analisis logam berat

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


Judul Tesis 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).

:

Nama Mahasiswa : Monang Napitupulu Nomor Pokok : 067006021 Program Studi : Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Harlem Marpaung) (Dr. Harry Agusnar MSc, Mphil) Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Direktur,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc)

Tanggal lulus : 8 Juli 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


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


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 TEMBAGA PADA BERBAGAI TINGKAT

KEMIRINGAN TANAH HUTAN TANAMAN INDUSTRI PT. TOBA PULP

LESTARI DENGAN 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

BAB III 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

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

Kemiringan Tanah.................................................... 30

BAB 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


Regresi ...................................................... 36

4.1.2.2. Penentuan Kandungan Kadmium (Cd) ..... 37

4.1.3. Pengukuran Kandungan Tembaga (Cu) ................... 40


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

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................... 48

5.1 Kesimpulan ........................................................................... 48

5.2 Saran...................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA............................................................................ 49

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 4.2 Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard

Seng (Zn)......................................................................... 31

4.3 Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah........................................................... 35

4.4 Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam

Kadmium (Cd) ................................................................ 35 4.5 Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard

Kadmium (Cd) ................................................................ 36 4.6 Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Beberapa

Tingkat Kemiringan Tanah ............................................. 39 4.7 Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom logam

Tembaga (Cu) ................................................................. 40 4.8 Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standard

Tembaga (Cu) ................................................................. 40 4.9 Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Beberapa

Tingkat Kemiringan Tanah ............................................. 44

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

6 Gambar SSA Buck Scientific 205................................... 56

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.


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


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?


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.


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.


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.


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,


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.


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.


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


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


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 –


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+


15

(dalam suasana aerob), Fe2+ (dalam suasana anaerob), Na+, K+, Ca+, Mg2+, Mn2+, dan

NH4+. Anion yang umum dijumpai ialah SiO4

4- dari asam monosilikat. NO3-,

ortofosfat primer H2PO4- atau ortofosfat sekunder HPO4

2- 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).


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


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


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).


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


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


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) Pengatom (Atomizer)

Penguat Sinyal (Amplifier) 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.


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):

TTA %log2log −=−= ………………...………………………... (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.


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


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.


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


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.


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


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.


29

3.4.5. Diagram Alir Metode Penelitian

Dimasukkan ke dalam labu ukur 100mL

10 mL campuran HCl dan HNO3 dengan perbandingan, 3:1.

Ditambahkan aquades lalu dipanaskan selama10 menit

3 gr sampel tanah

Hasil

Residu Filtrat

Dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL

Ditambahkan aquades secukupnya hingga tanda batas

Absorbansi diperiksa dengan SSA


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)


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 Panjang Gelombang, nm

Tipe nyala Lebar celah, nm

Lampu Katoda

Zn 213,90 Udara-Asetilen 0,5 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 0.00000 0.00000 2 0.50000 0.00368 3 1.00000 0.01007 4 1.50000 0.01500 5 2.00000 0.02165 6 2.50000 0.02680


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)

y = 0.011x - 0.0009R2 = 0.9956

00.0050.01

0.0150.02

0.0250.03

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Konsentrasi (ppm)

Abs

orba

nsi (

A)

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


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 = 0.0081210 ppm

Maka : S = √ ∑ (Xi-X)2 = √ 0.0081210 = 0.0637221 (n-1) 2 Diperoleh harga, Sx = S = 0.0637221 = 0.0367899 √n √3 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.


34

Konsentrasi unsur Seng (Zn) pada berbagai tingkat kemiringan tanah dapat di

lihat pada Gambar di bawah ini :

Unsur Seng (Zn)

0

0.5

1

1.5

2

D L B C

Sampel

Kons

entra

si (p

pm)

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).


35

Tabel 4.3. Konsentrasi Unsur Seng (Zn) pada Beberapa Tingkat Kemiringan Tanah

Tingkat Kemiringan Tanah Konsentrasi Seng (Zn)

(ppm) D 1.262 b L 1.195 b B 1,961 a C 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


Tabel 4.4. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Kadmium (Cd) Parameter



Lampu Katoda

Cd 228,80 Udara- Asetilen 0,7 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.


36

Tabel 4.5. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan standard Kadmium (Cd)


1 0.00000 0.00000 2 0.20000 0.00208 3 0.40000 0.00446 4 0.60000 0.00684 5 0.80000 0.00922 6 1.00000 0.01160



konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard

Kadmium (Cd)

Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)

y = 0.0119x - 0.0003R2 = 0.9972

00.0020.0040.0060.0080.01

0.0120.014

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Konsentrasi (ppm)

Abs

orba

nsi (

A)

Gambar 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Kadmium (Cd)


antara absorban terhadap konsentrasi larutan standard sebagai berikut :


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)



A1 = 0.0070542

A2 = 0.0067924

A3 = 0.0070780


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 = 0.0003550 ppm

Maka : S = √ ∑ (Xi-X)2 = √ 0.0003550 = 0.0133229 (n-1) (2)


38

Diperoleh harga, Sx = S = 0.0133229 = 0.0076920 √n √3 Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2.


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 :

Unsur Kadmium (Cd)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

D L B C

Sampel

Kons

entr

asi (

ppm

)

Gambar 4.4. Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah



39

Pada Gambar 4.4 terlihat bahwa konsentrasi unsur Kadmium (Cd) tertinggi




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 Konsentrasi Kadmium (Cd)

(ppm) D 0.611 b L 0.598 b B 0.741 a C 0,486 c

Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Kadmium (Cd) pada beberapa tingkat



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


Tabel 4.7. Sistem Nyala Spektrofotometri Serapan Atom Logam Tembaga (Cu) Parameter



Lampu Katoda

Cu 217,89 Udara-Asetilen 0,7 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)


1 0.00000 0.00000 2 0.50000 0.00070 3 1.00000 0.00130 4 1.50000 0.00200 5 2.00000 0.00260 6 2.50000 0.00390



konsentrasi dengan absorban. Berikut ini kurva kalibrasi larutan standard

Tembaga (Cu)


41

Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)

y = 0.0012x + 5E-05R2 = 0.9974

00.00050.001

0.00150.002

0.00250.003

0.0035

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Konsentrasi (ppm)

Abs

orba

nsi (

A)

Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Standard Tembaga (Cu)


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)



A1 = 0.0017644

A2 = 0.0017548

A3 = 0.0017488


Y = 0.0012X - 0.00005

maka diperoleh :


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 = 0.0000860 ppm

Maka : S = √ ∑ (Xi-X)2 = √ 0.0000860 = 0.0065574 (n-1) (2) Diperoleh harga, Sx = S = 0.0065574 = 0.0037859 √n √3 Dari data hasil distribusi t student untuk n = 3 derajat kebebasan (dk) = (n – 1) = 2.


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.


43

Konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada berbagai tingkat kemiringan tanah

dapat di lihat pada Gambar di bawah ini :

Unsur Tembaga (Cu)

0

0.5

1

1.5

2

D L B C

Sampel

Kons

entr

asi (

ppm

)

Gambar 4.6. Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu) pada Berbagai Tingkat Kemiringan Tanah


Pada Gambar 4.6 terlihat bahwa konsentrasi unsur Tembaga (Cu) tertinggi




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


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 Konsentrasi Tembaga (Cu)

(ppm) D 1.505 b L 1.470 b B 1.641 a C 1.226 c

Tabel Analisis Sidik Ragam konsentrasi unsur Tembaga (Cu) pada beberapa tingkat


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.


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)


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


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)


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


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.


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 konsentrasi logam Seng (Zn), 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.


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


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.


LAMPIRAN 1 Tabel 4.10. Data Konsentrasi Unsur Seng (Zn)

Perlakuan Ulangan

I II III Total Rata - rata D 1.288 1.308 1.189 3.785 1.261667 L 1.305 1.095 1.187 3.587 1.195667 B 1.993 2.014 1.876 5.883 1.961 C 0.876 0.846 0.887 2.609 0.869667

Total 5.462 5.263 5.139 15.864 5.288 Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Seng (Zn)

Sk db JK KT F hit F Tabel

5% 1% Perlakuan 3 1.89758 0.632527 119.791** 4.07 7.59

Galat 8 0.042242 0.00528 Total 11 1.939822

FK 20.97221 JK Total 1.939822 JK Perlakuan 1.89758 JK Galat 0.042242

BNT 5% 0.1368172 KT Galat 0.01056Ulangan 3t 2.306 Perlakuan Rata - rata Rata2 – BNT5% Notasi

D 1.261667 1.124849 b L 1.195667 1.058849 b B 1.961 1.824183 a C 0.869667 0.732849 c


LAMPIRAN 2 Tabel 4.11. Data Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)

Perlakuan Ulangan


Total 2.415 2.461 2.434 7.31 2.436667 Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Kadmium (Cd)

SK db JK KT F hit F Tabel

5% 1% Perlakuan 3 0.097284 0.032428 173.4112** 4.07 7.59

Galat 8 0.001496 0.000187 Total 11 0.09878

FK 4.453008JK Total 0.09878JK Perlakuan 0.097284JK Galat 0.001496

Perlakuan Rata - rata Rata2 – BNT5% Notasi D 0.611333 0.585586 b L 0.598 0.572253 b B 0.740667 0.714919 a C 0.486667 0.460919 c

BNT 5% 0.025747

2 KT Galat 0.235497 Ulangan 3

t 2.306


LAMPIRAN 3 Tabel 4.12. Data Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)

Perlakuan Ulangan


Total 5.842 5.884 5.803 17.529 5.843 Analisis Sidik Ragam Konsentrasi Unsur Tembaga (Cu)

SK db JK KT F hit F Tabel

5% 1% Perlakuan 3 0.268005 0.089335 53.14658** 4.07 7.59

Galat 8 0.013447 0.001681 Total 11 0.281452

Ket * nyata ** sangat nyata tn tidak nyata

FK 25.60549 JK Total 0.281452 JK Perlakuan 0.268005 JK Galat 0.013447 BNT 5% 0.0771942 KT Galat 0.372541Ulangan 3t 2.306

Perlakuan Rata - rata Rata2 – BNT5% Notasi D 1.505 1.427806 b L 1.470333 1.393139 b B 1.641 1.563806 a C 1.226667 1.149472 c


LAMPIRAN 4 Tabel 4.13. Nilai t/student

Nilai dari t/student

Derajat kebebasan

Nilai t/student 95% 99%

1 2 3 4 5 10 20 30 50 100

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

Sumber : J. C. Miller and J. N. Miller (1988)


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


tinggi 50-100 sedang 30-50 rendah 5-30

sangat rendah <5 Tabel 4.14. Kandungan Tembaga (Cu) dalam tanah


tinggi 75-200sedang 25-75 rendah 15-25

sangat rendah <15 Sumber : A. Rosmarkam dan N.W. Yuwono (2006)


LAMPIRAN 6

Gambar SSA Buck Scientific 205


analisis logam berat

Documents