analisis logam berat seng, kadmium dan tembaga pada - USU-IR

ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA
PADA BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN
TANAMAN INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN
METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA)
TESIS
Oleh
MONANG NAPITUPULU
067006021/KM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
ANALISIS LOGAM BERAT SENG, KADMIUM DAN TEMBAGA PADA
BERBAGAI TINGKAT KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN
INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN METODE
SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA)
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Dalam
Program Studi Ilmu Kimia Pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh
MONANG NAPITUPULU
067006021/KM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
Judul Tesis
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: ANALISIS
LOGAM
BERAT
SENG, KADMIUM
DAN TEMBAGA
PADA BERBAGAI TINGKAT
KEMIRINGAN TANAH
HUTAN
TANAMAN
INDUSTRI PT. TOBA PULP LESTARI DENGAN
METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA).
: Monang Napitupulu
: 067006021
: Ilmu Kimia
Menyetujui
Komisi Pembimbing,
(Prof. Dr. Harlem Marpaung)
Ketua
Ketua Program Studi,
(Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D)
Tanggal lulus
(Dr. Harry Agusnar MSc, Mphil)
Anggota
Direktur,
(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc)
: 8 Juli 2008
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
Telah diuji pada
Tanggal : 8 Juli 2008
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua Komisi Penguji : Prof. Dr. Harlem Marpaung
Anggota Komisi
: Dr. Harry Agusnar, MSc, Mphil
Prof. Dr. Zul Alfian, MSc
Dr. Pina Barus, MS
Drs. Mimpin Ginting, MS
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa konsentrasi unsur logam
Seng, Kadmium dan Tembaga pada berbagai tingkat kemiringan tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari dan mengetahui apakah kemiringan tanah
mempengaruhi konsentrasi unsur logam – logam tersebut. Penelitian ini dilakukan di
Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok
Pangribuan Kabupaten Simalungun dengan ketinggian 600 m dpl pada
98054´– 98055´BT dan 2042´-2045´ LU yang berada sekitar 180 km dari Medan,
selanjutnya analisis keberadaan unsur logam Seng, Kadmium dan Tembaga dengan
metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala dilakukan di
Laboratorium Analitik FMIPA dan Laboratorium Sentral Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini menggunakan 4 daerah kemiringan (datar,
landai, bergelombang dan curam) dengan pengambilan sampel sebanyak 5 titik
sampel secara diagonal dengan 3 kali pengulangan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin curam kemiringan tanah maka
konsentrasi logam Seng, Kadmium dan Tembaga makin rendah. Terdapat perbedaan
konsentrasi unsur logam Seng, Kadmium dan Tembaga yang signifikan dan tidak
signifikan di tiap kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari.
Kata kunci : Logam berat Zn, Cd, Cu, tanah, PT.Toba Pulp Lestari, SSA.
i
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
ABSTRACT
The research was aimed to study how much consentration of Zincum,
Cadmium and Cuprum in many level of soil elevation at PT. Toba Pulp Lestari forest
insdustri and knowing was the landscopes influence content the metals. The research
was doing at PT. Toba Pulp Lestari Sector Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan
Kabupaten Simalungun with elevation 600 m dpl at 98054´– 98055´BT and
2042´-2045´ LU BT which about 180 km from Medan, after that analyze content of
Zincum, Cadmium and Cuprum with Absorption Spektrofotometri Atom (AAS)
Nebulizer System methode was doing at Analytic FMIPA Laboratory and Sentral
Laboratory, Agricultural Faculty of North Sumatera University. This research use 4
landscopes (flat, slope, surge and steep) by 5 diagonally samplings with 3
replications.
The result of research showed that more inclination the landscope, the
consentration of Zincum, Cadmium and Cuprum was lower. There was a
differentiation from consentration of Zincum, Cadmium and Cuprum which
significant and not significant in every landscopes at PT. Toba Pulp Lestari forest
insdustri.
Key words : Heavy metals of Zn, Cd, Cu, soil, PT.Toba Pulp Lestari, SSA.
ii
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan karuniaNya sehingga Tesis yang berjudul ANALISIS LOGAM BERAT
SENG,
KADMIUM
DAN
KEMIRINGAN TANAH
LESTARI DENGAN
TEMBAGA
PADA
HUTAN TANAMAN
BERBAGAI
TINGKAT
INDUSTRI PT. TOBA PULP
METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM
(SSA).
Penelitian dapat diselesaikan dengan baik berkat bantuan dan kerja sama dari
berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih atas
segala bimbingan, dorongan dan arahan selama ini kepada :
1. Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM & H.Sp.A(K) sebagai Rektor
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas
kepada penulis untuk menyelesailan pendidikan Magister Kimia.
2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc selaku Direktur PascaSarjana
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas
kepada penulis untuk menyelesailan pendidikan Magister Kimia.
3. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D selaku ketua program Magister
Kimia Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung selaku Ketua Komisi Pembimbing dan
Bapak Dr. Harry Agusnar MSc, Mphil selaku Anggota Komisi Pembimbing
yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, bimbingan dan
saran hingga Tesis ini dapat diselesaikan.
5. Seluruh staf dosen PascaSarjana Kimia Universitas Sumatera Utara atas ilmu
yang diberikan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan maupun dalam
menyusun Tesis ini.
6. Bapak Drs. Ramly sebagai Kepala Sekolah SMA Negeri 11 Medan yang telah
memberikan dorongan dan dukungan.
iii
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
7. Bapak pimpinan PT. TOBA PULP LESTARI Porsea Sumatera Utara yang
telah memberi izin bagi penulis untuk melakukan penelitian.
8. Bapak
Ir.
Muklis,
MSi
selaku
kepala
Laboratorium
Sentral
Fakultas Pertanian Unisversitas Sumatera Utara.
9. Rekan
–
rekan
mahasiswa
program
Pascasarjana
Ilmu
Kimia
Universitas Sumatera Utara khususnya angkatan 2006.
Akhirnya
penulis
mempersembahkan
Tesis
ini
kepada
ayahanda
E. Napitupulu (Alm) dan Ibunda tersayang M. Br. Siagian (Alm) dan istri tercinta
D. M Br. Sihombing serta anak - anakku Yunus Cinton Napitupulu,
Naomi Lamtiur Napitupulu dan Christin Regina Juniarti Napitupulu yang ikut
memberi dorongan hingga Tesis ini selesai.
Hormat Penulis
(Monang Napitupulu)
iv
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
RIWAYAT HIDUP
Penulis, dilahirkan pada tanggal 7 Juli 1961 di Lumbantala, Sumatera Utara,
anak ketujuh dari sepuluh bersaudara dari pasangan E. Napitupulu (Alm) dan
M. Br. Siagian (Alm).
Adapun jenjang pendidikan yang telah dilalui diantaranya SD Negeri
Pargaolan tamat tahun 1975, SLTP Negeri Sigumpar tamat tahun 1978, SMA Negeri
Porsea tamat tahun 1981 dan Mahasiswa IKIP Negeri Medan tamat tahun 1986. Pada
tahun 1988 diangkat sebagai Pegawai Negeri Sipil dan bertugas sebagai guru di SMA
Negeri 11 Medan sampai sekarang. Pada tahun 2006 melanjutkan pendidikan sebagai
mahasiswa Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara atas beasiswa dari
pemerintah daerah Sumatera Utara c.q Bappeda tamat tahun 2008.
v
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .............................................................................................
i
ABSTRACT ...........................................................................................
ii
KATA PENGANTAR...........................................................................
iii
RIWAYAT HIDUP ...............................................................................
v
DAFTAR ISI..........................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR.............................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................
xii
BAB I
PENDAHULUAN...............................................................
1
1.1. Latar Belakang .....................................................................
1
1.2. Permasalahan .......................................................................
4
1.3. Pembatasan Masalah ............................................................
5
1.4. Tujuan Penelitian .................................................................
5
1.5. Manfaat Penelitian ...............................................................
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA.....................................................
7
2.1. Sifat Fisik, Susunan Mekanik dan Tekstur Tanah ...............
7
2.2. Bahan Organik .....................................................................
8
2.2.1. Kedalaman Tanah ....................................................
9
vi
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
2.2.2. Iklim .........................................................................
9
2.2.3. Tekstur Tanah...........................................................
10
2.2.4. Drainase....................................................................
10
2.3. Reaksi Tanah (pH) ...............................................................
10
2.4. Kemiringan Tanah................................................................
11
2.5. Keberadaan Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan Tembaga (Cu) Di Dalam Tanah ....................................
14
2.5.1. Seng (Zn)..................................................................
16
2.5.2. Kadmium (Cd) .........................................................
17
2.5.3. Tembaga (Cu)...........................................................
18
2.6. Analisis Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cu) dan
Tembaga (Cu) dengan metode Spektrofotometri Serapan
Atom (SSA)..........................................................................
20
METODE PENELITIAN..................................................
23
3.1. Lokasi Penelitian..................................................................
23
3.2. Populasi dan Sampel ............................................................
23
3.3. Alat dan Bahan Kimia yang Digunakan ..............................
24
3.3.1. Alat-alat....................................................................
24
3.3.2. Bahan Kimia ............................................................
25
3.4. Prosedur Penelitian...............................................................
25
3.4.1. Pengambilan Sampel Tanah.....................................
25
3.4.2. Preparasi Sampel......................................................
26
BAB III
vii
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
3.4.3. Preparasi Larutan Induk Standard............................
27
3.4.3.1. Larutan induk Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan Tembaga (Cu) 1000 ppm....................
27
3.4.4. Preparasi Kurva Kalibrasi Larutan Standard...........
27
3.4.4.1. Kurva Kalibrasi Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan Kadmium (Cd)....................................
27
3.4.5. Diagram Alir Metode Penelitian ..............................
29
3.4.6. Analisis logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan
Tembaga (Cu) Dalam Sampel Tanah Pada Setiap
BAB
Kemiringan Tanah....................................................
30
IV HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................
31
4.1 Hasil Penelitian .....................................................................
31
4.1.1. Pengukuran Kandungan Seng (Zn) ..........................
31
4.1.1.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis
Regresi ......................................................
31
4.1.1.2. Penentuan Kandungan Seng (Zn)..............
32
4.1.2. Pengukuran Kandungan Kadmium (Cd)..................
35
4.1.2.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis
Regresi ......................................................
36
4.1.2.2. Penentuan Kandungan Kadmium (Cd) .....
37
4.1.3. Pengukuran Kandungan Tembaga (Cu) ...................
40
4.1.3.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis
viii
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
Regresi ......................................................
40
4.1.3.2. Penentuan Kandungan Tembaga (Cu) ......
41
4.2 Pembahasan...........................................................................
44
4.2.1. Seng (Zn)..................................................................
44
4.2.2. Kadmium (Cd) .........................................................
45
4.2.3. Tembaga (Cu)...........................................................
46
V KESIMPULAN DAN SARAN...........................................
48
5.1 Kesimpulan ...........................................................................
48
5.2 Saran......................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
49
BAB
ix
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
3.1
Kode Perlakuan ...............................................................
24
4.1
Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam
Seng (Zn).........................................................................
31
Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard
Seng (Zn).........................................................................
31
Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat
Kemiringan Tanah...........................................................
35
Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam
Kadmium (Cd) ................................................................
35
Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard
Kadmium (Cd) ................................................................
36
Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Beberapa
Tingkat Kemiringan Tanah .............................................
39
Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam
Tembaga (Cu) .................................................................
40
Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard
Tembaga (Cu) .................................................................
40
Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Beberapa
Tingkat Kemiringan Tanah .............................................
44
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
x
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
3.1
Cara Pengambilan Sampel ..............................................
25
4.1
Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn).................
32
4.2
Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Berbagai Tingkat
Kemiringan Tanah...........................................................
34
4.3
Kurva Kalibrasi Larutan Standard Kadmium (Cd)..........
36
4.4
Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Berbagai
Tingkat Kemiringan Tanah .............................................
38
4.5
Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)...........
41
4.6
Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Berbagai
Tingkat Kemiringan Tanah .............................................
43
xi
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
1
Tabel Data Konsentrasi Unsur Seng (Zn) .......................
51
2
Tabel Data Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)...............
52
3
Tabel Data Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)................
53
4
Tabel nilai t/student.........................................................
54
5
Tabel Kandungan Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan
Tembaga (Cu) dalam Tanah............................................
55
Gambar SSA Buck Scientific 205...................................
56
6
xii
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini kebutuhan kertas terus meningkat seiring dengan permintaan pasar.
Kertas diolah dari bubur kertas (pulp) sehingga permintaan terhadap bubur kertas
(pulp) juga semakin meningkat.
PT. Toba Pulp Lestari, Tbk yang terletak di Kabupaten Toba Samosir
merupakan salah satu perusahaan yang bergerak di bidang industri bubur kertas
(pulp). Dengan menerapkan sistem pengolahan yang baik, pabrik ini memproduksi
250.000 ton/thn bubur kertas (pulp). Untuk memenuhi kebutuhan bubur kertasnya
PT. Toba Pulp Lestari membuat Hutan Tanaman Industri (HTI) yang tersebar di
daerah Kabupaten Simalungun, Toba Samosir, Samosir, Tapanuli Utara dan
Humbang Hasundutan.
Hutan Tanaman Industri tersebut merupakan hutan tanaman homogen yang
ditanami oleh tanaman Eucalyptus, yang memang tanaman terbaik penghasil bubur
kertas setelah tanaman pinus karena masa panennya yang pendek. Hutan Tanaman
Industri tersebut memiliki topografi yang bervariasi mulai dari Datar hingga Sangat
Curam yang dapat mempengaruhi pergerakan air, erosi, pertumbuhan tanaman,
pergerakan unsur hara dan juga keberadaan unsur logam.
1
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
2
Bahan yang terdapat dalam tanah terdiri atas empat komponen yaitu; bahan
padat mineral, bahan padat organik, air dan udara. Bahan padat mineral terdiri atas;
batuan dan mineral primer, lapukan batuan dan mineral, serta mineral sekunder.
Bahan padat organik terdiri atas sisa dan rombakan jaringan jasad, terutama
tumbuhan, zat humik, dan jasad hidup penghuni tanah, termasuk akar tumbuhan
hidup. Bahan padat merupakan komponen terbesar penyusun tanah dan membentuk
kerangka tanah. Air dan udara akan mengisi pori-pori di antara kerangka tanah.
Dalam tanah basah, kebanyakan pori terisi air sementara dalam tanah kering
kebanyakan pori ditempati udara.
Tanaman yang tumbuh di atas permukaan tanah akan berproduksi dengan
baik, apabila tanah mempunyai persediaan yang cukup akan semua unsur hara yang
diperlukan oleh tanaman dan harus ada kesetimbangan di antara unsur hara sesuai
dengan jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman. Unsur hara yang diperlukan oleh
tanaman dibedakan atas unsur hara makro (makronutrien) dan unsur hara mikro
(mikronutrien). Unsur hara makro merupakan unsur yang diperlukan tanaman dalam
jumlah yang banyak (>500 ppm), sementara unsur hara mikro diperlukan dalam
jumlah yang sangat kecil (<50 ppm). Kemampuan tanaman untuk mengabsorbsi
unsur hara berupa ion-ion dari larutan tanah tergantung pada luas dan penyebaran
akar tanaman. Di dalam akar terdapat ruang (rongga) sel yang berfungsi sebagai
membran untuk mengatur proses absorbsi dan difusi ion-ion apabila energi
metabolisme mencukupi.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
3
Walaupun unsur hara mikro (Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl dan Fe) lebih sedikit
dibutuhkan oleh tanaman bila dibandingkan dengan unsur hara makro, namun unsur
hara mikro tersebut tetap diperlukan oleh tanaman. Unsur Seng (Zn ) berfungsi
sebagai penyusun pati dan aktivator enzim (enolase, aldolase, asam oksalat
dekarboksilase, lesitimase, sistein desulfihidrase, histidin deaminase, superokside
demutase,
dehidrogenase,
karbon
anhidrase,
proteinase
dan
peptidase),
Kadmium (Cd) memiliki sifat kimia yang hampir sama dengan Zn terutama dalam
proses penyerapan oleh tanaman dan tanah, namun Cd lebih bersifat racun yang dapat
mengganggu aktivitas enzim. Sedangkan Tembaga (Cu) berfungsi sebagai katalis
pernapasan, penyusun enzim, pembentukan khlorofil dan metabolisme karbohidrat
(Lahuddin, 2007).
Kemiringan tanah merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi unsur
hara yang terkandung di dalam tanah. Unsur-unsur hara baik makro maupun mikro
dalam tanah dapat mengalami pengurangan akibat adanya erosi tanah. Semakin
curam kemiringan tanah akan memperbesar energi angkut air. Kecuraman
kemiringan, panjang kemiringan dan bentuk kemiringan (cekung atau cembung)
dapat mempengaruhi besarnya erosi dan aliran permukaan (Rayes, 2006).
Kekurangan unsur hara makro dan unsur hara mikro di dalam tanah akan
menyebabkan pertumbuhan dan produksi tanaman akan terhambat yang ditandai
dengan perubahan warna daun. Kekurangan Seng (Zn) akan menyebabkan sintesis
RNA terhambat sehingga terjadi klorosis pada tulang daun, duduk daun saling
berdekatan dan pertumbuhan memanjang terhambat. Namun demikian, tidak semua
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
4
perubahan warna daun tanaman diakibatkan oleh kurangnya unsur hara mikro tanah,
boleh jadi diakibatkan oleh suatu penyakit yang menyerang tanaman. Kekurangan
hara makro dan hara mikro dalam tanah dapat diatasi dengan penambahan pupuk
sesuai dengan jenis dan jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman.
Dari latar belakang masalah yang telah dikemukakan, peneliti ingin
melakukan suatu penelitian yang berjudul: ”Analisis Logam Berat Seng, Kadmium
dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan Tanaman
Industri PT. Toba Pulp Lestari dengan metode Spektrometri Serapan
Atom (SSA)”.
1.2. Permasalahan
Adapun yang menjadi permasalahan pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Apakah dalam tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari terdapat
unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)?
2. Apakah kemiringan tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari
mempengaruhi kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan
Tembaga (Cu)?
3. Apakah ada perbedaan kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan
Tembaga (Cu) yang signifikan sesuai dengan kemiringan tanah Hutan Tanaman
Industri PT. Toba Pulp Lestari?
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
5
1.3. Pembatasan Masalah
Adapun pembatasan masalah dibatasi pada:
1. Sampel tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari yang digunakan
dibagi dalam 4 (empat) daerah kemiringan dimana masing-masing daerah dengan
5 (lima) titik sampel dengan 3 (tiga) kali pengulangan.
2. Metode analisis kadar unsur logam Seng, Kadmium
dan Tembaga yang
digunakan adalah metoda Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala.
3. Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan yang signifikan kadar logam
Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) sesuai dengan kemiringan tanah
digunakan uji Statistik Beda Nyata Terkecil 5% (Least Siqnificance Difference).
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian adalah:
1. Untuk mengetahui berapa kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan
Tembaga (Cu) di dalam tanah Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari.
2. Untuk mengetahui apakah kemiringan tanah di Hutan Tanaman Industri
PT. Toba Pulp Lestari mempengaruhi kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium
(Cd) dan Tembaga (Cu)
3. Untuk mengetahui apakah ada perbedaan yang signifikan kadar unsur logam Seng
(Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) sesuai dengan kemiringan tanah.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
6
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan informasi penting bagi
PT. Toba Pulp Lestari dalam hal pengolahan dan pemberdayaan tanah serta industri
lainnya.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sifat Fisik, Susunan Mekanik dan Tekstur Tanah
Sifat fisik tanah dipengaruhi oleh perilaku mekanik, termal, optik, koloidal,
dan hidrologi tanah. Sementara susunan mekanik tanah dipengaruhi oleh ukuran,
bentuk, kerapatan, dan kimiawi partikel tunggal komponen padat mineral. Ukuran
diameter partikel mineral tanah lebih besar daripada 2 cm disebut batu, antara 2 cm
dan 2 mm disebut kerikil dan yang lebih kecil daripada 2 mm disebut bahan tanah
halus (Kohnke, 1968). Bahan tanah dibedakan atas tiga fraksi utama yaitu: pasir, debu
(lanau), dan lempung. Fraksi lempung dibagi lagi menjadi dua subfraksi, yaitu;
lempung kasar (0,002-0,0002 mm) dan lempung koloidal (< 0,0002 mm).
Tekstur tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah yang berkaitan
dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Jika fraksi lempung lebih dominan
dibandingkan dengan fraksi debu dan pasir, tanah dikatakan bertekstur halus atau
lempungan. Apabila kadar ketiga fraksi tanah kira-kira berimbang, tanah disebut
bertekstur sedang sedang tanah yang didominasi fraksi debu disebut bertekstur
debuan. Apabila fraksi lempung banyak dan fraksi debu cukup, akan tetapi fraksi
pasir sedikit, tanah disebut bertekstur lempung debuan. Jika fraksi pasir banyak dan
fraksi lempung cukup, akan tetapi fraksi debu sedikit, tanah dikatakan bertekstur pasir
lempungan.
7
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
8
2.2. Bahan Organik
Bahan organik tanah adalah kumpulan beragam senyawa-senyawa organik
kompleks yang sedang atau telah mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus
hasil huminifikasi maupun senyawa-senyawa anorganik hasik mineralisasi (biotik),
termasuk mikrobia heterotrofik dan ototrofik terlibat (Hanafiah, 2005). Sumber utama
bahan organik tanah ialah jaringan tanaman baik berupa daun, batang/cabang, ranting,
buah maupun akar baik yang berupa serasah atau sisa-sisa tanaman, yang setiap
tahunnya dapat tersedia dalam jumlah yang besar sekali. Sedangkan sumber sekunder
berupa
jaringan
organik
fauna
termasuk
kotorannya
serta
mikroflora
(Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005).
Bahan organik umumnya ditemukan dipermukaan tanah. jumlahnya tidak
besar, hanya sekitar 3 – 5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat – sifat tanah besar
sekali. Adapun pengaruh bahan organik terhadap sifat-sifat tanah dan akibatnya juga
terhadap pertumbuhan tanaman adalah sebagai granulator yaitu memperbaiki struktur
tanah, sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro dan lain-lain, menambah kemampuan
tanah untuk menahan air, menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur – unsur
hara dan sumber energi bagi mokroorganisme
(Hardjowigeno, 1989).
Pengaruh
yang
paling
nyata
diantaranya
meningkatkan
pembutiran
(granulasi), mengurangi plastisitas, kohesi dan lain – lain, menaikkan kemampuan
mengikat H2O, kemampuan adsorpsi kation dua sampai tiga kali koloida mineral,
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
9
mengandung kation yang mudah diganti, unsur N, P dan S terikat dalam bentuk
organik dan ekstraksi unsur mineral oleh asam humus
(Buckman dan Brady, 1986).
Secara lokal, terdapat kecendrungan suatu korelasi antara kandungan liat
tanah dan kandungan bahan organik. semakin besar kombinasi persediaan
unsur-unsur hara, semakin banyak hasil dan akumulasi bahan organik pada tanah
bertekstur halus (Foth, 1994).
Proses geologi seperti tanah longsor di daerah yang curam, pengendapan baru
pada daerah datar, banjir atau letusan gunung api dapat menimbun dan menutupi
lapisan bahan organik sehingga berada dilapisan dalam, tidak terjangkau akar dan
tidak berguna bagi perbaikan pertumbuhan tanaman (Suhardjo, dkk, 1993).
Menurut Hakim dkk (1986) faktor yang mempengaruhi bahan organik tanah
adalah:
2.2.1 Kedalaman tanah
Kadar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm,
makin ke bawah makin berkurang. Hal ini disebabkan akumulasi bahan organik
memang terkonsentrasi di lapisan atas.
2.2.2 Iklim
Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah
dingin kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan
organik dan N bertambah dua hingga tiga kali tiap suhu tahunan rata-rata turun 100C.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
10
Bila kelembaban efektif meningkat kadar bahan organik dan N juga bertambah, hal
ini akan menghambat kegiatan organisme tanah.
2.2.3 Tekstur tanah
Makin tinggi jumlah liat makin tinggi pula bahan organik dan N tanah bila
kondisi lainnya sama. Tanah berpasir memungkinkan oksidasi yang baik sehingga
bahan organik cepat habis.
2.2.4 Drainase
Drainase buruk, di mana air berlebih, oksidasi terhambat karena aerase buruk
menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik.
2.3. Reaksi Tanah (pH)
Reaksi tanah menunjukkan sifat keasaman atau alkalinitas tanah yang
dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion
hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin
masam tanah tersebut dan sebaliknya (Hardjowigeno, 1989).
Keasaman tanah disebabkan oleh ion H+ yang dihasilkan pada saat terjadi
pelindian kation – kation dalam tanah. Keadaan pH tanah mineral dipengaruhi oleh
kandungan kation dalam batuan induk. Kation – kation dilepaskan pada saat terjadi
pelapukan dan KTK dari koloid tanah dijenuhi oleh kation sampai konsentrasi
tertentu. Faktor lain seperti iklim, perkembangan tanah, dan lain – lain juga akan
berpengaruh pada pH tanah. Ion H+ dapat berasal dari CO2 yang dihasilkan melalui
respirasi organisme tanah dan perakaran tanaman.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
11
CO2 + H2O ↔ HCO3 -+ H+
Udara tanah dapat mempunyai kandungan CO2 yang cukup tinggi sehingga mampu
menurunkan pH tanah yang mempunyai daya sangga rendah, dan akan menurunkan
pH antara 0,2 – 1 unit untuk tanah yang mempunyai daya sangga tinggi, tetapi tidak
pernah di bawah 5,5 – 6,0 (Sutanto, 2005).
Nilai pH tanah dapat digunakan sebagai indikator kesuburan kimiawi tanah,
karena dapat mencerminkan ketersediaan hara dalam tanah tersebut. pH optimum
untuk ketersediaan unsur hara tanah adalah sekitar 7,0 karena pada pH ini unsur hara
makro tersedia secara maksimum, sedangkan unsur hara mikro tidak maksimum
kecuali Mo, sehingga kemungkinan terjadinya toksisitas unsur mikro tertekan. Pada
pH dibawah 6,5 dapat terjadi defisiensi P, Ca dan Mg serta toksisitas B, Mn, Cu, Zn
dan Fe, sedangkan pada pH diatas 7,5 dapat terjadi defisiensi P, B, Fe, Mn, Cu, Zn,
Ca dan Mg juga keracunan B dan Mo (Hanafiah, 2005).
Pentingnya nilai pH antara lain : menentukan mudah tidaknya unusr-unsur
hara diserap tanaman, menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun dan
mempengaruhi perkembangan mikroorganisme
(Hardjowigeno, 1989).
2.4. Kemiringan Tanah
Kemiringan tanah merupakan salah satu faktor pembentuk tanah. Kemiringan
tanah akan berpengaruh terhadap hubungan permukaan tanah dan kedalaman air
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
12
tanah, ketahanan terhadap erosi, dan gerakan air lateral di dalam tanah. Disamping itu
juga mempengaruhi iklim mikro dan sebaran tumbuhan (Sutanto, 2005).
Topografi (relief) adalah perbedaan tinggi atau bentuk wilayah suatu daerah,
termasuk perbedaan kecuraman dan bentuk lereng. Peran topografi dalam proses
genesis dan perkembangan profil tanah adalah melalui empat cara, yaitu (1) lewat
pengaruhnya dalam menentukan jumlah air hujan yang dapat meresap atau disimpan
oleh massa tanah, (2) kedalaman air tanah, (3) besarnya erosi yan dapat terjadi dan
(4) arah pergerakan air yang membawa bahan – bahan terlarut dari tempat yang tinggi
ke tempat yang rendah
(Hanafiah, 2005).
Menurut Rayes (2006), kemiringan tanah dikelompokkan atas:
A = < 3% (datar)
B = 3 – 8% (landai atau berombak)
C = 8 - 15 % (agak miring atau bergelombang)
D = 15 – 30 % (miring atau berbukit)
E = 30 - 45 % (agak curam)
F = 45 - 65 % (curam) dan
G = > 65 % (sangat curam).
Adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh terhadap
sifat-sifat kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini disebabkan
kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan jumlah aliran
akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah cukup tinggi
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
13
akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh tumbukan butir
hujan semakin banyak. Jika kemiringan tanah dua kali lebih curam, maka banyaknya
erosi per satuan luas menjadi 2,0-2,5 kali lebih banyak (Arsyad,1989).
Makin miring tanah dan makin rendah permeabilitas, kemungkimam
terjadinya erosi akibat hujan makin besar. Erosi permukaan yang terjadi pada tanah
miring akan menghambat perkembangan tanah, bahan tanah yang galir (lepas – lepas)
akan hilang dan tanah dengan kemiringan besar akan tampak pada awal
perkembangan tanah, atau bahkan muncul batuan dipermukaan. Pada tanah yang agak
miring, antara pembentukan tanah dan kehilangan akibat erosi berada pada kondisi
seimbang sehingga perkembangan tanah tetap terjadi. Bahan tanah yang tererosi ke
tempat yang lebih rendah dan merupakan cekungan kemungkinan akan mengubur
tanah asli sehingga tanah asli yang berada dicekungan disebut tanah terkubur
(Sutanto, 2005).
Tentang kemiringan lereng (slope) ternyata pengaruhnya terhadap aliran
permukaan (run off) dan daya penghanyutannya berbeda sesuai dengan tingkat
kemiringan. Pada satu pihak kemiringan mempengaruhi perbandingan infiltrasi dan
aliran permukaan dan pada pihak lain kemiringan berpengaruh pula terhadap
kecepatan aliran permukaan. Pada kemiringan tanah yang tidak begitu curam
mengalirnya air hujan dipermukaan tidak akan secepat pada kemiringan yang curam,
apalagi kalau permukaan tanahnya bergelombang, aliran air permukaan akan makin
berkurang karena adanya cekungan - cekungan, sehingga kesempatan air untuk
merembes ke dalam tanah akan lebih besar. Pengikisan dan penghanyutan partikel –
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
14
pertikel tanah permukaan hanya sedikit saja. Pada kemiringan tanah yang curam yang
juga tidak bergelombang atau tidak bertanggul – tanggul, mengalirnya air ke bagian
bawah akan berlangsusng secara cepat. Daya kikis atau daya tumbuk arus air terhadap
tanah akan makin kuat sehingga banyak bagian tanah permukaan cerai – berai dan
terangkut kebagian bawah. Jadi makin besar kemiringan lereng makin besar pula
tanah yang tererosi (Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005).
Semakin besar kemiringan lerengnya maka semakin dangkal kedalaman
efektif tanahnya. Daerah dengan kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat
erosi yang besar pula sehingga tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi
pencucian yang menyebabkan hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga
tanahnya miskin (Hardjowigeno, 1989).
Erosi tanah dapat menghanyutkan sejumlah unsur hara tanaman, baik yang
terbawa akibat aliran permukaan maupun terhanyutkan bersama-sama massa tanah
yang tererosi. Dengan terangkut/terhanyutnya unsur-unsur hara serta bahan organik
lainnya dari lapisan tanah, aktivitas biota tanah akan menurun, dengan demikian
terjadilah
tanah
kritis.
Jika
sukar
dipulihkan,
tanah
menjadi
mati
(Sutedjo dan Kartasapoetra, 2005).
2.5. Keberadaan Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)
Di Dalam Tanah
Larutan tanah mengandung berbagai zat terlarut berbentuk ion, baik kation
maupun anion. Kation yang umum terdapat dalam larutan tanah ialah H+, Al3+, Fe3+
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
15
(dalam suasana aerob), Fe2+ (dalam suasana anaerob), Na+, K+, Ca+, Mg2+, Mn2+, dan
NH4+. Anion yang umum dijumpai ialah SiO44- dari asam monosilikat. NO3-,
ortofosfat primer H2PO4- atau ortofosfat sekunder HPO42- dan SO42-. Larutan tanah
juga mengandung partikel-partikel koloid terdespersi berupa koloid anorganik
(lempung) dan koloid organik (karbohidrat, asam amino, protein, bakteri, dan algae).
Gas-gas yang terlarut dalam larutan tanah ialah CO2, dan O2 (Tan, 1994).
Logam Tembaga, Seng dan Kadmium merupakan bahan pencemar tanah.
Bahan pencemar tanah dapat dipilah menjadi dua, yakni bahan anorganik dan bahan
organik. Bahan anorganik terutama logam berat seperti seng, tembaga, timbal dan
arsenikum. Bahan – bahan tersebut cenderung berada didalam tanah dalam waktu
yang lama, meskipun status kimianya kemungkinan berubah menurut waktu
(Hanafiah, 2005).
Walaupun tanah telah terkontaminasi bahan pencemar anorganik dalam
jumlah yang cukup besar, tetapi kemungkinan masalah yang timbul berasal dari
beberapa unsur saja. Unsur yang bersifat meracuni tanaman atau menurunkan
produksi jika konsentrasinya tinggi yakni termasuk seng, tembaga dan kadmium.
Namun dalam konsentrasi yang rendah, beberapa unsur mikro tersebut bermanfaat
untuk tanaman ataupun ternak (Hanafiah, 2005).
Kebanyakan senyawa organik hilang dari dalam tanah melalui proses
volatilisasi atau terurai melalui proses dekomposisi dan hasil peruraian tersebut dapat
berlaku sebagai bahan pencemar (Hanafiah, 2005).
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
16
2.5.1. Seng (Zn)
Seng (Zn) adalah unsur hara mikro esensial bagi makhluk hidup. Seng (Zn)
berasal dari pelapukan mineral seperti Smithsonite, dll. Pelarutan mineral dapat
terjadi secara alami. Ion Zn yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat
dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur – unsur lain. Adsorpsi Zn yang kuat
dalam tanah dapat terjadi dengan adanya bahan organik dan mineral liat
(Lahuddin, 2007).
Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain seng sulfida (ZnS), spalerit
[(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), Wellemite (ZnSiO3 dan ZnSiO4). Pada tanah sawah
sering berupa senyawa ZnS, senyawa ini dalam suasana oksidasi menjadi ZnSO4.
Pada tanah yang mengandung banyak kapur CaCO3 dan MgCO3, kemungkinan Zn
diikat kuat oleh kedua senyawa tersebut sehingga tidak tersedia bagi tanaman
(Yoshida dan Tanaka, 1970).
Pelarutan mineral – mineral yang mengandung Zn terjadi secara alami
sehingga unsur – unsur yang terkandung didalamnya terbebas dalam bentuk ion. Ion
Zn2+ yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau
bereaksi dengan unsur – unsur lain. Adsorpsi Zn2+ yang kuat dalam tanah dapat
terjadi dengan adanya bahan organik dan mineral liat, dan hal ini berhubungan
dengan kapasitas kation tanah dan keasaman tanah (Lahuddin, 2007).
Seng (Zn) diserap oleh tanaman berbentuk ion Zn2+ dan dalam tanah alkalis
mungkin diserap dalam bentuk monovalen Zn(OH)+. Di samping itu, Zn diserap
dalam bentuk kompleks-khelat, misalnya Zn-EDTA. Seperti unsur mikro lain, Zn
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
17
dapat diserap lewat daun. Kadar Zn dalam tanah berkisar antara 16-300 ppm
(Knezek, 1986); sedangkan kadar Zn dalam tanaman berkisar antara 20 ppm sampai
70 ppm (Mengel and Kirkby, 1987).
Kelihatan bahwa pada pH rendah (pH 4,5) kadar Zn2+ lebih tinggi dibanding
dengan kadar Zn2+ pada pH 9. Dengan kata lain keasaman makin tinggi kelarutan Zn
tinggi dan sebaliknya pada keasaman rendah kelarutan Zn rendah (Lahuddin, 2007).
Penambahan Zn dalam tanah dapat terjadi dengan berbagai cara yaitu melalui
polusi, penggunaan sarana produksi seperti pupuk, pestisida dan fungisida, sehingga
terjadi kontaminasi logam – logam pada tanah dan tumbuh – tumbuhan. Umumnya
polusi yang diakibatkan industri bahan tambang sering terjadi di negara – negara
Eropa, Amerika dan negara – negara maju lainnya (Lahuddin, 2007).
2.5.2. Kadmium (Cd)
Unsur Cd tanah terkandung dalam bebatuan beku, metamorfik, sedimen dll.
Kadar Cd dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan fraksi – fraksi tanah yang
bersifat dapat mengikat ion Cd. Senyawa – senyawa tertentu seperti bahan ligand
dapat mempengaruhi aktivitas ion Cd, yaitu membentuk kompleks Cd-ligand yang
stabil, gugus – gugus karboksil dan fenoksil berperan mengikat semua unsur logam
mikro (Lahuddin, 2007).
Kadmium dialam tidak dijumpai dalam bentuk bebas, dan mineralnya yang
dikenal, greenockite (Kadmium Sulfida) bukan merupakan sumber logam secara
komersil. Hampir semua kadmium yang diproduksi dari hasil samping peleburan dan
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
18
pemurnian biji Seng (Zn) yang biasanya mengandung 0,2 – 0,4 % Kadmium (Cd)
(Darmono, 1995).
Kadar Cd dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan fraksi – fraksi tanah
yang bersifat dapat mengikat ion Cd. Dengan peningkatan pH kadar Cd dalam fase
larutan menurun akibat meningkatnya reaksi hidrolisis, kerapatan kompleks adsorpsi
dan muatan yang dimiliki koloid tanah. Disimpulkan bahwa pH bersama – sama
dengan bahan mineral liat dan kandungan oksida – oksida hidrat dapat mengatur
adsorpsi spesifik Cd yang meningkat secara linear dengan pH sampai tingkat
maksimum (Pickering, 1980)
Penambahan Kadmium (Cd) pada tanah terjadi melalui penggunaan pupuk
fosfat, pupuk kandang, dari buangan industri yang menggunakan bahan bakar
batubara
dan
minyak,
buangan
inkineratur
(tanur)
dan
sewage
sludge
(Lahuddin, 2007).
Konsentrasi Cd yang berlebih dapat mempengaruhi penyerapan Fe, Mg dan
Ca, baik di dalam akar maupun di dalam "shoot". Kandungan Fe dan Mg di dalam
akar dan di dalam "shoot" cenderung meningkat, sedangkan kandungan Ca baik di
dalam akar maupun di dalam "shoot" cenderung menurun (Anonimous, 2008).
2.5.3. Tembaga (Cu)
Unsur Cu bersumber dari hasil pelapukan/pelarutan mineral – mineral yang
terkandung dalam bebatuan. Penambahan Cu ke dalam tanah melalui polusi dapat
terjadi pada industri – industri tembaga, pembakaran batu bara, pembakaran kayu,
minyak bumi dan buangan di area pemukiman/perkotaan (Lahuddin, 2007).
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
19
Tembaga (Cu) dilepaskan oleh pelapukan sebagai Cu2+ diabsorbsi oleh
tanaman dan diadsorbsi pada tempat kation tertukar. Tembaga dan bahan organik
yang membentuk kompleks dan merupakan bukti bahwa pengkomplekan dapat
mengurangi ketersediaan tembaga bagi tanaman dalam tanah dengan kandungan
bahan organik yang tinggi. Tanah organik yang baru berkembang dan tanah berpasir
yang tercuci kebanyakan seperti menjadi defisiensi tembaga bagi beberapa tanaman
(Foth, 1994).
Unsur tembaga diserap oleh akar tanaman dalam bentuk Cu
2+.
dibutuhkan
dalam jumlah sedikit, dan berperan dalam proses oksidasi, reduksi dan pembentukan
enzim (Jaqob and Uexkull, 1963).
Kebanyakan Cu-mineral dalam bentuk kristal dan bentuk lainnya lebih mudah
larut daripada Cu-tanah. Cu tanah adalah Cu2+ yang terikat kuat oleh matriks tanah
yang terdiri dari kompleks liat dan humus atau senyawa – senyawa organik yang
berasal dari reaksi perombakan bahan organik (Lahuddin, 2007).
Menurut Sasrosoedirdjo dan Rivai (1979) tanda – tanda kekurangan unsur Cu,
mula – mula terjadi kelainan pada bagian - bagian tertentu daun, kemudian pada
ujung – ujung daun menjadi layu, jaringan – jaringan tidak ada yang mati. Kadang –
kadang pada daun yang muda terjadi khlorosis, kemudian menurut Rosmarkam dan
Yuwono (2002) perbandingan bahan dinding sel dibanding total bahan kering akan
menurun.
Lindsay (1972) menyimpulkan bahwa kadar Cu dalam larutan tanah menurun
dengan peningkatan pH disebabkan Cu terikat sangat kuat pada matriks tanah. Unsur
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
20
Cu2+ terikat lebih kuat pada bahan organik dibandingkan dengan unsur mikro lainnya
misalnya Zn2+ dan Mn2+ dan Cu kompleks berperanan penting dalam regulasi
mobilitas dan ketersediannya dalam tanah.
Tingkat oksidasi Cu umumnya kurang larut pada nilai pH yang biasa dalam
tanah daripada tingkat reduksi. Hidroksida dari bentuk valensi tinggi mengendap pada
nilai pH yang lebih rendah dan sangat tidak larut (Buckman dan Brady, 1986).
Unsur
Cu
dapat
menjadi
stabil
dalam
tanah
setelah
mengalami
reaksi – reaksi hidrolisis, pembentukan kompleks anorganik dan kompleks organik,
adsorpsi atau fiksasi Cu pada berbagai jenis mineral liat dan kemampuan fiksasi ini
berbeda pada masing – masing mineral liat. Unsur Cu terikat lebih kuat pada bahan
organik dibandingkan unsur mikro lainnya (Lahuddin, 2007).
Pemupukan Cu yang berlebihan dari yang dibutuhkan oleh tanaman untuk
pertumbuhan yang normal, akan mengakibatkan terjadinya keracunan selain itu pH
tanah yang rendah akan memperbesar kelarutan Cu, sehingga dapat meracuni
tanaman (Soepardi, 1979).
2.6. Analisis Unsur Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)
dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) digunakan untuk identifikasi
secara kualitatif dan kuantitatif logam dalam berbagai jenis sampel, yang didasarkan
pada pengukuran besarnya energi radiasi yang diserap saat atom dalam bentuk gas
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
21
dari keadaan dasar tereksitasi. Jumlah energi radiasi yang diserap adalah merupakan
fungsi konsentrasi atom (analit) dalam sampel.
Secara umum komponen peralatan SSA dikelompokkan atas: (1) Sumber
Radiasi, (2) Pengkabut (Nebulizer), (3) Pengatom (Atomizer), (4) Monokromator, (5)
Fotodetektor,
(6)
Penguat
Sinyal
(Amplifier)
dan
(7)
Pembaca/Perekam
(Chart recorder).
Sumber
Radiasi
Pengkabut (Nebulizer)
Penguat Sinyal (Amplifier)
Pengatom (Atomizer)
Fotodetektor
Monokromator
Pembaca/Perekam (Chart recorder)
Praperlakuan terhadap sampel tergantung pada; unsur yang akan dianalisis,
dan proses atomisasi yang digunakan untuk menganalisis. Dengan proses atomisasi
tungku grafit, hampir tidak membutuhkan praperlakuan karena matriks kimia yang
ada dalam sampel akan dipindahkan oleh proses pengabuan sebelum atomisasi.
Dengan atomisasi nyala, sampel cairan akan disemprotkan secara langsung ke dalam
nyala sesudah dilarutkan dengan pelarut yang sesuai. Asam klorida dan asam nitrat
biasanya digunakan untuk melarutkan logam dalam logam campur. Asam Klorida dan
Asam Nitrat dengan perbandingan, 3:1 digunakan untuk oksidasi basah bahan
organik.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
22
Teknik kalibrasi adalah metode yang paling cocok digunakan untuk
menentukan kadar analit dalam sampel. Panjang gelombang (λ) dimana serapan
paling kuat (maksimum) digunakan untuk analisis. Perangkat penguat sinyal
(amflifier) harus diatur sedemikian rupa untuk menghasilkan transmitansi 100% bila
larutan blanko disemprotkan ke dalam nyala. Absorbansi (A) masing-masing standard
dihitung dengan menggunakan persamaan (hukum Lambert-Beer):
A = − log T = 2 − log %T ………………...………………………... (1)
Transmitansi adalah merupakan fungsi konsentrasi analit dalam sampel. Biasanya
peralatan SSA modern telah dilengkapi pengubah fungsi logaritma sehingga
Absorbansi dapat dibaca secara langsung. Dengan memplot konsentrasi (C) terhadap
Absorbansi (A) akan didapat kurva kalibrasi dengan persamaan regresi linear:
A = α + β C………………………………………………………….. (2)
dimana α adalah titik potong terhadap sumbu Y (intersep) dan β adalah kemiringan
(slop). Linearitas kurva kalibrasi sangat dipengaruhi komponen lain yang terdapat
bersama analit. Kurva kalibrasi harus dicek sewaktu-waktu, karena slop kurva dapat
berubah dengan adanya perubahan tekanan bahan bakar/oksidan dan laju alir sampel.
Dengan mengukur absorbansi sampel dan mensubtitusi ke dalam persamaan regresi,
konsentrasi analit dalam sampel dapat ditentukan.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Sampel tanah diambil dari Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari
Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan Kabupaten Simalungun dengan
ketinggian 600 m dpl pada 98054´– 98055´BT dan 2042´-2045´ LU yang berada
sekitar 180 km dari Medan. Selanjutnya analisis keberadaan unsur logam Seng (Zn),
Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) yang terdapat pada masing-masing sampel tanah
dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Sistem Nyala dilakukan di
Laboratorium Analitik FMIPA Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Sentral
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
3.2. Populasi dan Sampel
Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh tanah Hutan Tanaman Industri
PT. Toba Pulp Lestari dilakukan di Sektor Aek Nauli, Kecamatan Dolok Pangribuan
Kabupaten Simalungun. Mengingat keterbatasan dalam hal waktu, biaya dan tenaga
dari peneliti, dari populasi tersebut diambil sampel tanah dari 4 (empat) daerah
kemiringan (datar, landai, bergelombang dan curam). Dari masing-masing daerah
sampel tanah diambil sebanyak 5 (lima) titik sampel secara diagonal. Sampel-sampel
tanah dari daerah kemiringan yang sama dicampur secara merata, diambil sebagian
23
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
24
dan dijadikan sampel tanah analisis. Untuk menjamin keterulangan analisis dilakukan
3 (tiga) kali pengulangan. Kode masing-masing sampel ditunjukkan pada Tabel
berikut.
Tabel 3.1. Kode Perlakuan
Sampel Tanah
Kemiringan Tanah
Titik sampel Tanah
Hasil Campur
Analisis
Datar (3%)
D1, D2, D3, D4 dan D5
DA
DA1, DA2 dan DA3
Landai (8%)
L1, L2, L3, L4 dan L5
LA
LA1, LA2 dan LA3
Bergelombang (15%)
B1, B2, B3, B4 dan B5
BA
BA1, BA2 dan BA3
Curam (65%)
C1, C2, C3, C4 dan C5
CA
CA1, CA2 dan CA3
3.3. Alat Dan Bahan Kimia Yang Digunakan
3.3.1. Alat-alat
Adapun alat-alat yang digunakan yaitu alat-alat gelas yang biasa dipakai di
Laboratorium,
Kertas
Saring
Whatman
AE
200
sebagai
alat
penyaring,
Spektrofotometer Serapan Atom ”Buck Scientific 205”, Hotplate sebagai pemanas
larutan, Clinometer sebagai alat pengukur kemiringan tanah, Bor tanah sebagai alat
pengambil sampel tanah, Meteran sebagai alat pengukur dan Karung plastik sebagai
wadah tanah.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
25
3.3.2. Bahan Kimia
Adapun bahan-bahan yang digunakan yaitu Semua bahan kimia yang
digunakan berkualitas Analytical grade atau pro analysis (p.a) diantaranya Cuprum
Sulfat, CuSO4.5H2O, E Merck, Seng Oksida, ZnO, E Merck, Kadmium Nitrat, Cd
(NO3)2. 4H2O, E Merck, Asam Nitrat pekat, HNO3, E Merck, Asam Klorida pekat,
HCl, E Merck dan Aquades.
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1. Pengambilan Sampel Tanah
Kemiringan tanah diukur dengan menggunakan alat Clinometer. Sampel tanah
yang mewakili setiap kemiringan tanah diambil dari luas tanah 400 m2
(20 m x 20 m) dengan 5 (lima) titik sampel secara diagonal dengan kedalam
20-30 cm diambil dengan menggunakan bor tanah , seperti pada Gambar III.1.
Gambar 3.1. Cara pengambilan sampel
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
26
3.4.2. Preparasi Sampel
1. Sampel tanah dari masing-masing titik sampel diambil sebanyak 500 gram
kemudian dicampurkan secara merata. Sampel tersebut kemudian
dikeringkan dengan panas matahari.
2. Sampel yang telah benar-benar kering diambil sebanyak 500 gram dan
digerus hingga halus dan diayak .
3. Dari hasil ayakan, sampel diambil sebanyak 3 gram dan dimasukkan ke
dalam labu ukur 100 mL dan dilarutkan dengan aquades hingga setengah
dari volume labu.
4. Kemudian ditambahkan 10 mL campuran HCl dan HNO3 dengan
perbandingan, 3:1.
5. Campuran dipanaskan di atas hot plate selama 10 menit hingga terbentuk
filtrat jernih.
6. Filtrat dipisahkan dengan cara menyaring menggunakan kertas saring
Whatman AE 200
7. Ke dalam filtrat ditambahkan aquades secukupnya hingga tanda batas.
8. Prosedur 1 sampai 5 diulangi untuk sampel tanah sesuai dengan variabel
kemiringan.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
27
3.4.3. Preparasi Larutan Induk Standard
3.4.3.1. Larutan induk Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga(Cu) 1000 ppm
1. Ditimbang sebanyak 1,245 gram ZnO dan dimasukkan ke dalam labu ukur
1000 mL dan dilarutkan dengan aquades hingga setengah dari volume
labu.
2. Kemudian ditambahkan 2 mL campuran, HCl dan HNO3 dengan
perbandingan, 3:1.
3. Larutan digojlok secara berulang, kemudian ditambahkan aquades hingga
tanda batas.
4. Prosedur 1 sampai dengan 3 diulangi untuk membuat larutan induk
Kadmium dan Tembaga 1000 ppm dengan menimbang 2,744 gram
Cd (NO3)2. 4H2O dan 1,25 gram CuSO4 .
3.4.4. Preparasi Kurva Kalibrasi Larutan Standard
3.4.4.1. Kurva Kalibrasi Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)
1. Disiapkan sebanyak 6 (enam) buah labu ukur 100 mL.
2. Masing-masing labu diisi dengan 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 mL larutan
induk Seng 1000 ppm
3. Kedalam masing-masing labu kemudian ditambahkan aquades hingga
setengah dari volume labu
4. Larutan digojlok secara berulang, kemudian ditambahkan aquades hingga
tanda batas
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
28
5. Absorbansi masing-masing larutan standard diukur dengan menggunakan
Spektrofotometer Serapan Atom Sistem Nyala pada panjang gelombang
(λ) 213,90 nm
6. Kurva kalibrasi dibuat dengan memplot konsentrasi (sumbu X) terhadap
Absorbansi (sumbu Y)
7. Prosedur 1 sampai dengan 6 diulangi untuk membuat kurva kalibrasi
Kadmium dan Tembaga dengan menggunakan larutan induk Kadmium
dan Tembaga 1000 ppm serta λ pengukuran berturut-turut adalah
228. 80 nm dan 217,89 nm.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
29
3.4.5. Diagram Alir Metode Penelitian
3 gr sampel tanah
Dimasukkan ke dalam labu ukur 100mL
10 mL campuran HCl dan HNO3 dengan
perbandingan, 3:1.
Ditambahkan aquades lalu dipanaskan
selama10 menit
Filtrat
Residu
Dimasukkan ke dalam labu ukur
100 mL
Ditambahkan aquades secukupnya hingga
tanda batas
Absorbansi diperiksa dengan SSA
Hasil
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
30
3.4.6. Analisis Logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga Cu), Dalam
Sampel Tanah Pada Setiap Kemiringan Tanah
Konsentrasi masing-masing logam pada setiap kemiringan tanah ditentukan
dengan mensubstitusikan Absorbansi terukur dari masing-masing logam ke dalam
persamaan regresi kurva kalibrasi masing-masing logam.
Menurut Standard Nasional Indonesia (SNI 13-6345-2000) dan Buck
Scientific, parameter instrumen pada analisis keberadaan logam Seng (Zn),
Kadmium
Cd)
dan
Tembaga
(Cu)dalam
suatu
sampel
dengan
Metode
Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) sistem nyala.
Untuk memastikan ada tidaknya perbedaan yang signifikan kadar unsur logam
Tembaga, Seng dan Kadmium sesuai dengan kemiringan tanah dilakukan uji Statistik
Beda Nyata Terkecil 5%(Least Siqnificance Difference)
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Pengukuran Kandungan Seng (Zn)
Pada pengukuran kandungan Seng (Zn) pada tingkat kemiringan tanah datar
dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Seng (Zn) dengan
Spektrofotometri Serapan Atom.
Tabel 4.1. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Seng (Zn)
Parameter
Unsur
Zn
Panjang
Gelombang, nm
213,90
Tipe nyala
Udara-Asetilen
Lebar celah,
nm
0,5
Lampu
Katoda
4-10 mA
Sumber : Norris & West (1974)
Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Seng (Zn) diplotkan
terhadap konsentrasi larutan standard Seng (Zn) tertera pada Tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Seng (Zn)
No.
Kadar (ppm)
Absorbansi (A)
1
2
3
4
5
6
0.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
0.00000
0.00368
0.01007
0.01500
0.02165
0.02680
31
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
32
4.1.1.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi
Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara
konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard Seng (Zn).
Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn)
Absorbansi (A)
0.03
0.025
0.02
0.015
y = 0.011x - 0.0009
0.01
R = 0.9956
2
0.005
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Seng (Zn)
Dari Gambar 4.1 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan
antara absorban terhadap konsentrasi larutan standardt sebagai berikut :
Y = 0.011X - 0.0009 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan Seng
(Zn)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9956.
4.1.1.2. Penentuan Kandungan Seng (Zn)
Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah
datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut :
A1
= 0.0132680
A2
= 0.0134880
A3
= 0.0121790
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
33
Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi
Y = 0.011X - 0.0009
maka diperoleh :
X1
= 1.288 ppm
X2
= 1.308 ppm
X3
= 1.189 ppm
dengan demikian kandungan Seng (Zn) pada tingkat kemiringan datar adalah
X
= ∑ Xi = 3.785 = 1.262 ppm
3
3
(X1-X)2
= (1.288-1.262)2
= 0.0006760 ppm
(X2-X)2
= (1.308-1.262)2
= 0.0021160 ppm
(X3-X)2
= (1.189-1.262)2
= 0.0053290 ppm +
∑ (Xi-X)2
Maka : S =
= 0.0081210 ppm
√ ∑ (Xi-X)2
(n-1)
=
√ 0.0081210
2
Diperoleh harga, Sx = S = 0.0637221
√n
√3
= 0.0637221
= 0.0367899
Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2.
Untuk
derajat
kepercayaan
95%
(p
=
0.05),
nilai
t
=
4.30.
Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0367899 = 0.1582.
Dari data pengukuran kandungan Seng (Zn) dari sampel adalah 1.262 ± 0.1582
Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama seperti diatas terhadap tingkat
kemiringan tanah Landai, Bergelombang dan Curam.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
34
Konsentrasi unsur Seng (Zn) pada berbagai tingkat kemiringan tanah dapat di
lihat pada Gambar di bawah ini :
Konsentrasi (ppm)
Unsur Seng (Zn)
2
1.5
1
0.5
0
D
L
B
C
Sampel
Gambar 4.2. Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Berbagai Tingkat
Kemiringan Tanah
Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%),
B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%)
Pada Gambar 4.2 terlihat bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn) tertinggi
terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 1.961 ppm, diikuti oleh Datar (D)
1.262 ppm, Landai (L) 1.195 ppm dan Curam (C) 0.869 ppm.
Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%)
pada Tabel 4.3 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn) tertinggi terdapat pada
tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 1.961 ppm yang berbeda
nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C).
Konsentrasi unsur Seng (Zn) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah Curam
(C) yaitu sebesar 0,869 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah
Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B).
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
35
Tabel 4.3. Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat Kemiringan
Tanah
Tingkat Kemiringan Tanah
D
L
B
C
Konsentrasi Seng (Zn)
(ppm)
1.262 b
1.195 b
1,961 a
0,869 c
Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Seng (Zn) pada beberapa tingkat
kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 1.
4.1.2. Pengukuran Kandungan Kadmium (Cd)
Pada pengukuran kandungan Kadmium (Cd) pada tingkat kemiringan tanah
datar dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Kadmium (Cd) dengan
Spektrofotometri Serapan Atom.
Tabel 4.4. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Kadmium (Cd)
Parameter
Unsur
Cd
Panjang
Gelombang, nm
228,80
Tipe nyala
Udara- Asetilen
Lebar celah,
nm
0,7
Lampu
Katoda
12 mA
Sumber : Norris & West (1974)
Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Kadmium (Cd)
diplotkan terhadap konsentrasi larutan standard Kadmium (Cd) tertera pada Tabel 4.5
berikut.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
36
Tabel 4.5. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Kadmium (Cd)
No.
Kadar (ppm)
Absorbansi (A)
1
2
3
4
5
6
0.00000
0.20000
0.40000
0.60000
0.80000
1.00000
0.00000
0.00208
0.00446
0.00684
0.00922
0.01160
4.1.2.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi
Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara
konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard
Kadmium (Cd)
Absorbansi (A)
Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0
y = 0.0119x - 0.0003
2
R = 0.9972
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Kadmium (Cd)
Dari Gambar 4.3 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan
antara
absorban
terhadap
konsentrasi
larutan
standard
sebagai
berikut
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
:
37
Y = 0.0119X - 0.0003 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan
Kadmium (Cd)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9972.
4.1.2.2. Penentuan Kandungan Kadmium (Cd)
Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah
datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut :
A1
= 0.0070542
A2
= 0.0067924
A3
= 0.0070780
Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi
Y = 0.0119X - 0.0003
maka diperoleh :
X1
= 0.618 ppm
X2
= 0.596 ppm
X3
= 0.620 ppm
dengan demikian kandungan Kadmium (Cd) pada tingkat kemiringan datar adalah
X
= ∑ Xi = 1.834 = 0.611 ppm
3
3
(X1-X)2
= (0.618 -0.611)2
= 0.0000490 ppm
(X2-X)2
= (0.596 -0.611)2
= 0.0002250 ppm
(X3-X)2
= (0.620 -0.611)2
= 0.0000810 ppm +
∑ (Xi-X)2
Maka : S =
= 0.0003550 ppm
√ ∑ (Xi-X)2
(n-1)
=
√ 0.0003550
(2)
= 0.0133229
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
38
Diperoleh harga, Sx = S = 0.0133229
√n
√3
= 0.0076920
Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2.
Untuk
derajat
kepercayaan
95%
(p
=
0.05),
nilai
t
=
4.30.
Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0076920 = 0.033.
Dari data pengukuran kandungan Kadmium (Cd) dari sampel adalah 0.611 ± 0.033.
Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama seperti diatas terhadap tingkat
kemiringan tanah Landai, Bergelombang dan Curam.
Konsentrasi unsur Kadmium (Cd) pada berbagai tingkat kemiringan tanah
dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :
Konsentrasi (ppm)
Unsur Kadmium (Cd)
0.8
0.6
0.4
0.2
0
D
L
B
C
Sampel
Gambar 4.4. Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Berbagai Tingkat
Kemiringan Tanah
Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%),
B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%)
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
39
Pada Gambar 4.4 terlihat bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) tertinggi
terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 0.741 ppm, diikuti oleh Datar (D)
0.611 ppm, Landai (L) 0.598 ppm dan Curam (C) 0.486 ppm.
Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%)
pada Tabel 4.6 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) tertinggi terdapat
pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 0.741 ppm yang
berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C).
Konsentrasi unsur Kadmium (Cd) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah
Curam (C) yaitu sebesar 0.486 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan
tanah Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B).
Tabel 4.6. Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Beberapa Tingkat
Kemiringan Tanah
Tingkat Kemiringan Tanah
D
L
B
C
Konsentrasi Kadmium (Cd)
(ppm)
0.611 b
0.598 b
0.741 a
0,486 c
Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Kadmium (Cd) pada beberapa tingkat
kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 2.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
40
4.1.3. Pengukuran Kandungan Tembaga (Cu)
Pada pengukuran kandungan Tembaga (Cu) pada tingkat kemiringan tanah
datar dimulai dengan pengukuran abosorban larutan standard Tembaga (Cu) dengan
Spektrofotometri Serapan Atom.
Tabel 4.7. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Tembaga (Cu)
Parameter
Unsur
Cu
Panjang
Gelombang, nm
217,89
Tipe nyala
Udara-Asetilen
Lebar celah,
nm
0,7
Lampu
Katoda
4-10 mA
Sumber : Norris & West (1974)
Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard Tembaga (Cu)
diplotkan terhadap konsentrasi larutan standard Tembaga (Cu) tertera pada Tabel 4.8
berikut
Tabel 4.8. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Tembaga (Cu)
No.
Kadar (ppm)
Absorbansi (A)
1
2
3
4
5
6
0.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
0.00000
0.00070
0.00130
0.00200
0.00260
0.00390
4.1.3.1. Penentuan Kurva Kalibrasi dengan Analisis Regresi
Dari absorbansi yang diperoleh selanjutnya dibuat kurva kalibrasi antara
konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard
Tembaga (Cu)
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
41
Absorbansi (A)
Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)
0.0035
0.003
0.0025
0.002
0.0015
0.001
0.0005
0
y = 0.0012x + 5E-05
2
R = 0.9974
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Konsentrasi (ppm)
Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)
Dari Gambar 4.5 diperoleh formula persamaan garis regresi linear hubungan
antara absorban terhadap konsentrasi larutan standardt sebagai berikut :
Y = 0.0012X - 0.00005 dimana Y = Absorban dan X= Konsentrasi (kandungan
Tembaga (Cu)). Nilai koefisien korelasi (R2) = 0.9974.
4.1.3.2. Penentuan Kandungan Tembaga (Cu)
Dari data pengukuran absorbansi terhadap sampel tingkat kemiringan tanah
datar diperoleh Absorbansi (A) sebagai berikut :
A1
= 0.0017644
A2
= 0.0017548
A3
= 0.0017488
Dengan mensubstitusikan nilai Y (absorbansi) ke persamaan regresi
Y = 0.0012X - 0.00005
maka diperoleh :
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
42
X1
= 1.512 ppm
X2
= 1.504 ppm
X3
= 1.499 ppm
dengan demikian kandungan Tembaga (Cu) pada tingkat kemiringan datar adalah
X
= ∑ Xi = 4.515 = 1.505 ppm
3
3
(X1-X)2
= (1.512 -1.505)2
= 0.0000490 ppm
(X2-X)2
= (1.504 -1.505)2
= 0.0000010 ppm
(X3-X)2
= (1.499 -1.505)2
= 0.0000360 ppm +
∑ (Xi-X)2
Maka : S =
= 0.0000860 ppm
√ ∑ (Xi-X)2
(n-1)
=
√ 0.0000860
(2)
Diperoleh harga, Sx = S = 0.0065574
√n
√3
= 0.0065574
= 0.0037859
Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2.
Untuk
derajat
kepercayaan
95%
(p
=
0.05),
nilai
t
=
4.30.
Maka d = t (0.05 ; n-1) Sx d = 4.30 x 0.0037859 = 0.016.
Dari data pengukuran kandungan Tembaga (Cu) dari sampel adalah 1.505 ± 0.016
Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama terhadap tingkat kemiringan tanah
Landai, Bergelombang dan Curam.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
43
Konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada berbagai tingkat kemiringan tanah
dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :
Konsentrasi (ppm)
Unsur Tembaga (Cu)
2
1.5
1
0.5
0
D
L
B
C
Sampel
Gambar 4.6. Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Berbagai Tingkat
Kemiringan Tanah
Keterangan : D (Datar = 3%), L (Landai atau Berombak = 8%),
B (Miring bergelombang = 15%) dan C (Curam =65%)
Pada Gambar 4.6 terlihat bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) tertinggi
terdapat pada wilayah Bergelombang (B) yaitu 1.641 ppm, diikuti oleh Datar (D)
1.505 ppm, Landai (L) 1.470 ppm dan Curam (C) 1.226 ppm.
Dari hasil uji Statistik dengan metode Beda Nyata Terkecil (BNT) (α = 5%)
pada Tabel 4.9 diperoleh bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) tertinggi terdapat
pada tingkat kemiringan tanah Bergelombang (B) yaitu sebesar 1.641 ppm yang
berbeda nyata dengan tingkat kemiringan tanah Datar (D), Landai (L) dan Curam (C).
Konsentrasi unsur Tembaga (Cu) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
44
Curam (C) yaitu sebesar 1,226 ppm yang berbeda nyata dengan tingkat kemiringan
tanah Datar (D), Landai (L) dan Bergelombang (B).
Tabel 4.9. Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Beberapa Tingkat
Kemiringan Tanah
Tingkat Kemiringan Tanah
D
L
B
C
Konsentrasi Tembaga (Cu)
(ppm)
1.505 b
1.470 b
1.641 a
1.226 c
Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada beberapa tingkat
kemiringan tanah dapat dilihat pada Lampiran 3.
4.2. Pembahasan
4.2.1. Seng (Zn)
Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Seng (Zn)
berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana
konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B),
hal ini diduga karena adanya cekungan – cekungan sehingga ketika aliran air
mengalir, kesempatan air untuk diam dan merembes ke dalam tanah akan lebih besar
sehingga logam seng yang ikut terbawa bersama air tersebut akan tertahan pada
daerah cekungan – cekungan itu hal ini sesuai dengan pernyataan Sutedjo dan
Kartasapoetra (2005) yang menyatakan bahwa kalau permukaan tanahnya
bergelombang, aliran air permukaan akan makin berkurang karena adanya cekungan cekungan, sehingga kesempatan air untuk merembes ke dalam tanah akan lebih besar.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
45
Sedangkan konsentrasi logam Seng (Zn) yang terendah terdapat pada tingkat
kemiringan yang Curam (C) hal ini terjadi karena ketika aliran permukaan
berlangsung, logam seng yang berada pada daerah yang curam tersebut akan ikut
tercuci dan terbawa kebawah akibat kemiringan lereng yang curam hal ini sesuai
dengan pernyataan Hardjowigeno (1989) yang menyatakan bahwa daerah dengan
kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat erosi yang besar pula sehingga
tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi pencucian yang menyebabkan
hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga tanahnya miskin.
4.2.2. Kadmium (Cd)
Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd)
berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana
konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B)
hal ini diduga karena adanya cekungan – cekungan pada wilayah yang bergelombang
tersebut sehingga ketika aliran air mengalir, kesempatan air untuk diam dan
merembes ke dalam tanah akan lebih besar sehingga logam kadmium yang ikut
terbawa bersama air tersebut akan tertahan pada daerah cekungan – cekungan itu hal
ini sesuai dengan pernyataan Sutedjo dan Kartasapoetra (2005) yang menyatakan
bahwa kalau permukaan tanahnya bergelombang, aliran air permukaan akan makin
berkurang karena adanya cekungan - cekungan, sehingga kesempatan air untuk
merembes ke dalam tanah akan lebih besar. Sedangkan konsentrasi logam Kadmium
(Cd) yang terendah terdapat pada tingkat kemiringan yang Curam (C) hal ini terjadi
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
46
karena adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh terhadap sifat-sifat
kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini disebabkan
kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan jumlah aliran
akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah cukup tinggi
akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh tumbukan butir
hujan semakin banyak, hal ini sesuai denga pernyataan Arsyad (1989) yang
menyatakan bahwa Adanya perbedaan kemiringan tanah diyakini berpengaruh
terhadap sifat-sifat kimia tanah atau kandungan unsur hara di dalam tanah. Hal ini
disebabkan kemiringan dapat memudahkan erosi sehingga kecepatan aliran dan
jumlah aliran akan memperbesar energi angkut air. Selain itu, jika kemiringan tanah
cukup tinggi akan menyebabkan butir-butir tanah akan terpercik ke bawah oleh
tumbukan butir hujan semakin banyak. Jika kemiringan tanah dua kali lebih curam,
maka banyaknya erosi per satuan luas menjadi 2,0-2,5 kali lebih banyak
(Arsyad,1989).
4.2.3. Tembaga (Cu)
Dari hasil penelitian diketahui bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu)
berpengaruh sangat nyata dengan berbagai tingkat kemiringan tanah dimana
konsentrasi tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang Bergelombang (B)
hal ini dikarenakan aliran permukaan yang berasal dari daerah yang lebih tinggi
(Curam) akan ikut membawa logam tembaga menuju ke bawah dan pada daerah
cekungan kemungkinan akan mengubur tanah asli dan logam – logam tembaga
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
47
terakumulasi hal ini sesuai dengan pernyataan Sutanto (2005) yang menyatakan
bahwa makin miring tanah dan makin rendah permeabilitas, kemungkimam
terjadinya erosi akibat hujan makin besar. Erosi permukaan yang terjadi pada tanah
miring akan menghambat perkembangan tanah, bahan tanah yang galir (lepas – lepas)
akan hilang dan tanah dengan kemiringan besar akan tampak pada awal
perkembangan tanah, atau bahkan muncul batuan dipermukaan. Pada tanah yang agak
miring, antara pembentukan tanah dan kehilangan akibat erosi berada pada kondisi
seimbang sehingga perkembangan tanah tetap terjadi. Bahan tanah yang tererosi ke
tempat yang lebih rendah dan merupakan cekungan kemungkinan akan mengubur
tanah asli sehingga tanah asli yang berada dicekungan disebut tanah terkubur dan
konsentrasi terendah terdapat pada daerah Curam (C) hal ini terjadi karena ketika
aliran permukaan berlangsung, logam tembaga yang berada pada daerah yang curam
tersebut akan ikut tercuci dan terbawa kebawah akibat kemiringan lereng yang curam
hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (1989) yang menyatakan bahwa
daerah dengan kemiringan lereng yang besar mempunyai tingkat erosi yang besar
pula sehingga tanah ditempat ini bersolum dangkal dan sering terjadi pencucian yang
menyebabkan hilangnya unsur – unsur hara dalam tanah sehingga tanahnya miskin.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1.
Dari hasil analisis diperoleh konsentrasi logam Seng (Zn), Kadmium (Cd)
dan Tembaga (Cu) tertinggi terdapat pada tingkat kemiringan tanah
Bergelombang (B) yaitu 1.961 ppm,
0.741 ppm dan 1.641 ppm,
sedangkan
(Zn),
konsentrasi
logam
Seng
Kadmium
(Cd)
dan
Tembaga (Cu) terendah terdapat pada tingkat kemiringan tanah yang
Curam (C) yaitu 0.869 ppm, 0.486 ppm dan 1.226 ppm
2.
Terdapat perbedaan kadar unsur logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan
Tembaga (Cu) yang signifikan di tiap kemiringan tanah Hutan Tanaman
Industri PT. Toba Pulp Lestari.
3.
Kadar logam Seng (Zn), Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) pada tanah
Hutan Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari tergolong ke dalam kriteria
sangat rendah sehingga belum meracuni tanaman.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian ini disarankan kepada peneliti selanjutnya untuk meneliti
lebih lanjut kadar logam – logam yang lain berdasarkan topografi atau dengan
parameter yang lain dan meneliti kadar logam - logam pada tanaman dengan berbagai
tingkat kemiringan tanah.
48
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous., 2000, Standard Nasional Indonesia (SNI 13-6345-2000), Badan
Standardisasi Nasional.
Anonimous., 2008. Pengaruh logam kadmium terhadap pertumbuhan tanaman Padi
(Oryza sativa l.) kultivar cisadane, Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati,
Bandung.
Arsyad, S., 1989, Konservasi Tanah dan Air, IPB-Press, Bogor.
Buckman, H. O dan N. C. Brady., 1982. Ilmu Tanah, terjemahan Soegimar, Bhratara
Karya Aksara, Jakarta.
Darmono., 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup, UI-Press, Jakarta.
Foth, H. D., 1994. Dasar Ilmu Tanah, terjemahan S.Adisoemarto, Erlangga, Jakarta.
Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, Mc Graw-Hill International Edition,
Singapore.
Hakim, N., M. Y. Nyakpa., A. M. Lubis., S. G. Nugroho., M. R. Saul., M. A. Diha.,
G. B. Hong dan H. H. Bailey., 1986, Dasar-Dasar Ilmu Tanah, Universitas
Lampung, Lampung.
Hanafiah, K., 2005, Dasar-Dasar Ilmu Tanah, Rajawali Press, Jakarta.
Hardjowigeno, S., 1989. Ilmu Tanah, cet. II, Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.
Hardjowigeno, S., 1995. Ilmu Tanah, Edisi revisi, Akademika, Jakarta.
Jaqob, A and H. V. Uexkull., 1963. Fertilizer Use. Nutrition and Manuring Tropical
Crops, Haunover.
Lahuddin, M., 2007. Aspek Unsur Mikro Dalam Kesuburan Tanah, USU Press,
Medan.
49
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
50
Lindsay, W., 1972. Zinc in Soils and Plant Nutrition, ad. in Agron.
Miller J. C, dan J. N. Miller., Statistics for Analytical Chemistry, John Wiley 7 Sons,
New York.
Norris & West., 1974, Analytical Chemistry, V 46, p.1423.
Pickering, W., 1980. Cadmium in the Environment, John Wiley, New York.
Rayes, M. l., 2006, Metode Inventarisasi Sumber Daya Lahan, Andi, Yogyakarta.
Rosmarkam, A dan N. W. Yuwono., 2002. Ilmu Kesuburan Tanah, Kanisius,
Yogyakarta.
Sastrosupadi, A., 2004. Rancangan Percobaan Praktis Bidang Pertanian,
Edisi IV, Kanisius, Yogyakarta.
Skoog, D. A., 1985, Principles of Instrumental Analysis, 3rd ed., Saunders College
Publishing, The United State of America.
Suhardjo, H., M. Soepartini dan D. Erfandi., 1993. Jurnal Serial Populer ; Bahan
Organik Tanah, Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat, Departemen
Pertanian, Bogor.
Sutanto, R., 2005. Dasar – Dasar Ilmu Tanah., Kanisius, Yogyakarta.
Sutedjo, M. M dan A. G. Kartasapoetra., 2005, Pengantar Ilmu Tanah; Terbentuknya
Tanah dan Tanah Pertanian, Rineka Cipta, Jakarta.
Soepardi, G., 1979. Masalah Kesuburan Tanah di ndonesia. Departemen Ilmu Tanah.
Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Sosrosoedirdjo, R. S dan B. Rivai., 1979. Ilmu Memupuk, Yasaguna, Jakarta.
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 1
Tabel 4.10. Data Konsentrasi Unsur Seng (Zn)
Ulangan
Perlakuan I
II
III
D
1.288 1.308
1.189
L
1.305 1.095
1.187
B
1.993 2.014
1.876
C
0.876 0.846
0.887
Total
5.462 5.263
5.139
Total
3.785
3.587
5.883
2.609
15.864
Rata - rata
1.261667
1.195667
1.961
0.869667
5.288
Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Seng (Zn)
F Tabel
Sk
Perlakuan
Galat
Total
FK
JK Total
JK Perlakuan
JK Galat
BNT 5%
2 KT Galat
Ulangan
t
db
3
8
11
JK
1.89758
0.042242
1.939822
KT
0.632527
0.00528
F hit
119.791**
5%
4.07
1%
7.59
20.97221
1.939822
1.89758
0.042242
0.136817
0.01056
3
2.306
Perlakuan
D
L
B
C
Rata - rata
1.261667
1.195667
1.961
0.869667
Rata2 – BNT5%
1.124849
1.058849
1.824183
0.732849
Notasi
b
b
a
c
51
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 2
Tabel 4.11. Data Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)
Ulangan
Perlakuan
I
II
III
Total
D
0.618 0.596
0.62
1.834
L
0.586 0.612
0.596
1.794
B
0.742 0.751
0.729
2.222
C
0.469 0.502
0.489
1.46
Total
2.415 2.461
2.434
7.31
Rata - rata
0.611333
0.598
0.740667
0.486667
2.436667
Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)
SK
Perlakuan
Galat
Total
FK
JK Total
JK Perlakuan
JK Galat
BNT 5%
2 KT Galat
Ulangan
t
db
3
8
11
JK
0.097284
0.001496
0.09878
KT
0.032428
0.000187
F hit
173.4112**
F Tabel
5%
1%
4.07
7.59
4.453008
0.09878
0.097284
0.001496
0.025747
0.235497
3
2.306
Perlakuan
D
L
B
C
Rata - rata
0.611333
0.598
0.740667
0.486667
Rata2 – BNT5%
0.585586
0.572253
0.714919
0.460919
Notasi
b
b
a
c
52
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 3
Tabel 4.12. Data Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)
Ulangan
Perlakuan
I
II
III
Total
D
1.512 1.504
1.499
4.515
L
1.457 1.543
1.411
4.411
B
1.676 1.599
1.648
4.923
C
1.197 1.238
1.245
3.68
Total
5.842 5.884
5.803
17.529
Rata - rata
1.505
1.470333
1.641
1.226667
5.843
Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)
SK
db
JK
Perlakuan
3
0.268005
Galat
8
0.013447
Total
11 0.281452
Ket
* nyata
** sangat nyata
tn tidak nyata
FK
JK Total
JK Perlakuan
JK Galat
25.60549
0.281452
0.268005
0.013447
BNT 5%
2 KT Galat
Ulangan
t
0.077194
0.372541
3
2.306
Perlakuan
D
L
B
C
KT
0.089335
0.001681
Rata - rata
1.505
1.470333
1.641
1.226667
F hit
53.14658**
Rata2 – BNT5%
1.427806
1.393139
1.563806
1.149472
F Tabel
5%
1%
4.07
7.59
Notasi
b
b
a
c
53
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 4
Tabel 4.13. Nilai t/student
Nilai dari t/student
Derajat kebebasan
1
2
3
4
5
10
20
30
50
100
Sumber : J. C. Miller and J. N. Miller (1988)
Nilai t/student
95%
99%
12.71
4.30
3.18
2.78
2.57
2.23
2.09
2.04
2.01
1.98
63.66
9.92
5.84
4.60
4.03
3.17
2.85
2.75
2.68
2.63
54
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 5
Tabel 4.12. Kandungan Seng (Zn) dalam tanah
Kriteria
ppm
sangat tinggi
>550
tinggi
250-550
sedang
50-250
rendah
20-50
sangat rendah
<20
Tabel 4.13. Kandungan Kadmium (Cd) dalam tanah
Kriteria
ppm
sangat tinggi
>100
tinggi
50-100
sedang
30-50
rendah
5-30
sangat rendah
<5
Tabel 4.14. Kandungan Tembaga (Cu) dalam tanah
Kriteria
ppm
sangat tinggi
>200
tinggi
75-200
sedang
25-75
rendah
15-25
sangat rendah
<15
Sumber : A. Rosmarkam dan N.W. Yuwono (2006)
55
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008
LAMPIRAN 6
Gambar SSA Buck Scientific 205
56
Monang Napitupulu: Analisis Logam Berat Seng, Kadmium, Dan Tembaga Pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah Hutan
Tanaman Industri PT. Toba Pulp Lestari Dengan Metode Spektometri Serapan Atom (SSA), 2008.
USU e-Repository © 2008