BIOAVAILABILITAS DAN SPESIASI LOGAM BERAT Pb DAN Cd PADA TANAH PERTANIAN BASAH DAN KERING DI DAERAH DENPASAR
SKRIPSI
Oleh: I Gusti Agung Putu Merta Dharmayoga 1008105018
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2014
BIOAVAILABILITAS DAN SPESIASI LOGAM BERAT Pb DAN Cd PADA TANAH PERTANIAN BASAH DAN KERING DI DAERAH DENPASAR
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana sains (S.Si) di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
Oleh : I Gusti Agung Putu Merta Dharmayoga NIM. 1008105018
Menyetujui : Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. I Made Siaka, M.Sc (Hons) NIP. 19641231 199103 1 027
Dra. Emmy Sahara, M.Sc (Hons) NIP. 19650616 199103 2 002
Mengesahkan Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
Drs. I Gusti Agung Gede Bawa, M.Si. NIP. 19671231199403101
ii
TIM PENGUJI SIDANG SKRIPSI
BIOAVAILABILITAS DAN SPESIASI LOGAM BERAT Pb DAN Cd PADA TANAH PERTANIAN BASAH DAN KERING DI DAERAH DENPASAR
Oleh : I Gusti Agung Putu Merta Dharmayoga NIM. 1008105018
Skripsi ini disidangkan di Bukit Jimbaran Pada hari Jumat, tanggal 26 September 2014
Penguji Sidang Skripsi Ketua
Sekretaris
Drs. I Made Siaka, M.Sc (Hons) NIP. 19641231 199103 1 027
Dra. Emmy Sahara, M.Sc (Hons) NIP. 19650616 199103 2 002
Anggota
Dra. Iryanti Eka Suprihatin., M.Sc., Ph.D. NIP. 196205041988032001
Drs. I Wayan Suarsa, M.Si. NIP. 196504191991031001
Putu Suarya, S.Si., M.Si. NIP. 197212311998021001
iii
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian mengenai bioavailabilitas dan spesiasi logam berat Pb dan Cd dalam tanah pertanian basah dan kering di beberapa daerah pertanian di Denpasar. Sampel diambil dari tanah pertanian di daerah Peguyangan dan Kesiman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi logam total dan konsentrasi masing-masing spesies logam Pb dan Cd sehingga dapat diketahui tingkat bioavailabilitasnya. Penelitian ini meliputi penentuan konsentrasi Pb dan Cd total dalam sampel tanah pertanian serta penentuan bioavailabilitas logam Pb dan Cd melalui serangkaian ekstraksi bertahap dengan beberapa pelarut yang dianalisis dengan alat Atomic Absorption Spektrofotometer (AAS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi Pb dan Cd total dalam tanah basah dari kedua lokasi pengambilan sampel lebih tinggi dari pada dalam tanah kering yaitu dengan nilai berturut-turut antara 14,0484-16,1072 mg/kg dan 1,5983-1,9885 mg/kg. Hasil spesiasi untuk logam Pb dalam tanah pertanian basah dan kering di kedua lokasi yaitu fraksi bioavailabel (fraksi EFLE) dan yang berpotensi bioavailabel (terdiri dari fraksi Fe/Mn oksida dan fraksi organik/sulfida) yaitu berturut-turut berkisar 29,81-83,66% dan 2,44-13,96%, dan fraksi resistannya berkisar 6,96-55,11%. Hasil spesiasi untuk logam Cd dalam tanah pertanian basah dan kering di kedua lokasi yaitu fraksi bioavailabel dan yang berpotensi bioavailabel berturut-turut berkisar 28,62-67,87% dan 11,3648,39%, dan fraksi resistannya berkisar 10,68-30,92%. Kata kunci : logam berat, Pb, Cd, bioavailabilitas, tanah
iv
ABSTRACT A research on the bioavailability and speciation of Pb and Cd in wet and dry soils in some agricultural areas in Denpasar has been carried out. Samples were taken from agricultural land in Peguyangan and Kesiman areas. This study was aimed to determine the total metal concentrations and the fractions of the species of Pb and Cd, as well as the level of the metal bioavailabilities. The study included the determination of the total Pb and Cd concentrations in the samples and extraction of the metal through the application of the sequential extraction technique followed by measurement of the metal with the Atomic Absorption Spectrophotometer. The result showed that generally the concentrations of Pb and Cd total in the wet soil from the two sampling areas were higer than those of the dry soil which varied between 14,0484-16,1072 mg/kg and 1,5983-1,9885 mg/kg respectively.the results for Pb speciation in wet and dry soils from both locations were as follows : the bioavailable fraction (EFLE fraction) and potentially bioavailable (consisting of Fe/Mn oxides and organic/sulfide fractions) were of 29,81%-83,66% and 2,44%-13,96 %, respectily, while the resistant (nonbioavailable) fraction were of 6,96%-55,11%. The results for Cd speciation in wet and dry soils from both locations were as follows : the bioavailable an potentially bioavailable fractions were of 28,62%-67,87% and 11,39%-48,39%, repectily, while the resistant (non-bioavailable) fractions were of 10,68%-30,92%. Key word : heavy metal, Pb, Cd, bioavailability, soil
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Ida Sang Hyang Widhi Wasa karena atas karunia dan rahmat-Nya skripsi yang berjudul “Bioavailabilitas dan Spesiasi Logam Berat Pb dan Cd Pada Tanah Pertanian Basah dan Kering di Daerah Denpasar” dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menjadi sarjana sains di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Drs. I Gusti Agung Gede Bawa, M.Si, selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, 2. Bapak Drs. I Made Siaka, S.Si, M.Sc (Hons) dan ibu Dra. Emmy Sahara, M.Sc (Hons) selaku pembimbing I dan II atas segala bimbingan, perhatian, saran, dan waktu selama penyusunan skripsi ini, 3. Bapak dan Ibu dosen di lingkungan Jurusan Kimia yang telah memberikan bimbingan, motivasi dan membantu kelancaran penyusunan skripsi ini, 4. Keluarga penulis dan rekan-rekan seperjuangan mahasiswa kimia FMIPA angkatan 2010 yang selalu memberikan motivasi, dorongan dan bantuan baik materiil maupun spiritual selama penyusunan Skripsi ini, 5. Semua pihak yang telah memberikan semangat, dukungan, dan bantuan selama penyusunan skripsi ini.
vi
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran konstruktif dari semua pihak sehingga dapat menjadi evaluasi dan penyempurnaan di masa yang akan datang. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca dan pihak yang membutuhkan.
Denpasar, September 2014
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ..................................................
ii
ABSTRAK ...................................................................................................
iv
ABSTRACT .................................................................................................
v
KATA PENGANTAR .................................................................................
vi
DAFTAR ISI ................................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................
5
1.3 Tujuan Penelitian .....................................................................
5
1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
6
2.1 Tanah ......................................................................................
6
2.1.1 Tanah Kering ...................................................................
6
2.1.2 Tanah Basah ....................................................................
7
2.2 Pencemaran Tanah....................................................................
8
2.3 Logam Berat ............................................................................
9
2.3.1 Logam Timbal (Pb) ..........................................................
10
2.3.2 Logam Kadmium (Cd) .....................................................
11
viii
2.4 Bioavailabilitas dan Spesiasi .....................................................
12
2.5 Ekstraksi Bertahap ....................................................................
13
2.6 Spektroskopi Serapan Atom (AAS) ..........................................
15
2.7 Kurva Kalibrasi ........................................................................
17
BAB III METODE PENELITIAN ...............................................................
19
3.1 Bahan dan Alat Penelitian .........................................................
19
3.1.1 Bahan Penelitian ..............................................................
19
3.1.2 Alat Penelitian .................................................................
19
3.2 Tempat Penelitian .....................................................................
19
3.3 Pengambilan Sampel ...............................................................
20
3.3.1 Lokasi Pengambilan Sampel ...........................................
20
3.3.2 Pengambilan Sampel Tanah Basah dan Kering .................
20
3.4 Perlakuan Sampel .....................................................................
20
3.5 Pembuatan Larutan Standar Pb .................................................
20
3.6 Pembuatan Larutan Standar Cd .................................................
21
3.7 Penentuan Konsentrasi Pb dan Cd Dalam Sampel Tanah Basah dan Kering ................................................................................
21
3.8 Ekstraksi Bertahap ....................................................................
22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
24
4.1 Penentuan Konsentrasi Pb Total Dalam Sampel Tanah Basah dan Kering ................................................................................
24
4.2 Penentuan Konsentrasi Cd Total Dalam Sampel Tanah Basah dan Kering ................................................................................
27
4.3 Penentuan Bioavailabilitas dan Hasil Spesiasi Logam Pb dan Cd dalam Tanah Pertanian Basah dan Kering di Denpasar .............. 29
ix
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ............................................................
37
4.1 Simpulan ..................................................................................
37
4.2 Saran ........................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
39
LAMPIRAN ...............................................................................................
42
CURRICULUM VITAE ..............................................................................
68
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Pb……..……… 24 Tabel 4.2 Konsentrasi Logam Pb Total ……………………...…………….
25
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Cd………….....
27
Tabel 4.4 Konsentrasi Logam Cd Total …………………….……..…...….
28
Tabel 4.5 Konsentrasi dan % Logam Pb Terekstraksi dengan Ekstraksi Bertahap ....……………………………………….………….…..
30
Tabel 4.6 Konsentrasi dan % Logam Cd Terekstraksi dengan Ekstraksi Bertahap ....……………………………………………..…...…… 32
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema Spektroskopi Serapan Atom (AAS)…………………… 15 Gambar 2.2 Proses Atomisasi yang Terjadi pada AAS .…………………....
16
Gambar 2.3 Grafik Hubungan antara Absorbansi dengan Konsentrasi .….
18
Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Untuk Logam Pb …………………………….
25
Gambar 4.2 Perbandingan Konsentrasi Logam Pb Total .…………….……
26
Gambar 4.3 Kurva Kalibrasi Untuk Logam Cd ……………………………
28
Gambar 4.4 Perbandingan Konsentrasi Logam Cd Total .…………………
29
Gambar 4.5 Persentase Pb Terekstraksi dalam Tanah Kering dan Basah di Pertanian Daerah Peguyangan ………….………….
31
Gambar 4.6 Persentase Pb Terekstraksi dalam Tanah Kering dan Basah di Pertanian Daerah Kesiman …..………….………….
31
Gambar 4.7 Persentase Cd Terekstraksi dalam Tanah Kering dan Basah di Pertanian Daerah Peguyangan ..……….…………...
32
Gambar 4.8 Persentase Cd Terekstraksi dalam Tanah Kering dan Basah di Pertanian Daerah Kesiman …………….…………...
33
xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan……………………………... 42 Lampiran 2. Skema Penentuan Konsentrasi Total Pb dan Cd pada Sampel…………………………………………………..
44
Lampiran 3. Skema Ekstraksi Bertahap (sequential extraction)…………...
45
Lampiran 4. Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Pb dan Cd……. .
46
Lampiran 5.Perhitungan Konsentrasi Logam Total Logam Pb dalam Sampel Tanah ………………………………....……………..
50
Lampiran 6. Perhitungan Konsentrasi Logam Total Logam Cd dalam Sampel Tanah ………………………………………………..
53
Lampiran 7. Perhitungan Konsentrasi dan Persentase Logam Pb dan Cd yang Terekstraksi dengan Ekstraksi Bertahap …………..
56
Lampiran 8. Lokasi Sampling …………………………...…………………
66
Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian ………………………………………
67
xiii
