ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT

ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

TESIS

Oleh

MONANG NAPITUPULU 067006021/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

MONANG NAPITUPULU 067006021/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008


Judul Tesis

Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA). : Monang Napitupulu : 067006021 : Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Harlem Marpaung) Ketua

Ketua Program Studi,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D)

Tanggal lulus

(Dr. Harry Agusnar MSc, Mphil) Anggota

Direktur,

(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc)

: 8 Juli 2008


Telah diuji pada Tanggal : 8 Juli 2008

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua Komisi Penguji : Prof. Dr. Harlem Marpaung Anggota Komisi

: Dr. Harry Agusnar, MSc, Mphil Prof. Dr. Zul Alfian, MSc Dr. Pina Barus, MS Drs. Mimpin Ginting, MS


ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa konsentrasi unsur logam Seng, Kadmium dan Tembaga pada berbagai tingkat kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari dan mengetahui apakah kemiringan tanah mempengaruhi konsentrasi unsur logam – logam tersebut. Penelitian ini dilakukan di Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan Kabupaten Simalungun dengan ketinggian 600 m dpl pada 98054´– 98055´BT dan 2042´-2045´ LU yang berada sekitar 180 km dari Medan, selanjutnya analisis keberadaan unsur logam Seng, Kadmium dan Tembaga dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala dilakukan di Laboratorium Analitik FMIPA dan Laboratorium Sentral Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini menggunakan 4 daerah kemiringan (datar, landai, bergelombang dan curam) dengan pengambilan sampel sebanyak 5 titik sampel secara diagonal dengan 3 kali pengulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin curam kemiringan tanah maka konsentrasi logam Seng, Kadmium dan Tembaga makin rendah. Terdapat perbedaan konsentrasi unsur logam Seng, Kadmium dan Tembaga yang signifikan dan tidak signifikan di tiap kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari. Kata kunci : Logam berat Zn, Cd, Cu, tanah, PT.Toba Pulp Lestari, SSA.

i Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

ABSTRACT The research was aimed to study how much consentration of Zincum, Cadmium and Cuprum in many level of soil elevation at PT. Toba Pulp Lestari forest insdustri and knowing was the landscopes influence content the metals. The research was doing at PT. Toba Pulp Lestari Sector Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan Kabupaten Simalungun with elevation 600 m dpl at 98054´– 98055´BT and 2042´-2045´ LU BT which about 180 km from Medan, after that analyze content of Zincum, Cadmium and Cuprum with Absorption Spektrofotometri Atom (AAS) Nebulizer System methode was doing at Analytic FMIPA Laboratory and Sentral Laboratory, Agricultural Faculty of North Sumatera University. This research use 4 landscopes (flat, slope, surge and steep) by 5 diagonally samplings with 3 replications. The result of research showed that more inclination the landscope, the consentration of Zincum, Cadmium and Cuprum was lower. There was a differentiation from consentration of Zincum, Cadmium and Cuprum which significant and not significant in every landscopes at PT. Toba Pulp Lestari forest insdustri. Key words : Heavy metals of Zn, Cd, Cu, soil, PT.Toba Pulp Lestari, SSA.

ii


UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan karuniaNya sehingga Tesis yang berjudul ANALISIS LOGAM BERAT SENG,

KADMIUM

DAN

KEMIRINGAN TANAH LESTARI DENGAN

TEMBAGA

PADA

HUTAN TANAMAN

BERBAGAI

TINGKAT

INDUSTRI PT. TOBA PULP

METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM

(SSA).

Penelitian dapat diselesaikan dengan baik berkat bantuan dan kerja sama dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih atas segala bimbingan, dorongan dan arahan selama ini kepada : 1. Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM & H.Sp.A(K) sebagai Rektor Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesailan pendidikan Magister Kimia. 2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc selaku Direktur PascaSarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesailan pendidikan Magister Kimia. 3. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D selaku ketua program Magister Kimia Universitas Sumatera Utara. 4.

Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Bapak Dr. Harry Agusnar MSc, Mphil selaku Anggota Komisi Pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran hingga Tesis ini dapat diselesaikan.

5. Seluruh staf dosen PascaSarjana Kimia Universitas Sumatera Utara atas ilmu yang diberikan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan maupun dalam menyusun Tesis ini. 6. Bapak Drs. Ramly sebagai Kepala Sekolah SMA Negeri 11 Medan yang telah memberikan dorongan dan dukungan.

iii Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

7. Bapak pimpinan PT. TOBA PULP LESTARI Porsea Sumatera Utara yang telah memberi izin bagi penulis untuk melakukan penelitian. 8. Bapak

Ir.

Muklis,

MSi

selaku

kepala

Laboratorium

Sentral

Fakultas Pertanian Unisversitas Sumatera Utara. 9. Rekan

–

rekan

mahasiswa

program

Pascasarjana

Ilmu

Kimia

Universitas Sumatera Utara khususnya angkatan 2006. Akhirnya

penulis

mempersembahkan

Tesis

ini

kepada

ayahanda

E. Napitupulu (Alm) dan Ibunda tersayang M. Br. Siagian (Alm) dan istri tercinta D. M Br. Sihombing serta anak - anakku Yunus Cinton Napitupulu, Naomi Lamtiur Napitupulu dan Christin Regina Juniarti Napitupulu yang ikut memberi dorongan hingga Tesis ini selesai.

Hormat Penulis

(Monang Napitupulu)

iv Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

RIWAYAT HIDUP Penulis, dilahirkan pada tanggal 7 Juli 1961 di Lumbantala, Sumatera Utara, anak ketujuh dari sepuluh bersaudara dari pasangan E. Napitupulu (Alm) dan M. Br. Siagian (Alm). Adapun jenjang pendidikan yang telah dilalui diantaranya SD Negeri Pargaolan tamat tahun 1975, SLTP Negeri Sigumpar tamat tahun 1978, SMA Negeri Porsea tamat tahun 1981 dan Mahasiswa IKIP Negeri Medan tamat tahun 1986. Pada tahun 1988 diangkat sebagai Pegawai Negeri Sipil dan bertugas sebagai guru di SMA Negeri 11 Medan sampai sekarang. Pada tahun 2006 melanjutkan pendidikan sebagai mahasiswa Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara atas beasiswa dari pemerintah daerah Sumatera Utara c.q Bappeda tamat tahun 2008.

v Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK .............................................................................................

i

ABSTRACT ...........................................................................................

ii

KATA PENGANTAR...........................................................................

iii

RIWAYAT HIDUP ...............................................................................

v

DAFTAR ISI..........................................................................................

vi

DAFTAR TABEL .................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR.............................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................

xii

BAB I

PENDAHULUAN...............................................................

1

1.1. Latar Belakang .....................................................................

1

1.2. Permasalahan .......................................................................

4

1.3. Pembatasan Masalah ............................................................

5

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................

5

1.5. Manfaat Penelitian ...............................................................

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA.....................................................

7

2.1. Sifat Fisik, Susunan Mekanik dan Tekstur Tanah ...............

7

2.2. Bahan Organik .....................................................................

8

2.2.1. Kedalaman Tanah ....................................................

9

vi Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

2.2.2. Iklim .........................................................................

9

2.2.3. Tekstur Tanah...........................................................

10

2.2.4. Drainase....................................................................

10

2.3. Reaksi Tanah (pH) ...............................................................

10

2.4. Kemiringan Tanah................................................................

11

2.5. Keberadaan Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) Di Dalam Tanah ....................................

14

2.5.1. Seng (Zn)..................................................................

16

2.5.2. Kadmium (Cd) .........................................................

17

2.5.3. Tembaga (Cu)...........................................................

18

2.6. Analisis Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cu) dan Tembaga (Cu) dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)..........................................................................

20

METODE PENELITIAN..................................................

23

3.1. Lokasi Penelitian..................................................................

23

3.2. Populasi dan Sampel ............................................................

23

3.3. Alat dan Bahan Kimia yang Digunakan ..............................

24

3.3.1. Alat-alat....................................................................

24

3.3.2. Bahan Kimia ............................................................

25

3.4. Prosedur Penelitian...............................................................

25

3.4.1. Pengambilan Sampel Tanah.....................................

25

3.4.2. Preparasi Sampel......................................................

26

BAB III

vii Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

3.4.3. Preparasi Larutan Induk Standard............................

27

3.4.3.1. Larutan induk Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) 1000 ppm....................

27

3.4.4. Preparasi Kurva Kalibrasi Larutan Standard...........

27

3.4.4.1. Kurva Kalibrasi Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Kadmium (Cd)....................................

27

3.4.5. Diagram Alir Metode Penelitian ..............................

29

3.4.6. Analisis logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) Dalam Sampel Tanah Pada Setiap

BAB

Kemiringan Tanah....................................................

30

IV HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................

31

4.1 Hasil Penelitian .....................................................................

31

4.1.1. Pengukuran Kandungan Seng (Zn) ..........................

31

4.1.1.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi ......................................................

31

4.1.1.2. Penentuan Kandungan Seng (Zn)..............

32

4.1.2. Pengukuran Kandungan Kadmium (Cd)..................

35

4.1.2.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi ......................................................

36

4.1.2.2. Penentuan Kandungan Kadmium (Cd) .....

37

4.1.3. Pengukuran Kandungan Tembaga (Cu) ...................

40

4.1.3.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis

viii Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

Regresi ......................................................

40

4.1.3.2. Penentuan Kandungan Tembaga (Cu) ......

41

4.2 Pembahasan...........................................................................

44

4.2.1. Seng (Zn)..................................................................

44

4.2.2. Kadmium (Cd) .........................................................

45

4.2.3. Tembaga (Cu)...........................................................

46

V KESIMPULAN DAN SARAN...........................................

48

5.1 Kesimpulan ...........................................................................

48

5.2 Saran......................................................................................

48

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................

49

BAB

ix Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

3.1

Kode Perlakuan ...............................................................

24

4.1

Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam Seng (Zn).........................................................................

31

Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard Seng (Zn).........................................................................

31

Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah...........................................................

35

Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam Kadmium (Cd) ................................................................

35

Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard Kadmium (Cd) ................................................................

36

Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah .............................................

39

Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam Tembaga (Cu) .................................................................

40

Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard Tembaga (Cu) .................................................................

40

Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah .............................................

44

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

x Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

3.1

Cara Pengambilan Sampel ..............................................

25

4.1

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn).................

32

4.2

Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah...........................................................

34

4.3

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Kadmium (Cd)..........

36

4.4

Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah .............................................

38

4.5

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)...........

41

4.6

Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah .............................................

43

xi Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

1

Tabel Data Konsentrasi Unsur Seng (Zn) .......................

51

2

Tabel Data Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)...............

52

3

Tabel Data Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)................

53

4

Tabel nilai t/student.........................................................

54

5

Tabel Kandungan Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) dalam Tanah............................................

55

Gambar SSA Buck Scientific 205...................................

56

6

xii Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Saat ini kebutuhan kertas terus meningkat seiring dengan permintaan pasar. Kertas diolah dari bubur kertas (pulp) sehingga permintaan terhadap bubur kertas (pulp) juga semakin meningkat. PT. Toba Pulp Lestari, Tbk yang terletak di Kabupaten Toba Samosir merupakan salah satu perusahaan yang bergerak di bidang industri bubur kertas (pulp). Dengan menerapkan sistem pengolahan yang baik, pabrik ini memproduksi 250.000 ton/thn bubur kertas (pulp). Untuk memenuhi kebutuhan bubur kertasnya PT. Toba Pulp Lestari membuat Hutan Tanaman Industri (HTI) yang tersebar di daerah Kabupaten Simalungun, Toba Samosir, Samosir, Tapanuli Utara dan Humbang Hasundutan. Hutan Tanaman Industri tersebut merupakan hutan tanaman homogen yang ditanami oleh tanaman Eucalyptus, yang memang tanaman terbaik penghasil bubur kertas setelah tanaman pinus karena masa panennya yang pendek. Hutan Tanaman Industri tersebut memiliki topografi yang bervariasi mulai dari Datar hingga Sangat Curam yang dapat mempengaruhi pergerakan air, erosi, pertumbuhan tanaman, pergerakan unsur hara dan juga keberadaan unsur logam.

1 Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008. USU e-Repository © 2008

2

Bahan yang terdapat dalam tanah terdiri atas empat komponen yaitu; bahan padat mineral, bahan padat organik, air dan udara. Bahan padat mineral terdiri atas; batuan dan mineral primer, lapukan batuan dan mineral, serta mineral sekunder. Bahan padat organik terdiri atas sisa dan rombakan jaringan jasad, terutama tumbuhan, zat humik, dan jasad hidup penghuni tanah, termasuk akar tumbuhan hidup. Bahan padat merupakan komponen terbesar penyusun tanah dan membentuk kerangka tanah. Air dan udara akan mengisi pori-pori di antara kerangka tanah. Dalam tanah basah, kebanyakan pori terisi air sementara dalam tanah kering kebanyakan pori ditempati udara. Tanaman yang tumbuh di atas permukaan tanah akan berproduksi dengan baik, apabila tanah mempunyai persediaan yang cukup akan semua unsur hara yang diperlukan oleh tanaman dan harus ada kesetimbangan di antara unsur hara sesuai dengan jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman. Unsur hara yang diperlukan oleh tanaman dibedakan atas unsur hara makro (makronutrien) dan unsur hara mikro (mikronutrien). Unsur hara makro merupakan unsur yang diperlukan tanaman dalam jumlah yang banyak (>500 ppm), sementara unsur hara mikro diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil (<50 ppm). Kemampuan tanaman untuk mengabsorbsi unsur hara berupa ion-ion dari larutan tanah tergantung pada luas dan penyebaran akar tanaman. Di dalam akar terdapat ruang (rongga) sel yang berfungsi sebagai membran untuk mengatur proses absorbsi dan difusi ion-ion apabila energi metabolisme mencukupi.


3

Walaupun unsur hara mikro (Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl dan Fe) lebih sedikit dibutuhkan oleh tanaman bila dibandingkan dengan unsur hara makro, namun unsur hara mikro tersebut tetap diperlukan oleh tanaman. Unsur Seng (Zn ) berfungsi sebagai penyusun pati dan aktivator enzim (enolase, aldolase, asam oksalat dekarboksilase, lesitimase, sistein desulfihidrase, histidin deaminase, superokside demutase,

dehidrogenase,

karbon

anhidrase,

proteinase

dan

peptidase),

Kadmium (Cd) memiliki sifat kimia yang hampir sama dengan Zn terutama dalam proses penyerapan oleh tanaman dan tanah, namun Cd lebih bersifat racun yang dapat mengganggu aktivitas enzim. Sedangkan Tembaga (Cu) berfungsi sebagai katalis pernapasan, penyusun enzim, pembentukan khlorofil dan metabolisme karbohidrat (Lahuddin, 2007). Kemiringan tanah merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi unsur hara yang terkandung di dalam tanah. Unsur-unsur hara baik makro maupun mikro dalam tanah dapat mengalami pengurangan akibat adanya erosi tanah. Semakin curam kemiringan tanah akan memperbesar energi angkut air. Kecuraman kemiringan, panjang kemiringan dan bentuk kemiringan (cekung atau cembung) dapat mempengaruhi besarnya erosi dan aliran permukaan (Rayes, 2006). Kekurangan unsur hara makro dan unsur hara mikro di dalam tanah akan menyebabkan pertumbuhan dan produksi tanaman akan terhambat yang ditandai dengan perubahan warna daun. Kekurangan Seng (Zn) akan menyebabkan sintesis RNA terhambat sehingga terjadi klorosis pada tulang daun, duduk daun saling berdekatan dan pertumbuhan memanjang terhambat. Namun demikian, tidak semua


4

perubahan warna daun tanaman diakibatkan oleh kurangnya unsur hara mikro tanah, boleh jadi diakibatkan oleh suatu penyakit yang menyerang tanaman. Kekurangan hara makro dan hara mikro dalam tanah dapat diatasi dengan penambahan pupuk sesuai dengan jenis dan jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman. Dari latar belakang masalah yang telah dikemukakan, peneliti ingin melakukan suatu penelitian yang berjudul: ”Analisis Logam Berat Seng, Kadmium dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari dengan metode Spektrometri Serapan

Atom (SSA)”.

1.2. Permasalahan Adapun yang menjadi permasalahan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Apakah dalam tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari terdapat unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)? 2. Apakah kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari mempengaruhi kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)

dan

Tembaga (Cu)? 3. Apakah ada perbedaan kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)

dan

Tembaga (Cu) yang signifikan sesuai dengan kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari?


5

1.3. Pembatasan Masalah Adapun pembatasan masalah dibatasi pada: 1. Sampel tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari yang digunakan dibagi dalam 4 (empat) daerah kemiringan dimana masing-masing daerah dengan 5 (lima) titik sampel dengan 3 (tiga) kali pengulangan. 2. Metode analisis kadar unsur logam Seng, Kadmium

dan Tembaga yang

digunakan adalah metoda Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala. 3. Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan yang signifikan kadar logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) sesuai dengan kemiringan tanah digunakan uji Statistik Beda Nyata Terkecil 5% (Least Siqnificance Difference).

1.4. Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian adalah: 1. Untuk mengetahui berapa kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) di dalam tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari. 2. Untuk mengetahui apakah kemiringan tanah di Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari mempengaruhi kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) 3. Untuk mengetahui apakah ada perbedaan yang signifikan kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) sesuai dengan kemiringan tanah.


6

1.5. Manfaat Penelitian Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan informasi penting bagi PT. Toba Pulp Lestari dalam hal pengolahan dan pemberdayaan tanah serta industri lainnya.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sifat Fisik, Susunan Mekanik dan Tekstur Tanah Sifat fisik tanah dipengaruhi oleh perilaku mekanik, termal, optik, koloidal, dan hidrologi tanah. Sementara susunan mekanik tanah dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, kerapatan, dan kimiawi partikel tunggal komponen padat mineral. Ukuran diameter partikel mineral tanah lebih besar daripada 2 cm disebut batu, antara 2 cm dan 2 mm disebut kerikil dan yang lebih kecil daripada 2 mm disebut bahan tanah halus (Kohnke, 1968). Bahan tanah dibedakan atas tiga fraksi utama yaitu: pasir, debu (lanau), dan lempung. Fraksi lempung dibagi lagi menjadi dua subfraksi, yaitu; lempung kasar (0,002-0,0002 mm) dan lempung koloidal (< 0,0002 mm). Tekstur tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah yang berkaitan dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Jika fraksi lempung lebih dominan dibandingkan dengan fraksi debu dan pasir, tanah dikatakan bertekstur halus atau lempungan. Apabila kadar ketiga fraksi tanah kira-kira berimbang, tanah disebut bertekstur sedang sedang tanah yang didominasi fraksi debu disebut bertekstur debuan. Apabila fraksi lempung banyak dan fraksi debu cukup, akan tetapi fraksi pasir sedikit, tanah disebut bertekstur lempung debuan. Jika fraksi pasir banyak dan fraksi lempung cukup, akan tetapi fraksi debu sedikit, tanah dikatakan bertekstur pasir lempungan.


8

2.2. Bahan Organik Bahan organik tanah adalah kumpulan beragam senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau telah mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus hasil huminifikasi maupun senyawa-senyawa anorganik hasik mineralisasi (biotik), termasuk mikrobia heterotrofik dan ototrofik terlibat (Hanafiah, 2005). Sumber utama bahan organik tanah ialah jaringan tanaman baik berupa daun, batang/cabang, ranting, buah maupun akar baik yang berupa serasah atau sisa-sisa tanaman, yang setiap tahunnya dapat tersedia dalam jumlah yang besar sekali. Sedangkan sumber sekunder berupa

jaringan

organik

fauna

termasuk

kotorannya

serta

mikroflora

(Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005). Bahan organik umumnya ditemukan dipermukaan tanah. jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 3 – 5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat – sifat tanah besar sekali. Adapun pengaruh bahan organik terhadap sifat-sifat tanah dan akibatnya juga terhadap pertumbuhan tanaman adalah sebagai granulator yaitu memperbaiki struktur tanah, sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro dan lain-lain, menambah kemampuan tanah untuk menahan air, menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur – unsur hara dan sumber energi bagi mokroorganisme (Hardjowigeno, 1989). Pengaruh

yang

paling

nyata

diantaranya

meningkatkan

pembutiran

(granulasi), mengurangi plastisitas, kohesi dan lain – lain, menaikkan kemampuan mengikat H2O, kemampuan adsorpsi kation dua sampai tiga kali koloida mineral,


9

mengandung kation yang mudah diganti, unsur N, P dan S terikat dalam bentuk organik dan ekstraksi unsur mineral oleh asam humus (Buckman dan Brady, 1986). Secara lokal, terdapat kecendrungan suatu korelasi antara kandungan liat tanah dan kandungan bahan organik. semakin besar kombinasi persediaan unsur-unsur hara, semakin banyak hasil dan akumulasi bahan organik pada tanah bertekstur halus (Foth, 1994). Proses geologi seperti tanah longsor di daerah yang curam, pengendapan baru pada daerah datar, banjir atau letusan gunung api dapat menimbun dan menutupi lapisan bahan organik sehingga berada dilapisan dalam, tidak terjangkau akar dan tidak berguna bagi perbaikan pertumbuhan tanaman (Suhardjo, dkk, 1993). Menurut Hakim dkk (1986) faktor yang mempengaruhi bahan organik tanah adalah: 2.2.1 Kedalaman tanah Kadar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm, makin ke bawah makin berkurang. Hal ini disebabkan akumulasi bahan organik memang terkonsentrasi di lapisan atas. 2.2.2 Iklim Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah dingin kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan organik dan N bertambah dua hingga tiga kali tiap suhu tahunan rata-rata turun 100C.


10

Bila kelembaban efektif meningkat kadar bahan organik dan N juga bertambah, hal ini akan menghambat kegiatan organisme tanah. 2.2.3 Tekstur tanah Makin tinggi jumlah liat makin tinggi pula bahan organik dan N tanah bila kondisi lainnya sama. Tanah berpasir memungkinkan oksidasi yang baik sehingga bahan organik cepat habis. 2.2.4 Drainase Drainase buruk, di mana air berlebih, oksidasi terhambat karena aerase buruk menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik.

2.3. Reaksi Tanah (pH) Reaksi tanah menunjukkan sifat keasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin masam tanah tersebut dan sebaliknya (Hardjowigeno, 1989). Keasaman tanah disebabkan oleh ion H+ yang dihasilkan pada saat terjadi pelindian kation – kation dalam tanah. Keadaan pH tanah mineral dipengaruhi oleh kandungan kation dalam batuan induk. Kation – kation dilepaskan pada saat terjadi pelapukan dan KTK dari koloid tanah dijenuhi oleh kation sampai konsentrasi tertentu. Faktor lain seperti iklim, perkembangan tanah, dan lain – lain juga akan berpengaruh pada pH tanah. Ion H+ dapat berasal dari CO2 yang dihasilkan melalui respirasi organisme tanah dan perakaran tanaman.


11

CO2 + H2O ↔ HCO3 -+ H+ Udara tanah dapat mempunyai kandungan CO2 yang cukup tinggi sehingga mampu menurunkan pH tanah yang mempunyai daya sangga rendah, dan akan menurunkan pH antara 0,2 – 1 unit untuk tanah yang mempunyai daya sangga tinggi, tetapi tidak pernah di bawah 5,5 – 6,0 (Sutanto, 2005). Nilai pH tanah dapat digunakan sebagai indikator kesuburan kimiawi tanah, karena dapat mencerminkan ketersediaan hara dalam tanah tersebut. pH optimum untuk ketersediaan unsur hara tanah adalah sekitar 7,0 karena pada pH ini unsur hara makro tersedia secara maksimum, sedangkan unsur hara mikro tidak maksimum kecuali Mo, sehingga kemungkinan terjadinya toksisitas unsur mikro tertekan. Pada pH dibawah 6,5 dapat terjadi defisiensi P, Ca dan Mg serta toksisitas B, Mn, Cu, Zn dan Fe, sedangkan pada pH diatas 7,5 dapat terjadi defisiensi P, B, Fe, Mn, Cu, Zn, Ca dan Mg juga keracunan B dan Mo (Hanafiah, 2005). Pentingnya nilai pH antara lain : menentukan mudah tidaknya unusr-unsur hara diserap tanaman, menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun dan mempengaruhi perkembangan mikroorganisme (Hardjowigeno, 1989).

2.4. Kemiringan Tanah Kemiringan tanah merupakan salah satu faktor pembentuk tanah. Kemiringan tanah akan berpengaruh terhadap hubungan permukaan tanah dan kedalaman air


12

tanah, ketahanan terhadap erosi, dan gerakan air lateral di dalam tanah. Disamping itu juga mempengaruhi iklim mikro dan sebaran tumbuhan (Sutanto, 2005). Topografi (relief) adalah perbedaan tinggi atau bentuk wilayah suatu daerah, termasuk perbedaan kecuraman dan bentuk lereng. Peran topografi dalam proses genesis dan perkembangan profil tanah adalah melalui empat cara, yaitu (1) lewat pengaruhnya dalam menentukan jumlah air hujan yang dapat meresap atau disimpan oleh massa tanah, (2) kedalaman air tanah, (3) besarnya erosi yan dapat terjadi dan (4) arah pergerakan air yang membawa bahan – bahan terlarut dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah (Hanafiah, 2005). Menurut Rayes (2006), kemiringan tanah dikelompokkan atas: A = < 3% (datar) B = 3 – 8% (landai atau berombak) C = 8 - 15 % (agak miring atau bergelombang) D = 15 – 30 % (miring atau berbukit) E = 30 - 45 % (agak curam) F = 45 - 65 % (curam) dan G = > 65 % (sangat curam). Adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh terhadap sifat-sifat kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini disebabkan kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan jumlah aliran akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah cukup tinggi


13

akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh tumbukan butir hujan semakin banyak. Jika kemiringan tanah dua kali lebih curam, maka banyaknya erosi per satuan luas menjadi 2,0-2,5 kali lebih banyak (Arsyad,1989). Makin miring tanah dan makin rendah permeabilitas, kemungkimam terjadinya erosi akibat hujan makin besar. Erosi permukaan yang terjadi pada tanah miring akan menghambat perkembangan tanah, bahan tanah yang galir (lepas – lepas) akan hilang dan tanah dengan kemiringan besar akan tampak pada awal perkembangan tanah, atau bahkan muncul batuan dipermukaan. Pada tanah yang agak miring, antara pembentukan tanah dan kehilangan akibat erosi berada pada kondisi seimbang sehingga perkembangan tanah tetap terjadi. Bahan tanah yang tererosi ke tempat yang lebih rendah dan merupakan cekungan kemungkinan akan mengubur tanah asli sehingga tanah asli yang berada dicekungan disebut tanah terkubur (Sutanto, 2005). Tentang kemiringan lereng (slope) ternyata pengaruhnya terhadap aliran permukaan (run off) dan daya penghanyutannya berbeda sesuai dengan tingkat kemiringan. Pada satu pihak kemiringan mempengaruhi perbandingan infiltrasi dan aliran permukaan dan pada pihak lain kemiringan berpengaruh pula terhadap kecepatan aliran permukaan. Pada kemiringan tanah yang tidak begitu curam mengalirnya air hujan dipermukaan tidak akan secepat pada kemiringan yang curam, apalagi kalau permukaan tanahnya bergelombang, aliran air permukaan akan makin berkurang karena adanya cekungan - cekungan, sehingga kesempatan air untuk merembes ke dalam tanah akan lebih besar. Pengikisan dan penghanyutan partikel –


14

pertikel tanah permukaan hanya sedikit saja. Pada kemiringan tanah yang curam yang juga tidak bergelombang atau tidak bertanggul – tanggul, mengalirnya air ke bagian bawah akan berlangsusng secara cepat. Daya kikis atau daya tumbuk arus air terhadap tanah akan makin kuat sehingga banyak bagian tanah permukaan cerai – berai dan terangkut kebagian bawah. Jadi makin besar kemiringan lereng makin besar pula tanah yang tererosi (Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005). Semakin besar kemiringan lerengnya maka semakin dangkal kedalaman efektif tanahnya. Daerah dengan kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat erosi yang besar pula sehingga tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi pencucian yang menyebabkan hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga tanahnya miskin (Hardjowigeno, 1989). Erosi tanah dapat menghanyutkan sejumlah unsur hara tanaman, baik yang terbawa akibat aliran permukaan maupun terhanyutkan bersama-sama massa tanah yang tererosi. Dengan terangkut/terhanyutnya unsur-unsur hara serta bahan organik lainnya dari lapisan tanah, aktivitas biota tanah akan menurun, dengan demikian terjadilah

tanah

kritis.

Jika

sukar

dipulihkan,

tanah

menjadi

mati

(Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005).

2.5. Keberadaan Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) Di Dalam Tanah Larutan tanah mengandung berbagai zat terlarut berbentuk ion, baik kation maupun anion. Kation yang umum terdapat dalam larutan tanah ialah H+, Al3+, Fe3+


15

(dalam suasana aerob), Fe2+ (dalam suasana anaerob), Na+, K+, Ca+, Mg2+, Mn2+, dan NH4+. Anion yang umum dijumpai ialah SiO44- dari asam monosilikat. NO3-, ortofosfat primer H2PO4- atau ortofosfat sekunder HPO42- dan SO42-. Larutan tanah juga mengandung partikel-partikel koloid terdespersi berupa koloid anorganik (lempung) dan koloid organik (karbohidrat, asam amino, protein, bakteri, dan algae). Gas-gas yang terlarut dalam larutan tanah ialah CO2, dan O2 (Tan, 1994). Logam Tembaga, Seng dan Kadmium merupakan bahan pencemar tanah. Bahan pencemar tanah dapat dipilah menjadi dua, yakni bahan anorganik dan bahan organik. Bahan anorganik terutama logam berat seperti seng, tembaga, timbal dan arsenikum. Bahan – bahan tersebut cenderung berada didalam tanah dalam waktu yang lama, meskipun status kimianya kemungkinan berubah menurut waktu (Hanafiah, 2005). Walaupun tanah telah terkontaminasi bahan pencemar anorganik dalam jumlah yang cukup besar, tetapi kemungkinan masalah yang timbul berasal dari beberapa unsur saja. Unsur yang bersifat meracuni tanaman atau menurunkan produksi jika konsentrasinya tinggi yakni termasuk seng, tembaga dan kadmium. Namun dalam konsentrasi yang rendah, beberapa unsur mikro tersebut bermanfaat untuk tanaman ataupun ternak (Hanafiah, 2005). Kebanyakan senyawa organik hilang dari dalam tanah melalui proses volatilisasi atau terurai melalui proses dekomposisi dan hasil peruraian tersebut dapat berlaku sebagai bahan pencemar (Hanafiah, 2005).


16

2.5.1. Seng (Zn) Seng (Zn) adalah unsur hara mikro esensial bagi makhluk hidup. Seng (Zn) berasal dari pelapukan mineral seperti Smithsonite, dll. Pelarutan mineral dapat terjadi secara alami. Ion Zn yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur – unsur lain. Adsorpsi Zn yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan mineral liat (Lahuddin, 2007). Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain seng sulfida (ZnS), spalerit [(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), Wellemite (ZnSiO3 dan ZnSiO4). Pada tanah sawah sering berupa senyawa ZnS, senyawa ini dalam suasana oksidasi menjadi ZnSO4. Pada tanah yang mengandung banyak kapur CaCO3 dan MgCO3, kemungkinan Zn diikat kuat oleh kedua senyawa tersebut sehingga tidak tersedia bagi tanaman (Yoshida dan Tanaka, 1970). Pelarutan mineral – mineral yang mengandung Zn terjadi secara alami sehingga unsur – unsur yang terkandung didalamnya terbebas dalam bentuk ion. Ion Zn2+ yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur – unsur lain. Adsorpsi Zn2+ yang kuat dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan mineral liat, dan hal ini berhubungan dengan kapasitas kation tanah dan keasaman tanah (Lahuddin, 2007). Seng (Zn) diserap oleh tanaman berbentuk ion Zn2+ dan dalam tanah alkalis mungkin diserap dalam bentuk monovalen Zn(OH)+. Di samping itu, Zn diserap dalam bentuk kompleks-khelat, misalnya Zn-EDTA. Seperti unsur mikro lain, Zn


17

dapat diserap lewat daun. Kadar Zn dalam tanah berkisar antara 16-300 ppm (Knezek, 1986); sedangkan kadar Zn dalam tanaman berkisar antara 20 ppm sampai 70 ppm (Mengel and Kirkby, 1987). Kelihatan bahwa pada pH rendah (pH 4,5) kadar Zn2+ lebih tinggi dibanding dengan kadar Zn2+ pada pH 9. Dengan kata lain keasaman makin tinggi kelarutan Zn tinggi dan sebaliknya pada keasaman rendah kelarutan Zn rendah (Lahuddin, 2007). Penambahan Zn dalam tanah dapat terjadi dengan berbagai cara yaitu melalui polusi, penggunaan sarana produksi seperti pupuk, pestisida dan fungisida, sehingga terjadi kontaminasi logam – logam pada tanah dan tumbuh – tumbuhan. Umumnya polusi yang diakibatkan industri bahan tambang sering terjadi di negara – negara Eropa, Amerika dan negara – negara maju lainnya (Lahuddin, 2007). 2.5.2. Kadmium (Cd) Unsur Cd tanah terkandung dalam bebatuan beku, metamorfik, sedimen dll. Kadar Cd dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan fraksi – fraksi tanah yang bersifat dapat mengikat ion Cd. Senyawa – senyawa tertentu seperti bahan ligand dapat mempengaruhi aktivitas ion Cd, yaitu membentuk kompleks Cd-ligand yang stabil, gugus – gugus karboksil dan fenoksil berperan mengikat semua unsur logam mikro (Lahuddin, 2007). Kadmium dialam tidak dijumpai dalam bentuk bebas, dan mineralnya yang dikenal, greenockite (Kadmium Sulfida) bukan merupakan sumber logam secara komersil. Hampir semua kadmium yang diproduksi dari hasil samping peleburan dan


18

pemurnian biji Seng (Zn) yang biasanya mengandung 0,2 – 0,4 % Kadmium (Cd) (Darmono, 1995). Kadar Cd dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan fraksi – fraksi tanah yang bersifat dapat mengikat ion Cd. Dengan peningkatan pH kadar Cd dalam fase larutan menurun akibat meningkatnya reaksi hidrolisis, kerapatan kompleks adsorpsi dan muatan yang dimiliki koloid tanah. Disimpulkan bahwa pH bersama – sama dengan bahan mineral liat dan kandungan oksida – oksida hidrat dapat mengatur adsorpsi spesifik Cd yang meningkat secara linear dengan pH sampai tingkat maksimum (Pickering, 1980) Penambahan Kadmium (Cd) pada tanah terjadi melalui penggunaan pupuk fosfat, pupuk kandang, dari buangan industri yang menggunakan bahan bakar batubara

dan

minyak,

buangan

inkineratur

(tanur)

dan

sewage

sludge

(Lahuddin, 2007). Konsentrasi Cd yang berlebih dapat mempengaruhi penyerapan Fe, Mg dan Ca, baik di dalam akar maupun di dalam "shoot". Kandungan Fe dan Mg di dalam akar dan di dalam "shoot" cenderung meningkat, sedangkan kandungan Ca baik di dalam akar maupun di dalam "shoot" cenderung menurun (Anonimous, 2008). 2.5.3. Tembaga (Cu) Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan/pelarutan mineral – mineral yang terkandung dalam bebatuan. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, pembakaran kayu, minyak bumi dan buangan di area pemukiman/perkotaan (Lahuddin, 2007).


19

Tembaga (Cu) dilepaskan oleh pelapukan sebagai Cu2+ diabsorbsi oleh tanaman dan diadsorbsi pada tempat kation tertukar. Tembaga dan bahan organik yang membentuk kompleks dan merupakan bukti bahwa pengkomplekan dapat mengurangi ketersediaan tembaga bagi tanaman dalam tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Tanah organik yang baru berkembang dan tanah berpasir yang tercuci kebanyakan seperti menjadi defisiensi tembaga bagi beberapa tanaman (Foth, 1994). Unsur tembaga diserap oleh akar tanaman dalam bentuk Cu

2+.

dibutuhkan

dalam jumlah sedikit, dan berperan dalam proses oksidasi, reduksi dan pembentukan enzim (Jaqob and Uexkull, 1963). Kebanyakan Cu-mineral dalam bentuk kristal dan bentuk lainnya lebih mudah larut daripada Cu-tanah. Cu tanah adalah Cu2+ yang terikat kuat oleh matriks tanah yang terdiri dari kompleks liat dan humus atau senyawa – senyawa organik yang berasal dari reaksi perombakan bahan organik (Lahuddin, 2007). Menurut Sasrosoedirdjo dan Rivai (1979) tanda – tanda kekurangan unsur Cu, mula – mula terjadi kelainan pada bagian - bagian tertentu daun, kemudian pada ujung – ujung daun menjadi layu, jaringan – jaringan tidak ada yang mati. Kadang – kadang pada daun yang muda terjadi khlorosis, kemudian menurut Rosmarkam dan Yuwono (2002) perbandingan bahan dinding sel dibanding total bahan kering akan menurun. Lindsay (1972) menyimpulkan bahwa kadar Cu dalam larutan tanah menurun dengan peningkatan pH disebabkan Cu terikat sangat kuat pada matriks tanah. Unsur


20

Cu2+ terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan dengan unsur mikro lainnya misalnya Zn2+ dan Mn2+ dan Cu kompleks berperanan penting dalam regulasi mobilitas dan ketersediannya dalam tanah. Tingkat oksidasi Cu umumnya kurang larut pada nilai pH yang biasa dalam tanah daripada tingkat reduksi. Hidroksida dari bentuk valensi tinggi mengendap pada nilai pH yang lebih rendah dan sangat tidak larut (Buckman dan Brady, 1986). Unsur

Cu

dapat

menjadi

stabil

dalam

tanah

setelah

mengalami

reaksi – reaksi hidrolisis, pembentukan kompleks anorganik dan kompleks organik, adsorpsi atau fiksasi Cu pada berbagai jenis mineral liat dan kemampuan fiksasi ini berbeda pada masing – masing mineral liat. Unsur Cu terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan unsur mikro lainnya (Lahuddin, 2007). Pemupukan Cu yang berlebihan dari yang dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhan yang normal, akan mengakibatkan terjadinya keracunan selain itu pH tanah yang rendah akan memperbesar kelarutan Cu, sehingga dapat meracuni tanaman (Soepardi, 1979).

2.6. Analisis Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) digunakan untuk identifikasi secara kualitatif dan kuantitatif logam dalam berbagai jenis sampel, yang didasarkan pada pengukuran besarnya energi radiasi yang diserap saat atom dalam bentuk gas


21

dari keadaan dasar tereksitasi. Jumlah energi radiasi yang diserap adalah merupakan fungsi konsentrasi atom (analit) dalam sampel. Secara umum komponen peralatan SSA dikelompokkan atas: (1) Sumber Radiasi, (2) Pengkabut (Nebulizer), (3) Pengatom (Atomizer), (4) Monokromator, (5) Fotodetektor,

(6)

Penguat

Sinyal

(Amplifier)

dan

(7)

Pembaca/Perekam

(Chart recorder). Sumber Radiasi

Pengkabut (Nebulizer)

Penguat Sinyal (Amplifier)

Pengatom (Atomizer)

Fotodetektor

Monokromator

Pembaca/Perekam (Chart recorder) Praperlakuan terhadap sampel tergantung pada; unsur yang akan dianalisis, dan proses atomisasi yang digunakan untuk menganalisis. Dengan proses atomisasi tungku grafit, hampir tidak membutuhkan praperlakuan karena matriks kimia yang ada dalam sampel akan dipindahkan oleh proses pengabuan sebelum atomisasi. Dengan atomisasi nyala, sampel cairan akan disemprotkan secara langsung ke dalam nyala sesudah dilarutkan dengan pelarut yang sesuai. Asam klorida dan asam nitrat biasanya digunakan untuk melarutkan logam dalam logam campur. Asam Klorida dan Asam Nitrat dengan perbandingan, 3:1 digunakan untuk oksidasi basah bahan organik.


22

Teknik kalibrasi adalah metode yang paling cocok digunakan untuk menentukan kadar analit dalam sampel. Panjang gelombang (λ) dimana serapan paling kuat (maksimum) digunakan untuk analisis. Perangkat penguat sinyal (amflifier) harus diatur sedemikian rupa untuk menghasilkan transmitansi 100% bila larutan blanko disemprotkan ke dalam nyala. Absorbansi (A) masing-masing standard dihitung dengan menggunakan persamaan (hukum Lambert-Beer):

A = − log T = 2 − log %T ………………...………………………... (1) Transmitansi adalah merupakan fungsi konsentrasi analit dalam sampel. Biasanya peralatan SSA modern telah dilengkapi pengubah fungsi logaritma sehingga Absorbansi dapat dibaca secara langsung. Dengan memplot konsentrasi (C) terhadap Absorbansi (A) akan didapat kurva kalibrasi dengan persamaan regresi linear: A = α + β C………………………………………………………….. (2) dimana α adalah titik potong terhadap sumbu Y (intersep) dan β adalah kemiringan (slop). Linearitas kurva kalibrasi sangat dipengaruhi komponen lain yang terdapat bersama analit. Kurva kalibrasi harus dicek sewaktu-waktu, karena slop kurva dapat berubah dengan adanya perubahan tekanan bahan bakar/oksidan dan laju alir sampel. Dengan mengukur absorbansi sampel dan mensubtitusi ke dalam persamaan regresi, konsentrasi analit dalam sampel dapat ditentukan.


BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian Sampel tanah diambil dari Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan Kabupaten Simalungun dengan ketinggian 600 m dpl pada 98054´– 98055´BT dan 2042´-2045´ LU yang berada sekitar 180 km dari Medan. Selanjutnya analisis keberadaan unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) yang terdapat pada masing-masing sampel tanah dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala dilakukan di Laboratorium Analitik FMIPA Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Sentral Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

3.2. Populasi dan Sampel Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari dilakukan di Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan Kabupaten Simalungun. Mengingat keterbatasan dalam hal waktu, biaya dan tenaga dari peneliti, dari populasi tersebut diambil sampel tanah dari 4 (empat) daerah kemiringan (datar, landai, bergelombang dan curam). Dari masing-masing daerah sampel tanah diambil sebanyak 5 (lima) titik sampel secara diagonal. Sampel-sampel tanah dari daerah kemiringan yang sama dicampur secara merata, diambil sebagian


24

dan dijadikan sampel tanah analisis. Untuk menjamin keterulangan analisis dilakukan 3 (tiga) kali pengulangan. Kode masing-masing sampel ditunjukkan pada Tabel berikut. Tabel 3.1. Kode Perlakuan Sampel Tanah Kemiringan Tanah

Titik sampel Tanah Hasil Campur

Analisis

Datar (3%)

D1, D2, D3, D4 dan D5

DA

DA1, DA2 dan DA3

Landai (8%)

L1, L2, L3, L4 dan L5

LA

LA1, LA2 dan LA3

Bergelombang (15%)

B1, B2, B3, B4 dan B5

BA

BA1, BA2 dan BA3

Curam (65%)

C1, C2, C3, C4 dan C5

CA

CA1, CA2 dan CA3

3.3. Alat Dan Bahan Kimia Yang Digunakan 3.3.1. Alat-alat Adapun alat-alat yang digunakan yaitu alat-alat gelas yang biasa dipakai di Laboratorium,

Kertas

Saring

Whatman

AE

200

sebagai

alat

penyaring,

Spektrofotometer Serapan Atom ”Buck Scientific 205”, Hotplate sebagai pemanas larutan, Clinometer sebagai alat pengukur kemiringan tanah, Bor tanah sebagai alat pengambil sampel tanah, Meteran sebagai alat pengukur dan Karung plastik sebagai wadah tanah.


25

3.3.2. Bahan Kimia Adapun bahan-bahan yang digunakan yaitu Semua bahan kimia yang digunakan berkualitas Analytical grade atau pro analysis (p.a) diantaranya Cuprum Sulfat, CuSO4.5H2O, E Merck, Seng Oksida, ZnO, E Merck, Kadmium Nitrat, Cd (NO3)2. 4H2O, E Merck, Asam Nitrat pekat, HNO3, E Merck, Asam Klorida pekat, HCl, E Merck dan Aquades.

3.4. Prosedur Penelitian 3.4.1. Pengambilan Sampel Tanah Kemiringan tanah diukur dengan menggunakan alat Clinometer. Sampel tanah yang mewakili setiap kemiringan tanah diambil dari luas tanah 400 m2 (20 m x 20 m) dengan 5 (lima) titik sampel secara diagonal dengan kedalam 20-30 cm diambil dengan menggunakan bor tanah , seperti pada Gambar III.1.

Gambar 3.1. Cara pengambilan sampel


26

3.4.2. Preparasi Sampel 1. Sampel tanah dari masing-masing titik sampel diambil sebanyak 500 gram kemudian dicampurkan secara merata. Sampel tersebut kemudian dikeringkan dengan panas matahari. 2. Sampel yang telah benar-benar kering diambil sebanyak 500 gram dan digerus hingga halus dan diayak . 3. Dari hasil ayakan, sampel diambil sebanyak 3 gram dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan dilarutkan dengan aquades hingga setengah dari volume labu. 4. Kemudian ditambahkan 10 mL campuran HCl dan HNO3 dengan perbandingan, 3:1. 5. Campuran dipanaskan di atas hot plate selama 10 menit hingga terbentuk filtrat jernih. 6. Filtrat dipisahkan dengan cara menyaring menggunakan kertas saring Whatman AE 200 7. Ke dalam filtrat ditambahkan aquades secukupnya hingga tanda batas. 8. Prosedur 1 sampai 5 diulangi untuk sampel tanah sesuai dengan variabel kemiringan.


27

3.4.3. Preparasi Larutan Induk Standard 3.4.3.1. Larutan induk Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga(Cu) 1000 ppm 1. Ditimbang sebanyak 1,245 gram ZnO dan dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 mL dan dilarutkan dengan aquades hingga setengah dari volume labu. 2. Kemudian ditambahkan 2 mL campuran, HCl dan HNO3 dengan perbandingan, 3:1. 3. Larutan digojlok secara berulang, kemudian ditambahkan aquades hingga tanda batas. 4. Prosedur 1 sampai dengan 3 diulangi untuk membuat larutan induk Kadmium dan Tembaga 1000 ppm dengan menimbang 2,744 gram Cd (NO3)2. 4H2O dan 1,25 gram CuSO4 .

3.4.4. Preparasi Kurva Kalibrasi Larutan Standard 3.4.4.1. Kurva Kalibrasi Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) 1. Disiapkan sebanyak 6 (enam) buah labu ukur 100 mL. 2. Masing-masing labu diisi dengan 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 mL larutan induk Seng 1000 ppm 3. Kedalam masing-masing labu kemudian ditambahkan aquades hingga setengah dari volume labu 4. Larutan digojlok secara berulang, kemudian ditambahkan aquades hingga tanda batas


28

5. Absorbansi masing-masing larutan standard diukur dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom Sistem Nyala pada panjang gelombang (λ) 213,90 nm 6. Kurva kalibrasi dibuat dengan memplot konsentrasi (sumbu X) terhadap Absorbansi (sumbu Y) 7. Prosedur 1 sampai dengan 6 diulangi untuk membuat kurva kalibrasi Kadmium dan Tembaga dengan menggunakan larutan induk Kadmium dan Tembaga 1000 ppm serta λ pengukuran berturut-turut adalah 228. 80 nm dan 217,89 nm.


29

3.4.5. Diagram Alir Metode Penelitian

3 gr sampel tanah

Dimasukkan ke dalam labu ukur 100mL 10 mL campuran HCl dan HNO3 dengan perbandingan, 3:1. Ditambahkan aquades lalu dipanaskan selama10 menit

Filtrat

Residu

Dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL Ditambahkan aquades secukupnya hingga tanda batas Absorbansi diperiksa dengan SSA

Hasil


30

3.4.6. Analisis Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga Cu), Dalam Sampel Tanah Pada Setiap Kemiringan Tanah Konsentrasi masing-masing logam pada setiap kemiringan tanah ditentukan dengan mensubstitusikan Absorbansi terukur dari masing-masing logam ke dalam persamaan regresi kurva kalibrasi masing-masing logam. Menurut Standard Nasional Indonesia (SNI 13-6345-2000) dan Buck Scientific, parameter instrumen pada analisis keberadaan logam Seng (Zn), Kadmium

Cd)

dan

Tembaga

(Cu)dalam

suatu

sampel

dengan

Metode

Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) sistem nyala. Untuk memastikan ada tidaknya perbedaan yang signifikan kadar unsur logam Tembaga, Seng dan Kadmium sesuai dengan kemiringan tanah dilakukan uji Statistik Beda Nyata Terkecil 5%(Least Siqnificance Difference)


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Pengukuran Kandungan Seng (Zn) Pada pengukuran kandungan Seng (Zn) pada tingkat kemiringan tanah datar dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Seng (Zn) dengan Spektrofotometri Serapan Atom. Tabel 4.1. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Seng (Zn) Parameter Unsur Zn

Panjang Gelombang, nm 213,90

Tipe nyala Udara-Asetilen

Lebar celah, nm 0,5

Lampu Katoda 4-10 mA

Sumber : Norris & West (1974) Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Seng (Zn) diplotkan terhadap konsentrasi larutan standard Seng (Zn) tertera pada Tabel 4.2 berikut. Tabel 4.2. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Seng (Zn) No.

Kadar (ppm)

Absorbansi (A)

1 2 3 4 5 6

0.00000 0.50000 1.00000 1.50000 2.00000 2.50000

0.00000 0.00368 0.01007 0.01500 0.02165 0.02680


32

4.1.1.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard Seng (Zn).

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn)

Absorbansi (A)

0.03 0.025 0.02 0.015

y = 0.011x - 0.0009

0.01

R = 0.9956

2

0.005 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Konsentrasi (ppm)

Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn) Dari Gambar 4.1 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan antara absorban terhadap konsentrasi larutan standardt sebagai berikut : Y = 0.011X - 0.0009 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan Seng (Zn)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9956. 4.1.1.2. Penentuan Kandungan Seng (Zn) Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut : A1

= 0.0132680

A2

= 0.0134880

A3

= 0.0121790


33

Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi Y = 0.011X - 0.0009 maka diperoleh : X1

= 1.288 ppm

X2

= 1.308 ppm

X3

= 1.189 ppm

dengan demikian kandungan Seng (Zn) pada tingkat kemiringan datar adalah X

= ∑ Xi = 3.785 = 1.262 ppm 3 3

(X1-X)2

= (1.288-1.262)2

= 0.0006760 ppm

(X2-X)2

= (1.308-1.262)2

= 0.0021160 ppm

(X3-X)2

= (1.189-1.262)2

= 0.0053290 ppm +

∑ (Xi-X)2 Maka : S =

= 0.0081210 ppm √ ∑ (Xi-X)2 (n-1)

=

√ 0.0081210 2

Diperoleh harga, Sx = S = 0.0637221 √n √3

= 0.0637221

= 0.0367899

Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2. Untuk

derajat

kepercayaan

95%

(p

=

0.05),

nilai

t

=

4.30.

Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0367899 = 0.1582. Dari data pengukuran kandungan Seng (Zn) dari sampel adalah 1.262 ± 0.1582 Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama seperti diatas terhadap tingkat kemiringan tanah Landai, Bergelombang dan Curam.


34

Konsentrasi unsur Seng (Zn) pada berbagai tingkat kemiringan tanah dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :

Konsentrasi (ppm)

Unsur Seng (Zn) 2 1.5 1 0.5 0 D

L

B

C

Sampel

Gambar 4.2. Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%), B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%) Pada Gambar 4.2 terlihat bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn) tertinggi terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 1.961 ppm, diikuti oleh Datar (D) 1.262 ppm, Landai (L) 1.195 ppm dan Curam (C) 0.869 ppm. Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%) pada Tabel 4.3 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn) tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 1.961 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C). Konsentrasi unsur Seng (Zn) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah Curam (C) yaitu sebesar 0,869 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B).


35

Tabel 4.3. Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah Tingkat Kemiringan Tanah D L B C

Konsentrasi Seng (Zn) (ppm) 1.262 b 1.195 b 1,961 a 0,869 c

Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Seng (Zn) pada beberapa tingkat kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 1.

4.1.2. Pengukuran Kandungan Kadmium (Cd) Pada pengukuran kandungan Kadmium (Cd) pada tingkat kemiringan tanah datar dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Kadmium (Cd) dengan Spektrofotometri Serapan Atom. Tabel 4.4. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Kadmium (Cd) Parameter Unsur Cd


Tipe nyala Udara- Asetilen

Lebar celah, nm 0,7

Lampu Katoda 12 mA

Sumber : Norris & West (1974) Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Kadmium (Cd) diplotkan terhadap konsentrasi larutan standard Kadmium (Cd) tertera pada Tabel 4.5 berikut.


36

Tabel 4.5. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Kadmium (Cd) No.

Kadar (ppm)

Absorbansi (A)

1 2 3 4 5 6

0.00000 0.20000 0.40000 0.60000 0.80000 1.00000

0.00000 0.00208 0.00446 0.00684 0.00922 0.01160

4.1.2.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard Kadmium (Cd)

Absorbansi (A)

Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0

y = 0.0119x - 0.0003 2

R = 0.9972 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Konsentrasi (ppm)

Gambar 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Kadmium (Cd) Dari Gambar 4.3 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan antara

absorban

terhadap

konsentrasi

larutan

standard

sebagai

berikut


:

37

Y = 0.0119X - 0.0003 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan Kadmium (Cd)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9972. 4.1.2.2. Penentuan Kandungan Kadmium (Cd) Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut : A1

= 0.0070542

A2

= 0.0067924

A3

= 0.0070780

Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi Y = 0.0119X - 0.0003 maka diperoleh : X1

= 0.618 ppm

X2

= 0.596 ppm

X3

= 0.620 ppm

dengan demikian kandungan Kadmium (Cd) pada tingkat kemiringan datar adalah X

= ∑ Xi = 1.834 = 0.611 ppm 3 3

(X1-X)2

= (0.618 -0.611)2

= 0.0000490 ppm

(X2-X)2

= (0.596 -0.611)2

= 0.0002250 ppm

(X3-X)2

= (0.620 -0.611)2

= 0.0000810 ppm +


= 0.0003550 ppm √ ∑ (Xi-X)2 (n-1)

=

√ 0.0003550 (2)

= 0.0133229


38


= 0.0076920


derajat

kepercayaan

95%

(p

=

0.05),

nilai

t

=

4.30.

Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0076920 = 0.033. Dari data pengukuran kandungan Kadmium (Cd) dari sampel adalah 0.611 ± 0.033. Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama seperti diatas terhadap tingkat kemiringan tanah Landai, Bergelombang dan Curam. Konsentrasi unsur Kadmium (Cd) pada berbagai tingkat kemiringan tanah dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :

Konsentrasi (ppm)

Unsur Kadmium (Cd) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 D

L

B

C

Sampel

Gambar 4.4. Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%), B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%)


39

Pada Gambar 4.4 terlihat bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) tertinggi terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 0.741 ppm, diikuti oleh Datar (D) 0.611 ppm, Landai (L) 0.598 ppm dan Curam (C) 0.486 ppm. Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%) pada Tabel 4.6 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 0.741 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C). Konsentrasi unsur Kadmium (Cd) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah Curam (C) yaitu sebesar 0.486 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B). Tabel 4.6. Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah Tingkat Kemiringan Tanah D L B C

Konsentrasi Kadmium (Cd) (ppm) 0.611 b 0.598 b 0.741 a 0,486 c

Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Kadmium (Cd) pada beberapa tingkat kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 2.


40

4.1.3. Pengukuran Kandungan Tembaga (Cu) Pada pengukuran kandungan Tembaga (Cu) pada tingkat kemiringan tanah datar dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Tembaga (Cu) dengan Spektrofotometri Serapan Atom. Tabel 4.7. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Tembaga (Cu) Parameter Unsur Cu


Tipe nyala Udara-Asetilen

Lebar celah, nm 0,7

Lampu Katoda 4-10 mA

Sumber : Norris & West (1974) Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Tembaga (Cu) diplotkan terhadap konsentrasi larutan standard Tembaga (Cu) tertera pada Tabel 4.8 berikut Tabel 4.8. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Tembaga (Cu) No.

Kadar (ppm)

Absorbansi (A)

1 2 3 4 5 6

0.00000 0.50000 1.00000 1.50000 2.00000 2.50000

0.00000 0.00070 0.00130 0.00200 0.00260 0.00390

4.1.3.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard Tembaga (Cu)


41

Absorbansi (A)

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu) 0.0035 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0

y = 0.0012x + 5E-05 2

R = 0.9974 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Konsentrasi (ppm)

Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu) Dari Gambar 4.5 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan antara absorban terhadap konsentrasi larutan standardt sebagai berikut : Y = 0.0012X - 0.00005 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan Tembaga (Cu)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9974. 4.1.3.2. Penentuan Kandungan Tembaga (Cu) Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut : A1

= 0.0017644

A2

= 0.0017548

A3

= 0.0017488

Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi Y = 0.0012X - 0.00005 maka diperoleh :


42

X1

= 1.512 ppm

X2

= 1.504 ppm

X3

= 1.499 ppm

dengan demikian kandungan Tembaga (Cu) pada tingkat kemiringan datar adalah X

= ∑ Xi = 4.515 = 1.505 ppm 3 3

(X1-X)2

= (1.512 -1.505)2

= 0.0000490 ppm

(X2-X)2

= (1.504 -1.505)2

= 0.0000010 ppm

(X3-X)2

= (1.499 -1.505)2

= 0.0000360 ppm +


= 0.0000860 ppm √ ∑ (Xi-X)2 (n-1)

=

√ 0.0000860 (2)


= 0.0065574

= 0.0037859


derajat

kepercayaan

95%

(p

=

0.05),

nilai

t

=

4.30.

Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0037859 = 0.016. Dari data pengukuran kandungan Tembaga (Cu) dari sampel adalah 1.505 ± 0.016 Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama terhadap tingkat kemiringan tanah Landai, Bergelombang dan Curam.


43

Konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada berbagai tingkat kemiringan tanah dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :

Konsentrasi (ppm)

Unsur Tembaga (Cu) 2 1.5 1 0.5 0 D

L

B

C

Sampel

Gambar 4.6. Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%), B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%) Pada Gambar 4.6 terlihat bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) tertinggi terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 1.641 ppm, diikuti oleh Datar (D) 1.505 ppm, Landai (L) 1.470 ppm dan Curam (C) 1.226 ppm. Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%) pada Tabel 4.9 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 1.641 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C). Konsentrasi unsur Tembaga (Cu) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah


44

Curam (C) yaitu sebesar 1,226 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B). Tabel 4.9. Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah Tingkat Kemiringan Tanah D L B C

Konsentrasi Tembaga (Cu) (ppm) 1.505 b 1.470 b 1.641 a 1.226 c

Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada beberapa tingkat kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 3.

4.2. Pembahasan 4.2.1. Seng (Zn) Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn) berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B), hal ini diduga karena adanya cekungan – cekungan sehingga ketika aliran air mengalir, kesempatan air untuk diam dan merembes ke dalam tanah akan lebih besar sehingga logam seng yang ikut terbawa bersama air tersebut akan tertahan pada daerah cekungan – cekungan itu hal ini sesuai dengan pernyataan Sutedjo dan Kartasapoetra (2005) yang menyatakan bahwa kalau permukaan tanahnya bergelombang, aliran air permukaan akan makin berkurang karena adanya cekungan cekungan, sehingga kesempatan air untuk merembes ke dalam tanah akan lebih besar.


45

Sedangkan konsentrasi logam Seng (Zn) yang terendah terdapat pada tingkat kemiringan yang Curam (C) hal ini terjadi karena ketika aliran permukaan berlangsung, logam seng yang berada pada daerah yang curam tersebut akan ikut tercuci dan terbawa kebawah akibat kemiringan lereng yang curam hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (1989) yang menyatakan bahwa daerah dengan kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat erosi yang besar pula sehingga tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi pencucian yang menyebabkan hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga tanahnya miskin.

4.2.2. Kadmium (Cd) Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B) hal ini diduga karena adanya cekungan – cekungan pada wilayah yang bergelombang tersebut sehingga ketika aliran air mengalir, kesempatan air untuk diam dan merembes ke dalam tanah akan lebih besar sehingga logam kadmium yang ikut terbawa bersama air tersebut akan tertahan pada daerah cekungan – cekungan itu hal ini sesuai dengan pernyataan Sutedjo dan Kartasapoetra (2005) yang menyatakan bahwa kalau permukaan tanahnya bergelombang, aliran air permukaan akan makin berkurang karena adanya cekungan - cekungan, sehingga kesempatan air untuk merembes ke dalam tanah akan lebih besar. Sedangkan konsentrasi logam Kadmium (Cd) yang terendah terdapat pada tingkat kemiringan yang Curam (C) hal ini terjadi


46

karena adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh terhadap sifat-sifat kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini disebabkan kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan jumlah aliran akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah cukup tinggi akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh tumbukan butir hujan semakin banyak, hal ini sesuai denga pernyataan Arsyad (1989) yang menyatakan bahwa Adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh terhadap sifat-sifat kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini disebabkan kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan jumlah aliran akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah cukup tinggi akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh tumbukan butir hujan semakin banyak. Jika kemiringan tanah dua kali lebih curam, maka banyaknya erosi per satuan luas menjadi 2,0-2,5 kali lebih banyak (Arsyad,1989).

4.2.3. Tembaga (Cu) Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B) hal ini dikarenakan aliran permukaan yang berasal dari daerah yang lebih tinggi (Curam) akan ikut membawa logam tembaga menuju ke bawah dan pada daerah cekungan kemungkinan akan mengubur tanah asli dan logam – logam tembaga


47

terakumulasi hal ini sesuai dengan pernyataan Sutanto (2005) yang menyatakan bahwa makin miring tanah dan makin rendah permeabilitas, kemungkimam terjadinya erosi akibat hujan makin besar. Erosi permukaan yang terjadi pada tanah miring akan menghambat perkembangan tanah, bahan tanah yang galir (lepas – lepas) akan hilang dan tanah dengan kemiringan besar akan tampak pada awal perkembangan tanah, atau bahkan muncul batuan dipermukaan. Pada tanah yang agak miring, antara pembentukan tanah dan kehilangan akibat erosi berada pada kondisi seimbang sehingga perkembangan tanah tetap terjadi. Bahan tanah yang tererosi ke tempat yang lebih rendah dan merupakan cekungan kemungkinan akan mengubur tanah asli sehingga tanah asli yang berada dicekungan disebut tanah terkubur dan konsentrasi terendah terdapat pada daerah Curam (C) hal ini terjadi karena ketika aliran permukaan berlangsung, logam tembaga yang berada pada daerah yang curam tersebut akan ikut tercuci dan terbawa kebawah akibat kemiringan lereng yang curam hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (1989) yang menyatakan bahwa daerah dengan kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat erosi yang besar pula sehingga tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi pencucian yang menyebabkan hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga tanahnya miskin.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 1.

Dari hasil analisis diperoleh konsentrasi logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu 1.961 ppm,

0.741 ppm dan 1.641 ppm,

sedangkan

(Zn),

konsentrasi

logam

Seng

Kadmium

(Cd)

dan

Tembaga (Cu) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Curam (C) yaitu 0.869 ppm, 0.486 ppm dan 1.226 ppm 2.

Terdapat perbedaan kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) yang signifikan di tiap kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari.

3.

Kadar logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) pada tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari tergolong ke dalam kriteria sangat rendah sehingga belum meracuni tanaman.

5.2. Saran Dari hasil penelitian ini disarankan kepada peneliti selanjutnya untuk meneliti lebih lanjut kadar logam – logam yang lain berdasarkan topografi atau dengan parameter yang lain dan meneliti kadar logam - logam pada tanaman dengan berbagai tingkat kemiringan tanah.


DAFTAR PUSTAKA Anonimous., 2000, Standard Nasional Indonesia (SNI 13-6345-2000), Badan Standardisasi Nasional. Anonimous., 2008. Pengaruh logam kadmium terhadap pertumbuhan tanaman Padi (Oryza sativa l.) kultivar cisadane, Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati, Bandung. Arsyad, S., 1989, Konservasi Tanah dan Air, IPB-Press, Bogor. Buckman, H. O dan N. C. Brady., 1982. Ilmu Tanah, terjemahan Soegimar, Bhratara Karya Aksara, Jakarta. Darmono., 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup, UI-Press, Jakarta. Foth, H. D., 1994. Dasar Ilmu Tanah, terjemahan S.Adisoemarto, Erlangga, Jakarta. Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, Mc Graw-Hill International Edition, Singapore. Hakim, N., M. Y. Nyakpa., A. M. Lubis., S. G. Nugroho., M. R. Saul., M. A. Diha., G. B. Hong dan H. H. Bailey., 1986, Dasar-Dasar Ilmu Tanah, Universitas Lampung, Lampung. Hanafiah, K., 2005, Dasar-Dasar Ilmu Tanah, Rajawali Press, Jakarta. Hardjowigeno, S., 1989. Ilmu Tanah, cet. II, Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta. Hardjowigeno, S., 1995. Ilmu Tanah, Edisi revisi, Akademika, Jakarta. Jaqob, A and H. V. Uexkull., 1963. Fertilizer Use. Nutrition and Manuring Tropical Crops, Haunover. Lahuddin, M., 2007. Aspek Unsur Mikro Dalam Kesuburan Tanah, USU Press, Medan.


50

Lindsay, W., 1972. Zinc in Soils and Plant Nutrition, ad. in Agron. Miller J. C, dan J. N. Miller., Statistics for Analytical Chemistry, John Wiley 7 Sons, New York. Norris & West., 1974, Analytical Chemistry, V 46, p.1423. Pickering, W., 1980. Cadmium in the Environment, John Wiley, New York. Rayes, M. l., 2006, Metode Inventarisasi Sumber Daya Lahan, Andi, Yogyakarta. Rosmarkam, A dan N. W. Yuwono., 2002. Ilmu Kesuburan Tanah, Kanisius, Yogyakarta. Sastrosupadi, A., 2004. Rancangan Percobaan Praktis Bidang Pertanian, Edisi IV, Kanisius, Yogyakarta. Skoog, D. A., 1985, Principles of Instrumental Analysis, 3rd ed., Saunders College Publishing, The United State of America. Suhardjo, H., M. Soepartini dan D. Erfandi., 1993. Jurnal Serial Populer ; Bahan Organik Tanah, Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, Departemen Pertanian, Bogor. Sutanto, R., 2005. Dasar – Dasar Ilmu Tanah., Kanisius, Yogyakarta. Sutedjo, M. M dan A. G. Kartasapoetra., 2005, Pengantar Ilmu Tanah; Terbentuknya Tanah dan Tanah Pertanian, Rineka Cipta, Jakarta. Soepardi, G., 1979. Masalah Kesuburan Tanah di ndonesia. Departemen Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor. Sosrosoedirdjo, R. S dan B. Rivai., 1979. Ilmu Memupuk, Yasaguna, Jakarta.


LAMPIRAN 1 Tabel 4.10. Data Konsentrasi Unsur Seng (Zn) Ulangan Perlakuan I II III D 1.288 1.308 1.189 L 1.305 1.095 1.187 B 1.993 2.014 1.876 C 0.876 0.846 0.887 Total 5.462 5.263 5.139

Total 3.785 3.587 5.883 2.609 15.864

Rata - rata 1.261667 1.195667 1.961 0.869667 5.288

Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Seng (Zn) F Tabel Sk Perlakuan Galat Total FK JK Total JK Perlakuan JK Galat BNT 5% 2 KT Galat Ulangan t

db 3 8 11

JK 1.89758 0.042242 1.939822

KT 0.632527 0.00528

F hit 119.791**

5% 4.07

1% 7.59

20.97221 1.939822 1.89758 0.042242 0.136817 0.01056 3 2.306 Perlakuan D L B C

Rata - rata 1.261667 1.195667 1.961 0.869667

Rata2 – BNT5% 1.124849 1.058849 1.824183 0.732849

Notasi b b a c


LAMPIRAN 2 Tabel 4.11. Data Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) Ulangan Perlakuan I II III Total D 0.618 0.596 0.62 1.834 L 0.586 0.612 0.596 1.794 B 0.742 0.751 0.729 2.222 C 0.469 0.502 0.489 1.46 Total 2.415 2.461 2.434 7.31

Rata - rata 0.611333 0.598 0.740667 0.486667 2.436667

Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) SK Perlakuan Galat Total FK JK Total JK Perlakuan JK Galat BNT 5% 2 KT Galat Ulangan t

db 3 8 11

JK 0.097284 0.001496 0.09878

KT 0.032428 0.000187

F hit 173.4112**

F Tabel 5% 1% 4.07 7.59

4.453008 0.09878 0.097284 0.001496 0.025747 0.235497 3 2.306 Perlakuan D L B C

Rata - rata 0.611333 0.598 0.740667 0.486667

Rata2 – BNT5% 0.585586 0.572253 0.714919 0.460919

Notasi b b a c


LAMPIRAN 3 Tabel 4.12. Data Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) Ulangan Perlakuan I II III Total D 1.512 1.504 1.499 4.515 L 1.457 1.543 1.411 4.411 B 1.676 1.599 1.648 4.923 C 1.197 1.238 1.245 3.68 Total 5.842 5.884 5.803 17.529

Rata - rata 1.505 1.470333 1.641 1.226667 5.843

Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) SK db JK Perlakuan 3 0.268005 Galat 8 0.013447 Total 11 0.281452 Ket * nyata ** sangat nyata tn tidak nyata FK JK Total JK Perlakuan JK Galat

25.60549 0.281452 0.268005 0.013447

BNT 5% 2 KT Galat Ulangan t

0.077194 0.372541 3 2.306 Perlakuan D L B C

KT 0.089335 0.001681

Rata - rata 1.505 1.470333 1.641 1.226667

F hit 53.14658**

Rata2 – BNT5% 1.427806 1.393139 1.563806 1.149472

F Tabel 5% 1% 4.07 7.59

Notasi b b a c


LAMPIRAN 4 Tabel 4.13. Nilai t/student Nilai dari t/student Derajat kebebasan 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 Sumber : J. C. Miller and J. N. Miller (1988)

Nilai t/student 95% 99% 12.71 4.30 3.18 2.78 2.57 2.23 2.09 2.04 2.01 1.98

63.66 9.92 5.84 4.60 4.03 3.17 2.85 2.75 2.68 2.63


LAMPIRAN 5 Tabel 4.12. Kandungan Seng (Zn) dalam tanah Kriteria ppm sangat tinggi >550 tinggi 250-550 sedang 50-250 rendah 20-50 sangat rendah <20 Tabel 4.13. Kandungan Kadmium (Cd) dalam tanah Kriteria ppm sangat tinggi >100 tinggi 50-100 sedang 30-50 rendah 5-30 sangat rendah <5 Tabel 4.14. Kandungan Tembaga (Cu) dalam tanah Kriteria ppm sangat tinggi >200 tinggi 75-200 sedang 25-75 rendah 15-25 sangat rendah <15 Sumber : A. Rosmarkam dan N.W. Yuwono (2006)


LAMPIRAN 6

Gambar SSA Buck Scientific 205


ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT

Recommend Documents