STUDI KINETIKA DEGRADASI PARAQUAT (ION 1,1`- DIMETIL

STUDI KINETIKA DEGRADASI PARAQUAT (ION 1,1’DIMETIL-4,4’-BIPIRIDIONDIKLORIDA) DALAM
LINGKUNGAN TANAH PERSAWAHAN BOYOLALI
JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR II
Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata I
Untuk Mencapai Gelar Sarjana Sains
Oleh :
HERY MULYONO
NIM : 4304990007
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2007
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Tugas Akhir ini telah disetujui oleh Pembimbing untuk diajukan ke Sidang
Panitia Ujian Akhir Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Negeri Semarang.
Semarang,
Februari 2007
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Kasmui, M. Si.
NIP. 131931625
Drs. Soeprodjo, M. S.
NIP. 130812920
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul : Studi Kinetika Degradasi Paraquat (ion 1,1’dimetil–4,4’-bipiridiondiklorida) dalam Lingkungan Tanah Persawahan Boyolali
Jawa Tengah, telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Tugas Akhir
Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Negeri Semarang pada :
Hari
:
Tanggal :
Panitia Ujian
Ketua
Sekretaris
Drs. Kasmadi Imam S., M.S.
NIP. 130781011
Drs. Sigit Priatmoko M. Si.
NIP. 131965839
Anggota Penguji
Penguji I
Penguji II
Drs. Sigit Priatmoko M. Si.
NIP. 131965839
Drs. Kasmui, M. Si.
NIP. 131931625
Penguji III
Drs. Soeprodjo, M. S.
NIP. 130812920
iii
ABSTRAK
Mulyono, Hery. 2007. : Studi Kinetika Degradasi Paraquat (ion 1,1 – dimetil –
4,4’ bipiridiondiklorida) dalam Lingkungan Tanah persawahan Boyolali Jawa
Tengah. Tugas Akhir II. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Pembimbing :
I. Drs. Kasmui, M. Si., II. Drs. Soeprodjo, M. S.
Telah dilakukan penelitian tentang kinetika degradasi paraquat di
lingkungan tanah Boyolali Jawa Tengah. Penelitian ini dilakukan dengan
menyelidiki proses degradasi paraquat dalam kondisi terpapar sinar matahari
(terang) dan dalam kondisi tidak terpapar sinar matahari (gelap) selama 18 hari.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Sebagai
variabel bebas adalah waktu reaksi dengan selang 0, 3, 6, 9, 12, 15, dan 18 hari.
Variabel terikatnya adalah jenis musim (intensitas sinar matahari) dan panjang
gelombang serapan maksimum (620,25). Data yang diperoleh diolah dengan
analisis regresi linear untuk mengetahui orde reaksi dan konstanta laju reaksi,
sehingga di dapat kinetika degradasi paraquat yang terjadi. Dari penelitian
diperoleh bahwa fotodegradasi memegang peranan penting dalam degradasi
paraquat. Paraquat yang terpapar sinar matahari selama 18 hari (8 jam/hari)
mengalami degradasi hingga mencapai 49,21 % sedangkan paraquat pada kondisi
gelap mengalami degradasi hanya 4,60 %.
Dari analisis regresi linear yang telah dilakukan diketahui konstanta laju reaksi
degradasi paraquat pada kondisi terpapar sinar matahari (terang) dan dalam
kondisi tidak terpapar sinar matahari (gelap), selanjutnya konstanta laju reaksi
degradasi paraquat tersebut dibandingkan. Konstanta laju reaksi degradasi
paraquat pada kondisi terpapar sinar matahari adalah 0,0206 hari-1, sedangkan
pada kondisi gelap mempunyai konstanta laju reaksi 0,0026 hari-1. Dari data
tersebut dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara
konstanta laju reaksi degradasi paraquat pada kondisi terpapar sinar matahari
(terang) dengan konstanta laju reaksi pada kondisi tidak terpapar sinar matahari
(gelap).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinetika degradasi paraquat mengikuti orde
I, dibuktikan dengan alur konsentrasi log C/C0 lawan waktu adalah suatu garis
lurus.
Kata kunci : paraquat, fotodegradasi, kinetika degradasi.
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
1. Jujurkanlah diri kamu sendiri, sebelum kamu menyuruh orang lain jujur.
2. Nikmat hidup adalah karena perjuangan, maka nikmatilah hidupmu walau
dalam kesusahan.
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk :
1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan segalanya
2. Kakak-kakakku dan seluruh keluarga besarku atas dukungannya
3. Orang-orang yang selalu menyayangiku, terima kasih atas
bantuannya
4. Sahabat-sahabatku
5. Rekan-rekan Kimia 1999
v
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena
dengan petunjuk dan ridla-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Shalawat serta salam semoga tetap kepada beliau, Nabi Muhammad SAW, yang
senantiasa kita tunggu syafa’atnya di hari akhir nanti. Amin.
Dalam pelaksanaan penulisan Tugas Akhir II ini, banyak kendala dan
kesulitan yang penulis hadapi. Tetapi, berkat bimbingan dan dorongan dari
berbagai pihak akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir II ini. Pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu, baik dalam penelitian maupun dalam penyusunan tugas akhir. Ucapan
terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Rektor Universitas Negeri Semarang.
2. Dekan FMIPA Universitas Negeri Semarang.
3. Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang.
4. Bapak Drs. Kasmui, M. Si., selaku Kepala Laboratorium Jurusan Kimia yang
telah memberikan ijin untuk melaksanakan penelitian.
5. Bapak Drs. Kasmui, M. Si., selaku Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tugas akhir ini.
6. Bapak Drs. Soeprodjo, M. S., selaku Pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tugas akhir ini.
7. Bapak Drs. Sigit Priatmoko M. Si., selaku dosen penguji tugas akhir yang
telah menguji dan memberikan saran yang membangun demi perbaikan tugas
akhir ini.
vi
8. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan dasar dan bekal ilmu
pengetahuan.
9. Teknisi dan laboran Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang.
10. Teman-teman kimia 1999 serta teman-teman yang selalu memberikan
dukungan dan motivasi.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
banyak membantu dalam penyusunan Tugas Akhir II ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir II ini masih
banyak kekurangan. Karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
bersifat membangun demi sempurnanya tulisan ini. Akhir kata, penulis berharap
semoga Tugas Akhir II ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan
perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia.
Semarang,
Penulis.
vii
Februari 2007
PERNYATAAN
Saya menyatakan bahwa yang tertulis di dalam Tugas Akhir ini benarbenar hasil karya saya sendiri, bukan jiplakan dari karya tulis orang lain, baik
sebagian atau seluruhnya. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam
Tugas Akhir ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah.
Semarang,
Februari 2007
Hery Mulyono
NIM. 4304990007
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................
iii
ABSTRAK ..................................................................................................
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .............................................................
v
KATA PENGANTAR ...............................................................................
vi
PERNYATAAN ..........................................................................................
viii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xiii
BAB I
: PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................
1
B. Permasalahan ......................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ................................................................
5
D. Manfaat Penelitian ..............................................................
5
E. Sistematika Tugas Akhir ....................................................
6
BAB II : LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Tentang Penggunaan Paraquat ............................
8
B. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat
dengan Sinar Matahari .....................................................
C. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat
ix
10
dengan Mikroorganisme ...................................................
11
D. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat dengan Tanah ..........
14
E. Tinjauan Tentang Kinetika Fotodegradasi Paraquat ..........
18
F. Tinjauan Tentang Analisis Spektrofotometer terhadap
Paraquat .............................................................................
22
BAB III : METODE PENELITIAN
A. Sampel dan Populasi Penelitian ..........................................
24
B. Variabel Penelitian .............................................................
24
C. Alat dan Bahan ...................................................................
25
D. Cara Kerja ...........................................................................
26
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian ...................................................................
30
B. Pembahasan ........................................................................
33
BAB V : PENUTUP
A. Simpulan .............................................................................
40
B. Saran ...................................................................................
40
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
41
LAMPIRAN-LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Perubahan konsentrasi paraquat dengan berjalannya waktu
untuk reaksi orde pertama ..........................................................................
21
2. Perubahan konsentrasi paraquat dengan berjalannya waktu
untuk reaksi orde kedua..............................................................................
22
3. Data untuk kurva standar hari ke 0 ............................................................
30
4. Data untuk kurva standar hari ke 3 ............................................................
30
5. Data untuk kurva standar hari ke 6 ............................................................
31
6. Data untuk kurva standar hari ke 9 ...........................................................
31
7. Data untuk kurva standar hari ke 12 ........................................................
31
8. Data untuk kurva standar hari ke 15 ..........................................................
31
9. Data untuk kurva standar hari ke 18 ..........................................................
32
10. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi terang...................................................................................
32
11. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi gelap ....................................................................................
33
12. Data kurva standar ....................................................................................
35
13. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi terang...................................................................................
36
14. Logaritma konsentrasi sisa paraquat dibagi konsentrasi mula-mula
pada tiap pengukuran dalam media filtrat air tanah
pada kondisi terang...................................................................................
36
15. Konsentrasi sisa paraquat dalam media fitrat air tanah
pada kondisi gelap ....................................................................................
37
16. Logaritma konsentrasi sisa paraquat dibagi konsentrasi mula-mula
pada tiap pengukuran dalam media fitrat air tanah
pada kondisi gelap ....................................................................................
37
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Struktur molekul paraquat...........................................................................
7
2. Struktur dikation paraquat..........................................................................
8
3. Skema degradasi paraquat oleh sinar matahari ..........................................
10
4. Proses degradasi paraquat oleh bakteri dan actinomyces ........................
13
5. Kurva konsentrasi sebagai fungsi waktu....................................................
19
6. Spektra Hasil Reaksi Paraquat Diklorida 38,7 mg/L
dengan Sodium Ditionit 1 % Dalam NaOH 4 %
pada kisaran panjang gelombang 200–700 nm. .........................................
34
7. Grafik laju degradasi paraquat pada media filtrat air tanah
pada kondisi terang.....................................................................................
37
8. Grafik laju degradasi paraquat pada media filtrat air tanah
pada kondisi gelap......................................................................................
38
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Data untuk kurva standar............................................................................
43
2. Perhitungan konsentrasi sisa paraquat
dalam media filtrat air tanah pada kondisi terang dan gelap .....................
50
3. Penentuan Orde Reaksi dan Konstanta Laju Reaksi
Degradasi Paraquat pada Media Filtrat air Tanah
pada Kondisi Terang dan Gelap .................................................................
53
4. Penentuan Konstanta Laju Reaksi (k)
pada Hari Pengambilan Sampel .................................................................
56
5. Analisis pengaruh Sinar Matahari
terhadap Degradasi paraquat ......................................................................
57
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Alasan Pemilihan Judul
Seiring dengan berkembangnya era industrialisasi yang menjanjikan
kemudahan dan kesejahteraan masyarakat berkembang pula dampak
negatif yang ditimbulkan. Di dunia pertanian juga timbul masalah yang
makin serius dan mengkhawatirkan yaitu degradasi tanah yang
diakibatkan penggunaan pupuk buatan secara kontinu. Penggunaan pupuk
buatan yang dilakukan oleh para petani adalah salah satu usaha yang
dilakukan untuk meningkatkan hasil pertanian, di sisi lain tingkat
kesuburan tanah secara perlahan-lahan akan terus menurun.
Sudah menjadi kecenderungan bahwa kesadaran untuk melakukan
pengurangan penggunaan pupuk buatan dilakukan setelah terjadi peristiwa
yang merugikan terhadap lingkungan tanah ataupun terhadap kesehatan
manusia di sekitarnya.
Akibat dari penggunaan pupuk buatan terutama yang mengandung
paraquat di samping memberikan dampak yang kurang baik bagi
lingkungan tanah, juga pada kelangsungan kegiatan pertanian dan
perkebunan yang dijalankan.
Khusus untuk herbisida, hampir tidak ada bahan alami yang dapat
dimanfaatkan sebagai pengganti bahan kimia buatan. Padahal, jika
dibandingkan dengan herbisida alami, herbisida buatan memiliki potensi
yang lebih tinggi untuk mencemari lingkungan. Tingkat toksisitas yang
1
2
tinggi dari herbisida buatan juga dapat mengancam kehidupan manusia
melalui mekanisme rantai makanan. Beberapa herbisida mempunyai
potensi toksik yang sedemikian tinggi sehingga dapat menyebabkan
kanker, bahkan mungkin dapat menyebabkan kematian ketika terhirup
secara langsung.
Pencemaran suatu herbisida tidak saja dapat terjadi secara langsung
ketika diaplikasikan di lapangan, tetapi juga dapat terjadi melalui proses
peruraian di lingkungan, setelah herbisida tersebut diaplikasikan di
lapangan senyawa hasil peruraian dari senyawa induknya dapat saja
memiliki toksisitas yang lebih tinggi dari senyawa induknya (Binarjo,
2001: 22). Tingginya potensi toksik herbisida secara umum menyebabkan
penggunaannya sangat dikontrol ketat, bahkan dilarang di beberapa
negara. Paraquat, misalnya suatu herbisida yang umum digunakan di
perkebunan-perkebunan, dan lahan pertanian lainnya sangat dikontrol
ketat penggunaannya di negara Amerika Serikat. Bahkan di beberapa
negara seperti Finlandia dan Swedia paraquat dilarang penggunaannya
(Keith L. Smith, 2002: 11).
Tingginya potensi pencemaran paraquat, menyebabkan perlunya
dilakukan penelitian – penelitian yang ditujukan untuk mempelajari efek
penggunaan herbisida ini terhadap lingkungan. Efek penggunaan paraquat
dapat berbeda – beda tergantung kondisi. Paraquat yang dinyatakan aman
di suatu lingkungan belum tentu aman jika diaplikasikan di lingkungan
lain. Efek penggunaan paraquat di lingkungan tertentu, harus diteliti dalam
3
kondisi yang sesuai dengan lingkungan tersebut. Dari penelitian ini
diharapkan dapat diketahui informasi tingkat keamanan paraquat ketika
diaplikasikan di lingkungan tersebut.
Wilayah Boyolali Jawa Tengah merupakan salah satu daerah di
Indonesia yang memiliki lahan pertanian yang luas. Lahan pertanian ini
membutuhkan suatu usaha pemberantasan gulma sehingga produksinya
dapat ditingkatkan. Pemberantasan gulma ini dapat dilakukan dengan
mengaplikasikan paraquat pada lahan pertanian ini, meskipun demikian
belum diketahui tingkat keamanan paraquat ketika diaplikasikan di
lingkungan tanah persawahan Boyolali Jawa Tengah.
Salah satu parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui tingkat
keamanan paraquat ketika diaplikasikan pada lingkungan tertentu adalah
kinetika degradasi paraquat di lingkungan tersebut. Semakin cepat
paraquat terdegradasi, semakin kecil kemungkinan terjadinya pencemaran
lingkungan yang berbahaya.
Berkaitan dengan uraian di atas, masalah yang muncul sebelum
paraquat diaplikasikan pada lahan pertanian dan perkebunan di daerah
Boyolali Jawa Tengah adalah seberapa besar pengaruh penggunaan
paraquat terhadap lingkungan tanah tersebut. Oleh karena itu untuk
mengatasi masalah ini langkah awal yang perlu dikaji dan akan dilakukan
dalam penelitian ini adalah menentukan kinetika reaksi degradasi paraquat
dan
faktor–faktor
yang
mempengaruhi
lingkungan tanah Boyolali Jawa Tengah.
degradasi
paraquat
pada
4
Atas dasar uraian di atas dilakukan penelitian berjudul Studi Kinetika
Degradasi Paraquat (ion 1,1 – dimetil – 4,4’ bipiridiondiklorida) dalam
Lingkungan Tanah Persawahan Boyolali Jawa Tengah. Penelitian ini
dilakukan dengan menyelidiki proses degradasi paraquat dalam media
filtrat air tanah dan kondisi perlakuan terpapar sinar matahari dan kondisi
gelap selama 18 hari. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air
tanah dan kondisi perlakuan perlakuan terpapar sinar matahari dan kondisi
gelap dianalsis dengan selang waktu tertentu dengan menggunakan
spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum, data yang
didapat diolah dengan analisis regresi linear untuk mengetahui orde reaksi
dan konstanta laju reaksi sehingga didapat kinetika degradasi paraquat
yang terjadi dalam media dan kondisi perlakuan yang berbeda-beda,
konstanta yang didapat dibandingkan untuk mengetahui faktor-faktor yang
mempengaruhi degradasi paraquat di lingkungan tanah persawahan
Boyolali Jawa Tengah.
B. Permasalahan
Sehubungan dengan penggunaan pupuk dan bahan kimia sintetis yang
mengandung paraquat, maka terjadi masalah utama pada penelitian ini
adalah:
Cukup amankah penggunaan pupuk dan bahan kimia sintetis yang
mengandung paraquat, sebagai pupuk dan herbisida di lingkungan tanah
persawahan Boyolali Jawa Tengah ?
5
Secara lebih rinci disusun masalah-masalah yang lebih terukur yaitu :
1. Bagaimana kinetika degradasi paraquat pada lingkungan tanah
persawahan Boyolali Jawa Tengah ?
2. Bagaimanakah pengaruh sinar matahari terhadap kinetika degradasi
paraquat pada lingkungan tanah persawahan Boyolali Jawa Tengah ?
C. Tujuan Penelitian
1. Mempelajari kinetika degradasi paraquat pada lingkungan tanah
persawahan Boyolali Jawa Tengah.
2. Mengetahui pengaruh sinar matahari terhadap kinetika degradasi
paraquat pada lingkungan tanah persawahan Boyolali Jawa Tengah.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan
informasi awal dalam mempertimbangkan penggunaan paraquat dalam
praktek – praktek pertanian di lingkungan tanah persawahan Boyolali
Jawa Tengah, sehingga dapat dilakukan secara aman dan tidak mencemari
lingkungan.
Di samping itu, faedah yang diharapkan bagi ilmu pengetahuan adalah
dapat
memahami
kinetika
degradasi
paraquat
dan
faktor
yang
mempengaruhi kinetika degradasi paraquat pada kondisi lapangan yang
diaplikasikan.
6
E. Sistematika Tugas Akhir
Untuk memudahkan memahami jalan pemikiran secara keseluruhan
penelitian, skripsi ini terbagi dalam tiga bagian yaitu : bagian awal berisi
halaman judul, abstraksi, halaman pengesahan, halaman motto dan
persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel, daftar lampiran.
Bagian isi terdiri dari lima bab yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang alasan pemilihan judul, perumusan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika skripsi.
BAB II TINJAUAN TEORI
Bab ini berisi tentang teori-teori yang mendukung penelitian dan
hipotesis penelitian.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang populasi, sampel, variabel penelitian, sumber
data, metode pengumpulan data dan metode analisis data.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang laporan hasil penelitian dan pembahasan data
dari hasil penelitian.
BAB V PENUTUP
Bab ini berisi tentang simpulan dari hasil penelitian dan saran-saran.
Bagian akhir skripsi berisi daftar pustaka dan lampiran.
BAB II
LANDASAN TEORI
Paraquat adalah herbisida yang memiliki rumus molekul C12 H14 N2
Cl2. Nama kimia senyawa ini adalah 1,1’–dimetil–4,4’- bipiridiondiklorida
atau N,N–dimetil–4,4–bipiridilium diklorida. Berat molekuler senyawa ini
257 g/mol dan sangat larut dalam air. Penampakan fisik paraquat adalah
padatan kristal tak berwarna (Comstock Hall, 1984: 3).
H3C-N+
N+_ CH3-Cl2
Gambar 1. Struktur Molekul Paraquat
Paraquat berkaitan dengan herbisida atau desistant, yang mana
digunakan untuk memusnahkan rumput liar pada berbagai kondisi yang
berhubungan dengan pertanian dan perkebunan. Paraquat ini digunakan
dalam bentuk obat semprot cair, pemakaian paraquat dengan
cara
disemprotkan pada tanaman, rumput liar maka ada kemungkinan ada
paraquat yang tersisa, paraquat yang tersisa ini dapat ditemukan pada
tanaman, dalam tanah, di udara dan di dalam air dan pada akhirnya setelah
melalui proses distribusi maka bisa di dapat pada manusia (Keith L.
Smith, 2002: 121).
Perubahan herbisida dan toksikologi bergantung pada kemampuan
dari kation induk untuk membentuk elektron tunggal, dan juga bentuk
radikal bebas yang mana bereaksi dengan molekul oksigen membentuk
7
8
kembali kation dan pada saat bersamaan menghasilkan anion superoksida.
Radikal oksigen mungkin secara langsung atau tidak langsung
menyebabkan sel mati (Keith L. Smith, 2002: 11). Variasi batas pada
penentuan paraquat pada tanah , air, dan tanaman dan juga material
binatang adalah berhubungan dengan ukuran dari sampel yang diperoleh
adalah murni dari ekstraksi ion paraquat dari sampel (Keith L. Smith,
2002: 11).
Kation paraquat dapat direduksi oleh sodium ditionit ketika dilarutkan
dalam bentuk dikation dalam suasana basa membentuk radikal berwarna
biru/ungu yang menyerap panjang gelombang maksimal lebih kurang 600
nm (Comstock Hall, 1984: 4).
Struktur Dikation Paraquat adalah sebagai berikut :
CH3-+N
N+-CH3
Gambar 2. Struktur Dikation Paraquat (Markwell, 2001: 55).
Paraquat sangat larut dalam air, digolongkan dalam kelompok
herbisida bipiridilium yang pada kenyataannya ditemukan dalam bentuk
kation pestisida melalui perubahan kation dalam tanah.
A. Tinjauan Tentang Penggunaan Paraquat
Dalam sebagian pustaka, paraquat disebut sebagai suatu jenis
herbisida, sementara dalam literature lain, paraquat disebut sebagai suatu
pestisida. Paraquat merupakan salah satu jenis herbisida yang banyak
digunakan dilahan-lahan pertanian dan perkebunan. Paraquat terutama
9
digunakan dalam penanganan gulma antar lajur di pertanian dan
perkebunan. Paraquat juga digunakan dalam pembersihan tunggul (jerami)
dan renovasi padang rumput (Davidson, 2003: 8). Laporan PMEP
(Pesticide Management Education Programme) menyebutkan bahwa
paraquat digunakan antara lain pada perkebunan apel, perkebunan persik,
perkebunan pir, aprikot dan anggur.
Paraquat banyak digunakan karena herbisida ini mempunyai beberapa
karakteristik unggul. Salah satu karakteristik yang menonjol adalah daya
bunuhnya yang tinggi terhadap gulma. Paraquat tidak selektif dan
membunuh hampir semua jaringan hijau tanaman (green tissue) yang ia
sentuh, selain itu paraquat bersifat non volatil dan dianggap tidak
meninggalkan residu (Comstock Hall, 1984: 5).
Laporan WHO (World Health Organization) dalam IPCS INCHEM
(International Programme on Chemical Safety) menyebutkan paraquat
digunakan pada kurang lebih 130 negara. Penggunaannya sangat dikontrol
ketat, bahkan dilarang di beberapa negara. Paraquat, misalnya suatu
herbisida yang umum digunakan di perkebunan-perkebunan, dan lahan
pertanian lainnya sangat dikontrol ketat penggunaannya di negara
Amerika Serikat. Bahkan di beberapa negara seperti Finlandia dan Swedia
paraquat dilarang penggunaannya (Keith L. Smith, 2002: 11).
10
B. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat dengan Sinar Matahari
Gugus kromosfor pada kation paraquat dapat menyerap radiasi dengan
panjang gelombang maksimal lebih kurang 600 nm. Hal ini merupakan
transisi elektronik pi bilangan pada ikatan rangkap terkonjugasi dalam
gugus bipiridil (Binarjo, 2001: 22).
(Slade, 1965: 207) mengajukan skema :
O2 , UV Radiation
CH3+ N
N+ CH3. 2ClUV Radiation
CH3
+
N
COOH Cl-
CH3.NH2.HCl
Gambar 3. Skema degradasi paraquat oleh sinar matahari
(Slade,1965: 207).
Degradasi paraquat dipengaruhi oleh sinar matahari, degradasi
paraquat dipengaruhi juga oleh adsorpsi paraquat pada permukaan
material tanah, paraquat yang teradsorpsi oleh tanah hanya terdegradasi
dalam jumlah yang tidak signifikan (Keith L. Smith, 2002: 23).
Secara umum paraquat akan segera terdegradasi ketika terpapar oleh
sinar matahari. Laporan PMEP menunjukkan bahwa sejalan dengan waktu
dapat terjadi suatu degradasi fotokimia terhadap paraquat.
Ditemukan bahwa paraquat yang berada pada permukaan daun yang
terpapar sinar matahari mengalami degradasi yang disebabkan oleh
dekomposisi fotokimia. Produk degradasi yang diisolasi dari tanaman
11
yang disemprot dengan
14
C-paraquat diklorida antara lain 4-karboksil-1-
metil-14C-piridinium klorida dan metil amina-14C-hidroklorida, tidak
terdeteksi adanya
14
CO2 sebagai produk dekomposisi fotokimia tersebut
(Slade, 1966: 6).
Degradasi fotokimia paraquat berlangsung ketika tanaman yang
disemprot dengan paraquat terpapar sinar matahari, dan terus berlanjut
setelah tanaman tersebut mati. Laporan WHO menyebutkan produk
turunan yang terbentuk sebagai produk reaksi degradasi paraquat telah
diidentifikasi dan dianggap tidak lebih toksik dibanding senyawa
induknya.
Laju dekomposisi paraquat dipengaruhi oleh intensitas dari radiasi
ultraviolet antara 285 mµ dan 310 mµ yang ada pada siang hari, pada
kondisi terpapar sinar matahari yang kuat sekitar 2/3 dari herbisida
terdekomposisi dalam waktu 3 minggu (Keith L. Smith, 2002: 22).
Paraquat yang ada pada permukaan tanah juga akan terdegradasi
secara fotokimia meskipun tingkat degradasinya sangat rendah. Paraquat
terdekomposisi secara mudah dan dianggap tidak memberikan efek
merusak pada lingkungan.
C. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat dengan Mikroorganisme
Mikroorganisme khususnya bakteri dan jamur, mendegradasi senyawa
toksik melalui beberapa jalur antara lain jalur karbon dan jalur nitrogen.
Dalam jalur karbon, degradasi karbon yang memasuki tanah dari
sumber-sumber
tumbuhan
(contohnya
sebagai
selulosa)
biasanya
12
meninggalkan tanah sebagai karbondioksida atau metan. Jalur nitrogen
antara lain meliputi nitrifikasi, denitrifikasi dan fiksasi nitrogen (Bugg,
1991: 290).
Pestisida dapat mempengaruhi aktifitas mikrobial tanah, kadangkadang secara paradoks. Ditemukan bahwa aplikasi paraquat dapat
mengarah pada perkembangan jamur dan bakteri, tetapi terjadi penurunan
dalam produksi karbondioksida, degradasi selulosa dan aktifitas
nitrogenase (Bugg, 1991: 299). Dalam IPCS INCHEM dituliskan bahwa
cornebacterium fascians, clostridium paspeurianum dan lipomyces
starkeyi dapat mendekomposisi paraquat.
Hasil yang berbeda ditemukan oleh Davidson dan Papirmeisten yang
meneliti tentang pengaruh paraquat terhadap komunitas bakteri E. Coli.
Komunitas bakteri ini hanya sedikit terhambat pertumbuhan dalam
medium larutan paraquat dengan konsentrasi 1 – 2 mg / L, tetapi pada
konsentrasi paraquat 10 – 12 mg / L pertumbuhannya terhambat drastis
dan pada konsentrasi 1800 – 2000 mg / L, 90 % komunitas bakteri ini mati
dalam waktu 60 menit (Hill dan Wright, 1978: 25).
Disimpulkan
bahwa
degradasi
mikrobiologi
hanya
mungkin
berlangsung dalam waktu singkat setelah aplikasi paraquat pada tanah.
Setelah teradsorpsi oleh materi tanah liat, paraquat menjadi tidak bisa
diuraikan oleh mikroorganisme (Burn dan Audus, 1970: 29).
Ditemukan bahwa bakteri Achromobacter D yang di isolasi dari tanah,
memanfaatkan 4–karboksil–1–metil piridinium klorida dan metil amina
13
yang berasal dari gugus N–metil paraquat dalam proses–proses
biologisnya, NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidroksida) dan
oksigen yang dibutuhkan dalam proses ini mengindikasikan kemungkinan
pemecahan oksidasi langsung dari cincin tereduksi sebagian untuk
membentuk dialdehida yang kemudian terhidrolisis membentuk format,
metilamina dan suksinat dialdehida. Produk akhir degradasi mikrobial
terhadap cincin ini adalah format, suksinat dan karbondioksida (Keith L.
Smith, 2002: 45).
Paraquat bebas dapat didegradasi oleh mikroorganisme tertentu, tetapi
degradasi dari paraquat yang teradsorbsi dengan kuat relatif lambat. Pada
beberapa studi, degradasi paraquat oleh mikroorganisme sangat lambat
atau tidak dapat terdeteksi ( Riley dkk, 1976: 25 ) dalam IPCS INCHEM.
Proses degradasi paraquat juga dipengaruhi oleh aktifitas bakteri dan
actinomyces (Pelczar dan Cahn, 1986: 33). Berikut ini adalah proses
degradasi paraquat oleh bakteri dan actinomyces :
CH3-N
N+ - CH2-2Cl- Paraquat
CH3+N
N+ Cl- Ion 1- metil
Piridinium
COO-
CH3N+
CH3-NH2
Metil Amin
OHC
OFormat
H2C – COOH2C – COO-
Ion–4–Karboksil–1–
Metil Piridinium
CO2
Karbon
dioksida
Suksinat
Gambar 4. Proses degradasi paraquat oleh bakteri dan actinomyces
(Pelczar dan Cahn, 1986: 33).
14
D. Tinjauan Tentang Interaksi Paraquat dengan Tanah
Tanah merupakan campuran bahan padat (organik dan anorganik),
bahan cair dan udara. Ketiga fase ini saling mempengaruhi satu sama lain.
Dalam tanah terjadi reaksi–reaksi kimia yang berkaitan dengan ketiga fase
di atas, dan dipengaruhi juga oleh faktor–faktor lingkungan, contohnya
iklim. Beberapa pokok pembahasan yang sering ditekankan dalam
mempelajari reaksi–reaksi kimia antara lain mengenai koloid, adsorpsi dan
ion (kation dan anion).
Koloid tanah adalah bagian tanah yang terdiri atas butir–butir yang
berukuran sangat halus. Menurut Tan, batas ukuran terkecil adalah 0,005
µm dan batas ukuran terbesar adalah 0,2 µm. Sejumlah reaksi–reaksi
kimia dan biologis berlangsung antara bagian–bagian permukaan koloid
dengan larutan tanah. Adsorpsi juga berlangsung pada permukaan koloid
(Manahan, 1994: 16). Koloid tanah mempunyai kemampuan mengikat
ion-ion. Ion-ion yang berada pada kompleks koloid terjadi karena prosesproses pertukaran kation dan anion, pengendapan, penarikan elektrostatik
lemah, bentukan kompleks dengan bahan organik tanah, atau khelasi.
Adsorpsi ion pada permukaan koloid merupakan suatu mekanisme
keseimbangan antara pencucian (leaching) dan ketersediaan dalam tanah.
Ion-ion ini tidak mutlak terhindar dari pencucian (Manahan, 1994: 18).
Fasa padat tanah merupakan campuran mineral dan bahan organik
yang membentuk jaringan kerangka tanah dan pori yang terisi oleh air dan
udara. Mineral lempung merupakan komponen anorganik tanah yang
15
sangat penting dalam pengikatan air dan berperan sebagai jaringan
pertukaran ion (Pusporini, 2002: 13). Jenis mineral lempung dibedakan
menurut rumus kimia, struktur dan sifat fisikanya. Tiga kelompok utama
mineral lempung yaitu : montmorilonit, illit dan kaolit (Manahan, 1994:
20).
Sebagai pestisida kationik, paraquat mengikuti jalur–jalur yang terjadi
dalam pertukaran kation. Paraquat dapat bereaksi dengan satu atau lebih
situs negatif pada koloid humus dalam tanah dan segera teradsorpsi pada
mineral lempung sebagaimana pada materi organik. Paraquat teradsorpsi
lebih kuat oleh montmorilonit dibandingkan oleh kaolinit (Comstock hall,
1984: 34).
Pestisida yang diaplikasikan di lahan pertanian dan perkebunan
hampir dapat dipastikan akan berinteraksi dengan tanah. Beberapa
pestisida tidak mudah mengalami proses degradasi ketika telah
berinteraksi dengan tanah. Pestisida–pestisida ini disebut bersifat
persisten. Tingkat persistensi dari suatu pestisida dapat diselidiki dari
waktu paruhnya (T 1/2). Pestisida yang non persisten mempunyai waktu
paruh kurang dari 30 hari, yang moderat persisten 30–99 hari, sedangkan
yang persisten memiliki waktu paruh lebih dari 100 hari. Paraquat
mempunyai waktu paruh 1000 hari (Johnson dkk, 1999: 44). Dari waktu
paruhnya, terlihat bahwa paraquat termasuk pestisida yang persisten.
Faktor yang mempengaruhi tingginya persistensi paraquat ini adalah
adsorpsi yang dialami herbisida ini ketika kontak dengan tanah. Parameter
16
yang dapat digunakan untuk menyelidiki adsorpsi yang dialami paraquat
ketika kontak dengan tanah adalah besarnya konstanta adsorpsi (Koc)
paraquat.
Disebutkan bahwa paraquat memiliki Koc = 1.000.000 µg / g. Nilai Koc
yang semakin tinggi menunjukkan semakin kuat pestisida tersebut terikat
oleh partikel dan material organik tanah dan semakin sulit untuk terurai
(Johnson, dkk, 1999: 49).
Laporan WHO juga menyebutkan pada saat mencapai tanah, paraquat
mengalami adsorpsi oleh mineral liat yang ada secara cepat dan kuat,
proses ini membuat aktifitas herbisidal senyawa ini menjadi tidak aktif.
Tekstur tanah dan materi organik dalam tanah sangat mempengaruhi
pergerakan pestisida dan pupuk, tanah yang bertekstur gembur dan banyak
mengandung materi organik mempertahankan lebih banyak air dan
memperbolehkan adsorpsi yang lebih besar terhadap bahan kimia
pertanian. Sebaliknya tanah berpasir, lebih mudah ditembus air dan
mengurangi adsorpsi. Tanah dengan permeabilitas yang tinggi pada
lapisan–lapisannya mengijinkan cepatnya pergerakan turun dari air dan
bahan kimia yang terlarut, menuju kontaminasi air tanah (Funt R.C, 1997:
95). Degradasi paraquat juga dipengaruhi oleh tipe tanah, telah dilaporkan
adanya pengurangan paraquat yang signifikan dari tanah yang sangat
organik antara 48 jam sampai 96 jam setelah aplikasi. Tidak ada degradasi
yang terjadi setelah 96 jam dan dalam tanah yang lain (Comstock Hall,
1984: 22).
17
Pengikatan pestisida dalam tanah mengurangi fotodegradasi secara
drastis. Dalam IPCS INCHEM ditemukan bahwa paraquat pada
permukaan tanah mengalami degradasi yang serupa dengan yang terjadi
pada permukaan tanaman (Slade, 1966: 32).
Produk antara yang utama dari degradasi fotokimia paraquat pada
permukaan tanaman atau permukaan tanah mempunyai toksisitas yang
rendah. Mereka terdekomposisi secara mudah dan dianggap tidak
memberikan efek merusak pada lingkungan (Keith L. Smith, 2002: 23)
Faktor yang mempengaruhi tingginya persistensi paraquat adalah
adsorpsi yang dialami herbisida ini untuk kontak dengan tanah. Paraquat
memiliki T1/2 1000 hari dari waktu paruhnya, terlihat bahwa paraquat
termasuk pestisida yang persisten (Johnson, dkk, 1999: 44).
Paraquat jika bersinggungan / bersentuhan dengan tanah maka dengan
sangat cepat akan terikat dengan kuat sehingga tidak mudah terdegradasi.
Adsorsi paraquat secara biologi adalah sangat lambat. Dalam penggunaan
pada pertanian dan perkebunan bukan merupakan metabolisme yang
berbahaya atau bisa menyebabkan berkurangnya hasil panen dari pertanian
dan perkebunan. Pada percobaan penyemprotan yang dilakukan
berulangkali di lahan pertanian dan perkebunan, paraquat didistribusikan
sangat lambat, paraquat yang tersisa pada tanah bervariasi dari 22 mg/kg.
Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi awal
dalam mempertimbangkan penggunaan paraquat dalam praktek-praktek
18
pertanian dan perkebunan di lingkungan tanah Boyolali Jawa Tengah
sehingga dapat dilakukan secara aman dan tidak mencemari lingkungan.
Di samping itu faedah yang diharapkan bagi ilmu pengetahuan adalah
dapat memahami kinetika degradasi paraquat dan faktor-faktor yang
mempengaruhi kinetika degradasi paraquat pada kondisi lapangan yang
diaplikasikan.
E. Tinjauan Tentang Kinetika Fotodegradasi Paraquat.
Kinetika reaksi adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari laju
reaksi kimia secara kuantitatif dan juga mempelajari faktor-faktor yang
mempengaruhi laju reaksi tersebut.
Prinsip-prinsip dasar
Laju reaksi kimia adalah jumlah mol reaktan per satuan volume yang
bereaksi dalam satuan waktu. Jadi laju reaksi misalnya dapat dinyatakan
dalam satuan mol. dm-3det –1.
Bila dibuat sebuah kurva penurunan konsentrasi reaktan sebagai
fungsi waktu, maka akan diperoleh kurva yang bentuknya seperti gambar
dibawah ini
Konsentrasi
reaktan
mol dm-3
Co
A
Waktu (detik)
Gambar 5. Kurva konsentrasi sebagai fungsi waktu
19
Bentuk laju reaksi yang umum adalah
Laju = [A] x [B] y[C] z… ,dst
Dari persamaan diatas dapat dikatakan bahwa :
Orde reaksi terhadap A adalah x
Orde reaksi terhadap B adalah y
Orde reaksi terhadap C adalah z
Orde Reaksi
Orde reaksi adalah jumlah semua eksponen (dari) konsentrasi dalam
persamaan laju reaksi.
Reaksi orde pertama terjadi jika laju suatu reaksi kimia berbanding
lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari hanya satu pereaksi.
Laju = k [A]
Reaksi orde dua terjadi jika laju reaksi itu berbanding lurus dengan
pangkat dua suatu pereaksi.
Laju = k [A] [A] atau
Laju = k [A] [B]
Orde suatu reaksi nilainya ditentukan secara percobaan dan tidak
dapat diturunkan secara teori, walaupun stokhiometri reaksinya telah
diketahui (Tony Bird, 1993: 264).
Orde reaksi biasanya berupa bilangan bulat, tapi tidak selalu harus
bulat, dapat pecahan dan bahkan dapat negatif tergantung dari macamnya
reaksi. Pada reaksi sederhana berlaku hukum molekularitas misalnya
untuk reaktan unimolekuler maka reaksi orde satu, bimolekuler untuk
20
reaksi orde dua, atau termomolekuler untuk orde tiga. Tetapi hukum ini
tidak semuanya benar tergantung hasil percobaan pada reaksi yang terjadi.
Konstanta laju reaksi dari suatu reaksi spesifik diberi simbol k yang
mempunyai dimensi spesifik untuk tiap orde reaksi (Iqmal Tahir dkk,
1998: 10).
Penentuan Orde Reaksi dari Data Eksperimen
Salah satu tujuan utama pengkajian kinetika kimia adalah menentukan
tiap tahap reaksi individu yang terlibat dalam pengubahan pereaksi
menjadi produk (Kleinfelter Wood, 1996: 533).
Sekali mekanisme dari suatu reaksi diketahui, mungkinlah untuk
mengubah kondisi reaksi untuk meningkatkan laju pembentukan dan
rendemen dari produk yang diinginkan.
Orde reaksi dapat dicari dengan menentukan bagaimana pengaruh
perubahan konsentrasi pada laju reaksi.
a. Penentuan Reaksi Orde Pertama
Tipe tersederhana reaksi untuk mempelajari reaksi orde pertama
dimana terdapat hanya satu reaksi yang mengalami perubahan kimia.
Perhitungan k untuk reaksi orde pertama :
Persamaan laju untuk reaksi orde pertama
Laju = k [A] dimana [A] adalah konsentrasi zat yang bereaksi.
2,303 (log [A]0 / [A]t = kt
k = 2,303/t (log [A]0 / [A]t
21
Tabel 1. Perubahan Konsentrasi Paraquat dengan Berjalannya Waktu
untuk Reaksi Orde Pertama
Waktu
Intensitas Konsentrasi
Log
Laju
Warna
Konsentrasi
reaksi
Kemudian dibuat alur grafik konsentrasi dengan waktu, jika berorde
satu maka laju reaksi berbanding lurus dengan [A], laju reaksi menurun
dengan berkurangnya konsentrasi [A]. Untuk suatu reaksi orde pertama,
suatu alur konsentrasi log [A]t, lawan waktu adalah suatu garis lurus
(Kleinfelter Wood, 1996: 536).
b. Penentuan Reaksi Orde Kedua
Persamaan laju reaksi orde kedua umumnya ada 2 tipe
1. 2A
Produk, Laju = k [A] [A]
2. A + B
Produk, Laju = k [A] [B]
Perhitungan k untuk reaksi orde kedua :
Untuk kasus 2A
Produk
K = 1/t (1/[A]t – 1/[A]0)
Untuk kasus A + B
Produk
dimana konsentrasi awalnya sama A0 = B0 maka
K = 1/t (1/[A]t – 1/[A]0) juga berlaku.
Tabel 2. Perubahan Konsentrasi Paraquat dengan Berjalannya Waktu
Untuk Reaksi Orde Kedua
Waktu
konsentrasi
Tetapan laju
Tetapan laju
orde kedua
orde pertama
22
F. Tinjauan Tentang Analisis Spektrofotometer terhadap paraquat
Seperti disebutkan dalam laporan WHO paraquat dapat tereduksi
karena kemampuannya untuk membentuk suatu radikal. Analisis paraquat
dan penentuan residunya dapat dilakukan menggunakan metode
kolorimetri setelah reduksi (Keith L. Smith, 2002: 11). Analisis paraquat
yang juga telah umum dilakukan dengan menggunakan metode
spektrofotometer. Prosedur mutakhir metode ini melibatkan reaksi
paraquat dengan larutan sodium ditionit 1% dalam 0,1 N NaOH. Produk
yang terbentuk adalah suatu kation dengan penampakan fisik berupa
larutan berwarna biru. Absorbansi produk ini terukur pada 600 nm. Tidak
terjadi interferensi diquat karena kation radikalnya berwarna hijau. Untuk
penentuan tingkat residu intensitas absorpsi yang lebih tinggi pada 396 nm
untuk radikal paraquat dan 379 nm untuk radikal diquat umumnya lebih
sering digunakan (Keith L. Smith, 2002: 17).
Penentuan spektrofotometer paraquat setelah reduksi dengan sodium
ditionit telah dipublikasikan untuk tanah dan jaringan tanaman dan
biologis dengan limit sensitivitas sekitar 0,01 mg/kg untuk 50 g sampel
yang digunakan (Learry, 1978: 17).
BAB III
METODE PENELITIAN
A.
Sampel dan Populasi Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kinetika degradasi paraquat
pada lingkungan tanah Boyolali Jawa Tengah sehingga diharapkan dapat
diketahui tingkat keamanan paraquat (dalam bentuk herbisida) ketika
diaplikasikan pada lingkungan tanah Boyolali Jawa Tengah.
1. Populasi
Populasi adalah keseluruhan objek penelitian (Suharsimi, 1992: 108).
Populasi dalam penelitian ini adalah tanah Boyolali Jawa Tengah.
2. Sampel
Sampel adalah sebagian atau wakil dari populasi yang akan diteliti
(Suharsimi, 1992: 109). Dalam penelitian ini peneliti menggunakan teknik
Random Sampling untuk menentukan sampel yang akan diteliti, sampel
dalam penelitian ini adalah tanah persawahan di lingkungan Boyolali Jawa
Tengah.
B.
Variabel Penelitian
Variabel–variabel dalam penelitian ini adalah :
1. Variabel Terikat, yaitu variabel yang menjadikan titik pusat
penelitian. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah konsentrasi
paraquat.
23
24
2. Variabel Bebas, yaitu variabel yang akan diselidiki pengaruhnya
terhadap variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah
waktu reaksi.
3. Variabel Terkendali, yaitu merupakan variabel yang dijaga atau
dikendalikan agar selalu konstan. Variabel ini meliputi jenis musim
(intensitas sinar matahari), panjang gelombang maksimum.
C.
Alat dan Bahan
1. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Spektrofotometer UV-Vis Shimadzu
b. Ayakan 80 mesh
c. Alat-alat gelas dan plastik
d. Sentrifugator
e. Oven merek Schutzart Din 40050 IP 20, Memmert
f. Timbangan Elektrik Shimadzu
g. Tabung Film
h. Kertas Karbon
i.
Pengaduk Magnet
j.
Pipet volume
2. Bahan-bahan yang digunakan adalah :
a. Larutan paraquat diklorida stok 387 g/L, C12H14N2Cl buatan
Syngenta.
b. Natrium ditionit Na2S2O3.5H2O (E. Merck)
c. Natrium hidroksida NaOH (E. Merck)
d. Aquadest
25
e. Tanah
f. Air sumur
g. Kertas saring Whatman 42 (E. Merck)
D.
Cara Kerja
1. Persiapan Larutan Paraquat
Larutan stok paraquat diklorida dengan konsentrasi 387 g/L
diambil 1 mL kemudian diencerkan dalam labu takar 100 mL dengan
aquadest sampai tanda batas sehingga diperoleh larutan paraquat
dengan konsentrasi 3870 mg/L. Larutan paraquat dengan konsentrasi
3870 mg/L ini diambil 1 mL dan diencerkan dengan aquadest dalam
labu takar 100 mL hingga tanda batas sehingga didapat larutan
paraquat dengan konsentrasi 38,7 mg/L.
2. Optimasi Analisis Paraquat secara Spektrofotometri UV-Vis
a. Penentuan panjang gelombang serapan absorbansi maksimum
paraquat diklorida tereduksi
Paraquat diklorida dalam suasana basa dapat direduksi oleh
natrium ditionit. Dibuat larutan NaOH 4 % (b/v) dengan
melarutkan 4 gram NaOH dalam aquades sampai volume 100 mL.
ditimbang 0,05 gram natrium ditionit dan dilarutkan dengan 5 mL
NaOH 4 % (b/v) sehingga didapat natrium ditionit 1 %. Dibuat
larutan paraquat diklorida dengan konsentrasi 20,124 mg/L.
Diambil 10 mL larutan paraquat diklorida tersebut dengan pipet
dan ditambah dengan 1mL larutan Sodium Ditionit 1% dalam
26
NaOH 4%, diukur absorbansi dengan Spektrofotometer UV-Vis
pada kisaran panjang gelombang 200-700 nm.
b. Pembuatan Kurva Standar.
Larutan paraquat diklorida dengan konsentrasi 38,7 mg/L diambil 3
mL; 2 mL; 1 mL; 0,5 mL dan dimasukkan labu takar 10 mL,
diencerkan dengan aquades hingga tanda batas sehingga diperoleh
paraquat dengan konsentrasi 11,61 mg/L; 7,74 mg/L; 3,87 mg/L;
1,935 mg/L; diambil pula 1 mL dan 0,5 mL paraquat konsentrasi
38,7 mg/L dan dimasukkan dalam labu takar 25 mL diencerkan
dengan aquades hingga tanda batas sehingga diperoleh konsentrasi
0,774 mg/L dan 1,548 mg/L.
Masing-masing diambil 5 mL, ditambah dengan 1 mL larutan
sodium ditionit
1%
dalam NaOH
4%
kemudian
diukur
Absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang maksimum (620,25 nm).
Dari data Absorbansi yang diperoleh dipilih konsentrasi larutan
yang Absorbansinya antara 0,2-0,8 untuk digunakan sebagai kurva
standar yang digunakan pada pekerjaan berikutnya.
3. Degradasi Paraquat pada Media Pelarut Filtrat Tanah Boyolali
Tanah Boyolali digerus dengan lumpang keramik, hasil gerusan
diayak dengan ayakan 80 mesh, hasil ayakan dipanaskan pada suhu
70 oC selama 4 jam. Selanjutnya diambil sebanyak 100 gram kemudian
dilarutkan dalam 1L air sumur. Setelah diendapkan beberapa saat,
27
dilanjutkan dengan sentrifuge selama 15 menit, filtrat disaring dengan
kertas saring Whatman 42, 300 mL filtrat ditempatkan dalam
Erlenmeyer 1L dan kedalamnya ditambahkan 100 ml larutan paraquat.
Diaduk dengan pengaduk magnet selama 0,5 jam.
10 mL larutan diambil dengan pipet dan ditempatkan dalam
tabung-tabung, selanjutnya dibagi menjadi 2 kelompok, kelompok
yang satu dipaparkan sinar matahari selama 8 jam mulai jam 06.0014.00, sedangkan kelompok yang lainnya ditempatkan dalam kondisi
gelap (dibungkus rapat dengan kertas karbon).
Dilakukan pengukuran Absorbansi pada hari ke 0, 3, 6, 9, 12,15
dan 18, dengan cara diambil sebanyak 5 mL kemudian ditambahkan
dengan 1 mL larutan sodium ditionit 1% dalam NaOH 4% dan diukur
Absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang maksimum (620,25 nm).
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini dibahas hasil penelitian yang telah diperoleh. Penelitian
ini dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari kinetika degradasi
paraquat dan bagaimana pengaruh cahaya matahari terhadap degradasi
paraquat dalam lingkungan tanah persawahan Boyolali Jawa Tengah.
Salah satu parameter dalam kinetika kimia adalah tetapan laju reaksi.
Dalam penelitian ini yang akan ditentukan adalah tetapan laju degradasi
paraquat pada kondisi terang dan gelap dalam media filtrat air tanah.
Kecepatan degradasi merupakan salah satu parameter keamanan
penggunaan paraquat. Data utama yang diperoleh dari penelitian ini
adalah konsentrasi sisa paraquat dalam media pelarut filtrat air tanah pada
kondisi terpapar sinar matahari (terang) dan kondisi tidak terpapar sinar
matahari (gelap) yang dianalisis pada selang waktu 0, 3, 6, 9, 12, 15 dan
18 hari.
Data
ini
diperoleh
dengan
menggunakan
metode
analisis
spektrofotometer UV-Vis. Metode ini dipilih karena telah dilaporkan
memiliki tingkat sensitivitas yang tinggi dan mudah dilakukan.
Analisis konsentrasi sisa paraquat yang dilakukan dengan metode
spektrofotometer UV-Vis dalam penelitian ini tidak dilakukan secara
langsung terhadap paraquat, melainkan terhadap senyawa hasil reduksi
paraquat dengan sodium ditionit 1 % dengan NaOH 4 % pada panjang
28
29
gelombang maksimum (620,25 nm). Analisis paraquat secara tidak
langsung ini memberikan keuntungan berupa berkurangnya interferensi
dari senyawa–senyawa pengganggu terutama diquat.
A. Hasil Penelitian
Sebelum
menentukan
konsentrasi
sisa
paraquat
dengan
alat
spektrofometer UV–Vis, terlebih dahulu dilakukan kalibrasi standar.
Kurva kalibrasi standar dibuat untuk mengetahui apakah hubungan
absorbansi terhadap konsentrasi larutan standar paraquat linear atau tidak.
Dari penelitian yang dilakukan diketahui bahwa panjang gelombang
serapan maksimumnya adalah 620,25 nm, dan untuk selanjutnya panjang
gelombang ini akan digunakan untuk penelitian berikutnya.
Hasil yang diperoleh dari pengukuran larutan standar paraquat
diperoleh data yang disajikan dalam tabel.
Tabel 3. Data Untuk Kurva Standar hari ke 0
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,041
0,081
0,109
0,225
0,425
0,648
Tabel 4. Data Untuk Kurva Standar hari ke 3
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,050
0,094
0,125
0,238
0,468
0,712
30
Tabel 5. Data Untuk Kurva Standar hari ke 6
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,051
0,102
0,125
0,240
0,486
0,716
Tabel 6. Data Untuk Kurva Standar hari ke 9
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,043
0.093
0,110
0,237
0,475
0,696
Tabel 7. Data Untuk Kurva Standar hari ke 12
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,043
0,091
0,113
0,236
0,464
0,687
Tabel 8. Data Untuk Kurva Standar hari ke 15
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,052
0,106
0,126
0,239
0,489
0,720
31
Tabel 9. Data Untuk Kurva Standar hari ke 18
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C (ppm)
0,774
1,548
1,935
3,870
7,740
11,610
Absorbansi
0,048
0,093
0,117
0,238
0,474
0,737
Dengan menggunakan alat spektrofotometer pada panjang gelombang
620,25 nm diperoleh data absorbansi untuk larutan paraquat pada media
filtrat air tanah. Data absorbansi ini kemudian diplotkan dengan kurva
kalibrasi standar maka akan diperoleh konsentrasi sisa paraquat pada tiap
selang waktu tertentu. Pada penelitian ini dilakukan dua kondisi perlakuan
yaitu kondisi terpapar sinar matahari (terang) dan kondisi tidak terpapar
sinar matahari (gelap).
1. Pada kondisi terang.
Dari
penelitian didapat absorbansi, kemudian data absorbansi
tersebut diplotkan dengan kurva kalibrasi standar didapatkan hasil
konsentrasi sisa paraquat yang disajikan pada tabel 10 dan tabel 11.
Tabel 10. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi terang
Hari Absor Absor
Rerata
Konsentrasi
ke. bansi 1 bansi 2 Absorbansi
(ppm)
0
0,484
0,482
0,483
8,625
3
0,469
0,465
0,467
7,607
6
0,441
0,441
0,441
7,148
9
0,382
0,380
0381
6,279
12
0,362
0,362
0,362
6,033
15
0,329
0,327
0,328
5,194
18
0,270
0,270
0,270
4,381
32
Tabel 11. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi gelap
Hari Absor Absor
Rerata
Konsentrasi
ke. bansi 1 bansi 2 Absorbansi
(ppm)
0
0,518
0,518
0,518
9,250
3
0,560
0,558
0,559
9,115
6
0,558
0,560
0,559
9,082
9
0,554
0,554
0,554
9,115
12
0,534
0,538
0,536
8,933
15
0,554
0,556
0,555
8,855
18
0,550
0,550
0,550
8,825
B. Pembahasan.
Data konsentrasi sisa paraquat yang telah diperoleh selanjutnya diolah
dengan regresi linear untuk menentukan orde reaksi dan konstanta laju
reaksi degradasi paraquat pada media pelarut filtrat tanah Boyolali Jawa
Tengah dan kondisi perlakuan yang dianalisis pada selang waktu 0, 3, 6, 9,
12, 15 dan 18 hari.
Konstanta laju reaksi yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk
mengevaluasi kinetika reaksi degradasi paraquat.
1. Penentuan Panjang Gelombang Serapan Maksimum Paraquat.
Penentuan panjang gelombang serapan maksimum paraquat
dilakukan dengan mengukur serapan maksimum larutan paraquiat 38,7
mg/L dalam kisaran panjang gelombang 200–700 nm. Panjang
gelombang ini dipilih karena penelitian sebelumnya yaitu Cahyani I. E
menyebutkan bahwa panjang gelombang yang memberikan serapan
maksimum dari paraquat berada di sekitar 600 nm, selanjutnya
hasilnya disajikan dalam gambar :
33
panjang gelombang serapan maksimum paraquat
620,25
0,5
absorbansi
0,4
0,3
0,2
0,1
0
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
nm
Gambar 6. Spektra Hasil Reaksi Paraquat Diklorida 38,7 mg/L dengan
Sodium Ditionit 1 % Dalam NaOH 4 % pada kisaran
panjang gelombang 200–700 nm.
Dari grafik pada gambar 6 diatas diketahui panjang gelombang
yang memberikan serapan maksimum untuk paraquat adalah 620,25
nm, yang selanjutnya panjang gelombang maksimum ini digunakan
dalam analisis paraquat pada tahap selanjutnya.
2. Pembuatan Kurva Standar Paraquat / kalibrasi.
Dalam pembuatan kurva standar paraquat, diukur absorbansi
larutan paraquat dengan variasi konsentrasi 11,61 mg/L; 7,74 mg/L;
3,87 mg/L; 1,935 mg/L; 0,774 mg/L dan 1,548 mg/L pada panjang
gelombang maksimum yaitu 620,25 nm.
34
Kurva standar paraquat disajikan dalam tabel
Tabel 12. Data kurva standar
No. hari Persamaan Regresi Linear
1
0
0,056x – 0,000
2
3
0,061x + 0,003
3
6
0,061x + 0,005
4
9
0,061x – 0,002
5
12
0,060x – 0,000
6
15
0,062x + 0,006
7
18
0,063x – 0,006
R
0,9994
0,9998
0,9999
0,9996
0,9998
0,9997
0,9995
3. Pengaruh Sinar Matahari Terhadap Degradasi Paraquat
Degradasi paraquat dianalisis pada media pelarut filtrat air tanah
Boyolali Jawa Tengah pada kondisi terpapar sinar matahari dengan
media pelarut filtrat tanah Boyolali Jawa Tengah pada kondisi gelap.
Dalam media filtrat air tanah ini, untuk mengetahui
sinar
matahari mempunyai pengaruh terhadap laju degradasi terhadap
paraquat atau tidak maka dibandingkan konstanta laju reaksi degradasi
paraquat dalam kondisi terpapar sinar matahari dengan konstanta laju
reaksi degradasi paraquat dalam kondisi gelap. Jika antara konstanta
laju degradasi paraquat pada kondisi terpapar sinar matahari dengan
konstanta laju degradasi paraquat pada kondisi gelap ada perbedaan
yang signifikan maka sinar matahari mempunyai pengaruh yang
signifikan terhadap laju reaksi degradasi paraquat.
Dari data yang didapat yang kemudian dianalisis dengan regresi
linear maka disajikan gambar 7 yang merupakan gambar hubungan
konsentrasi sisa paraquat lawan waktu untuk degradasi paraquat dalam
media pelarut filtrat air tanah pada kondisi terpapar sinar matahari.
35
Tabel 13. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi terang
Hari Absor Absor
Rerata
Konsentrasi
ke. bansi 1 bansi 2 Absorbansi
(ppm)
0
0,484
0,482
0,483
8,625
3
0,469
0,465
0,467
7,607
6
0,441
0,441
0,441
7,148
9
0,382
0,380
0381
6,279
12
0,362
0,362
0,362
6,033
15
0,329
0,327
0,328
5,194
18
0,270
0,270
0,270
4,381
Tabel 14. Logaritma konsentrasi sisa paraquat dibagi konsentrasi mulamula pada tiap pengukuran dalam media filtrat air tanah pada
kondisi terang
No. Hari ke
C0
C (ppm)
100 C/C0
ln 100 C/C0
(ppm)
1
0
8,625
8,625
100
4,605
2
3
8,625
7,607
88,197
4,480
3
6
8,625
7,148
82,875
4,417
4
9
8,625
6,279
72,800
4,288
5
12
8,625
6,033
69,948
4,248
6
15
8,625
5,194
60,220
4,098
7
18
8,625
4,381
50,794
3,928
Hasil analisis dengan regresi linear
r = 0,9836
y = -0,0206x + 4,6261
k = 0,0206 hari-1
kurva laju degradasi paraquat pada media filtrat
tanah pada kondisi terang
ln (100 C/Co)
4,7
4,6
4,5
4,4
y = -0,0206x + 4,6261
R2 = 0,9836
4,3
4,2
0
5
10
15
20
hari
Gambar 7. Grafik laju degradasi paraquat pada media filtrat air tanah pada
kondisi terang
36
Tabel 15. Konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air tanah
pada kondisi gelap.
Hari Absor Absor
Rerata
Konsentrasi
ke. bansi 1 bansi 2 Absorbansi
(ppm)
0
0,518
0,518
0,518
9,250
3
0,560
0,558
0,559
9,115
6
0,558
0,560
0,559
9,082
9
0,554
0,554
0,554
9,115
12
0,534
0,538
0,536
8,933
15
0,554
0,556
0,555
8,855
18
0,550
0,550
0,550
8,825
Tabel 16. Logaritma konsentrasi sisa paraquat dibagi konsentrasi mula-mula
pada tiap pengukuran dalam media filtrat air tanah pada kondisi
gelap.
No. Hari ke
C0
C (ppm)
100 C/C0
ln 100 C/C0
(ppm)
1
0
9,250
9,250
100
4,605
2
3
9,250
9,115
98,541
4,591
3
6
9,250
9,082
98,184
4,587
4
9
9,250
9,115
98,541
4,591
5
12
9,250
8,933
96,573
4,570
6
15
9,250
8,855
95,730
4,562
7
18
9,250
8,825
95,405
4,558
Hasil analisis dengan regresi linear
r = 0,9147
y = -0,0026x + 4,6037
k = 0,0026 hari-1
kurva laju degradasi paraquat pada media filtrat
tanah pada kondisi gelap
ln (100C /C o )
4,61
4,6
y = -0,0026x + 4,6037
2
R = 0,9147
4,59
4,58
4,57
4,56
4,55
0
5
10
hari
15
20
Gambar 8. Grafik laju degradasi paraquat pada media filtrat air tanah pada
kondisi gelap
37
Dalam media pelarut filtrat air tanah ini, paraquat yang terpapar sinar
matahari k = 0,0206 hari-1, lebih cepat terdegradasi dibandingkan yang
berada pada kondisi gelap, k = 0,0026 hari-1.
Dari uji statistik menggunakan distribusi F didapat nilai Fhit =
0,024; sedangkan Ftabel = 5,05; karena 0,024 < 5,05 yang berarti
hipotesis nol diterima, sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
dalam media pelarut filtrat air tanah terdapat cukup bukti yang
menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antara konstanta laju
reaksi degradasi paraquat dalam kondisi terpapar sinar matahari
dengan konstanta laju reaksi degradasi paraquat dalam kondisi gelap.
Dari sini terlihat bahwa sinar matahari berpengaruh signifikan terhadap
laju reaksi degradasi paraquat, yaitu menambah laju reaksi degradasi
paraquat.
Paraquat yang terpapar sinar matahari selama 18 hari (8
jam/hari) mengalami degradasi hingga mencapai 49,21 % sedangkan
paraquat pada kondisi gelap mengalami degradasi hanya 4,60 %, ini
dapat dihitung dengan membandingkan konsentrasi paraquat mulamula dikurangi konsentrasi paraquat sisa dibagi konsentrasi paraquat
mula-mula dikali 100 %.
% paraquat yang terdegradasi pada kondisi terang adalah
=
konsentrasi paraquat awal − konsentrasi paraquat sisa
x 100 %
konsentrasi paraquat awal
38
=
8,625 ppm − 4,381 ppm
x 100 %
8,625 ppm
= 49,21 %
% paraquat yang terdegradasi pada kondisi gelap adalah
=
konsentrasi paraquat awal − konsentrasi paraquat sisa
x 100 %
konsentrasi paraquat awal
=
9,250 ppm − 8,825 ppm
x 100 %
9,250 ppm
= 4,60 %
BAB V
PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan dapat
diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Fotodegradasi memegang peranan penting dalam degradasi paraquat.
Paraquat yang terpapar sinar matahari selama 18 hari (8 jam/hari)
mengalami degradasi hingga mencapai 49,21 % sedangkan paraquat
pada kondisi gelap mengalami degradasi hanya 4,60 %.
2. Kinetika degradasi paraquat pada lingkungan tanah Boyolali Jawa
Tengah berorde reaksi satu, pada kondisi terpapar sinar matahari
mempunyai laju reaksi 0,0206 hari-1, pada kondisi gelap mempunyai
laju reaksi 0,0026 hari-1.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh
konsentrasi material tanah terhadap konstanta laju degradasi paraquat
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui konstanta laju
degradasi paraquat pada konsentrasi yang sesuai dengan konsentrasi
dalam lingkungan dalam beberapa kondisi.
.
39
40
DAFTAR PUSTAKA
Binarjo, A. 2001. Kinetika Fotodegradasi Paraquat ( ion 1,1’ - dimetil 4,4’ –
bipiridinium ) dari formula gramaxone dalam lingkungan perairan laut.
Skripsi. Fakultas Farmasi UGM. Yogyakarta.
Burns, R. G., dan L. J Audus 1970. Distribution of paraquat in soil. Weed
Research No. 11.
Bugg, R. 1991. Biological degradation of soil. Advances in soil Science 11 : 289 –
330 sustainable agriculture.
Dalam http://www.sarep.ucdavis.edu/newsltr/components/v2n4/sa-4.htm.
(Dikunjungi 5 Februari 2006).
Cahyani, I. E. 2002. Studi Kinetika Paraquat Dalam Lingkungan Tanah Asam.
Skripsi. FMIPA UGM. Yogyakarta.
Comstock Hall. 1984. Farm Chemicals Handbook. New York : Cornell
University.
Davidson, MW. 2003. Paraquat [ online ] . Modifikasi terakhir.
Dalam http://micro.magnet.fsu.edu/pesticides/pages/paraquat.Html.
(Dikunjungi 5 Februari 2006).
Manahan. 1994. Kimia Tanah. Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan.
Funt, R. C. 1997. Ground Water and Surface Water Protection. Midwest Small
Fruit Pest Management Handbook.
Dalam http://ohioline.osu.edu/b 861/b86195.html. (Dikunjungi 5 Februari
2006).
Hill, I. R. 1978. Pesticide Microbiology. London : Academic Press.
41
Iqmal Tahir, dkk. 1998. Buku Ajar Kinetika Kimia. Jurusan Kimia Fakultas MIPA
Universitas Gadjah Mada.
Johnson, W. S. 1999. Pesticide Adsorption and Half Life in Soil.
Dalam http://www.ag.unr.edu/wsj/facctsheets/fspthalf.pdf. (Dikunjungi 5
Februari 2006).
Keith L. Smith. 2002. International Programme on Chemical Safety International
Chemistry. USA : Ohio State University.
Kleinfelteer Wood. 1996. Kimia Untuk Universitas. Surabaya : Erlangga.
Markwell, J. 2001. Redoks – A Source of Biological Energy.
Dalam http://www.class.unl.edu/bichem/redox. (Dikunjungi 5 Februari
2006).
Pelczar. M. J. Jr, E. C. S. Cahn. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta : UI
Press.
Slade. P. 1966. Photochemical Degradation of Paraquat. London : Nature.
Suharsimi, Arikunto. 1992. Prosedur Penelitian. Jakarta : Bumi Aksara.
Tony Bird. 2003. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : P.T Gramedia Pustaka.
42
Lampiran 1
Data Untuk Kurva Standar
1.1 Data kurva standar hari ke 0
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,041
0,081
0,109
0,225
0,425
0,648
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 0
0,8
0,6
y = 0,0557x
2
R = 0,9994
0,4
0,2
0
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
43
1.2 Data kurva standar hari ke 3
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,05
0,094
0,125
0,238
0,468
0,712
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 3
0,8
0,6
0,4
0,2
0
y = 0,0608x + 0,0026
R2 = 0,9998
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
44
1.3 Data kurva standar hari ke 6
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,051
0,102
0,125
0,24
0,486
0,716
absorbansi
kurva standar paraquat pada hari ke 6
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
y = 0,0614x + 0,0053
R2 = 0,9999
0
2
4
6
8
konsentrasi (ppm)
10
12
14
45
1.4 Data kurva standar hari ke 9
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,043
0,093
0,11
0,237
0,475
0,696
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 9
0,8
0,6
0,4
0,2
0
y = 0,0606x - 0,0019
R2 = 0,9996
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
46
1.5 Data kurva standar hari ke 12
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,043
0,091
0,113
0,236
0,464
0,687
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 12
0,8
0,6
0,4
0,2
0
y = 0,0595x - 0,0002
R2 = 0,9998
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
47
1.6 Data kurva standar hari ke 15
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,052
0,106
0,126
0,239
0,489
0,72
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 15
0,8
0,6
0,4
0,2
0
y = 0,0617x + 0,0063
R2 = 0,9997
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
48
1.7 Data kurva standar hari ke 18
x
0,774
1,548
1,935
3,87
7,74
11,61
y
0,048
0,093
0,117
0,238
0,474
0,737
absorbansi
grafik kurva standar hari ke 18
0,8
0,6
0,4
0,2
0
y = 0,0633x - 0,0055
R2 = 0,9995
0
5
10
konsentrasi (ppm)
15
49
Lampiran 2
Perhitungan Konsentrasi Sisa Paraquat
Dalam Media Filtrat Air Tanah Pada Kondisi Terang
Dari nilai absorbansi, dapat dicari konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air
tanah dengan menggunakan persamaan regresi linear yang diperoleh dari kurva
standar yaitu :
1. Pada hari ke 0
y
= 0,056x – 0,000
0,483 = 0,056x
x
= 8,625 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 8,625 ppm
2. Pada hari ke 3
y
= 0,061x + 0,003
0,467 = 0,061x + 0,003
x
= 7,607 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 7,607 ppm
3. Pada hari ke 6
y
= 0,061x + 0,005
0,483 = 0,061x + 0,005
x
= 7,148 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 7,148 ppm
4. Pada hari ke 9
y
= 0,061x – 0,002
0,483 = 0,061x – 0,002
x
= 6,279 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 6,279 ppm
5. Pada hari ke 12
y
= 0,060x – 0,000
0,483 = 0,060x – 0,000
x
= 6,033 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 6,033 ppm
6. Pada hari ke 15
y
= 0,062x + 0,006
0,483 = 0,062x + 0,006
x
= 5,194 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 5,194 ppm
50
7. Pada hari ke 18
y
= 0,063x – 0,006
0,483 = 0,063x – 0,006
x
= 4,381 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 4,381 ppm
Perhitungan Konsentrasi Sisa Paraquat
Dalam Media Filtrat Air Tanah Pada Kondisi gelap
Dari nilai absorbansi, dapat dicari konsentrasi sisa paraquat dalam media filtrat air
tanah dengan menggunakan persamaan regresi linear yang diperoleh dari kurva
standar yaitu :
1. Pada hari ke 0
y
= 0,056x – 0,000
0,518 = 0,056x
x
= 9,250 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 9,250 ppm
2. Pada hari ke 3
y
= 0,061x + 0,003
0,559 = 0,061x + 0,003
x
= 9,115 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 9,115 ppm
3. Pada hari ke 6
y
= 0,061x + 0,005
0,559 = 0,061x + 0,005
x
= 9,082 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 9,082 ppm
4. Pada hari ke 9
y
= 0,061x – 0,002
0,554 = 0,061x – 0,002
x
= 9,115 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 9,115 ppm
5. Pada hari ke 12
y
= 0,060x – 0,000
0,536 = 0,060x – 0,000
x
= 8,933 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 8,933 ppm
51
6. Pada hari ke 15
y
= 0,062x + 0,006
0,555 = 0,062x + 0,006
x
= 8,855 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 8,855 ppm
7. Pada hari ke 18
y
= 0,063x – 0,006
0,550 = 0,063x – 0,006
x
= 8,825 ppm
jadi konsentrasi sisa paraquatnya adalah 8,825 ppm
52
Lampiran 3
Penentuan Orde Reaksi dan Konstanta Laju Reaksi Degradasi Paraquat
pada Media Filtrat air Tanah pada Kondisi Terang dan Gelap
Pada pengolahan data ini diasumsikan terlebih dahulu bahwa orde reaksi
degradasi paraquat adalah satu, sesuai dengan beberapa penelitian yang
sebelumnya telah dilakukan, antara lain oleh Binarjo (2001), dan Cahyani (2002).
Persamaan untuk reaksi orde satu adalah :
ln Ct = ln C0 – kt………………………………………………………(1)
Asumsi ini kemudian diuji dengan program Komputer Microsoft excel untuk
membuat kurvanya.
53
3.1 Media Pelarut Air Tanah dalam Kondisi terpapar Sinar Matahari
(terang)
x
0
3
6
9
12
15
18
y
4,605
4,48
4,417
4,288
4,248
4,098
3,928
kurva laju degradasi paraquat pada media filtrat
tanah pada kondisi terang
ln (100 C/Co)
4,7
4,6
4,5
4,4
y = -0,0206x + 4,6261
R2 = 0,9836
4,3
4,2
0
5
10
hari
15
20
54
3.2 Media Pelarut Air Tanah dalam Kondisi tidak terpapar Sinar Matahari
(gelap)
x
0
3
6
9
12
15
18
y
4,605
4,591
4,587
4,591
4,57
4,562
4,558
kurva laju degradasi paraquat pada media filtrat
tanah pada kondisi gelap
ln (100C /C o )
4,61
4,6
y = -0,0026x + 4,6037
2
R = 0,9147
4,59
4,58
4,57
4,56
4,55
0
5
10
hari
15
20
55
Lampiran 4
Penentuan Konstanta Laju Reaksi (k)
pada Hari Pengambilan Sampel
Persamaan Laju Reaksi Orde Satu :
ln Ct
C
Dengan
= kt
C = konsentrasi paraquat awal
Ct = konsentrasi sisa paraquat
k = slope = konstanta laju reaksi
Konsentrasi paraquat pada kondisi terang
No.
1
2
3
4
5
6
7
Hari ke
0
3
6
9
12
15
18
C0 (ppm)
8,625
8,625
8,625
8,625
8,625
8,625
8,625
C (ppm)
8,625
7,607
7,148
6,279
6,033
5,194
4,381
Konsentrasi paraquat pada kondisi gelap
No.
1
2
3
4
5
6
7
Hari ke
0
3
6
9
12
15
18
C0 (ppm)
9,250
9,250
9,250
9,250
9,250
9,250
9,250
C (ppm)
9,250
9,115
9,082
9,115
8,933
8,855
8,825
dengan memasukkan data konsentrasi sisa paraquat dan waktu ke dalam
persamaan laju reaksi orde satu, diperoleh konstanta laju reaksi sebagai
berikut :
Media
Kondisi
Terang
Kondisi
Gelap
0
3
Konstanta laju reaksi (hari-1) pada hari ke6
9
12
15
18
0,041865 0,031305 0,035273 0,029785 0,033811 0,037633
0,004901 0,003055 0,001634 0,002906 0,002909 0,002613
56
Lampiran 5
Analisis pengaruh Sinar Matahari
terhadap Degradasi paraquat
Dalam pembandingan ini, dilakukan uji statistika menggunakan metode
ANOVA Single Factor untuk menentukan signifikansi perbedaan antara dua media
yang dibandingkan. Model uji statistik yang diajukan adalah
H0 : µ1 = µ2
Ha : µ1 ≠ µ2
Hipotesis nol (H0) ditolak pada α = 0,05 jika Fhit lebih besar dari Ftabel. Jika
hipotesis nol ditolak, maka dapat disimpulkan bahwa tidak terdapat cukup bukti
yang menunjukkan perbedaan signifikan antara konstanta laju reaksi degradasi
paraquat dalam media pertama dibandingkan konstanta laju degradasi paraquat
dalam media kedua. Nilai Fhit dan Fkritik diperoleh dengan menggunakan program
komputer Microsoft Excel.
57
Analisis Pengaruh Sinar Matahari terhadap Degradasi Paraquat dalam Media
Pelarut Filtrat Air Tanah
Media
Kondisi
Terang
Kondisi
Gelap
k3
k6
k9
k12
k15
k18
0,041865
0,031305
0,035273
0,029785
0,033811
0,037633
0,004901
0,003055
0,001634
0,002906
0,002909
0,002613