(PENGETAHUAN LINGKUNGAN KIMIA)

PENCEMARAN TANAH

Chotnida Damayanti Hasibuan, S.Pd, M.Pd

AKADEMI TEKNIK INDONESIA (ATI)

CUT MEUTIA

MEDAN

PENGERTIAN TANAH

Tanah merupakan bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral

dan bahan organik

Menurut Sitanala Arsyad, Tanah adalah suatu benda alami

heterogen yang terdiri atas komponen-komponen padat, cair dan

gas yang mempunyai sifat serta perilaku yang dinamis

Perbedaan jenis tanah di Indonesia disebabkan oleh penyinaran

matahari, terdapatnya tumbuhan penutup tanah, relief serta

curah hujan yang berbeda-beda

Fungsi Tanah

Tempat tumbuh dan

berkembangnya perakaran

tanaman

Penyedia kebutuhan

primer tanaman, meliputi

air dan unsur-unsur hara

Penyedia kebutuhan

sekunder tanaman,

meliputi zat pengatur

tumbuh, antibiotik dan

toksin anti hama serta

enzim yang dapat

meningkatkan kesediaan

hara

Habitat organisme tanah

Komposisi Tanah

Mineral

Bahan Organik

air

Udara

Mineral 45%

Bahan Organik 5%

Air 20 – 30%

Udara 20 – 30%

Fungsi Tanah

Tempat tumbuh dan

berkembangnya perakaran

tanaman

Penyedia kebutuhan

primer tanaman, meliputi

air dan unsur-unsur hara

Penyedia kebutuhan

sekunder tanaman,

meliputi zat pengatur

tumbuh, antibiotik dan

toksin anti hama serta

enzim yang dapat

meningkatkan kesediaan

hara

Habitat organisme tanah

Profil Tanah

Horizon O, lapisan paling atas dan

disebut lapisan humus karena kaya

akan mineral organik yang berasal

dari pembusukan daun, tanaman dan

bahan lainnya oleh dekomposer.

Lapisan ini berwarna kehitaman dan

sangat tipis.

Horizon A, disebut juga topsoil.

Merupakan lapisan tanah bagian atas,

memiliki ketebalan rata-rata 20 – 35

cm. Lapisan ini masih relatif subur

dan berwarna kehitaman hingga

coklat tua.

Profil Tanah (lanjutan)

Horizon B, disebut juga subsoil.

Tingkat kesuburan lapisan ini mulai

berkurang, berwarna merah

kekuningan dan merupakan batas

akar tanaman terbawah.

Horizon C, lapisan sisa batuan

induk yang melapuk/regolith.

Horizon R, disebut juga Bedrock.

Lapisan bagian terbawah yang

berupa lapisan batuan induk

(regolith)

Proses Terbentuknya Tanah

proses pedogenesis

Proses Terbentuknya Tanah (lanjutan)

Batuan mengalami pelapukan menjadi butir-butir tanah disebabkan oleh :

a. Pemanasan matahari pada siang hari dan pendinginan pada malam

hari

b. Pemadatan dan tekanan pada sisa-sisa zat organik akan

mempercepat terbentuknya batuan

c. Batuan yang sudah retak dan proses pelapukan yang dipercepat oleh

air

d. Binatang-binatang kecil seperti cacing tanah, rayap membuat lubang

dan mengeluarkan zat-zat yang dapat menghancurkan batuan

e. Akar tumbuh-tumbuhan dapat menerebos dan memecahkan batu-

batuan menjadi butiran tanah

Proses Terbentuknya Tanah (lanjutan)

Pelapukan yang terjadi pada batuan untuk terbentuknya tanah dapat

berlangsung dengan :

Khemik atau kimiawi, pelapukan yang

disebabkan oleh bahan kimia yang larut

dalam air

Fisik atau mekanis, pelapukan yang

disebabkan oleh faktor perubahan cuaca

Proses Terbentuknya Tanah (lanjutan)

Pelapukan yang terjadi pada batuan untuk terbentuknya tanah dapat

berlangsung dengan :

Organik atau biologis, pelapukan yang

disebabkan oleh adanya tumbuhan yang

hidup di atas batuan

REAKSI DALAM TANAH

Reaksi tanah adalah suatu istilah untuk

menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah.

Proses reaksi tanah dapat berpengaruh terhadap

laju dekomposisi mineral tanah dan biokimia

tanah serta berpengaruh terhadap kelarutan dan

ketersediaan hara tanaman.

A. Sifat Kemasaman Tanah

Sifat kemasaman tanah dapat dibagi menjadi :

a. Reaksi tanah aktif : mengukur konsentrasi hidrogen yang

terdapat bebas dalam larutan tanah

b. Reaksi tanah potensial : banyaknya kadar hidrogen yang

terjerap oleh kompleks koloid tanah maupun yang terdapat

dalam larutan

Adapun reaksi kemasaman yang terjadi pada tanah adalah

a. Pada respirasi akar CO2 → H2CO3 dalam air

b. H – lempung → H+ + H+

Mengalami disosiasi

menjadi ion-ion H+

bebas

A. Sifat Kemasaman Tanah (lanjutan)

Ion-ion H+ akan menyebabkan terbentuknya kemasaman tanah

potensial

Kemasaman tanah potensial dapat ditentukan dengan titrasi tanah

Ion-ion H+ yang bebas dapat menciptakan kemasaman aktif yang

dinyatakan sebagai pH tanah

B. Koloid Tanah

Bahan organik dalam bahan mineral tanah yang sangat luas

sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan

berat

Koloid tanah terdiri dari : Koloid Anorganik (liat) terdiri dari Si-Al

serta oksida Al dan Fe dan Koloid Organik (humus)

Mineral Al-Silikat mempunyai bentuk kristal seperti kaolinit, haolisit,

montmorilonit, dan ilit

Pada mineral liat kaolinit mempunyai substitusi isomorfik sehingga

kadungan muatannya negatif (KTK rendah)

Montmorilonit mempunyai ikatan lemah serta pada proses

pembentukannya banyak ion Al3+ disubstitusi Mg2+ sehingga

menghasilkan kelebihan muatan negatif

B. Koloid Tanah (lanjutan)

Mineral ilit, ion Al3+ tersubstitusi

oleh ion Si4+ yang menyebabkan

mineral ini bermuatan negatif

Sedangkan pada koloid organik,

mempunyai KTK lebih besar

dibandingkan mineral liat yang

terdapat pada gugus karboksil

atau phenol

Kaolinit

Montmorilonit

C. Reaksi Pertukaran Kation dan Anion dalam Tanah

Kapasitas Pertukaran Kation (KPK)

o KPK merupakan kapasitas tanah untuk menjerap atau menukar

ionnya, dinyatakan dalam milliekuivalen/100g tanah atau me%

o KPK tanah bergantung pada tipe dan jumlah koloid didalam tanah

Tabel Harga KPK Beberapa Koloid Tanah

C. Reaksi Pertukaran Kation dan Anion dalam Tanah (lanjutan)

Kapasitas Pertukaran Kation (KPK) (lanjutan)

o Ada kalanya kation terikat kuat oleh lempung sehingga harus

mengalami fiksasi, misalnya kation K+ dan NH4+

o Kation K+ da[at terfiksasi oleh asam humat dan asam fulvat yang

memiliki selektifitas tinggi

Kapasitas Tukar Anion (KTA)

o KTA merupakan kapasitas lempung untuk menyerap dan menukar

anion

o KTA akan meningkat apabila berkurangnya pH tanah

Reaksi pertukaran ion melibatkan ion H+ sehingga disebut “Pertukaan

Kation”

Ca – Tanah + 2NH4+ (NH4)2 - Tanah + Ca2+

C. Reaksi Pertukaran Kation dan Anion dalam Tanah

(lanjutan)

Reaksi ini terjadi karena adanya kation

tertarik oleh partikel lempung yang terikat

secara elektrostatik

Urutan jerapan kationmonovalen oleh

lempung

Cs > Rb > K > Na > Li

d. Hubungan antara pH Tanah dan Persen

Kejenuhan Basa Hidrogen

Kejenuhan basa adalah perbandingan antara kation basa dengan

jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada koloid tanah

Kejenuhan basa dapat digunakan sebagai indikasi kesuburan tanah

% 𝐊𝐞𝐣𝐞𝐧𝐮𝐡𝐚𝐧 𝐁𝐚𝐬𝐚 = 𝐉𝐮𝐦𝐥𝐚𝐡 𝐊𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐓𝐞𝐫𝐭𝐮𝐤𝐚𝐫 (𝐦𝐞%)

𝐊𝐏𝐊 𝐱 𝟏𝟎𝟎

Dimana :

o Derajat kejenuhan basa > 80% dikategorikan tanah sangat subur

o Derajat kejenuhan basa 50% - 80% dikategorikan tanah dengan kesuburan

sedang

o Derajat kejenuhan basa < 50% dikategorikan tanah tidak subur

Semakin kecil kejenuhan basa semakin masam reaksi tanah atau pH

makin rendah

Pengaruh kemasaman terhadap beberapa reaksi yang berlangsung dalam tanah

MIKRONUTRIEN

DALAM TANAH

Mikronutrien (unsur Hara)

Makro

N, P, Ca, K, S dan Mg

Mikro

Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B,

Na, Cl

Nitrogen (N)

Meningkatkan pertumbuhan

tanaman

Meningkatkan kadar asam

amino dan protein pada tanah

Meningkatkan produksi

dedaunan pada sayur mayur

Meningkatkan aktifitas

organisme dalam tanah

penyebab kesuburan

Membantu proses sintesa

asam amino dan protein pada

tanaman

Membentu pertumbuhan

vegetatif tanaman

Memberi warna pada tanaman

Memberikan umur panjang

pada tanaman

Membantu mengolah

karbohidrat pada tanaman

Meningkatkan pH tanah yang

dibutuhkan tanaman

MAKRO

NUTRIEN

Posfor (P)

Untuk pembentukan bunga

dan buah

Untuk pembentukan inti sel

dan dinding sel

Mendorong pertumbuhan akar

muda dan pemasakan biji

pembentukan klorofil

Sebagai cadangan dan

transfer energi (ADP + ATP)

Sebagai komponen asam

nukleat

Pengangkutan energi hasil

metabolisme tanaman

Kalsium (Ca)

Sebagai pengatur osmosis

pada bagian dinding sel

Memperkuat dinding sek untuk

memperkuat penetrasi

penyakit

Kalium (K)

Membentuk dan mengangkut karbohidrat,

Sebagai katalisator dalam pembentukan

protein

Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral

Menetralkan reaksi dalam sel terutama

dari asam organik

Menaikan pertumbuhan jaringan meristem

Mengatur pergerakan stomataMemperkuat

tegaknya batang sehingga tanaman tidak

mudah roboh

Mengaktifkan enzim baik langsung

maupun tidak langsung

Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula

dalam buah

Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi

dan padat

Meningkatkan kualitas buah karena

bentuk, kadar, dan warna yang lebih baik

Membuat tanaman menjadi lebih tahan

terhadap hama dan penyakit

Membantu perkembangan akar tanaman.

Sulfur (S)

Sebagai bahan makan utama

untuk memproduksi protein

Membentuk enzim dan vitamin

Membantu pembentukan

klorofil

Memperbaiki pertumbuhan

akar dan produksi bibit

Mempercepat pertumbuhan

tanaman serta melindungi dari

cuaca dingin

Magnesium (Mg)

Menghasilkan klorofil dengan

sempurna

Meningkatkan kualitas dan

kuantitas produksi

Meningkatkan pH tanah dan

memperbaiki struktur tanah

Dapat mengurangi racun

akibat kandungan Al dan Fe

yang tinggi dalam tanah

MAKRO

NUTRIEN

MIKRO

NUTRIEN

Besi (Fe)

Berperan sebagai

pembentukan klorofil

Sebagai penyusun protein dan

penyusun enzim

Tembaga (Cu)

Elemen dalam penbentukan vitamin

A

Berperan penting dalam

pembentukan klorofil daun

Berperan dalam pembentukan

enzim Ascorbic acid oxydase dan

Butirid Coenzim A dehidrosenam

Zink (Zn)

Sebagai katalisator dalam

pembentukan protein

Mendorong laju pertumbuhan

tanaman

Pembentukan hormon auksin

Pertumbuhan vegetatif dan

pertumbuhan biji

Berperan aktif dalam transformasi

karboidrat

Mangan (Mn)

Berperan dalam pembentukan

protein dan vitamin, terutama

vitamin C

Sebagai katalisator enzim untuk

proses perombakan karbohidrat

dan metabolisme nitrogen

Sebaga enzim feroksidase

Berperan penting dalam asimilasi

Molibdenum (Mo)

Berperan dalam fiksasi N pada

mikroba

Katalisator dalam mereduksi

Nitrogen

Berperan dalam pembentukan

asam amino dan protein

Boron (B)

Membantu transfortasi

karbohidrat

Pembentukan sel pada titik

tumbuh tanaman,

pembentukan serbuk sari,

bunga dan akar

Berperan dalam

metabolisme kalium dan

kalsium

Berperan dalam

pembentukan protein

Khlor (Cl)

Berperan dalam

fotosintesis terutama pada

proses osmosis di dalam

sel tanaman

Memperbaiki hasil kualitas

kering pada tanaman

PENCEMARAN TANAH

Tanah/daratan dapat

mengalami pencemaran jika ada

bahan asing baik bersifat organik

maupun anorganik yang berada di

permukaan tanah yang

menyebabkan tanah menjadi rusak

dan

tidak dapat memberikan daya

dukung bagi kehidupan manusia,

baik untuk pertanian, peternakan,

kehutanan, maupun untuk

pemukiman

Faktor Pencemaran Tanah Internal

Pencemaran yang disebabkan oleh peristiwa alam

Contoh : Letusan gunung berapi yang memuntahkan abu vulkanik

Eksternal Pencemaran daratan karena ulah dan aktivitas manusia

Contoh : Limbah hasil aktivitas manusia

KOMPONEN PENCEMARAN TANAH

organik 30%

anorganik 70%

Perbandingan Komposisi Bahan Buangan Organik dan Anorganik

41%

21%

12% 10%

5% 5% 3%

2% 1%

Komponen Percemaran Tanah

Dam

pak

Pen

cem

aran

Tan

ah

Mengurangi kesuburan tanah

Membuat tumbuh- tumbuhan dan makhluk hidup lainnya mati

Menyebabkan pencemaran pada udara

Menimbulkan wabah penyakit

Merusak ekosistem

Merusak keindahan atau estetika

DEGRADASI TANAH

Degradasi tanah adalah suatu proses yang menjelaskan

fenomena penurunan kapasitas tanah pada saat sekarang atau

saat yang akan datang, dalam mendukung kehidupan manusia

yang dipengaruhi aktifitas manusia

Menurut Firmansyah (2003), faktor penyebab terjadinya

degradasi tanah ada 2, yaitu : faktor alami dan faktor campur

tangan manusia

Faktor alami penyebab degradasi tanah antara lain : areal

berlereng curam, tanah yang mudah rusak, curah hujan yang

intensif

DEGRADASI TANAH

Sedangkan faktor campur tangan manusia penyebab

degradasi tanah adalah deforestasi, overgrazing, aktivitas

pertanian, eksploitasi berlebihan serta aktivitas industri dan

bioindustri

Tanah dikategorikan sudah terdegradasi apabila terdapat

perbedaan karakteristik tanah degradasi dengan karakteristik

tanah non degradasi yaitu tanah hutan

Proses yang menyebabkan terjadinya degradasi tanah yaitu

menurunnya kandungan bahan organik tanah, perpindahan

liat, memburuknya struktur dan pemadatan tanah, erosi tanah,

deplasi dan pencucian unsur hara

USAHA DAMPAK PENANGGULANGAN

PENCEMARAN TANAH

Remediasi adalah kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah

yang tercemar. Ada dua jenis remediasi tanah, yaitu in-situ (atau on-

site) dan ex-situ (atau off-site)

Bioremediasi dalah proses pembersihan pencemaran tanah dengan

menggunakan mikroorganisme (jamur, bakteri). Bioremediasi bertujuan

untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang

kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air)