TL 3106 PENCEMARAN TANAH (SOIL CONTAMINATION)
SLIDE -3 Komponen tanah ( s u mbe r : Su p r i h a n t o No t o da r mo jo , F e t t e r )
Pengajar: Ir. Yuniati, MT, MSc, PhD PRODI TEKNIK LINGKUNGAN Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung
KOMPONEN TANAH
1.
KOMPONEN PADAT : o organik tanah : humus dan polisakarida o anorganik : non kristalin 2. KOMPONEN CAIR : air dan larutan 3. KOMPONEN GAS : udara dan gas
KOMPONEN ANORGANIK Terdiri atas fragmen batuan dan mineral dalam berbagai ukuran dan komposisi Komponen utama fragmen batuan: Mineral silikat : mineral liat (SiO4) Inosilikat Nesosilikat Filosilikat ( Sorosilikat Sikloskilikat Teksosilikat Fraksi liat mempunyai nilai luas permukaan spesifik yang tinggi, permukaan liat juga mempunyai sifat kimia fisik yang menunjang terjadinya reaksi permukaan.
Oksida logam :besi, alumunium Hidroksida logam : besi, alumunium dan silikon
KOMPONEN ORGANIK Terdiri dari komponen organik yang masih hidup dan komponen organik yang merupakan hasil penguraian dari organisme yang telah mati (decayed organism) Sering disebut sebagai soil organic matter (SOM) Pengaruh SOM terhadap sifat kimia tanah
Dengan ion logam akan membentuk senyawa kompleks organik Mengadsorpsi larutan organik hidrofobik Berpotensi sbg sumber energi bagi mikroorganisma Buffer capacity untuk perubahan pH
FRAKSI KOMPONEN ORGANIK 1.
Fraksi yang masih menyisakan bentuk asli , misal bentuk daun atau sisa batang. Berperan dalam melindungi lapisan tanah di bawahnya, misal dari hujan atau angin. 2. Fraksi dimana sisa organisma telah melapuk semua
Karbohidrat Asam amino dan protein Lipid Asam nukleat Lignin Humus dibagi menjadi: asam humat (larut dalam asam) asam fulvat (larut dalam air) Humin (inert dan tidak dapat larut)
SIFAT DARI FULVAT DAN HUMAT 1. Kemampuan untuk mengikat zat atau substansi lain 2. Kecenderungan untuk membentuk ikatan atau senyawa kompleks dengan ion logam. + mengikat ion logam sehingga menghambat transport - atau mobilisasi logam bila senyawa kompleks terbentuk larut dalam air Akan dibahas lebih lanjut di bagian transport zat pencemar. 3. Proses presipitasi Berbentuk koloid dan bermuatan negatif, dapat diendapkan bila ada kation logam (misal Ca +2 dan Mg +2 )
KOMPONEN TANAH
POROSITY OF SOIL
POROSITY OF SOIL
n: porosity Vv : volume of void space in a unit volume of earth material (L 3) V: unit volume of earth material, including both voids and solids (L3) (total volume)
Densitas of soil
Dry bulk density is the mass of soil divided by the volume of sample. The particle density is the mass of divided by the volume of soil particles
Porosity of SOIL
n: total porosity as percentage ρb : is the bulk density of the aquifer material (massa sampel setelah proses pengeringan dibagi dg volume sampel awal) ρm : is the particle density of the aquifer material (2.65 g/cm 3)
POROSITY RANGE OF SEDIMENTS Well-sorted sand or gravel Sand and gravel, mixed Glacial till Silt Clay
0.25-0.5 0.2-0.35 0.1-0.2 0.35-0.5 0.3-0.6
Effective Porosity n e : porosity available for fluid flow Porosity of Sedimentary Rocks : Primary porosity: pores between grains
Secondary porosity: Fractures
Water content of soil
Gravimetric water content: ratio of mass of water to the dry mass of solids
Ww g Ws
Volumetric water content: ratio of pore water to the total volume
Vw v V
Degree of saturation: ratio of the volume of pore water to the total volume of voids
Vw Rs Vv
CONTOH SOAL
Sampel tanah utuh tidak tergangggu dikumpulkan dari lapangan dengan menggunakan tabung tembaga dengan volume 75 cm 3 . Massa sampel tanah 150.79 gr. Kedalam sampel tanah kemudian ditambahkan air sampai jenuh dan ditimbang kembali sebesar 153.67gr. Sampel kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 105 C selama 24 jam sampai semua air menguap dan beratnya konstan 126.34 gr. Semua perhitungan dilakukan pada suhu 20C. Tentukan: a) Porositas tanah b) Kadar air tanah (berdasarkan berat) c) Kadar air tanah (berdasarkan volume) d) Tentukan rasio jenuh e) Berat volume tanah (bulk density ) f) Berat jenis partikel tanah (particle density) Diketahui massa jenis air pada 24C= 0.997 g/cm3
DARCY EXPERIMENTS Henry Darcy : study of the movement of water through a porous medium Found that the rate of water flow is proportional to the difference height of the water between the two ends of the filter beds and inversely proporsional to the length of the flow path.
HYDRAULIC CONDUCTIVITY OF EARTH MATERIAL K hydraulic conductivity (L/T) A function of properties of both porous media and the fluid passing through it
q = Q/A, q= specific discharge
k intrinsic permeability (L 2 ) A function of the size of pore opening.
ρ density of fluid g acceleration of gravity μ dynamic viscosity of fluid
1 cP= 0.01 dyn·s/cm2 1 darcy= 9.87 x 10-9cm2
RANGES OF HYDRAULIC CONDUCTIVITY
Material
Intrinsic Permeability (darcy)
Hydraulic Conductivity (cm/s)
Clay
10-6 – 10-3
10-9 – 10-6
Silt, sandy silts, clayey sands, till
10-3 – 10-1
10-6 – 10-4
Silty sands, fine sands
10-2 – 1
10-5 – 10-3
Well-sorted sands, glacial outwash
1 – 102
10-3 – 10-1
Well-sorted gravel
10 – 103
10-2 – 1
For well sorted sediments, the intrinsic permeability is proportional to the grain size
MEASUREMENT OF K IN THE LAB
Substitute V for Qt
V volume of water discharging in time L the length of the sample A cross sectional area h hydraulic head K hydraulic conductivity Constant-Head Method
MEASUREMENT OF K IN THE LAB
K hydraulic conductivity L the length of the sample h final head in the falling tube ho initial head in the falling tube t is time dt inside diameter of the falling tube Dc inside diameter of the sample chamber
Falling Head Method
CONTOH SOAL 1. Sebuah constant head permeameter mempunyai luas penampang 25 cm 2 . Tinggi sample adalah 15 cm. Apabila diketahui hydraulic head 5 cm dan volume air yang terkumpul 100 mL dalam waktu 12 menit. Hitunglah: a) Hydraulic conductivity dalam cm/det dan m/hari b) Instrinsic permeability jika K dihitung pada suhu 15C c) Dari nilai K tentukan jenis tanah dari sampel tersebut.
CONTOH SOAL 2. Sebuah falling head permeameter mempunyai tabung head dengan diameter 2.0 cmm dan tabung sampel 10.0 cm. Tinggi sample adalah 15 cm. Apabila diketahui head awal 5.0 cm dan berubah menjadi 0.50 cm dalam waktu 528 menit. Hitunglah: a) Hydraulic conductivity dalam cm/det dan m/hari b) Instrinsic permeability jika K dihitung pada suhu 15C c) Dari nilai K tentukan jenis tanah dari sampel tersebut.
WHICH ONE IS YOUR CHOICE??
