pelindian tanah sulfat masam pada beberapa … · air gambut mengandung senyawa organik yang...

PELINDIAN TANAH SULFAT MASAM PADA BEBERAPA KONDISI POTENSIAL REDOKS MENGGUNAKAN

SUMBER AIR PELINDI

Abstrak

Pelindian merupakan salah satu strategi pengelolaan air untuk mengurangi kelarutan ion-ion Fe2+, Fe-total, SO4

2- pada tanah sulfat masam. Potensial redoks (Eh) pada tanah tergenang dapat menentukan proses-proses kimia yang terjadi di dalam tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh sumber air pelindi dan kondisi awal Eh tanah terhadap konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO4

2-, dan Al pada air hasil lindian dan tanah yang dilindi. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Lengkap faktorial dengan tiga ulangan. Sebagai faktor pertama adalah tiga sumber air pelindi yaitu: air hujan, air payau, dan air gambut. Sedangkan faktor kedua adalah kondisi awal Eh tanah meliputi: -100 ± 25, 0 ± 25, 100 ± 25, 200 ± 25, 300 ± 25, dan

400 ± 25 mV. Rata-rata konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air hasil

lindian selama delapan minggu menunjukkan bahwa pelindian menggunakan air payau dapat menyebabkan rata-rata konsentrasi Fe2+, Fe-total, dan Al3+ terbesar (348,86 ppm Fe2+; 407,07 ppm Fe-total; dan 62,56 ppm Al3+), sedang air gambut menyebabkan rata-rata konsentrasi SO4

2- terbesar (673,29 ppm SO42-). Kondisi

Eh 100 mV dapat menyebabkan rata-rata konsentrasi Fe2+ terbesar (362,48 ppm Fe2+), sedang kondisi Eh 400 mV menyebabkan rata-rata konsentrasi Fe-total, SO4

2-, dan Al3+ terbesar (427,21 ppm Fe-total; 741,88 ppm SO42-; dan 91,13 Al3+).

Kemudian konsentrasi ion-ion tersebut pada tanah yang telah dilindi selama delapan minggu menunjukkan bahwa pelindian menggunakan air payau dapat menyebabkan konsentrasi Fe2+ dan Al3+ tanah terkecil (362,71 ppm Fe2+ dan 1.116,00 ppm Al3+), sedang air gambut menyebabkan konsentrasi Fe-total dan SO4

2- terkecil (3.099,60 ppm Fe-total dan 425,17 ppm SO42-). Kondisi Eh 400

mV dapat menyebabkan konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42- dan Al3+ tanah terkecil

(350,11 ppm Fe2+; 3.095,00 ppm Fe-total; 345,25 ppm SO42-; dan 1061,10 ppm

Al 3+).

Kata kunci: Pelindian, potensial redoks, tanah sulfat masam

33

Pendahuluan

Tanah sulfat masam memiliki lapisan bahan sulfidik dan/atau horizon

sulfurik yang mengandung pirit dengan ketebalan dan kedalam bervariasi dari

permukaan tanah. Jika lapisan bahan sulfidik atau horizon sulfurik dekat dengan

permukaan tanah, maka pengelolaan tanah ini perlu lebih hati-hati. Kesalahan

dalam pengelolaan tanah dapat mengakibatkan tingkat produktivitas tanah

menurun. Perbaikan tingkat produktivitas tanah umumnya dilakukan dengan

mempertahankan lapisan pirit dalam keadaan reduktif dan pelindian secara alami.

Kenyataan dilapangan menunjukkan bahwa perbaikan tanah seperti ini memerlu-

kan waktu puluhan tahun. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk

mempercepat perbaikan tanah ini adalah membiarkan pirit teroksidasi kemudian

dilindi menggunakan sumber air insitu.

Pembukaan lahan pasang surut tanah sulfat masam menggunakan eksapator,

pengolahan tanah yang terlalu dalam, dan drainase berlebih merupakan penyebab

utama turunnya tingkat produktivitas tanah. Menurut Suriadikarta (2006);

Subagyo (2006) proses oksidasi dan reduksi pirit akan menyebabkan: (a)

perubahan potensial redok (Eh) tanah dan kemasaman tanah serta air, (b)

kelarutan aluminium (Al3+), sulfat (SO42-), hidrogen (H+) dan besi II (Fe2+)

meningkat, (c) ketersediaan (fosfor) P menurun akibat terbentuknya aluminium-

fosfat yang tidak larut, (d) kadar basa-basa tertukar menurun, (e) terjadi defisiensi

hara, dan (f) pencemaran lingkungan pertanian di sekitarnya.

Sumber air yang umum dijumpai di lingkungan lahan pasang surut adalah

air laut, air payau, air tawar, dan air gambut. Air gambut mengandung senyawa

organik yang berperan penting dalam pembentukan kelat. Gugus fenolat dan

karboksilat dari asam-asam organik tersebut mempunyai affinitas sangat kuat bagi

ion-ion Al dan Fe membentuk kelat. Sedangkan air payau mengandung kation-

kation seperti Na+, K+, Ca2+, dan Mg2+ yang dapat mendesak ion-ion Fe dan Al

dari kompleks jerapan sehingga dapat menyebabkan kelarutan Fe2+ dan Al3+ pada

air hasil lindian meningkat dan konsentrasinya dalam tanah menurun.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari dan menemukan kondisi awal Eh

tanah sulfat masam dan sumber air pelindi yang dapat menurunkan konsentrasi

Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air hasil lindian serta tanah yang dilindi.

34

Metode

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah,

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB dari

Maret hingga Juli 2009.

Percobaan ini merupakan percobaan laboratorium yang menggunakan

Rancangan Acak Lengkap faktorial dengan tiga ulangan. Sebagai faktor I adalah

sumber air pelindi yang terdiri dari: (1) air hujan, (2) air payau, dan (3) air

gambut, sedangkan faktor II adalah beberapa kondisi awal Eh tanah sulfat masam

masing-masing: (1) -100 ± 25, (2) 0 ± 25, (3) 100 ± 25, (4) 200 ± 25, (5) 300 ±

25, dan (6) 400 ± 25 mV.

Perubahan pH dan Eh bahan sulfidik tanah selama proses oksidasi di

laboratorium, diketahui melalui contoh tanah yang diambil mengikuti cara yang

dilakukan (Konstens et al., 1990). Bahan sulfidik tanah sulfat masam diambil

menggunakan pipa paralon berdiameter 10,8 cm (4 inchi) dengan kedua bagian

ujungnya ditutup rapat. Pengambilan contoh tanah dilakukan pada saat pasang

besar sehingga lapisan bahan sulfidik dalam keadaan tergenang (tidak

teroksidasi). Untuk memudahkan proses oksidasi pirit di laboratorium, tabung

terlebih dahulu dibelah, diikat kuat, kemudian baru dimasukkan ke dalam lapisan

bahan sulfidik tanah. Setelah di laboratorium tabung langsung dibuka tutupnya

dan diputus ikatannya, sehingga terbelah menjadi dua bagian, kemudian

dilakukan pengukuran pH dan Eh tanah.

Contoh tanah diambil dari kedalaman 85-125 cm, yang merupakan bahan

sulfidik dengan kadar pirit 3,8 % diangkat ke atas, sehingga mengalami oksidasi

dan pada beberapa bagian permukaan tanahnya telah terbentuk goetit. Waktu

yang diperlukan untuk proses tersebut adalah enam bulan dari September 2008

hingga Maret 2009. Contoh tanah ditumbuk dan diayak dengan saringan

berukuran 2 mm selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung berdiameter 3,99 cm

(1,5 inchi) dengan panjang 25 cm seberat 220 g/tabung (berat tanah kering

oven). Agar tanah di dalam tabung tidak keluar, pada ujung bagian bawah

tabung diberi saringan yang tidak tembus liat, diperkuat dengan saringan kawat

dan ditutup rapat dengan plastik agar dapat menahan air selama penggenangan.

35

Pelindian tanah menggunakan air hujan, air payau, dan air gambut dilakukan

setelah tercapai kondisi Eh sesuai dengan perlakuan yang diinginkan.

Tanah dengan kondisi Eh 400 mV diperoleh dari pengukuran contoh tanah

yang telah ditumbuk dan diayak dengan saringan 2 mm pada keadaan kering

udara. Sedangkan kondisi Eh 300 mV terjadi setelah tanah dijenuhi dengan air

hujan, air payau, dan air gambut selama 12 jam. Berikutnya kondisi Eh 200 mV

untuk tanah yang dijenuhi dengan air payau setelah penjenuhan selama 14 jam,

sedang untuk tanah yang dijenuhi dengan air hujan dan air gambut kondisi Eh 200

mV diperoleh setelah penjenuhan berlangsung 24 jam. Selanjutnya kondisi Eh

100 mV terjadi setelah penggenangan tanah dengan air hujan, air payau, dan air

gambut selama tujuh hari. Kemudian kondisi Eh 0 dan -100 mV diperoleh

melalui pemompaan gas N2 ke dalam tabung yang berisi tanah. Kondisi Eh 0 mV

diperoleh setelah tanah dalam tabung dipompa dengan gas N2 pada tekanan 1,2

atm selama ± 2 menit ditutup dan dibuka beberapa kali. Sedangkan kondisi Eh -

100 mV dicapai setelah tanah dalam tabung dipompa dengan gas N2 pada tekanan

1,5 atm selama ± 3 menit ditutup dan dibuka beberapa kali. Air payau diperoleh

dengan cara mengencerkan air laut (58.000 µS cm-1) hingga mencapai nilai DHL

(daya hantar listrik) yang sesuai dengan rata-rata tiga kali pengukuran DHL saat

air pasang besar dan pasang kecil di KP Balandean (1.610,5 µS cm-1).

Menurut kriteria LPT (1983), bahan sulfidik tanah menunjukkan tingkat

kemasaman yang sangat masam (pH 3,21), ketersediaan hara N tergolong rendah

(0,20% N), P-tersedia tergolong sangat rendah (1,26 ppm P2O5), K-dd tergolong

sedang (0,26 me/100 g K), Ca-dd tergolong sangat rendah (0,46 me/100 g Ca)

dan Mg-dd tergolong rendah (0,84 me/100 g Mg) (Tabel 2). Kondisi ini

menunjukkan bahwa lapisan tanah tersebut sangat masam dengan tingkat

kesuburan yang sangat rendah. Kemasaman tanah ini disebabkan oleh

konsentrasi Fe-total (3.680 ppm), SO42- (13,338 ppm), dan Al (18,32 me/100 g)

sangat tinggi.

36

Tabel 2. Hasil analisis contoh tanah pada kedalaman 85-125 cm dari KP Balandean, Kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan tahun 2009 serta air hujan, air payau, dan air gambut yang digunakan sebagai sumber air pelindi

Sifat Kimia Tanah dan Air Pelindi Nilai Keterangan

Tanah pH H2O 3,21 Sangat Masam N-total (%) 0,20 Rendah P-tsd (ppm P2O5) 1,26 Sangat Rendah K-tsd (me/100 g) 0,26 Sedang Ca-dd (me/100 g) 0,46 Sangat Rendah Mg-dd (me/100 g) 0,84 Rendah Al-dd (me/100 g) 18,32 - SO4

2- (ppm) 13.338 - Fe-total (ppm) 3.680 - Kandungan pirit (%) 3,80 -

Air Hujan Al (ppm) Tu - Fe2+ (ppm) 2,50 - Fe-total (ppm) 5,50 - SO4

2- (ppm) K+ (ppm) Na+ (ppm) Ca2+ (ppm) Mg2+ (ppm)

5,39 1,81 1,35 2,12 4,72

- - - - -

Air Payau Al (ppm) 0,50 - Fe2+ (ppm) 3,75 - Fe-total (ppm) 5,70 - SO4


6,88 3,80

87,00 4,20

12,90

- - - - -

Air Gambut Al (ppm) 0,50 - Fe2+ (ppm) 3,75 - Fe-total (ppm) 5,60 - SO4


6,18 3,20

16,51 3,15 7,22

- - - - -

37

Jumlah air hujan, air payau, dan air gambut yang digunakan untuk melindi

tanah setara dengan curah hujan sebesar 25 mm/hari, yaitu 25 x 1.250 mm2 (luas

tabung dengan diameter 3,99 cm) = 31.250 mm3 atau 31,3 ml/tabung setiap 24

jam. Agar mendekati kondisi lapang, maka pelindian dilakukan dua kali dalam

24 jam yaitu 16 ml/tabung setiap 12 jam, sesuai dengan interval pasang surut air.

Air hasil lindian ditampung dalam tabung berkapasitas 500 ml untuk dianalisis

konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+. Agar tidak terjadi perubahan Fe2+

menjadi Fe3+ akibat kenaikan pH, maka air hasil lindian diberi HCl 1 N sebenyak

3 sampai 7 tetes sehingga nilai pH dipertahankan 2,5.

Parameter yang diukur meliputi: (1) Sifat-sifat tanah awal terdiri dari:

pHH2O, Al-dd, Fe-total, SO42-

, N-total, P-tds, K-dd, Ca-dd, dan Mg-dd; (2)

konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al-dd tanah setelah dilindi selama delapan

minggu; (3) konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air hasil lindian

(setiap minggu); (4) konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air pelindi;

dan (5) perubahan pH dan Eh selama sebelas minggu.

Untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap konsentrasi Fe2+, Fe-total,

SO42-, dan Al pada air hasil lindian serta tanah yang dilindi dilakukan analisis

ragam. Jika hasil analisis ragam menunjukkan perbedaan yang signifikan, maka

dilakukan uji lanjutan dengan Uji Jarak Ganda Duncan. Selanjutnya untuk

melihat hubungan antara konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air hasil

lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh

dilakukan analisis regresi.

Hasil dan Pembahasan

Perubahan Pirit Menjadi Goetit

Hasil pengukuran pH dan Eh tanah setiap minggu selama sebelas minggu

diperlihatkan pada Gambar 10. Penurunan pH tanah sangat cepat (curam) pada

pengukuran tiga minggu pertama dan berkurang (melandai) pada minggu

selanjutnya. Patrick dan Reddy (1978); Gotoh dan Patrick (1974); Moraghan

dan Patrick (1974) menyatakan bahwa perubahan kelarutan Mn dan Fe akan

berpengaruh terhadap perubahan pH tanah yang dapat diprediksi dari persamaan

oksidasi Mn dan Fe. Pada Eh + 220 hingga + 280 mV terjadi oksidasi Mn2+

38

menjadi Mn4+, dan pada Eh + 150 hingga +180 mV terjadi oksidasi Fe2+ menjadi

Fe3+, kedua proses ini menghasilkan ion H+ dan berlangsung dalam waktu cepat.

Alloway dan Ayres (1997) menyatakan bahwa masuknya oksigen ke dalam tanah

menyebabkan terjadinya reaksi pirit dengan O2 dan H2O membentuk ion Fe2+,

H+, dan SO42-. Adanya ion H+ dan SO4

2- menyebabkan tanah menjadi masam,

jika pH tanah lebih rendah dari 4, maka Fe3+ larut dan mengoksidasi pirit dengan

kecepatan lebih tinggi.

Nilai Eh tanah meningkat cepat pada tiga minggu pengukuran kemudian

melandai setelah pengukuran minggu ketiga. Keadaan ini disebabkan oleh

peningkatan kandungan dan laju difusi oksigen di dalam bahan sulfidik yang

disebabkan oleh pergantian isi pori tanah dari semula air berubah menjadi udara.

Difusi oksigen mula-mula terjadi pada pori makro yang berlangsung cepat,

kemudian kecepatannya menurun setelah difusi oksigen mengarah ke pori mikro.

Peningkatan kadar dan laju difusi oksigen di dalam bahan sulfidik tanah oleh

pergantian isi pori mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai Eh tanah.

Peningkatan nilai Eh tanah menyebabkan terjadinya perubahan kondisi bahan

sulfidik tanah yang semula reduktif menjadi oksidatif.

Gambar 10. Hubungan antara pH dengan Eh (x 100 mV) bahan sulfidik tanah sulfat masam yang dioksidasi pada kondisi laboratorium selama sebelas minggu

39

Bahan sulfidik tanah yang dianalisi menggunakan difraksi sinar-X diambil

dari lokasi yang sama, tetapi waktu pengambilan berbeda (tidak sequensial).

Hasil analisis mineral pada bahan sulfidik tanah sulfat masam sebelum dioksidasi

menunjukkan bahwa bahan sulfidik mengandung mineral kuarsa, kaolinit, dan

pirit (Gambar 11). Menurut Van Ranst (1995) bahwa puncak 4,24 Ao merupakan

mineral kuarsa, puncak 3,56 Ao mineral kaolinit, puncak 3,33 Ao mineral kuarsa,

dan puncak 2,70 Ao mineral pirit. Mulyanto et al. (1999) menyatakan bahwa hasil

analisis mineral liat dari semua contoh tanah sulfat masam yang diperlakukan

dengan penjenuhan K+, Mg2+, dan Mg2+ ditambah glycol menunjukkan bahwa

tanah sulfat masam mengandung mineral kaolinit, mika, mineral liat campuran

mika-smektit, mika-vermikulit, smektit-kaolinit dan smektit. Dent (1986)

menyatakan bahwa selain mineral-mineral di atas, dijumpai juga mineral kuarsa

dan pirit yang terbentuk sehubungan dengan lingkungan air payau.

Gambar 11. Hasil analisis difraksi sinar-X terhadap bahan sulfidik tanah sulfat masam yang diambil pada kedalaman 85-125 cm di KP Balandean, Kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan

Hasil analisis mineral pada bahan sulfidik tanah yang telah dioksidasi

selama sebelas minggu di laboratorium menunjukkan bahwa bahan sulfidik

mengandung goetit dan sulfur (Gambar 12). Berry (1974) menyatakan bahwa

puncak 4,18 Ao merupakan mineral goetit, puncak 3,29 Ao mineral sulfur, dan

4,24 A Kuarsa 3,56 A

Kaolinit

3,33 A Kuarsa

2,70 A Pirit

40

puncak 2,43 Ao mineral goetit . Hasil ini menunjukkan bahwa oksidasi bahan

sulfidik tanah sulfat masam pada kondisi laboratorium akan membentuk mineral

goetit dan sulfur. Prasetyo (1990) menyatakan bahwa bahan sulfidik yang terus

menerus dioksidasi, pirit akan berubah menjadi goetit tidak menjadi jarosit. Hal

ini disebabkan oleh proses pembentukan jarosit memerlukan kondisi basah

(reduksi) dan kering (oksidasi). Menurut Dent (1986), jarosit terbentuk pada

kondisi oksidasi kuat (Eh > + 400 mV) yang menyebabkan tanah sangat masam

(pH < 3,7. Selain itu dalam proses pembentukan jarosit diperlukan ketersediaan

K tanah yang tinggi, sedang bahan sulfidik tanah sulfat masam mengandung K

tersedia sangat rendah (0,090 me/100 g).

Gambar 12. Hasil analisis difraksi sinar-X terhadap bahan sulfidik tanah sulfat

masam yang telah dioksidasi pada kondisi laboratorium selama sebelas minggu

Konsentrasi Fe2+ pada Air Hasil Lindian

Sumber air pelindi hanya berpengaruh nyata terhadap konsentrasi Fe2+ pada

air hasil lindian minggu III dan IV (Tabel 3). Konsentrasi Fe2+ pada air gambut

(404,99 ppm) tidak berbeda nyata dengan air payau (386,54 ppm), tetapi nyata

lebih besar dari air hujan (378,54 ppm). Hal ini disebabkan oleh kandungan

kation-kation Ca2+ (4,2 ppm ), Mg2+ (12,9 ppm ), Na+ (87 ppm), dan K+ (3,8

ppm) pada air payau dan air gambut Ca2+ (3,50 ppm ), Mg2+ (7,22 ppm ), Na+

41

(16,51 ppm), dan K+ (3,20 ppm) lebih besar dibandingkan dengan air hujan Ca2+

(2,12 ppm ), Mg2+ (4,72 ppm), Na+ (1,35 ppm), dan K+ (1,81 ppm). Akibatnya

kemampuan pertukaran kation antara kation-kation tersebut dengan ion Fe2+ yang

terjerap pada permukaan koloid tanah yang dilindi menggunakan air payau dan air

gambut lebih besar dibandingkan dengan air hujan. Rata-rata konsentrasi Fe2+

pada air hasil lindian untuk tanah yang dilindi menggunakan air payau (348,86

ppm) dan air hujan (348,52 ppm) lebih besar dibandingkan dengan air gambut

(345,83 ppm).

Rata-rata konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian turun dari kondisi Eh -100

mV (354,21 ppm) hingga 400 mV (330,99 ppm) dan dari minggu I (413,43 ppm)

hingga minggu V (318,78 ppm), kemudian naik minggu VI (349,43 ppm) dan

turun lagi hingga minggu VIII (253,79 ppm). Perubahan ini disebabkan oleh

adanya bentuk keseimbangan antara Fe2+ (sukar larut) ↔ Fe2+ (mudah larut) ↔

Fe2+ (larut) dalam tanah. Mula-mula yang terlindi Fe2+ larut, kemudian Fe2+

mudah larut, selanjutnya baru Fe2+ sukar larut. Oleh karena itu, konsentrasi Fe2+

pada air hasil lindian di minggu I pelindian lebih besar, kemudian turun. Pada

minggu VI terjadi pergeseran keseimbangan reaksi ke kanan, sehingga konsentrasi

Fe2+ pada air hasil lindian meningkat. Konsentrasi Fe2+ pada kondisi Eh 400 mV

minggu I (376,76 ppm) dan II (396,33 ppm) pelindian nyata lebih rendah

dibandingkan dengan kondisi Eh 200 mV (407,78 dan 419,40 ppm), 100 mV

(438,72 dan 426,38 ppm), 0 mV (430,61 dan 433,24 ppm), dan -100 mV (432,37

dan 431,63 ppm). Sedangkan pada minggu III pelindian konsentrasi Fe2+ pada air

hasil lindian untuk kondisi Eh 200 (378,10 ppm), 300 (380,32ppm), dan 400

mV(381,63 ppm) tidak berbeda nyata. Selanjutnya memasuki minggu IV

pelindian konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian untuk kondisi Eh 100 mV

(394,87 ppm) nyata lebih besar dibandingkan dengan kondisi Eh 200 mV (378,10

ppm). Pada minggu-minggu selanjutnya, kondisi Eh sudah tidak berpengaruh

nyata lagi terhadap konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian. Hal ini menunjukkan

bahwa pelindian tanah pada kondisi Eh 100 mV menyebabkan rata-rata

konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian terbesar (362,48 ppm). Ritsema et al.

(1992) menyatakan bahwa tanah sulfat masam semakin dioksidasi, maka

konsentrasi Fe2+ semakin menurun, karena terjadi perubahan Fe2+ menjadi Fe3+.

42

Tabel 3. Pengaruh sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

terhadap konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian setiap minggu selama delapan minggu pelindian

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu I

Perlakuan (Eh1) (Eh2) (Eh3) (Eh4) (Eh5) (Eh6) Rataan S (S1) 432,61 430,71 442,68 414,39 395,95 383,26 416,60 a (S2) 434,16 434,96 430,95 403,64 390,80 372,57 411,18 a (S3) 430,33 426,16 442,52 405,32 396,21 374,45 412,50 a Rataan Eh 432,37 c 430,61 c 438,72 c 407,78 b 394,32 ab 376,76 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu II (S1) 435,78 439,27 435,92 424,86 402,76 396,09 421,45 a (S2) 431,43 430,47 432,07 426,11 403,14 397,47 420,12 a (S3) 427,67 429,99 411,15 407,22 400,90 395,43 412,06 a Rataan Eh 431,63 c 433,24 c 426,38 c 419,40 bc 402,27 ab 396,33 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu III (S1) 382,73 384,07 387,67 373,70 367,90 375,17 378,54 a (S2) 400,50 397,50 403,43 370,40 371,50 375,90 386,54 ab (S3) 411,70 416,17 416,47 390,20 401,57 393,83 404,99 b Rataan Eh 398,31 b 399,25 b 402,52 b 378,10 a 380,32 a 381,63 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu IV (S1) 380,57 387,60 391,00 373,70 367,90 371,83 378,77 a (S2) 395,40 386,20 390,47 370,40 371,50 375,90 381,65 ab (S3) 392,87 394,63 403,13 390,20 402,23 393,83 396,15 b Rataan Eh 389,61 ab 389,48 ab 394,87 b 378,10 a 380,54 ab 380,52 ab

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu V (S1) 308,26 306,89 314,17 400,29 289,51 343,50 327,10 a (S2) 306,07 311,56 371,64 325,09 335,77 350,37 333,42 a (S3) 282,94 293,67 320,14 259,84 322,43 295,87 295,82 a Rataan Eh 299,09 a 304,04 a 335,32 a 328,42 a 315,90 a 329,91 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu VI (S1) 340,26 342,68 349,30 395,10 366,71 328,23 353,71 a (S2) 338,89 338,11 377,39 349,00 345,99 353,84 350,54 a (S3) 379,78 359,13 356,17 308,08 340,45 320,60 344,04 a Rataan Eh 352,98 a 346,64 a 360,95 a 350,73 a 351,05 a 334,22 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu VII (S1) 269,59 253,20 252,66 293,68 259,68 226,77 259,26 a (S2) 265,09 267,77 266,10 231,29 264,98 219,28 252,42 a (S3) 256,93 272,89 284,92 209,31 242,28 218,16 247,42 a Rataan Eh 263,87 a 264,62 a 267,89 a 244,76 a 255,65 a 221,40 a

Konsentrasi Fe2+ (ppm) Minggu VIII (S1) 251,69 243,76 254,78 295,71 247,47 222,74 252,69 a (S2) 269,93 262,61 253,58 226,71 269,56 247,73 255,02 a (S3) 275,84 274,27 311,23 211,44 238,01 211,13 253,65 a Rataan Eh 265,82 a 260,21 a 273,20 a 244,62 a 251,68 a 227,20 a

Keterangan: Angka-angka yang dikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut UJGD pada taraf α = 0,05. S1 = air hujan, S2 = air payau, S3 = air

43

gambut, Eh1 = -100, Eh2 = 0, Eh3 = 100, Eh4 = 200, Eh5 = 300, dan Eh6 = 400 mV.

Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian

dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah

disajikan pada Tabel 4. Hubungan antara konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian


diperlihatkan pada Gambar 13. Tabel 4 menunjukkan bahwa konsentrasi Fe2+

pada air hasil lindian menurun sejalan dengan bertambahnya waktu pengukuran

yang ditandai oleh bobot nilai dari X negatif. Penurunan konsentrasi Fe2+ pada air

hasil lindian yang paling curam untuk air hujan dan payau terjadi pada kondisi Eh

100 mV, ditandai oleh nilai koefisien regresi terbesar masing-masing (507,2) dan

(505,8) dan bobot nilai dari X masing-masing (-0,08) dan (-0,07). Sedangkan

untuk air gambut terjadi pada kondisi Eh 200 mV dengan koefisien regresi (504,7)

dan bobot nilai dari X (-0,10). Hasil ini menunjukkan bahwa pelindian

menggunakan air hujan dan payau pada kondisi Eh 100 mV dan air gambut pada

kondisi Eh 200 mV akan menyebabkan penurunan konsentrasi Fe2+ pada air hasil

lindian lebih cepat. Menurut Dent (1986); Jaynes et al. (1984) proses reduksi

pada tanah sulfat masam akan menghasilkan Fe2+(aq). Sedangkan Moses dan

Hermann (1991) menyatakan bahwa oksidasi pirit terjadi pada pH tanah < 4 dan

dapat menyebabkan perubahan besi II menjadi besi III, akibatnya konsentrasi besi

II tanah turun dan besi III meningkat.

Tabel 4. Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

Eh

(mV) Sumber Air Pelindi

Hujan Payau Gambut

-100 y = 492,9 e-0,08 X

R² = 0,897 y = 496,3 e-0,07 X

R² = 0,899 y = 488,6 e-0,07 X

R² = 0,697

0 y = 504,5 e-0,08 X R² = 0,880

y = 495,1 e-0,07 X R² = 0,913

y = 488,4 e-0,07 X R² = 0,795

100 y = 507,2 e-0,08 X

R² = 0,878 y = 505,8 e-0,07 X

R² = 0,802 y = 475,8 e-0,05 X

R² = 0,812

200 y = 455,4 e-0,04 X

R² = 0,643 y = 490,4 e-0,08 X

R² = 0,808 y = 504,7 e-0,10 X

R² = 0,825

300 y = 451,2 e-0,06 X

R² = 0,739 y = 445,3 e-0,06 X

R² = 0,828 y = 483,7 e-0,08 X

R² = 0,786

44

400 y = 472,7 e-0,08 X

R² = 0,781 y = 457,2 e-0,07 X

R² = 0,645 y = 482,7 e-0,09 X

R² = 0,770

Gambar 13. Hubungan antara konsentrasi Fe2+ pada air hasil lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam (�, ------ = air hujan; �, = air payau; dan �, − − = air gambut)

Konsentrasi Fe-total pada Air Hasil Lindian

Sifat kimia tanah tergenang lebih didominasi oleh Fe dibandingkan dengan

unsur-unsur redoks lainnya (H2O, N2, Mn2+, S2-, CH4, dan H2). Penyebab yang

umum dari dominasi ini adalah banyak Fe yang dapat direduksi, biasanya sepuluh

kali lebih banyak dibandingkan dengan unsur redoks lainnya (Patrick dan Reddy,

1978). Meskipun senyawa Fe dalam tanah sulit dikurangi dan seringkali berada

45

dalam bentuk ferri selama ada O2, NO3-, dan NO2

- (Van Breemen dan Buurman,

1998).

Tabel 5 memperlihatkan rata-rata konsentrasi Fe-total pada air hasil

lindian turun dari minggu I (503,43 ppm) hingga minggu V (374,54 ppm),

kemudian naik pada minggu VI (399,84 ppm) dan turun kembali hingga minggu

VIII 310,26 ppm). Keadaan ini disebabkan oleh keseimbangan antara Fe (sukar

larut) ↔ Fe (mudah larut) ↔ Fe (larut) pada tanah. Oleh karena itu pada awal

pelindian, Fe yang terlindi adalah Fe larut, kemudian Fe mudah larut, selanjutnya

baru Fe sukar larut. Rata-rata konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian

meningkat dari kondisi Eh -100 mV (372,64 ppm) hingga Eh 400 mV (554,44

ppm). Keadaan ini menunjukkan bahwa semakin tanah dioksidasi, maka

konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian semakin besar. Olomu et al. (1973)

menyatakan hubungan antara pH, Eh, dan Fe-total, peningkatan Eh tanah akan

meningkatkan Fe-total dan menyebabkan penurunan pH. Moses dan Hermann

(1991); Wakao et al. (1984) mengemukakan bahwa oksidasi pirit akan

menghasilkan ion-ion Fe3+, SO42- dan H+. Oleh karena itu, konsentrasi Fe-total

pada air hasil lindian meningkat sejalan dengan meningkatnya kondisi Eh tanah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada minggu I konsentrasi Fe-total pada air

hasil lindian terbesar (573,00 ppm) terjadi pada kondisi Eh 400 mV dan dilindi

menggunakan air payau. Kemudian pada minggu II pelindian menggunakan air

hujan (517,11 ppm) tidak berbeda nyata dengan air payau (494,28 ppm), namun

nyata lebih besar dari air gambut ( 481,00 ppm). Keadaan ini disebabkan oleh

terjadinya pertukaran kation antara kation-kation Ca2+ (4,2 ppm ), Mg2+ (12,9

ppm ), Na+ (87 ppm), dan K+ (3,8 ppm) pada air payau dengan ion Fe-total yang

terjerap pada permukaan koloid, sehingga konsentrasi Fe-total pada air hasil

lindian lebih besar. Konsentrasi Fe-total selalu lebih kecil pada tanah yang dilindi

menggunakan air gambut. Keadaan ini disebabkan oleh terbentuknya kelat antara

asam-asam organik yang larut dalam air gambut dengan kation Fe, akibatnya

konsentrasi Fe pada air gambut menjadi lebih kecil.

46

Tabel 5. Pengaruh sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

terhadap konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian setiap minggu selama delapan minggu pelindian

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu I Perlakuan (Eh1) (Eh2) (Eh3) (Eh4) (Eh5) (Eh6)

(S1) 469,33 b

(a) 478,67 a

(a) 503,00 b

(b) 510,67 b

(b) 526,00ab

(c) 560,00 b

(d)

(S2) 466,33 ab

(a) 476,67 a

(a) 498,67 b

(b) 505,67 ab

(b) 535,00 b

(c) 573,00 c

(d)

(S3) 457,67 a

(a) 469,33 a

(b) 484,33 a

(c) 496,67 a

(d) 520,33 a

(e) 530,33 a

(e)

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu II Rataan S (S1) 452,67 459,00 480,67 531,33 581,67 597,33 517,11 b (S2) 443,33 452,67 472,33 495,67 533,33 568,33 494,28 ab (S3) 441,67 455,00 462,33 471,67 493,00 562,33 481,00 a Rataan Eh 445,89 a 455,56 ab 471,78 ab 499,56 bc 536,00 cd 575,99 d

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu III (S1) 426,00 425,67 436,00 430,00 425,33 434,00 429,50 a (S2) 423,67 428,33 426,67 419,33 428,67 430,00 426,11 a (S3) 415,67 423,33 429,33 429,00 434,00 448,67 430,00 a Rataan Eh 421,78 a 425,78 a 430,67 a 426,11 a 429,33 a 437,56 a

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu IV (S1) 397,33 404,67 405,00 398,33 405,67 417,67 404,78 a (S2) 402,67 406,67 403,00 408,67 398,67 408,00 404,67 a (S3) 403,00 406,67 413,67 423,67 430,67 430,33 418,00 a Rataan Eh 401,00 a 406,11 a 407,22 a 410,22 a 411,67 a 418,67 a

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu V (S1) 322,33 326,33 373,33 455,33 348,33 399,00 370,78 a (S2) 321,67 348,00 435,67 386,33 438,00 445,67 395,89 a (S3) 301,33 306,67 395,67 334,67 389,00 414,33 356,95 a Rataan Eh 315,11 a 327,00 a 401,56 a 392,11 a 391,78 a 419,67 a

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu VI (S1) 351,67 368,33 417,67 449,67 429,33 393,33 401,67 a (S2) 356,67 364,00 446,33 421,00 420,00 420,67 404,78 a (S3) 389,33 372,33 416,00 390,33 392,67 397,67 393,06 a Eh 365,89 a 368,22 a 426,67 a 420,33 a 414,00 a403,89 a

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu VII (S1) 277,67 270,00 304,00 341,67 351,67 304,67 308,28 a (S2) 285,00 297,00 335,67 300,00 339,67 286,00 307,22 a (S3) 268,00 287,00 307,33 281,00 317,00 295,00 292,56 a Eh 276,89 a 284,67 a 315,67 a 307,56 a 336,11 a 295,22 a

Konsentrasi Fe-total (ppm) Minggu VIII (S1) 274,33 271,33 314,67 348,33 347,00 327,67 313,89 a (S2) 305,33 280,67 341,33 317,33 332,00 309,67 314,39 a (S3) 290,67 289,00 364,33 280,33 291,33 299,33 302,50 a Eh 290,11 a 280,33 a 340,11 a 315,33 a 323,44 a 312,22 a

47

Keterangan: Angka-angka yang dikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut UJGD pada taraf α = 0,05. Huruf dalam tanda ( ) dibaca arah horizontal dan huruf tanpa tanda ( ) dibaca arah vertikal. S1 = air hujan, S2 = air payau, S3 = air gambut, Eh1 = -100, Eh2 = 0, Eh3 = 100, Eh4 = 200, Eh5 = 300, dan Eh6 = 400 mV.

Tebel 6 memperlihatkan bahwa konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian

menurun sejalan dengan bertambahnya waktu pengukuran, ditandai oleh bobot

nilai dari X negatif. Hubungan antara konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian


diperlihatkan pada Gambar 14. Pelindian menggunakan air payau pada kondisi

Eh 400 mV menyebabkan penurunan konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian

lebih curam, ditandai oleh nilai koefisien regresi (633,4) terbesar. Hasil ini

menunjukkan bahwa pelindian tanah menggunakan air payau pada kondisi Eh 400

mV lebih cepat menurunkan konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian.

Tabel 6. Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

Eh


Hujan Payau Gambut

-100 y = 529,7 e-0,08 X R² = 0,926

y = 508,1 e-0,07 X R² = 0,876

y = 506,6 e-0,07 X R² = 0,747

0 y = 542,7 e-0,08 X R² = 0,896

y = 53,0e-0,07 X R² = 0,947

y = 519,7e-0,07 X R² = 0,839

100 y = 543,3 e-0,06 X

R² = 0,853 y = 518,8 e-0,04 X

R² = 0,714 y = 507,2 e-0,05 X

R² = 0,730

200 y = 548,5 e-0,05 X

R² = 0,695 y = 547,2 e-0,06 X

R² = 0,826 y = 556,7 e-0,08 X

R² = 0,871

300 y = 565,1 e-0,06 X

R² = 0,701 y = 568,9 e-0,06 X

R² = 0,834 y = 574,0 e-0,07 X

R² = 0,943

400 y = 624,8 e-0,08 X

R² = 0,872 y = 633,4 e-0,09 X

R² = 0,818 y = 620,7 e-0,09 X

R² = 0,900

48

Gambar 14. Hubungan antara konsentrasi Fe-total pada air hasil lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam (�, ------ = air hujan; �, = air payau; dan �, − − = air gambut)

Konsentrasi SO42- pada Air Hasil Lindian

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan berpengaruh terhadap

konsentrasi SO42- pada air hasil lindian dari minggu I hingga minggu VIII (Tabel

7). Rata-rata konsentrasi SO42- pada air hasil lindian meningkat dari kondisi Eh -

100 mV (549,07 ppm) hingga kondisi Eh 400 mV (741,95 ppm). Jaynes et al.

(1984) menyatakan bahwa sulfida stabil pada kondisi tergenang (anaerobik) tetapi

49

Tabel 7. Pengaruh sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam terhadap konsentrasi SO4

2- pada air hasil lindian setiap minggu selama delapan minggu pelindian

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu I

Perlakuan (Eh1) (Eh2) (Eh3) (Eh4) (Eh5) (Eh6)

(S1) 650,73a

(a) 700,21 a

(ab) 743,52 a

(b) 785,54 a

(b) 811,58 a

(b) 946,12 a

(c)

(S2) 649,76 a

(a) 672,44 a

(a) 746,48 a

(b) 781,20 a

(bc) 831,83 a

(c) 918,63 a

(d)

(S3) 646,72 a

(a) 672,24 a

(a) 760,95 a

(b) 898,38 b

(c) 943,23 b

(cd) 1.019,90 b

(d)

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu II Rataan S

(S1) 739,1 750,4 864,0 955,1 1.023,1 1.059,3 898,5 a (S2) 738,3 776,0 885,7 1.007,2 1.086,8 1.095,5 931,6 ab (S3) 841,3 947,0 1.030,4 1.111,4 1.220,0 1.289,4 1.073,2 b Rataan Eh 772,9 a 824,5 a 926,7 ab 1.024,6 bc 1.110,0 bc 1.148,1 c

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu III

(S1) 549,32 565,85 586,90 604,33 635,16 754,20 615,96 a (S2) 530,97 536,71 604,18 622,48 661,91 797,12 625,56 ab (S3) 576,59 587,24 630,92 712,18 799,93 829,51 689,40 b Rataan Eh 552,29 a 563,27 a 607,33 ab 646,33 bc 699,00 c 793,61 d

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu IV

(S1) 499,28 507,72 516,86 528,13 526,68 571,88 525,09 a (S2) 479,73 505,26 525,31 553,48 567,56 623,88 542,54 ab (S3) 519,87 546,67 570,58 659,10 656,28 692,05 607,43 b Rataan Eh 499,63 a 519,88 ab 537,58 ab 580,24 bc 583,51 bc 629,27 c

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu V

(S1) 704,17 693,97 728,98 724,41 723,28 742,15 719,49 b (S2) 568,82 623,18 649,64 697,43 665,06 636,30 640,07 a (S3) 548,40 603,18 615,10 651,89 630,54 642,52 615,27 a Rataan Eh 607,13 a 640,11 ab 664,57 ab 691,24 b 672,96 ab 673,66 ab

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu VI

(S1) 414,73 434,21 593,53 580,72 683,20 627,69 555,68 a (S2) 509,18 530,15 670,39 649,04 619,15 563,64 590,26 a (S3) 505,28 514,89 755,78 533,75 465,43 670,39 574,25 a Rataan Eh 476,40 a 493,08 a 673,23 a 587,84 a 589,26 a 620,57 a

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu VII

(S1) 433,40 458,43 543,71 568,07 600,65 586,00 531,71 a (S2) 472,25 483,96 593,93 628,11 583,57 577,41 556,54 a (S3) 482,23 480,11 569,56 559,37 604,09 642,51 539,65 a Rataan Eh 462,63 a 474,17 ab 569,07 bc 585,18 c 595,10 c 601,97 c

Konsentrasi SO42- (ppm) Minggu VIII

(S1) 356,52 367,19 424,31 433,75 467,92 467,91 419,60 a (S2) 375,89 381,50 441,33 480,12 482,14 504,46 444,24 ab (S3) 385,06 393,23 452,25 487,01 514,65 548,21 463,40 b Rataan Eh 372,49 a 380,64 a 439,30 ab 466,96 b 488,24 b 506,86 b


50

bila oksigen masuk ke dalam sistem tersebut, maka sulfida akan teroksidasi

menjadi asam sulfat. Sedangkan Schwab dan Lindsay (1983) memperlihatkan

hubungan antara Eh dengan SO42-, penurunan nilai Eh tanah dari 450 mV menjadi

-200 mV akan menyebabkan penurunan konsentrasi SO42- dari 144 menjadi 6

ppm. Kemudian Ritsema (1992) menyatakan bahwa tanah sulfat masam semakin

dioksidasi, kelarutan SO42- dalam larutan tanah akan meningkat semakin cepat.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelindian tanah sulfat masam

menggunakan air gambut pada minggu I, II, III, IV, dan VIII dapat menyebabkan

konsentrasi SO42- pada air hasil lindian tidak berbeda nyata dengan air payau,

namun berbeda nyata dengan air hujan (Tabel 7). Keadaan ini disebabkan oleh

terjadi pertukaran anion antara anion SO42- yang terikat pada ion logam yang

terjerap di permukaan koloid tanah dengan asam-asam organik pada air gambut.

Akibatnya konsentrasi SO42- pada air hasil lindian untuk tanah yang dilindi

menggunakan air gambut menjadi lebih besar. Selain itu anion SO42- dan

kompleks koloid tanah sama-sama bermuatan negatif, dengan demikian tidak

terjadi penjerapan ion SO42- oleh permukaan koloid tanah. Noor et al. (2005)

menyatakan bahwa air payau di Tabunganen, Kalimantan Selatan mengandung

ion Cl- sebesar 148,3 me/l. Keadaan ini dapat menyebabkan terjadinya pertukaran

anion antara anion Cl- dengan anion SO42- yang terjerap pada ion logam di

permukaan koloid tanah, sehingga konsentrasi ion SO42- pada air hasil lindian

yang dilindi menggunakan air payau semakin besar.

Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi SO42- pada air hasil lindian


diperlihatkan pada Tabel 8. Konsentrasi SO42- pada air hasil lindian menurun

sejalan dengan bertambahnya waktu pengukuran yang ditandai oleh bobot nilai

dari X negatif. Hubungan antara konsentrasi SO42- pada air hasil lindian dengan

waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah

diperlihatkan pada Gambar 15. Pelindian tanah menggunakan air gambut pada

kondisi Eh 400 mV menyebabkan penurunan konsentrasi SO42- pada air hasil

lindian lebih cepat, ditandai oleh koefisien regresi terbesar (1.205,0).

51

Tabel 8. Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi SO42- pada air hasil

lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

Eh


Hujan Payau Gambut

-100 y = 782,6e-0,08 X R² = 0,653

y = 732,5e-0,07 X R² = 0,721

y = 790,0e-0,08 X R² = 0,746

0 y = 805,0e-0,09 X R² = 0,802

y = 770,0e-0,07 X R² = 0,644

y = 857,1e-0,08 X R² = 0,705

100 y = 836,6e-0,07 X

R² = 0,558 y = 826,6e-0,06 X

R² = 0,502 y = 929,1e-0,09 X

R² = 0,694

200 y = 895,2e-0,07 X

R² = 0,594 y = 885,0e-0,06X

R² = 0,500 y = 1073,0e-0,10 X

R² = 0,826

300 y = 917,2e-0,07X

R² = 0,503 y = 969,3e-0,08 X

R² = 0,654 y = 1152,0e-0,11 X

R² = 0,741

400 y = 1079,0e-0,09 X

R² = 0,769 y = 1085,0e-0,10 X

R² = 0,837 y = 1205,0e-0,10 X

R² = 0,773

52

Gambar 15. Hubungan antara konsentrasi SO42- pada air hasil lindian dengan

waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam (�, ------ = air hujan; �, = air payau; dan �, − − = air gambut)

Konsentrasi Al pada Air Hasil Lindian

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan berpengaruh nyata terhadap

konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian hingga minggu VI. Konsentrasi Al3+ pada

air hasil lindian lebih besar terjadi pada pelindian menggunakan air payau (Tabel

9). Keadaan ini disebabkan oleh terjadinya pertukaran kation-kation antara

53

Tabel 9. Pengaruh sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam terhadap konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian setiap minggu selama delapan minggu pelindian

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu I Perlakuan (Eh1) (Eh2) (Eh3) (Eh4) (Eh5) (Eh6)

(S1) 72 b (a)

90 a (ab)

96 a (b)

105 a (b)

135 a (c)

165 a (d)

(S2) 63 ab (a)

87 a (b)

135 b (c)

135 b (c)

180 b (d)

195 b (d)

(S3) 51 a (a)

87 a (b)

90 a (b)

90 a (b)

165 b (c)

180 ab (c)

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu II

(S1) 60 a (a)

66 a (ab)

66 ab (ab)

75 a (bc)

87 a (c)

102 a (c)

(S2) 51 a (a)

84 b (b)

87 b (b)

93 b (b)

111 b (c)

114 a (c)

(S3) 57 a (a)

72 ab (ab)

60 a (a)

87 ab (b)

108 b (c)

114 a (c)

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu III Rataan S (S1) 57 63 63 81 90 102 76,00 b (S2) 45 57 75 87 92 102 76,33 b (S3) 42 45 39 81 84 93 64,00 a Rataan Eh 48 a 55 a 59 a 83 b 88.7 b 99 b

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu IV

(S1) 75 b (abc)

81 b (abc)

60 ab (a)

63 a (ab)

84 a (bc)

96 a (c)

(S2) 48 a (a)

54 a (a)

81 b (b)

114 c (c)

117 b (c)

120 b (c)

(S3) 42 a (a)

66 ab (b)

51 a (ab)

84 b (bc)

99 ab (c)

96 a (c)

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu V

(S1) 42 b (a)

42 a (a)

42 a (a)

63 a (b)

87 a (c)

87 a (c)

(S2) 27 a (a)

42 a (b)

60 b (c)

96 c (d)

105 b (d)

111 b (d)

(S3) 39 a (a)

39 a (a)

63 b (b)

78 b (bc)

93 ab (c)

90 a (c)

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu VI (S1) 48 51 42 60 48 63 52,0 b (S2) 30 51 51 69 72 48 30,5 a (S3) 30 36 36 39 63 48 42,0 ab Rataan Eh 36 a 46 ab 43 ab 56 b 61 b 53 ab

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu VII (S1) 39 42 45 42 42 39 41.5 a (S2) 24 42 60 51 48 42 44.5 a (S3) 30 27 39 48 33 48 37.5 a Rataan Eh 31 a 37 a 48 a 47 a 41 a 43 a

Konsentrasi Al3+ (ppm) Minggu VIII (S1) 45 39 36 51 36 27 39,00 a (S2) 45 39 21 39 45 54 40,50 a (S3) 21 24 24 15 42 51 29,50 a Rataan Eh 37 a 34 a 27 a 35 a 41 a 44 a


54

kation-kation Ca2+, Mg2+, Na+, dan K+ pada pada air payau dengan ion Al3+ yang

terjerap pada permukaan koloid tanah.

Tanah yang dioksidasi hingga kondisi Eh 400 mV menyebabkan rata-rata

konsentrasi Al3+ (91,13 ppm) pada air hasil lindian lebih besar dibandingkan

dengan kondisi Eh -100 mV (45,13 ppm). Yuliana (1989) menyatakan bahwa

oksidasi tanah sulfat masam akan meningkatkan konsentrasi Al-dd dari 7,61

menjadi 18,21 me/100 g. Sedangkan Konsten (1990) menyatakan bahwa reduksi

pada tanah sulfat masam akan mengakibatkan peningkatan pH dan penurunan

tingkat aktivitas Al3+.

Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian


menunjukkan bahwa bobot nilai dari X negatif. Hal ini berarti bahwa konsentrasi

Al 3+ pada air hasil lindian menurun sejalan dengan bertambahnya waktu

pengukuran. Hubungan antara konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian dengan

waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah

diperlihatkan pada Gambar 16. Nilai koefisien regresi terbesar (28,6) terjadi pada

pelindian menggunakan air payau dan kondisi Eh 400 mV. Ini berari bahwa

penurunan konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian tercepat terjadi pada pelindian

menggunakan air payau dan kondisi Eh 400 mV. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa peningkatan kondisi Eh tanah hingga 400 mV akan meningkatkan

konsentrasi Fe-total dan SO42- pada air hasil lindian. Peningkatan konsentrasi

kedua ion tersebut akan menyebabkan penurunan pH dan peningkatan kelarutan

Al 3+. Kollmeier et al. (2001) menyatakan bahwa pada kondisi oksidatif

konsentrasi Fe dan SO42- tinggi, akibatnya pH tanah turun dan mobilitas Al3+

dalam tanah meningkat. Van Mensvoort dan Dent (1998) menyatakan bahwa

proses oksidasi pirit pada tanah sulfat masam akan menghasilkan ion-ion Fe3+,

SO42-, dan H+. Adanya ion H+ menyebabkan kemasaman tanah meningkat yang

diikuti oleh meningkatnya konsentrasi Al3+. Dent (1986) menyatakan bahwa

pemanfaatan air laut untuk memperbaiki sifat kimia tanah sulfat masam

digambarkan menurut persamaan reaksi kimia berikut:

Al-liat (s) + Na+(aq) + Mg 2+

(aq) → Na/Mg-liat(s) + Al3+ (aq)

55

Keadaan pH larutan yang tinggi, mengakibatkan Al mengendap sebagai hidroksi

atau garam sulfat, sedang asam-asam terlarut terbebaskan untuk selanjutnya

terlindi dan keluar dari sistem.

Tabel 10. Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian dengan waktu pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam

Eh


Hujan Payau Gambut

-100 y = 75,69 e-0,07 X R² = 0,606

y = 60,54 e-0,09 X R² = 0,452

y = 65,54 e-0,12 X R² = 0,896

0 y = 93,78 e-0,11 X R² = 0,745

y = 91,63 e-0,11 X R² = 0,842

y = 101,2 e-0,18 X R² = 0,889

100 y = 93,39 e-0,12 X

R² = 0,874 y = 153,1 e-0,19 X

R² = 0,781 y = 86,25 e-0,13 X

R² = 0,667

200 y = 104,7 e-0,10 X

R² = 0,838 y = 156,3 e-0,15 X

R² = 0,781 y = 148,6 e-0,21 X

R² = 0,693

300 y = 153,6 e-0,17 X

R² = 0,881 y = 193,2 e-0,17 X

R² = 0,840 y = 183,0 e-0,19 X

R² = 0,833

400 y = 206,4 e-0,22 X

R² = 0,899 y = 208,6 e-0,19 X

R² = 0,783 y = 185,9 e-0,18 X

R² = 0,873

56

Gambar 16. Hubungan antara konsentrasi Al pada air hasil lindian dengan waktu

pengukuran pada setiap sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam (�, ------ = air hujan; �, = air payau; dan �, − − = air gambut)

Konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42- , Al dan pH tanah

Konsentrasi Fe2+ tanah yang dioksidasi hingga kondisi Eh 300-400 mV dan

dilindi dengan air payau (299,81 dan 297,13 ppm) lebih rendah dibandingkan

57

dengan yang dilindi menggunakan air hujan (448,52 dan 382,97 ppm) dan air

gambut (375,09 dan 370,23 ppm). Rata-rata konsentrasi Fe2+ pada air hasil

lindian terbesar terjadi pada kondisi Eh 100 mV (362,68 ppm), sedang konsentrasi

Fe2+ pada tanah terkecil (299,81 dan 297,13 ppm) terjadi pada kondisi Eh 300-

400 mV. Keadaan ini disebabkan oleh perbedaan waktu pengukuran, dimana air

hasil lindian diukur setiap minggu sedang tanah setelah pelindian berakhir.

Akibatnya pengaruh kondisi awal Eh tanah tidak berpengaruh lagi terhadap

konsentrasi Fe2+ tanah.

Tabel 11. Pengaruh sumber air pelindi dan kondisi Eh tanah sulfat masam terhadap konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO4

2-, dan Al3+ tanah setelah dilindi selama delapan minggu

Konsentrasi Fe2+ (ppm)

Perlakuan (Eh1) (Eh2) (Eh3) (Eh4) (Eh5) (Eh6)

(S1) 385,46 a

(ab) 396,82 a

(ab) 415,03 ab

(b) 348,59 a

(a) 448,52 b

(b) 382,97 b

(ab)

(S2) 390,85 a

(b) 381,93 a

(b) 371,66 a

(b) 434,86 b

(b) 299,81 a

(a) 297,13 a

(a)

(S3) 371,36 a

(a) 375,72 a

(ab) 440,00 b

(b) 407,67 ab

(ab) 375,09 b

(a) 370,23 b

(a)

Konsentrasi Fe-total (ppm) Rataan S (S1) 3416,67 3411,67 3328,33 3361,67 3291,67 3221,67 3338,61 c (S2) 3261,67 3248,33 3271,67 3240,00 3163,33 3086,67 3211,95 b (S3) 3173,33 3146,67 3153,00 3091,67 3056,67 2976,67 3099,67 a Rataan Eh 3283,89 c3268,89 bc 3251,00 bc 3231,11b 3170,56 ab 3095,00 a

Konsentrasi SO42- (ppm)

(S1) 589,33 560,07 470,10 422,56 409,39 369,58 470,17 b (S2) 567,30 581,78 448,46 458,48 427,23 358,65 473,65 b (S3) 577,59 507,53 435,26 371,18 351,92 307,53 425,17 a Rataan Eh 578,07 c 549,79 c 451,27 b 417,41 b 396,18 ab 345,25 a

Konsentrasi Al3+ (me/100 g) (S1) 12,34 13,37 15,61 18,63 14,18 12,45 14,43 b (S2) 11,88 11,66 12,73 13,70 12,66 11,75 12,40 a (S3) 11,93 12,37 12,66 14,04 13,47 11,18 12,61 ab Rataan Eh 12,05 a 12,47 a 13,67 ab 15,46 b 13,44 a 11,79 a

pH Tanah (S1) 3,24 3,26 3,27 3,28 3,31 3,37 3,29 a (S2) 3,14 3,20 3,19 3,24 3,30 3,36 3,24 a (S3) 3,25 3,26 3,32 3,29 3,39 3,40 3,32 a Rataan Eh 3,21 a 3,24 a 3,26 ab 3,27 ab 3,33 bc 3,38 c


58

Konsentrasi Fe-total tanah pada kondisi Eh 400 mV (3.095,00 ppm) lebih

rendah dibandingkan dengan kondisi Eh -100 mV (3.283,89 ppm). Konsentrasi

Fe-total tanah yang dilindi dengan air gambut (3.099,67 ppm) lebih kecil

dibandingkan dengan yang dilindi menggunakan air payau (3.211,95 ppm) dan air

hujan (3.338,61 ppm). Sedangkan rata-rata konsentrasi Fe-total pada air hasil

lindian terbesar terjadi pada tanah yang dilindi menggunakan air payau (407,07

ppm). Terjadi ketidak selarasan antara total konsentrasi Fe-total pada air hasil

lindian dengan konsentrasinya pada tanah. Harusnya tanah yang dilindi dengan

air payau konsentrasi Fe-total lebih kecil, namun kenyataannya tanah yang dilindi

menggunakan air gambut konsentrasi Fe-total tanah lebih kecil.

Total konsentrasi SO42- pada air hasil lindian sesuai dengan konsentrasi ion

tersebut pada tanah yang dilindi. Pelindian tanah pada kondisi Eh 400 mV

menggunakan air gambut dapat menyebabkan rata-rata konsentrasi SO42- pada air

hasil lindian terbesar (791,81ppm). Akibatnya konsentrasi SO42- pada tanah

dengan kondisi Eh 400 mV dan dilindi menggunakan air gambut lebih kecil

(307,53 ppm).

Konsentrasi Al3+ pada tanah juga sesuai dengan rata-rata konsentrasi ion ini

pada air hasil lindian. Nilai rata-rata konsentrasi Al3+ pada air hasil lindian

terbesar (98,25 ppm) terjadi pada tanah dengan kondisi Eh 400 mV dan dilindi

menggunakan air payau. Dengan demikian, konsentrasi Al 3+ terkecil (11,18

me/100 g) terjadi pada tanah dengan kondisi Eh 400 mV dan dilindi menggunakan

air payau.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar nilai Eh tanah, maka

nilai pH tanah semakin meningkat. Keadaan ini disebabkan oleh waktu

pengukuran pH tanah setelah pelindian selesai, akibatnya kondisi awal Eh tanah

tidak berpengaruh lagi terhadap pH tanah. Pada penelitian ini perubahan pH tanah

lebih disebabkan oleh perubahan konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ tanah.

Pada kondisi Eh -100 mV, rata-rata nilai pH tanah 3,21 dan rata-rata konsentrasi

Fe2+, Fe-total, SO42-, dan Al3+ masing-masing (382,56 ppm Fe2+; 3.283,89 ppm

Fe-total; 578,07 ppm SO42-; dan 12,05 me/100 g Al). Kemudian pada kondisi Eh

400 mV, rata-rata nilai pH naik menjadi 3,38 dan rata-rata konsentrasi Fe2+, Fe-

59

total, SO42-, dan Al3+ turun menjadi masing-masing (350,11 ppm Fe2+; 3.095,00

ppm Fe-total; 345,25 ppm SO42-; dan 11,79 me/100 g Al).

Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Pelindian tanah menggunakan air payau dapat menyebabkan rata-rata

konsentrasi Fe2+, Fe-total, dan Al3+ pada air hasil lindian terbesar (348,86 ppm

Fe2+, 407,07 ppm Fe-total, dan 62,56 ppm Al3+), sedang air gambut

menyebabkan rata-rata konsentrasi SO42- terbesar (673,29 ppm SO4

2-).

2. Kondisi Eh 100 mV dapat menyebabkan rata-rata konsentrasi Fe2+ pada air

hasil lindian terbesar (362,48 ppm Fe2+), sedang kondisi Eh 400 mV

menyebabkan rata-rata konsentrasi Fe-total, SO42-, dan Al3+ pada air hasil

lindian terbesar (427,21ppm Fe-total, 741,95 ppm SO42-; dan 91,13 ppm Al3+).

3. Pelindian menggunakan air payau dapat menyebabkan konsentrasi Fe2+ dan

Al 3+ tanah terkecil (362,71 ppm Fe2+ dan 1.116,00 ppm Al3+), sedang konsen-

trasi Fe-total dan SO42- terkecil (3.099,60 ppm Fe-total dan 425,17 ppm SO4

2-)

terjadi pada tanah yang dilindi menggunakan air gambut.

4. Kondisi Eh 400 mV dapat menyebabkan konsentrasi Fe2+, Fe-total, SO42- dan

Al 3+ tanah terkecil (350,11 ppm Fe2+; 3.095,00 ppm Fe-total; 345,25 ppm

SO42-; dan 1.061,10 ppm Al3+).

Daftar Pustaka Alloway, B. J. and Ayres, D. C. 1997. Chemical Principles of Environmental

Pollution. Second Edition. London. Blackie Acad. & Professional. Berry, L. G. 1974. Selected Powder Diffraction Data for Minerals. Dept. of

Geological Sciences, Queen`s University, Kingston, Ontario, Canada. Bourbonniere, R. A. and I. F. Creed. 2006. Biodegradability of dissolved

organic matter extracted from a chronosequence of forest-floor materials. Journal of Plant Nutrition and Soil Sci. 169:101-107.

Dent, D. L. 1986. Acid sulphate soils: A baseline for research and development,

Pub. 39, Int. Inst. Land Reclamation and Improvement, Wageningen. ISBN 90 70260 980.

60

Gotoh. S. and W. H. Patrick. 1974. Transformation of iron in a water logged soil as affected by redox potential and pH. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 38:66-71.

Jaynes, D. B., A. S. Rogowski, and H. B. Pionke. 1984. Acid mine drainage from

reclaimed coal strip mines, I. Model description. Water Resources Research 20:233-242.

Moraghan, J. R. and W. H. Patrick. 1974. Selected metabolic processes in a

submerged soil at controlled pH values. Int. Congr. Soil Sci. 11:264-269. Moses, C. O. and J. S. Hermann. 1991. Pyrite oxidation at circumneutral pH.

Geochim. Cosmochim. Acta. 55: 471-482. Mulyanto, B., B. Sumawinata, Suwardi, dan G. Djajakirana. 1999. Sifat

mineralogi liat tanah berpotensi sulfat masam pada Sistem Pengelolaan Lahan Orang Banjar (SPLOB) di Kalimantan Selatan. Jurnal Ilmiah Pertanian. Gakuryoku 4:273-281.

Noor, M., A. Maas, dan T. Notohadikosomo. 2005. Pengaruh pelindian dan

ameliorasi terhadap pertumbuhan pada di tanah sulfat masam. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan 2:38-54.

Olomu, M. O., G. J. Racz, and C. M. Cho. 1973. Effect of flooding on the Eh,

pH, and concentration of Fe and Mn in several Manitoba soil. Soil Sci. Soc. Amer. J. 37:220-224.

Patrick, W. H. and C. N. Reddy. 1978. Chemical changes in rice soils. p. 362-

379. In. Soil and Rice. 1978. IRRI. Los Banos. Philippines. Prasetyo, B. H. and J. Jansen. 1990. Soil charakteristics and nutrient status in acid

sulphate soil in Pulau Petak, South Kalimantan. p. 109-135. In. AARD/LAWOO. Paper Workshop on Acid Sulphate Soils In The Humik Tropics. Bogor.

Ritsema, C. J., J. E. Groenenberg, and E. B. A. Bisdom. 1992. The

transformation of potential into actual acid sulphate soils studied in colomn experiments. Geoderma 55:259-271.

Subagyo, H. 2006. Lahan rawa pasang surut. p. 23-99. Dalam. Karakteristik

dan Pengelolaan Lahan Rawa. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor.

Suriadikarta, D. A. dan D. Setyorini. 2006. Teknologi pengelolaan lahan sulfat

masam. p. 117-151. Dalam. Karakteristik dan Pengelolaan Lahan Rawa. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor.

61

Van Breemen N. and Buurman P. 1998. Soil Formation. Kluwer Academic Pub. Dordrecht, The Netherlands.

Van Mensvoort, M. E. F. and D. L. Dent. 1998. Acid Sulphate Soil. p. 301-

330. In. Lal, R., W. H., Blum, C.Valentine, and B. A. Steward (ed.). Method for Assessment of Soil Degradation. Florida. CRC Prees LLC.

Van Ranst, E. 1995. Clay Mineralogy: Crystal structures, identivication analysis,

and chemestry of clay mineral and clay. ITC. Ghent. Belgium. Wakao, N., M. Mishina, Y. Sakurai, and H. Shiota. 1984. Bacterial pyrite

oxidation III. Adsorption of Thiobacillus ferrooxidans on solid surfaces and its effect on iron release from pyrite. J. Gen. Appl. Microbiol. 30: 63-77.

Yuliana, E. D. 1998. Pengaruh lama pengeringan dan kedalaman muka air tanah

terhadap sifat-sifat dan produktivitas tanah berpirit dari Karang Agung Ulu. Sumatera Selatan [tesis]. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

pelindian tanah sulfat masam pada beberapa … · air gambut mengandung senyawa organik yang...

Documents