perilaku arsen dalam tanah

PERILAKU ARSEN DALAM TANAH
Arsen adalah metalloid kristal dengan tiga bentuk allotropic yang berwarna kuning, hitam dan
abu-abu . Arsen juga mempunyai beberapa bentuk oksidasi ( -3 , 0 , 3 , 5 ) . Arsenat ( V ) adalah
keadaan oksidasi stabil dalam kondisi aerobik . Dalam kondisi reduksi (anaerobic), unsur As, As
(III) dan arsine (III) menjadi stabil. Arsenit (III) ada dalam kondisi reduksi-moderat dan
merupakan salah satu senyawa arsen yang paling beracun . Bakteri metanogen mampu
mereduksi As(V) menjadi As(III) dan methylate menjadi asam methyl-arsinic . Arsen trioksida (
arsen putih) As2O3 , merupakan 97 % dari arsen yang dihasilkan dan masuk ke dalam produk
akhir. Arsen trioksida adalah bahan baku untuk pestisida arsen, termasuk timbal arsenat ,
kalsium arsenat , natrium arsenit , dan arsen-organik . Senyawa ini digunakan dalam insektisida
, herbisida , fungisida , algicides , sheepdips , pengawet kayu , dan zat warna , dan untuk
pemberantasan cacing pita pada ternak domba dan sapi. As(III) ada dalam air alami sebagai
As(OH)3 ( pKa = 9,2 ) dan lebih mobile dari As(V) karena kurang kuat diserap pada permukaan
mineral daripada As(V) oxyanions yang bermuatan negatif ( H3AsO4 , pKa = 2.22 , 6.98 , 11.53 )
. Spesies Besi(III)-oxy memiliki afinitas tinggi untuk As(V) ( Waychunas et al ., 1993) .
Arsen dan P secara kimiawi serupa . Keduanya membentuk senyawa tidak larut dengan Al dan
Fe dalam tanah. Al-As dan Fe-As adalah bentuk dominan arsen dalam tanah , meskipun arsen
menunjukkan afinitas terhadap Al-oksida lebih rendah dibandingkan dnegan fosfat. As(III)
tampaknya akan ter-jerap pada permukaan besi(III) (Sun dan Doner , 1996). Alumina aktif
memiliki afinitas 2 kali lipat lebih tinggi trhadap As(V) daripada As(III) pada pH 7 ( Ghosh dan
Yuan , 1987) . Kaolinit dan monmorilonit memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk As(V) daripada
untuk As (III) ( Frost dan Griffin , 1977) . Oksidasi abiotik As(III) ditingkatkan dalam tanah liat
kaolinit dan illit , sebuah proses yang menghasilkan apesies As(V) yang terikat kuat (Manning
dan Goldberg , 1997). Mobilitas arsen dan fitotoksisitas lebih besar pada tanah berpasir
daripada tanah bertekstur liat .
Konsentrasi total arsen dalam tanah tidak mencerminkan jumlah yang tersedia
untuk penyerapan tanaman karena adanya adsorpsi arsen dalam tanah. Oleh karena itu
metode yang berbeda digunakan untuk menentukan ketersediaan arsen dalam tanah . Berbagai
ekstraktan yang dapat menstimulasi pelepasan arsen dalam kondisi yang berbeda dalam tanah
telah dilaporkan berkorelasi secara signifikan dengan serapan arsen oleh tanaman. Ekstraksi
sequential telah banyak digunakan untuk menilai ketersediaan logam dan mobilitasnya dalam
tanah. Pereaksi (Reagen) yang berbeda digunakan untuk memisahkan logam dari asosiasi
kimianya secara operasional . Salah satu metode yang dikembangkan oleh Tessier et al . ( 1988 )
adalah yang paling banyak digunakan untuk menilai geokimia logam dalam tanah. Namun
demikian, untuk arsen tanah , karena kesamaan kimiawinya dengan fosfat , metode yang
digunakan untuk fraksinasi fosfat juga telah digunakan untuk fraksinasi arsen. Arsen tanah
secara operasional dipisahkan menjadi empat fraksi : fraksi arsen larut air dan arsen dapat
ditukar (As-WE) , arsen terikat-Al ( Al-As ) , arsen terikat Fe ( Fe-As ) , dan arsen terikat-Ca ( CaAs), menggunakan NH4NO3 , NH4F , NaOH dan H2SO4. Berdasarkan ekstraksi sekuensial,
informasi tentang bentuk ikatan kimia , retensi , dan partisi logam dalam tanah dapat
diperkirakan. Meskipun ekstraksi sekuensial dianggap kurang spesifik untuk fraksinasi kimia dan
resorpsi logam terlarut oleh tanah selama ekstraksi , namun cara ini masih merupakan alat yang
berguna untuk mengevaluasi biokimia logam dalam tanah .
Dalam tanah yang terkontaminasi arsen , pH tanah merupakan salah satu faktor utama yang
menentukan ketersediaan arsen . Akins dan Lewis (1976 ) meneliti efek dari pH ( 4-8 ) pada
penyerapan arsen oleh tanah dengan menggunakan prosedur fraksinasi berurutan. Mereka
menemukan bahwa, pada pH rendah ( pH = 4 ) , Fe-As adalah bentuk yang paling melimpah
diikuti oleh Al-As, sedangkan pada pH tinggi ( pH = 6-8 ) , Ca-As lebih dominan . Hal ini mirip
dengan perilaku P dalam tanah , yaitu , Fe - P dan Al - P yang dominan di tanah asam ,
sedangkan Ca - P mendominasi di tanah alkalin dan berkapur . Selain pH tanah , partisi dan
retensi arsen dalam tanah juga dipengaruhi oleh bahan organik tanah, oksida-oksida Fe , Mn ,
dan Al , dan mineral liat . Namun demikian, kapasitas tanah untuk mempertahankan arsen
tergantung pada kandungan oksida-hidro Fe dan Al dalam tanah .
Efisiensi fitoremediasi tergantung pada karakteristik tanah dan kontaminan . Adsorpsi arsen
dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor: jenis dan jumlah koloid tanah (mineral liat ,
oksida-oksida Fe , Al dan Mn, dan bahan organik tanah) , pH , adanya ligan organik dan
anorganik , dan tekstur tanah. Perbedaan tingkat penyerapan arsenit di horizon tanah A dan B
pada lima profil tanah di Virginia Barat tanah dijelaskan oleh perbedaan pH tanah, besi oksida
dan bahan organik (Elkhatib , 1984). Ada hubungan yang kuat antara As dan Fe (terutama gutit)
dalam tanah. Hidroksi aluminium pada permukaan eksternal mineral liat mika sangat kuat
mengikat As. Mobilitas arsen dan fitotoksisitas lebih besar pada tanah berpasir daripada tanah
liat, karena hidrous-Fe dan Al-oksida bervariasi langsung dengan kandungan liat tanah .
Referensi
Akins, M. B. and Lewis, J. R. 1976. Chemical distribution and gaseous evolution of arsenic–74
added to soils as DSMA74 –As. Soil Sci Soc. of Am. J. 40:655–658.
Elkhatib, E. A., O. L. Beckett and R. J. Wright 1984. Arsenite sorption and desorption in soils.
Soil Sci Soc. of Am. J. 48: 758-762.
Frost, R. R. and Griffin, R. A. 1977. Effect of pH on adsorption of As and selenium from landfill
leachate by clay minerals. Soil Sci Soc. of Am. J. 41:53-57.
Ghosh, M. M. and Yuan, J.R. 1987. Adsorption of inorganic arsenic and organoarsenicals on
hydrous oxides. Environ. Progress 6:150-157.
Manning, B.A.and Goldberg, S. 1997. Adsorption and stability of arsenic III at the clay-mineral
water interface. Environ. Sci. Technology 31:2005-2011.
Sun, X and Doner, H. E. 1996. An investigation of arsenate and arsenate bonding structures on
goethite by FTIR. Soil Sci.161: 865-872.
Tessier, A., P. G. C. Campbell, and M. Bisson. 1988. Partitioning of trace metals in sediments. In
“Metal speciation: Theory, Analysis and Application” (J. K. Kramer and H. E. Allen, eds.),
183-199pp. Lewis Publisher, Chelsea, MI.
Waychunas G.A., B. A. Rea, C. C., Fuller, and J. A. Davis (1993). Surface Chemistry Of
Ferrihydrite: Part 1 EXAFS studies of the geometry of co-precipitated and adsorbed
arsenate. Geochim. Cosmochim Acta 57: 22512269.