KANDUNGAN LOGAM Pb DAN Cu DALAM BUAH STROBERI SERTA SPESIASI DAN BIOAVAILABILITASNYA DALAM TANAH TEMPAT TUMBUH STROBERI DI DAERAH BEDUGUL
SKRIPSI
Oleh : PUTU DESITHA PRATITI KAMESWARI WISNAWA NIM. 1108105023
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 i
KANDUNGAN LOGAM Pb DAN Cu DALAM BUAH STROBERI SERTA SPESIASI DAN BIOAVAILABILITASNYA DALAM TANAH TEMPAT TUMBUH STROBERI DI DAERAH BEDUGUL
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 : Putu Desitha Pratiti Kameswari Wisnawa NIM. 1108105023
Menyetujui : Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. I Made Siaka, M.Sc.(Hons). NIP. 19641231 199103 1 027
Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. NIP. 19680602 199601 1 001
Mengesahkan Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. TIMNIP. PENGUJI SIDANG 19680602 199601SKRIPSI 1 001
ii
KANDUNGAN LOGAM Pb DAN Cu DALAM BUAH STROBERI SERTA SPESIASI DAN BIOAVAILABILITASNYA DALAM TANAH TEMPAT TUMBUH STROBERI DI DAERAH BEDUGUL
Oleh : Putu Desitha Pratiti Kameswari Wisnawa NIM. 1108105023 Skripsi ini disidangkan di Bukit Jimbaran Pada hari Jumat, 4 September 2015
Penguji Sidang Skripsi Ketua
Sekretaris
Drs. I Made Siaka, M.Sc.(Hons). NIP. 19641231 199103 1 027
Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. NIP. 19680602 199601 1 001 Anggota
Dr. Dra. Ni Made Suaniti, M.Si. NIP. 19640917 199203 2 009
Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si. NIP. 19690323 199203 2 001
Oka Ratnayani, S.Si., M.Si.,Ph.d. NIP. 19730105 199903 2 002
iii
ABSTRAK Penelitian tentang spesiasi dan bioavailabilitas logam berat Pb dan Cu dalam buah stroberi dan tanah tempat tumbuh stroberi di daerah Bedugul telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan logam berat Pb dan Cu total dalam buah stroberi dan tanah tempat tumbuhnya serta spesies dan bioavailabilitas kedua logam tersebut dalam tanah tempat tumbuh stroberi di daerah Bedugul. Metode digesti basah menggunakan reverse aqua regia dan ekstraksi bertahap untuk melepaskan logam berat yang terikat pada berbagai fase tanah. Pengukuran kedua logam tersebut dilakukan dengan menggunakan AAS (Shimadzu, AA-7000). Kandungan Pb dan Cu total berturut-turut 2,5903–9,2019 dan 0,8744–1,1567 mg/kg dalam buah stroberi dan 20,7912–39,0144 dan 39,3154–42,6620 mg/kg dalam tanah. Spesiasi logam Pb dan Cu dalam tanah yang berasosiasi dengan fraksi EFLE berturut-turut 3,4944 dan 1,2454 mg/kg, sementara yang terikat pada fase Fe/Mn oksida 5,6652 dan 3,1860 mg/kg. Logam Pb dan Cu yang terikat pada fase Organik/Sulfida berturut-turut 7,9553 dan 5,5913 mg/kg, sedangkan yang terikat pada fase Resistant adalah 13,4471 dan 31,0796 mg/kg. Bioavailabilitas logam Pb dan Cu dalam tanah didominasi oleh fraksi non bioavailabel yaitu berturut-turut 43,69 dan 76,11%, diikuti oleh fraksi berpotensi bioavailabel, dan fraksi yang terkecil adalah fraksi bioavailabel. Kata kunci : tanah, Pb, Cu, ekstraksi bertahap, spesiasi, dan bioavailabilitas
iv
ABSTRACT A study about speciation and bioavailability of heavy metals, Pb and Cu in strawberry fruits and in the strawberry soils in Bedugul areas has been carried out. This study was aimed to determine the concentrations of Pb and Cu in the fruits and the soils, as well as speciation and bioavailabilities of both metals in the soils. Wet digestion method with reverse aqua regia was applied for determining the total metals, while sequential extraction method was performed to fractionate the metals bound to the various phases of the soils. The measurement of both metals was carried out by the use of AAS (Shimadzu, AA-7000). The total Pb and Cu contens in the fruits were 2.5903-9.2019 and 0.8744-1.1567 mg/kg, respectively while in the soils were 20,7912 -39.0144 and 39.3154-42,6620 mg/kg, respectively. In the speciation of both metals in soils, it was found that Pb and Cu associated with EFLE phases were 3.4944 and 1.2454 mg/kg, respectively, while they bound to Fe/Mn Oxides phases were 5.6652 and 3.1860 mg/kg, respectively. The Pb and Cu bound to organic/sulfide phases were 7.9553 and 5.5913 mg/kg, respectively and those bound to resistant phases were 13.4471 and 31.0796 mg/kg, respectively. Bioavailabilities of Pb and Cu in the soils were dominated by non bioavailable fractions, i.e. 43.69 dan 76.11%, respectively, followed by the fractions of potentially bioavailable, and the lowest fractions were found as readily bioavailable.
Keywords : soil, Pb, Cu, sequential extraction, speciation, and bioavailability
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas perlindungan dan segala rahmat-Nya, sehingga penyusunan skripsi yang berjudul “Kandungan Logam Pb dan Cu dalam Buah Stroberi Serta Spesiasi dan Bioavailabilitasnya dalam Tanah Tempat Tumbuh Stroberi Di Daerah Bedugul” 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. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif tentang kandungan total logam berat Pb dan Cu dalam buah stroberi dan tanah tempat tumbuhnya serta fraksi dari masing-masing spesiasi dan bioavailabilitas kedua logam dalam tanah pertanian stroberi di daerah Bedugul dengan menggunakan Atomic Absorbtion Spectrophotometer (AAS). Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapat semangat dan dorongan positif, dan saran-saran yang sangat bermanfaat dari semua pihak yang terkait. Oleh karena itu, penulis mengucapkan rasa terima kepada: 1.
Bapak Drs. I Made Siaka, M.Sc.(Hons). dan Bapak Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing I dan II yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan membantu dalam penyusunan skripsi ini.
2.
Bapak Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Udayana.
3.
Orang tua yang selalu memberikan dukungan, perhatian, semangat, motivasi dan doa sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini.
vi
4.
Bacudewa Krisna, Bagus Mahendra, Ayu Susilawati, Putri Cintya, Indra Dwitama, Yogi Sutrisna, Angga Wira Raditya, yang selalu menemani, menghibur dan memberikan semangat serta motivasi sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini.
5.
Teman-teman Kimia 2011 yang selalu memberikan semangat dan bantuan sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini tidak luput dari kesalahan baik
dalam sistematika maupun bahasanya. Karena sebagai manusia biasa tidak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran konstruktif dari semua pihak sehingga dapat menjadi evaluasi dan penyempurna dimasa yang akan datang. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca dan pihak yang membutuhkan.
Bukit Jimbaran, Agustus 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .................................................
iii
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 ...............................................................
6
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
7
2.1 Tanah ..................................................................................
7
2.2 Pencemaran Tanah ..............................................................
7
2.3 Pencemaran Tanah oleh Logam Berat ..................................
9
2.4 Logam Berat .......................................................................
10
2.4.1 Logam timbal (Pb) ...................................................... .
11
2.4.2 Logam tembaga (Cu) ...................................................
13
2.5 Ekstraksi Bertahap ..............................................................
14
BAB II
viii
2.6 Spesiasi dan Bioavailabilitas ................................................
16
2.7 Atomic Absorbtion Spectrophotometer (AAS) …………...... 16
BAB III
2.7.1 Metode kurva kalibrasi ...............................................
18
2.7.2 Metode penambahan standar ......................................
19
METODOLOGI PENELITIAN ..................................................
21
3.1 Alat dan Bahan Penelitian ...................................................
21
3.1.1 Alat penelitian ...........................................................
21
3.1.2 Bahan penelitian ...........................................................
21
3.2 Tempat Penelitian ...............................................................
21
3.3 Pengambilan Sampel ...........................................................
21
3.3.1 Pengambilan sampel buah stroberi .............................
21
3.3.2 Pengambilan sampel tanah .........................................
22
3.4 Preparasi Sampel ................................................................
22
3.4.1 Preparasi sampel buah stroberi ...................................
22
3.4.2 Preparasi sampel tanah ...............................................
22
3.5 Pembuatan Larutan Standar .................................................
23
3.5.1 Pembuatan larutan Pb standar 1000mg/L ...................
23
3.5.2 Pembuatan larutan Cu standar 1000mg/L ...................
23
3.6 Pembuatan Kurva Kalibrasi .................................................
23
3.6.1 Pembuatan kurva kalibrasi untuk Pb ...........................
23
3.6.2 Pembuatan kurva kalibrasi untuk Cu ..........................
23
3.7 Penentuan Konsentrasi Pb dan Cu Total dalam Sampel Buah Stroberi ......................................................................
24
3.8 Penentuan Konsentrasi Pb dan Cu Total dalam Sampel Tanah ..................................................................................
24
ix
3.9 Spesiasi Pb dan Cu pada Sampel Tanah ..............................
25
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................
27
4.1 Penentuan Konsentrasi Pb dan Cu Total dalam Sampel Tanah ..................................................................................
27
4.2 Penentuan Konsentrasi Pb dan CuTotal dalam Sampel Buah Stroberi ...............................................................................
30
4.3 Hasil Spesiasi dan Bioavailabilitas Logam Pb dan Cu dalam Sampel Tanah .....................................................................
33
SIMPULAN DAN SARAN .......................................................
40
5.1 Simpulan .............................................................................
40
5.2 Saran ...................................................................................
41
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
42
LAMPIRAN ................................................................................................... .
45
BAB IV
BAB V
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1
Konsentrasi Logam Pb dan Cu Total dalam Sampel Tanah ....
27
Tabel 4.2
Konsentrasi Logam Pb dan Cu Total dalam Sampel Buah Stroberi ..................................................................................
31
Konsentrasi Logam Pb dan Cu Terekstraksi dalam Sampel Tanah ....................................................................................
34
Tabel 4.3
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Skema Spektrofotometri Serapan Atom (AAS) ......................
17
Gambar 2.2
Grafik hubungan antara absorbansi dan konsentrasi ...............
19
Gambar 2.3
Kurva penambahan standar ....................................................
20
Gambar 4.1
Perbandingan konsentrasi logam Pb dan Cu total sampel tanah .....................................................................................
28
Perbandingan konsentrasi logam Pb dan Cu total dalam sampel buah stroberi ..............................................................
31
Gambar 4.3
Persentase logam Pb terekstraksi dalam sampel tanah ............
34
Gambar 4.4
Persentase logam Cu terekstraksi dalam tanah .......................
35
Gambar 4.2
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1
Perhitungan Pembuatan Larutan .............................................
45
Lampiran 2
Skema Penentuan Konsentrasi Pb dan Cu Total Pada Sampel Buah Stroberi ............................................................
48
Skema Penentuan Konsentrasi Pb dan Cu Total Pada Sampel Tanah .......................................................................
49
Lampiran 4
Skema Ekstraksi Bertahap (Sequential Extraction) ................
50
Lampiran 5
Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Pb dan Cu Standar Sampel Tanah ........................................................................
51
Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Pb dan Cu Standar Sampel Stroberi .....................................................................
55
Perhitungan Konsentrasi Pb dan Cu Total dalam Sampel Tanah .......................................................................
59
Perhitungan Konsentrasi Pb dan Cu Total dalam Sampel Stroberi .....................................................................
62
Perhitungan Konsentrasi dan Persentase Logam Pb dan Cu yang Terekstraksi dengan Ekstraksi Bertahap ........................
65
Lampiran 3
Lampiran 6
Lampiran 7
Lampiran 8
Lampiran 9
xiii
