Prosiding Pertemuan danPresentasi llmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Ju/i 1999
PENGAMBILAN
Buku II
259
SENY A WA HUMA T DARI T ANAH GAMBUT
SOl
Dwi Biyantoro, Muzaky, Imam Prayogo P3TM-BATAN,Yogyakarta
ABSTRAK PENGAMBILAN SENYAWA HUMAT OARI TANAH GAMBUT. Telah dilakukan dijesti tanah gambut asal Kalimantan Tengah dengan natrium hidroksida. Senyawa humat diisolasi dengan metode basa menggunakan NaOH 0,1 M menurut metode Schnitzer.Setelah dilakukan dijesti tanah gambut dengan larutan NaOH 0,1 M (selama 4 ,. 8 ,. 12 ,. 16 ,. 20 , dan 24 jam) dengan ukuran butir gambut yang berbeda, banyaknya dan konversi senyawa humat menunjukkan kecenderungan naik. Oari data setelah di sentrifuse dan freeze drying, analisis senyawa humat dengan AAS menunjukkan peningkatan kadar Ca, Na, and K. Hasil percobaan yang paling baik diperoleh pada waktu dijesti = 24 jam dan ukuran butir = 325 mesh.
ABSTRACT THE PRODUCTION OF HUMIC SUBSTANCES FROM PEAT SOIL. Making of humic substances from soil mineral of Centre Kalimantan by 0.1 M NaOH have been studied. Humic substances isolated by using 0,1 M natrium hidroxide solution (4 ; 8; 12; 16; 20; and 24 hours) at defferent particle size of soil it found that the weight and conversion of humic substances increased. From data after centrifuging and freeze drying, the analysis of humic substances by AAS show the increase of Ca, Na, and K contents. It was found that the best experimental result were the digestion time of 24 hours and particle size of 325 mesh.
PENDAHULUAN T
anah sumber
gambut, asam
lignit humat
clan clan
kompos turunannya
merupakan mudah
ditemukan di bumi Indonesia. Pemanfaatan tanah gambut selama ini masih terbatas, misal untuk pengembangan areal pertanian rakyat clan sedikit untuk pembuatan arang briket. Untuk itu perlu rekayasa proses mengolah tanah gambut menjadi senyawa humat agar diperoleh nilai tambah yang lebih tinggi. Senyawa humat diperoleh dari bahan dasar gambut setelah dijesti, disentrifugasi diendapkan, clan di freeze drying. Potensi senyawa humat clan turunannya dalam kontrol polusi logam berat clan bahan radioaktif dalam tanah clan air dapat diperkirakan berdasarkan kemampuannya sebagai penukar kation clan pembentuk kelat. Sebagai padatan organik, senyawa humat mempunyai ciriciri utama yang khas, antara lain berbentuk koloid hablur (amort), berwarna kuning sampai coklat kehitaman, clan mempunyai reaktivitas clan kompleksitas yang tinggi< .2). Tersedianya tanah gambut membuka peluang untuk mengisolasi atau mengekstrak senyawa humat dari bahan gambut sebagai bahan baku dalam prosesproses teknologi yang dapat menghasilkan berbagai jenis barang jadi yang berguna bagi kehidupan manusia. Berbagai kegunaan senyawa humat Dwi Biyantoro, dkk
diantaranya untuk : bidang pertanian (sebagai pemicu pertumbuhan pertanian), bidang industri (pengemulsi), bidang farmasi (menurunkan toksisitas),bidang lingkungan(dekontaminasiradio aktif dan non radio aktif)(3,4,S,6). Berdasarkan penjelasandi atastampak bahwa senyawa humat merupakan bahan yang mempunyai berbagai keunggulan sehingga dapat dimanfaatkan untuk teknologinuklir dan nonnuklir. Ekstraksidan isolasi senyawahumat daTi tanahgambutdan sumbersenyawahumatyang lain (misalnya blackwater daTi danau/sungai) akan dilakukandenganmetodealkalis (metodeSchnitzer) menggunakanNaOH O,lN dilanjutkan dengan reaksi asam. Pemisahanmenggunakancentrifuge, dan dilanjutkan dengan pengeringan beku menggunakanfreeze drying
Teknologi Proses
ISSN 0216-3128
~
260
pertanian saja. Dengan menai!-:kan hasil pertanian sebagai cadangan pangan negara clan yang tidak kalah pentingnya yaitu memperluas lapangan pekerjaan, mendatangkan devisa negara clan melestarikan lingkungan. Jadi dengan mengambil tanah gambut, mengisolasi senyawa humatnya clan mengembalikan sisa tanah gambut yang terdiri dari senyawa nonhumat diharapkan dapat mengencerkan kadar senyawa humat dalam tanah gambut yang sangat berlebihan, sehingga diharapkan cita-cita tersebut diatas dapat tercapai. Proses pembentukan senyawa humat sangat berperan dalam translokasi ataupun mobilisasi tanah liat, aluminium clanbesi(7). Dalam industri, senyawa humat dapat dimanfaatkan sebagai pengemulsi dalam pengeboran sumber minyak bumi, clan kegunaan lainnya adalah untuk pembuatan alkohol clankarbon aktif. Disamping ill dengan dilakukannya penelitian ini, maka potensi pemaIifaatan senyawa humus yang lain bisa dipelajari clan dikembangkan. Dengan demikian nilai ekonomis tanah gambut dapat ditingkatkan untuk keperluan kome;rsial tanpa membahayakan sumber potensial yang dapat habis
ini.
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
Buku II
lingkungan serta menghindari eksploitasi gambut yang berlebihan yang membahayakan sumber berharga yang tak bisa diperbaharui ini.
TATA
KERJA
Bahan danAlat Bahan tanah gambut asal Kalimantan Tengah, natrium hidroksida, asam klorida, dan aquades. Peralatanyang digunakanadalahmagnetic stirrer, pengaduk,neraca analitik, alat alat gelas, centrifuge,freezedrying,danAAS.
Metoda Cuplikan tanah gambut dibersihkan dari pengotor yang tampak, dicuci dengan HCI encer 1M, dan disaring untuk memisahkan pasir dari tanah gambutnya. Senyawa humat mudah terlarut dalam basa namun terendapkan dalam kondisi asam. Senyawa humat diisolasi dengan metode basa menggunakan NaOH 0,1 M menurut metode Schnitzer. Sejumlah cuplikan didijesti dan diaduk dengan larutan NaOH 0,1 M dengan perbandingan berat atau volume 1 :5, dengan variasi waktu, 4; 8; 12; 16; 20; dan 24 jam. Esok harinya supematan dipisahkan dari residu tanah dengan disentrifugasi pacta kecepatan 10.000 rpm selama 15 menit. Supematan dikumpulkan dan dibersihkan lagi dengan cara sentrifugasi pacta kecepatan 10.000 rpm selama 15 menit. Supematan yang merupakan campuran dari asam humat dan asam fulvik dipisahkan dari endapan dengan HCI hingga pH 1,52. Endapan dan filtrat kemudian dimasukkan dalam
Dalam kaitannya dengan teknologi lingkungan,salah satukarakteristiksenyawahumat yang pentingadalahmempunyaiberatmolekulyang tinggi sehinggadapatdigunakan sebagaiadsorben, penukarion, dan pembentukkomplekdenganlogam beratmaupunradio aktif. Penelitian ini dimaksudkan untuk memperoleh senyawa humat dengan cara menurunkankadar air basil denganpengeringangas beku (freeze drying), karena dengan cara pengeringanbiasa tidak dapatdilakukan. Senyawa humat yang diperolehkonsentrasinya lebih pekat freeze drying. danvolumejauh lebihberkurang. Seperti pekerjaan diatas, setelah diperoleh Keuntunganmenggunakanalat freezedrying antara kondisi waktu dijesti yang optimum dilakukan lain : pekerjaan yang sarna dengan variasi ukuran butir a. prosesnyabatch,temperaturrendah tanah gambut. b. kehilanganair dengansublimasi c. basil partikelkering halus d. densitaslebih rendahdaripactabahannya HASIL DAN PEMBAHASAN e. baunyaalami (natural) f. disimpanstabil Padatabel I di bawahini ditunjukkan basil Tujuan lain penelitian ini adalah analisis bahan baku gambutKalteng menggunakan mengembangkansuatu metode altematif dalam alat AAS. memperolehsenyawahumat yang dapatdigunakan untuk penanganan limbah dan pencemaran Tabell. Hasil analisis bahan baku gambut asal lingkungan oleh berbagai jenis polutan seperti Kalteng. logam berat, residu pestisida ataupun spesies Kadardalam Kadardalam radioaktif denganmenggunakanbahanbaku gambut Unsur Unsur qambut.% oambut, o/~ yang banyak terdapatdi Indonesia. Manfaatutama Sial ~ dari penelitian ini adalah memberikan informasi AlzO3 ~~ ~~ yang berguna dalam memutuskan cara terbaik FezO3 pemanfaatanlahan gambut yang sangat luas di C CaD ?:.1M-~,~ Indonesia dengan mempertimbangkankelestarian N
~
H2O HD205
MoO-
ISSN 0216-3128
Teknologi Proses
m
0,13
Dwi Biyantoro. dkk
~
~
-
I Kadar dalam
nsur
Unsur
gambut,%
~
Na20
~
Kadardalam
~ut,% 28,06 .
0.04
MnO M1 TiO2 Keterangan: .Kadar da/amppm dan
-,--~~-o]O;L ~~55 .-
~
=J
-Pb, Cu, Cd tidak terdeteksi
Tampak bahwa dari analisis tanah gambut Kalimantan Tengah menggunakan AAS terdapat unsur-unsur Ca, Na, K, C clanN. Kandungan unsur ini bennanfaat karena diperlukan untuk pemupukan penyuburan tanaman. Pengaruh Waktu Dijesti Gambut Dengan NaOH
O,.1M Tabel 2. Hubungan antara waktu dijesti dengan hasil senyawa humat clanfulvat. Berat tanah gambut = 25 gr, berat NaOH = 125 gr, disentrifugasi = 10.000 rpm selama = 15 menit, disaring, kemudian filtrat diendapkan dengan HCI pH = 1,5 -2. Disentrifugasi = 10.000 rpm selama = 15 menit, endapan = senyawa humat, filtrat = senyawa fulvat. Difreeze drying = 12jam
I I
4 8
12
dijesti dengan natrium hidroksida. Semakin halus butiran, maka hasil dijestinya semakin baik, karena
luas permukaan semakin besar sehingga kontak reaksi semakin baik. Pada ukuran butir 200 -325 mesh relatif hasilnya sudah mulai stabil. Dari gambar di atas tampak bahwa semakin halus terjadi kenaikkan konversi pembentukkan senyawa humat. Demikian pula senyawa fulvat yang yang diperoleh terjadi kenaikan konversi. Hasil yang diperoleh pada ukuran butir yang lebih halus bentuk partikelnya lebih halus, densitasnya lebih rendah, baunya lebih alami, daD disimpan lebih stabil. Tidak terjadi efek sealing pengerasan bagian luar (tidak terjadi case hardening). TabeI 3. Hubungan antara waktu dijesti dengan hasil senyawa humat daDfulvat. Berat tanah gantbut = 25 gr, berat NaOH = 125 gr, disentrifugasi = 10.000 rpm selanta = 15 menit, disaring, kemudian filtrat diendapkan dengan HCl pH = 1,5 -2. Disentrifugasi = 10.000 rpm selama = 15 menit, endapan = senyawa hum at, filtrat = senyawa fulvat. Difreeze drying = 12 jant
Senvawahumat Senavwa fulfat Gram_I Konversi (1'/0) I Gram I Konversi(%) I 10.84941J140 10,1420 ri1Q421 4.42 10.1455 W
.1785
I
1,18991
4.71
10,15621
4,76
I 0}592 I
,.~
lQz1597 ,
5,14
10.15981
Dari senyawa humat yang diperoleh, kemudiandilakukanpengujiananalisis basil proses denganmenggunakan alatAAS.. Dari tabel 1 di atas tampak bahwa Dari gambar I dan 2 ditunjukkan pengaruhwaktu dijesti sangatberpengaruhterhadap basil senyawahumat diperoleh. Hasil dijesti tanah perubahankandunganunsur-unsurdalam gambut sebelumprosesdan sesudahbasil proses menjadi gambut kasar yang belum digerus/disaringrelatif senyawa humat. Pada gambar I tampak terjadi baik diperolehpactawaktu 20 sampai24 jam. Hal penurunan ataupengurangan kadarSi dan Al setelah ini ditunjukkanpactanilai konversigambutmenjadi diproses menjadi senyawa humat. Hal ini karena Al senyawa humat sebesar 5,14 %. Untuk senyawa fulvik relatif diperoleh lebih sedikit, karenadalam bersifat amfoterdan mudah Jarut dengan natrium bahan baku sendiri kadar fulfIk lebih rendah hidroksida. Unsur Al dan Si cenderung berada daripada senyawa humat Senyawa humat basil dalamsupematanlarutansenyawafulvik, sehingga freeze drying yang diperoleh menjadi sedikit tidak mengendapdalam senyawahumat. Dengan dibandingkan dengan endapan senyawa humat demikian senyawa humat yang diperoleh, bila sebelumdi freeze dryng hal ini disebabkankarena digunakan sebagaiadsorbendapat meningkatkan terjadinya pengurangankadar air basil (kehilangan kemampuanpertukaranionnya. air dengansublimasi)akibat pengeringangas hero, sehinggakonsentrasilebih pekat,volumejauh lebih berkurang. Senyawahumat yang diperoleh sedikit terjadi case hardening yatu peristiwa pengeringan jang terlalu cepat, sehingga timbul efek sealing, bagian luar tampak kering, tetapi bagian dalam masihlembab. .1.2840I
.1,28381
Pengaruh Ukuran (Mesh) Gambut Dari tabel 3 tampakbahwaukuran butiran tanah gambut sangat berpengaruhterhadapbasil
Dwi Biyantoro. dkk
Teknologi Proses
ISSN 0216-3128
262
UCAP AN TERIMA
4 3,5
#
3
~Sebelum
IiJ 2,5
5JSesudah
bD
§
2
"0
5 1,5
~
9 ~;,~~;~~~ SiO2
.AJ203
Gambar 1. Hubungan antara kandungan % unsur
sebelumdan sesudahproses. 2,5
~ 5
~
Penulis mengucapkanterima kasih yang sebesar-besarnya kepadaSdr. Tri Rusmanto yang telah membantumelakukan penelitian ini hingga selesai.
DAFTAR
0
2
riJ bD
KASIH
PUSTAKA
1
0,5
*
Prosiding Peltemuan dan Presentasi llmiah P3TM-BATAN, Yogyakalta14-15Juli 1999
Buku II
DSeb elum
,5
§]Sesudah
1 0,5
o~ CaO
~ Na20
IQO
N
Gambar2. Hubunganantara kandungan(%) unsur sebelumdan sesudahproses.
1. TAN, K.H., Principlesof Soil Chemistry,second edition,MarcelDekkerInc., New York, 1992. 2. SCHNITZER,M, Binding of Humic Substances by Soil Mineral Colloids. Soil Sci. Soc. Am. SpecialPubl. 17,Madison,WI, 1986. 3. BENSON,W.H. and S.F. LONG, Evaluation of humic-pesticideinteractionson the acutetoxicity of selected organophosphateand carbamate insecticides.Ecotoxicol.Envir.Safety,21, 1991. 4. GERSE,J.R. et aI, Application of humic acids and their derivativesin environmentalpollution control.,ElsevierSci. Amsterdam,1994. 5. GOODRICH, M.S.,et aI, Acute and longterm toxicity of water-solublecationic polymers to rainbow trout Oncorhynchus Mykiss and the modificationof toxicity by humic acid. Toxicol. andChern. 10:509-515,1991. 6. HARTUNG, H.A and ALLREAD, The algicidal actionof a peathumic substancesand its copper chelate in ponds.,Health. Elsevier Sci., Amsterdam,1994 7. NOR,Y .M. Effectsof organic ligands on toxicity of copper and zinc to CarassiusAuratus.Chem.Spec.Bioavail. 2:11-116. 1990
Pactagambar 2 ditunjukkan peningkatan kandunganunsur Ca, Na, K, dan N dala(llsenyawa humatbasilproses.Sebelummasukfreezedrying Fe dan P sudah terpisah bersamatanah dan kotoran yang lain akibat disentrifugasi,sehinggasupamatan relatif pengotomya sudah berkurang.Peningkatan JAWAB kadar unsur-unsurdi atas diharapkankarena unsur TANYA tersebut banyak diperlukan dalam pemupukan tanaman. Suhirman ~ Apa yang menyebabkanterjadinya peningkatan kadarCa,Na, danK KESIMPUfLAN ~ Prosespengendapan dilakukansecarabertingkat, apa yang mendasarinya dan apakah tidak Dari basil penelitianpenganlbilansenyawa mengurangi basil akhir perolehan senyawa humat dari tanah ganlbut dapatdisimpulkanbahwa humat? basil relatif baik diperoleh pada kondisi sebagai berikut : Dwi Biyantoro -<>-Peningkatan unsur ini disebabkan karena " Konversi maksimal senyawa humat diperoleh dari hasil freeze drying, konsentrat yang yaitu 11,51 %, denganwaktu dijesti 24 janl menggunakanukuran butir ganlbut = 200 -325 diperoleh lebih pekat.
mesh. b. Berdasarkandata analisis dengan AAS basil senyawa humat terjadi peningkatanunsur Ca, Na, danK. ISSN 0216-3128
Teknologi Proses
-<>-Pengendapan dilakaukan 1 kali dengan HCI, sifat senyawa humat mudah mengendap dengan HCI. Pengendapan ini diperlukan untuk memisahkan senyawa humat dengan Dwi Biyantoro. dkk
Prosiding Pertemuan danPresentasi I'miah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
Buku II
fulfat agar senyawahumat yang diperoleh dapat meningkat. Syarip
» Apakahasamhumatbisadimasyarakatkan untuk produksi air minum yang efektif, efisien dan murah? » Kapanhasil penelitianini dapatdipasarkan?
Muhadi
~ Apa bedasenyawahumatdenganasamhumat ~ Apa peranan senyawa humat dalam usaha budidayapertaniandi !ahangambut
Owi Biyantoro ..0..Tidak untuk produbi air minum karena harganya sangat mahal, lebih efektif don ejisien untuk pengolahan air bersih yang
mengandung logam
berat
don
263
atau
radioaktif Supriyono
> Dalam pengambilan sampel, apakah sudah menggunakan kaidah-kaidahteori sampling?
Dwi Biyantoro .,:;..Senyawa humat adalah hasil proses tanah gambut dengan NaOH yang masih mengandung logam-logam pengotor, terutama dalam bentuk natrium humat, sedangkan asam humat adalah hasil pemurnian senyawa humat yang telah dilewatkan kolom penukar ion .,:;..Peranannya sebagai pemicu pertumbuhan tanaman, maksimal konsentrasinya 0,06% karena pada konsentrasi di alas 0,4 % dapat mengkerdilkan tanaman
Owi Biyantoro
~ Sudah, karena pengambi/an sampe/ di/akukano/ehFak. Per/anion UGM
Dwi Biyantoro, dkk
Teknologi Proses
ISSN 0216-3128
