR pada
Kedalaman 0-30 cm berdasarkan Tipe Penggunaan Lahan
ber-10
pengaruh nyata positif terhadap CuAR. Hal ini mengindikasikan terakumulasinya Cu di lapisan permukaan karena tererap oleh koloid organik dan klei.
Tabel 3. Persamaan regresi linier hubungan antara kadar CuAR (Y) dengan pH, kadar bahan organik atau kadar klei (X) pada kedalaman 0-30
berdasarkan tipe penggunaan lahan
Perbandingan Tingkat Kontaminasi Cu di Musim Hujan 2006 dan 2013
Gambar 5 Perbandingan tingkat kontaminasi Cu pada empat tipe penggunaan lahan di musim hujan 2006 dan 2013
11 Gambar 5 menjelaskan perbandingan kadar CuAR dan nilai indeks c/p Cu tanah pada empat tipe penggunaan lahan pada musim hujan tahun 2006 (Firaningsih 2007) dan 2013. Kadar CuAR dan indeks c/p Cu tanah pada keempat tipe penggunaan lahan pada musim hujan 2006 lebih tinggi dibandingkan pada 2013. Hal ini menunjukkan penurunan kadar CuAR seiring dengan waktu. Penyebabnya antara lain akibat tertranslokasikannya Cu yang bersifat mobil ke lapisan yang lebih dalam atau ke area yang lebih rendah elevasinya mengikuti gradien pergerakan air tanah dan/atau menurunnya sumber kontaminan. Kadar CuAR di lahan pekarangan mengalami penurunan 30.17%, di lahan kering 19.80%, di lahan sawah tadah hujan 13.64%, dan di kebun campuran mengalami penurunan 5.90%. Hal ini juga mengindikasikan tingginya erapan Cu pada lahan kebun campuran akibat tingginya kadar bahan orgaik dan klei sehingga Cu tidak mudah larut.
Pengaruh pH, Bahan Organik dan Klei terhadap CuAR pada Empat Tipe
Penggunaan Lahan berdasarkan Kedalaman
Tabel 4. Persamaan regresi linier hubungan antara kadar CuAR (Y) dengan pH, kadar bahan organik atau kadar klei (X) pada empat tipe penggunaan lahan berdasarkan kedalaman
Persamaan regresi r P n
0-10 cm
pH Y = 56.3339 - 2.7451X -0.1135 0.6871 15 Bahan Organik Y = 27.5827 + 3.3627X 0.2593 0.3508 15 Klei Y = 25.7013 + 0.2997X 0.4504 0.0921 15
10-20 cm
pH Y = 50.8308 - 2.0177X -0.1108 0.6942 15 Bahan Organik Y = 35.9838 + 0.5222X 0.0452 0.8729 15 Klei Y = 29.1873 + 0.1988X 0.3494 0.2018 15
20-30 cm
pH Y = 44.3974 - 1.3273X -0.0672 0.8120 15 Bahan Organik Y = 38.1775 - 1.1281X -0.0769 0.7853 15 Klei Y = 33.0379 + 0.0596X 0.0884 0.7541 15
12
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Pada kedalaman 0-30 cm tanpa membedakan tipe penggunaan lahan, kadar klei berpengaruh nyata positif sedangkan pH dan kadar bahan organik tidak berpengaruh nyata terhadap kadar CuAR tanah di lokasi penelitian.
2. Kadar CuAR pada pekarangan dan kebun campuran menurun dengan kedalaman. Pada sawah tadah hujan dan lahan kering terakumulasi pada 10-20 cm. Secara keseluruhan kadar CuAR (mg/kg) menurun dengan kedalaman, pada 0-10 cm (39.55) > 10-20 cm (38.45) > 20-30 cm (36.78) yang menunjukkan bahwa sumber Cu berasal dari proses antropogenik.
3. Indeks c/p Cu pada kedalaman 0-30 cm (0.60 - 1.50) menunjukkan tanah telah terkontaminasi berat sampai tercemar sangat ringan oleh Cu. Indeks c/p Cu pada 0-10 cm (0.99) > 10-20 cm (0.98) > 20-30 cm (0.94) menunjukkan tingginya peluang terjadinya pencemaran tanah dan fitoksisitas Cu.
4. Kadar CuAR (mg/kg) di kebun campuran (54.66) > pekarangan (45.29) > sawah tadah hujan (27.19) > lahan kering (25.89). Indeks c/p di pekarangan (1.44) > kebun campuran (1.03) > sawah tadah hujan (0.74) > lahan kering (0.66).
5. Pada kedalaman 0-30 cm, pH, kadar bahan organik dan klei tidak bepengaruh nyata terhadap CuAR di lahan pekarangan. Pada lahan kering dan sawah tadah hujan, kadar CuAR secara nyata menurun dengan meningkatnya kadar bahan organik tanah. Pada kebun campuran, kadar bahan organik dan klei ber-pengaruh nyata positif terhadap CuAR.
6. Kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada keempat tipe penggunaan lahan pada musim hujan 2013 menurun dibandingkan 2006. Kadar CuAR di pekarangan, lahan kering, sawah tadah hujan, dan kebun campuran berturut-turut menurun 30.17%, 19.80%, 13.64%, dan 5.90%.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian serupa pada musim kemarau
2. Perlu diakukan penelitian serupa di wilayah pertanian di kawasan urban-industri seperti semarang, Surabaya, Tangerang dll
DAFTAR PUSTAKA
Afrida YY, Indrawati, Refilda. 2013. Penentuan Kandungan Unsur Hara Mikro (Zn, Cu, dan Pb) di dalam Kompos yang dibuat dari Sampah Tanaman Pekarangan dan Aplikasinya pada Tanaman Tomat (Solanum
Lycopersicum Mill).J Kimia. 2(1):38.
13 Aubert H, Pinta M. 1997. Trace Element in Soils. Elsevier Sci. Publ. Co. New
York.
Blum WEH. 1993. Soil protection concept of Council of Europe and intergrated soil research, in H.J.P Eijsacker and T. Harmers (eds): Intergrated Soil and Sediment Research: A Basic for Proper Protection. Kluwer Acad. Publ. Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta (ID):
UI-Press.
Effendi H. 2000. Telaahan Kualitas Air: Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Firaningsih E. 2007. Eksplorasi Tingkat Kontaminasi Logam Berat pada Empat Tipe Penggunan Lahan di Sub-Das Cileungsi Tengah, Kabupaten Bogor. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
Kononova MM. 1966. Soil Organic Matter. Its Nature and Role in Soil Formation and in Soil Fertility. Pergamon Press. Oxford, London, Idinburgh, New york, Toronto, Sydney, Paris, Braunschweig.
Krauskopf KB. Geochemistry of micronutrient In Mortvedt, J.J., P.M. Giardano and W.L. Lindsay (ed). Micronutrient in Agriculture. Soil Sci. Soc. Amer. Inc. Madison, Wisconsin, USA.
Lacatusu R. 2000. Appraising levels of soil contamination and pollution with heavy metals. Eur Soil Bureau Res. Report No. 4. Office for Official Publication of The European Communities, Luxemburg.
Lahuddin. 2007. Aspek Unsur Mikro dalam Kesuburan Tanah. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Lindsay WL. 1979. Chemical Equilibria in Soils. John Wiley & Sons. New York. Lepp NW. 1981. Effect of Heavy Metal Pollution. Vol2. Effect of Heavy Metal on
Plant. Polythechnic. Liverpool UK. Applied Science Publ. London and New Jersey.
Rokhmah F. 2008. Pengaruh Toksisitas Cu terhadap Pertumbuhan dan Produksi Padi (Oryza Sativa L.) serta Upaya Perbaikannya dengan Pupuk Penawar Racun. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Saeni MS. 1997. Penentuan Tingkat Pencemaran Logam Berat dengan Analisis Rambut. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
________. 2002. Kimia Logam Berat [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Singh BL, Steinnes E. 1990. Soil and water contamination by heavy metals. In Lai R, Stewart BA (eds). Soil Processes and Water Quality. Lewis Publishers. London.
Setyaningrum A. 2011. Evaluasi Tingkat Kontaminasi Cu, Zn, Pb Dan Cd pada Lahan Sawah di Kota Tangerang Provinsi Banten.Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Soepardi G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Bogor : Institut Pertanian Bogor. Tisdale LM, Nelson FR. 1975. Soil Fertility and Fertilizers. McMillan Publ. Co.
inc., New York.
Whitten KW. Garley KD, Davis RE. 1992. General Chemistry Saunders. College Publishing. USA.
14
15
Lampiran 1. Titik contoh pada pekarangan, pH H2O, kadar klei dan bahan organik, kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan November 2013
Titik Contoh
Kedalaman pH H2O Klei Bahan Organik CuAR
Indeks c/p Cu Koordinat
(o ' ") (cm) (1:1) (%) (%) (mg/kg)
1 0-10 6.5 10.51 5.15 46.035 1.89
6 29 10 LS 10-20 6.5 16.76 4.43 49.563 1.79
106 53 27 BT 20-30 6.5 10.40 2.79 54.924 2.40
3 0-10 7.2 25.57 3.94 43.903 1.34
6 29 11 10-20 7.1 55.32 3.17 43.347 0.87
106 54 11 20-30 6.9 47.67 2.53 44.659 0.99
9 0-10 7.6 14.91 4.58 50.159 1.88
6 28 11 10-20 7.6 9.55 3.91 48.978 2.12
106 53 54 20-30 7.6 6.35 3.40 45.695 2.19
12 0-10 6.3 80.41 4.00 51.643 0.79
06 26 40.7 10-20 6.4 76.99 2.42 38.389 0.61
106 55 40.4 20-30 6.2 72.27 2.59 26.194 0.44
Rataan 35.56 3.58 45.29 1.44
16
Lampiran 2. Titik contoh pada lahan kering, pH H2O, kadar klei dan bahan organik, kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan November 2013
Titik Contoh
Kedalaman pH H2O Klei Bahan Organik CuAR
Indeks c/p Cu Koordinat
(o ' ") (cm) (1:1) (%) (%) (mg/kg)
2 0-10 7.0 17.89 4.02 24.625 0.87
6 29 09 LS 10-20 7.0 11.46 3.38 25.420 1.06
106 53 43 BT 20-30 7.0 30.27 2.31 23.369 0.68
5 0-10 6.0 43.81 3.24 16.252 0.38
6 29 02.7 10-20 5.9 49.41 3.21 13.597 0.29
106 55 16.6 20-30 6.0 45.61 2.49 15.292 0.35
7 0-10 7.3 55.65 2.36 34.000 0.68
6 27 56.7 10-20 7.7 40.64 2.09 30.299 0.75
106 53 45.6 20-30 7.3 43.80 1.59 26.530 0.63
13 0-10 6.2 47.47 2.54 18.147 0.40
6 26 45.6 10-20 6.2 39.43 1.97 32.794 0.82
106 55 51.2 20-30 6.2 49.35 1.53 28.260 0.62
15 0-10 5.9 45.16 1.36 32.529 0.76
6 26 43.4 10-20 5.9 36.33 1.00 33.873 0.91
106 55 57.9 20-30 6.0 48.90 1.20 33.412 0.74
Rataan 40.35 2.29 25.89 0.66
17
Lampiran 3. Titik contoh pada Sawah tadah hujan, pH H2O, kadar klei dan bahan organik, kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan November 2013
Titik Contoh
Kedalaman pH H2O Klei Bahan Organik CuAR
Indeks c/p Cu Koordinat
(o ' ") (cm) (1:1) (%) (%) (mg/kg)
4 0-10 6.2 37.60 2.02 21.282 0.55
6 29 11 LS 10-20 6.4 37.89 1.78 19.872 0.51
106 54 22 BT 20-30 6.1 47.34 1.42 18.290 0.41
8 0-10 7.4 50.69 0.47 37.920 0.83
6 28 00 10-20 7.6 47.52 0.47 42.839 0.98
106 53 43.1 20-30 7.5 51.05 0.61 45.702 0.99
10 0-10 7.3 8.61 4.04 18.690 0.83
6 28 21.4 10-20 7.4 10.21 4.53 21.531 0.90
106 54 07.1 20-30 7.5 14.97 4.56 18.575 0.70
Rataan 33.99 2.21 27.19 0.74
18
Lampiran 4. Titik contoh pada Kebun campuran, pH H2O, kadar klei dan bahan organik, kadar CuAR dan indeks c/p Cu pada musim hujan November 2013
Titik Contoh
Kedalaman pH H2O Klei Bahan Organik CuAR
Indeks c/p Cu Koordinat
(o ' ") (cm) (1:1) (%) (%) (mg/kg)
6 0-10 7.0 43.64 3.51 56.773 1.31
6 27 41.7 LS 10-20 7.0 38.30 2.90 49.422 1.24
106 53 28.1 BT 20-30 6.9 51.83 1.99 50.455 1.07
11 0-10 5.5 96.48 3.54 70.931 0.95
6 26 30.7 10-20 5.4 91.09 3.14 60.215 0.84
106 55 22.8 20-30 5.4 80.59 2.62 54.982 0.85
14 0-10 5.8 46.22 2.50 49.807 1.13
6 26 45.4 10-20 5.8 58.36 2.07 50.753 0.99
106 56 02.9 20-30 5.6 60.10 1.80 48.612 0.93
Rataan 62.96 2.67 54.66 1.03
19 Lampiran 5. Kadar minimum, maksimum dan rataan pseudo-total Cu serta nilai rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cu berdasarkan penggunaan lahan pada musim hujan November
Penggunaan
Lahan Min Maks Rataan Min Maks Status* Rataan Status* (mg/kg)
CuAR c/p Cu
Pekarangan 26.19 54.92 45.29 0.44 2.40 KS-CR 1.44 CSR Lahan Kering 13.60 34.00 25.89 0.29 1.06 KS-CSR 0.66 KB Sawah Tadah
Hujan 18.29 45.70 27.19 0.41 0.99 KS-KSB 0.74 KB Kebun
Campuran 48.61 70.93 54.66 0.84 1.31 KSB-CSR 1.03 CSR
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sidoarjo pada tanggal 18 November 1992 dari ayah Harsono dan ibu Toyipah. Penulis adalah putri kedua dari dua bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari MA AKSELERASI AMANATUL UMMAH Mojokerto dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah Kementerian Agama dan diterima di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian.
