49

KONTAMINASI/PENCEMARAN KADMIUM DAN PLUMBUM PADA TANAH PERTANIAN DI KAWASAN PERKOTAAN

DAN INDUSTRI: STUDI KASUS DI SUB-SUB-DAS CILEUNGSI TENGAH, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT

Abstrak

Pencemaran logam berat pada sistem tanah merupakan salah satu masalah lingkungan serius, namun kepedulian terhadap hal ini di Indonesia masih belum memadai. Penelitian ini bertujuan mengeksplorasi status kontaminasi/pencemaran Cd dan Pb pada tanah pertanian di kawasan perkotaan dan industri di wilayah sub-sub-DAS Cileungsi Tengah, Kabupaten Bogor, Jawa Barat sebagai lokasi studi kasus serta mengevaluasi pengaruh faktor pedogenik [pH H2O (pH), kadar liat (KL) dan bahan organik (BO)] serta faktor antropogenik [jarak lurus terdekat dari titik contoh ke alur sungai (JS), jalan raya (JR), jalan tol (JT) dan sentra industri (JSI)], termasuk faktor musim, kedalaman lapisan tanah, posisi transek dan tipe penggunaan lahan, terhadap kadar pseudo-total Cd (CdAR) dan Pb (PbAR). Faktor JS merepresentasikan ketinggian tapak atau elevasi titik contoh. Semakin rendah nilai JS, semakin rendah elevasi titik contoh.

Lokasi penelitian merupakan lahan pertanian di kawasan perkotaan dan industri yang meliputi kecamatan Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal dan Cileungsi, kabupaten Bogor, Jawa Barat. Pengamatan lapang dilakukan di 30 titik, namun contoh tanah hanya diambil di 15 titik yang mewakili 4 tipe penggunaan lahan (lahan kering, sawah tadah hujan, kebun campuran dan pekarangan). Con-toh tanah diambil secara komposit pada kedalaman 0-10 cm pada musim kemarau September 2005 dan pada kedalaman 0-10, 10-20 dan 20-30 cm pada musim hu-jan Februasi 2006. Analisis tanah dilakukan terhadap kadar pseudo-total Cd dan Pb (Aqua Regia, HCl:HNO3=1:3), pH H2O, C-organik dan tekstur. Status konta-minasi/pencemaran Cd dan Pb dalam tanah dievaluasi berdasarkan nilai indeks c/p menurut prosedur Lacatusu (2000). Kadar maksimum CdAR pada lapisan 0-10 cm pada musim hujan 2006 > musim kemarau 2005, namun kadar maksimum PbAR relatif sama di kedua musim. Pada lapisan 0-30 cm di musim hujan 2006: (i) Kadar CdAR (1.71; <1.00-9.11 mg.kg-1) < PbAR (54.96; 20.04-129.03 mg.kg-1), namun nilai indeks c/p Cd (2.31; 0.00-11.65) > c/p Pb (0.55; 0.22-1.14) yang menunjukkan bahwa tanah di lokasi penelitian telah terkontaminasi sangat rendah hingga tercemar berat oleh Cd dan terkontaminasi ringan hingga tercemar sangat ringan oleh Pb; (ii) Kadar CdAR menurun dan PbAR meningkat dengan kedalaman dari 0-30 cm; (iii) Kadar CdAR pada bagian tengah > hulu > hilir, sedangkan kadar PbAR di ketiga transek relatif sama; (iv) Kadar CdAR tertinggi terukur pada sawah tadah hujan dan terendah pada kebun campuran, sebaliknya kadar PbAR terendah terukur pada sawah tadah hujan dan relatif sama di ketiga penggunaan lahan lainnya. Dari analisis regresi linier berganda diperoleh persamaan: CdAR = – 0.002 pH + 0.108 KL – 0.085 BO – 0.431 JS – 0.352 JR + 0.058 JT + 0.645 JSI (R2=0.596, p<0.01, n=45) dan PbAR = – 0.535 pH + 0.132 KL – 0.197 BO + 0.369 JS – 0.252 JR – 0.170 JT + 0.093 JSI (R2=0.363, p<0.01, n=45). Kadar CdAR pada musim hujan 2006 lebih ditentukan oleh faktor antropo-genik daripada faktor pedogenik, sedangkan PbAR dipengaruhi oleh keduanya.

Kata kunci: Cd, indeks c/p, kontaminasi, pencemaran, Pb, tanah pertanian.

50

Contamination/Pollution of Cadmium and Plumbum in Agricultural Soils in the Vicinity of Urban and Industrial Areas: Case Study in

the Middle Cileungsi Sub-Sub-Watershed, Bogor District, West Java

Abstract

Heavy metals pollution in soil system has been considerd as a serious en-vironmental problem; however less awareness has been given on this problem in Indonesia. This study was aimed at to explore the Cd and Pb contamination/pol-lution status in arable soils of the urban and industrial areas of the middle stream Cileungsi sub-sub-watershed, Bogor district, West Java as the case study location and to evaluate the effects of the pedogenic [pH H2O (pH), clay (CL), and organic matter (OM) content] and anthropogenic factors [straight nearest-distance from sampling points to the river channel (RC), main road (MR), toll road (TR) and to the industrial centre (IC)], including seasonal, soil depth, transect position, and land-use type factors, on the pseudo-total soil Cd (CdAR) and Pb (PbAR) content. The RC factor represents the sampling point elevation. The smaller the RC value, the lower the sampling point elevation. The study area was an arable soils covering Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal, and Cileungsi sub-districts, Bogor district, West Java. The field observations were conducted at 30 points; however soil sampling were conducted only on 15 points representing four land-use types (dryland, rainfed ricefields, mixed farmland, and settlement garden). Soil samples were taken compositely at 0-10 cm depth for dry season September 2005 and at 0-10, 10-20, and 20-30 cm depths for rainy season February 2006. Soil analyses were carried out on pseudo-total Cd and Pb content (Aqua Regia, HCl:HNO3=1:3), pH H2O, organic-C and texture. The soil Cd and Pb contamination/pollution status was evaluated based on the c/p index value calculated according to the Lacatusu (2000) procedure. The maximum CdAR at 0-10 cm depth in rainy season 2006 > dry season 2005, but almost the same for maximum PbAR at both seasons. At 0-30 cm depth in the rainy season 2006: (i) CdAR (1.71; <1.00-9.11 mg.kg-1) < PbAR (54.96; 20.04-129.03 mg. kg-1), but the value of c/p index of Cd (2.31; 0.00-11.65) > c/p of Pb (0.55; 0.22 – 1.14) which indicated that soils in the study area have been very-slightly contaminated up to heavily polluted with Cd and slightly contaminated up to very-slightly polluted with Pb; (ii) CdAR was decreasing while PbAR was increasing with the soil depths of 0-30 cm; (iii) CdAR at the middlestream > upstream > downstream parts, while PbAR was relatively comparable at the three transects; (iv) The highest and the lowest CdAR were measured at the rainfed ricefields and mixed farmlands, respectively. The lowest PbAR, on the contrary, was measured at the rainfed ricefields, while those at the other three land-uses were relatively not different. Based on the results of multiple linear regression analyses, it was derived the following equations: CdAR = – 0.002 pH + 0.108 CL – 0.085 OM – 0.431 RC – 0.352 MR + 0.058 TR + 0.645 IC (R2=0.596, p<0.01, n=45) and PbAR = – 0.535 pH + 0.132 CL – 0.197 OM + 0.369 RC – 0.252 MR – 0.170 TR + 0.093 IC (R2=0.363, p<0.01, n=45). The CdAR at the rainy season 2006 was affected more by the anthropogenic than those of the pedogenic ones, but by both factors for PbAR.

Keywords: Cd, contamination, c/p index, Pb, pollution, arable soils.

51

Pendahuluan

Kontaminasi/pencemaran tanah, sedimen, air dan udara oleh logam berat

merupakan salah satu permasalahan lingkungan serius kehidupan moderen. Fito-

toksisitas akibat pencemaran logam berat dan akumulasinya dalam rantai makanan

dapat mengganggu kesehatan manusia dan pada kasus ekstrim dapat mengganggu

kehidupan dan keanekaragaman hayati flora-fauna di ekosistem daratan maupun

perairan (Beyer 2000). Pada kondisi normal sekalipun, logam berat dapat dijum-

pai di seluruh jenis tanah dengan kisaran kadar dalam satuan sepersejuta (mg.kg-1)

hingga persen (%). Kontaminasi merujuk pada kisaran kadar logam berat dalam

tanah yang belum atau tidak akan segera mengakibatkan dampak negatif terhadap

komponen lingkungan, sedangkan pencemaran merujuk pada kisaran kadar logam

berat dalam tanah yang telah mengakibatkan dampak negatif terhadap sebagian

atau seluruh komponen lingkungan (Lacatusu 2000).

Mobilisasi ke biosfer akibat pelepasan ke atmosfer, pedosfer dan hidrosfer

dari berbagai aktivitas yang tidak dapat diidentifikasi sumbernya (non-point sour-

ce) maupun dari aktivitas spesifik yang dapat diidentifikasi dan dilacak sumber-

nya (point source) merupakan salah satu proses penting dari siklus geokimia lo-

gam berat (Bilos et al. 2001). Sistem tanah-tanaman merupakan sistem yang ter-

buka. Berkenaan dengan logam berat, asupannya antara lain bersumber dari depo-

sisi atmosferik dan kontaminasi/pencemaran in situ dari bahan yang mengandung

logam berat, sedangkan keluarannya misalnya melalui pemanenan biomassa ta-

naman, pencucian, erosi dan volatilisasi (Alloway 1995a).

Kadmium (Cd) dan plumbum (Pb) merupakan logam berat utama pence-

mar lingkungan. Keduanya tidak memiliki fungsi hayati bahkan merupakan tok-

sikan bagi tumbuhan, hewan dan manusia (Kabata-Pendias & Pendias 2001).

Kontaminasi/pencemaran Cd dan Pb dalam tanah dapat berasal dari proses pedo-

genik (hasil pelapukan batuan induk) maupun proses antropogenik (akibat aktivi-

tas manusia). Kadar Cd (mg.kg-1) pada batuan serpih/liat (0.22-<240) > beku basa

(0.13) > beku ultrabasa (0.12) > granit (0.09) > batupasir (0.05) > batukapur

(0.028), sedangkan kadar Pb pada batuan serpih/liat (0.23-<400) > granit (24) >

beku ultrabasa (14) > batupasir (10) > batukapur (5.7) > beku basa (3) (Alloway

1995b).

52

Sumber antropogenik Cd antara lain: (i) deposisi atmosferik basah dan ke-

ring dari sisa oksidasi bahan bakar minyak (BBM), (ii) emisi insinerasi plastik dan

aki bekas, serta (iii) pemanfaatan biosolid (padatan hasil-samping pengolahan lim-

bah cair), pupuk dan pestisida yang mengandung Cd (Alloway 1995c; Bilos et al.

2001). Sumber antropogenik Pb antara lain: (i) emisi industri metalurgi, batubara,

karet sintetis dan plastik, (ii) emisi sisa oksidasi BBM yang mengandung aditif

anti letupan tetraethyl- dan tetramethyl-Pb, (iii) abrasi ban kendaraan, (iv) pembu-

angan limbah seperti aki dan cat, serta (v) aplikasi pupuk, insektisida inorganik

dan biosolid yang mengandung Pb (Bilos et al. 2001; Davies 1995).

Proses kimia utama yang mengatur perilaku Cd dan Pb dalam tanah meli-

batkan dua mekanisme molekuler (Gomes et al. 2001), yaitu: (1) adsorpsi non-

spesifik atau pertukaran kation dapat-balik, dan (2) adsorpsi spesifik atau chemi-

sorption akibat reaksi pengompleksan permukaan yang hampir bersifat tak dapat-

balik (pembentukan ikatan kovalen, presipitasi, kopresipitasi dan pengompleksan

organik). Berdasarkan kecenderungan membentuk ikatan kovalen, elektronegati-

vitas, dan konstanta keseimbangan pK reaksi L2+ + H2O LOH+ + H+, adsorpsi

Pb > Cd (Alloway 1995a; McBride 1994; Sposito 1989). Jika kadarnya cukup

tinggi, Cd dan Pb masing-masing dapat membentuk presipitat octavite (CdCO3)

pada tanah dengan pH tinggi dan pyromorphite dengan derajat kelarutan

Pb5(PO4)3OH > Pb3(PO4)2 > Pb5(PO4)3Cl pada tanah dengan kadar P sangat tinggi

(Lindsay 2001). Kopresipitasi atau presipitasi simultan dapat terjadi antara Cd dan

Pb dengan mineral liat dan hidroksida (Alloway 1995a). Senyawa humik juga

dapat membentuk kompleks koordinasi khelat dengan Cd dan Pb, namun ligan

organik dengan bobot molekul rendah membentuk kompleks yang bersifat larut

se-hingga mencegah terjadinya adsorpsi dan presipitasi (Stevenson 1980).

Kapasitas adsorpsi terhadap Pb > Cd dan pada Alfisol > Ultisol/Oxisol.

Selektivitas adsorpsi tanah-tanah tropis terhadap Cd dan Pb terutama dipengaruhi

oleh pH, KTK, kadar bahan organik, liat, gibsit dan Fe/Al hidroksida (Appel et al.

2003; Gomes et al. 2001; Holm et al. 2003; Jin et al. 2005; Sauvé et al. 2000).

Selain kawasan penambangan dan peleburan bijih logam, lahan pertanian

di kawasan perkotaan dan industri juga rentan terhadap kontaminasi logam berat

(Komarnicki 2005). Akumulasi logam berat dalam tanah pertanian dapat menye-

53

babkan fitotoksisitas, menurunkan mutu dan pemasaran produk, serta mencemari

rantai makanan berikutnya (Islam et al. 2007). Beberapa peraturan-perundangan

yang mengatur baku mutu udara dan air berkenaan dengan kadar bahan pencemar

logam berat telah diterbitkan oleh Kantor Menteri Lingkungan Hidup RI, namun

belum ada satupun produk hukum sejenis untuk media tanah.

Berdasarkan latar belakang di atas, telah dilakukan penelitian lapang untuk

mengeksplorasi kadar dan pengaruh faktor-faktor antropogenik dan pedogenik,

termasuk musim, kedalaman tanah, posisi transek dan tipe penggunaan lahan,

terhadap status kontaminasi/pencemaran Cd dan Pb pada tanah pertanian di ka-

wasan perkotaan dan industri di wilayah Sub-sub-DAS Cileungsi Tengah, Kabu-

paten Bogor, Jawa Barat yang dipilih sebagai lokasi studi kasus.

Bahan dan Metode

Deskripsi Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian merupakan kawasan industri dan permukiman yang me-

liputi wilayah kecamatan Citeureup, Gunung Putri, Kelapa Nunggal, dan Cileung-

si, kabupaten Bogor, Jawa Barat. Jenis industri yang beroperasi meliputi industri

makanan-minuman; pakaian jadi dan kulit, perkayuan; kertas, percetakan dan pe-

nerbitan; semen; kimia, petroleum, karet dan plastik; bahan galian bukan logam;

logam dasar; mesin dan peralatan; serta industri pengolahan lainnya.

Berada di sebelah Timur jalan tol Jakarta-Bogor, lokasi penelitian terma-

suk ke dalam wilayah sub-sub-DAS Cileungsi Tengah dan dilalui jalan raya Ci-

teureup-Gunung Putri-Narogong-Cileungsi dengan arus lalulintas yang padat.

Fisiografi utamanya dataran rendah dengan ketinggian tapak <200 m dpl, topogra-

fi dominan datar dengan kelerengan 0-8%, dan jenis tanah utama dari ordo Incep-

tisol yang berkembang dari bahan induk aluvium dari napal, batukapur dan batu-

liat (Lembaga Penelitian Tanah 1979). Penggunaan lahan dominan meliputi per-

mukiman, sawah irigasi dan tadah hujan, kebun campuran, lahan kering dan zona

industri. Menurut klasifikasi Schmidt & Ferguson, lokasi penelitian bertipe iklim

A dengan ≥8 bulan basah (curah hujan >100 mm) dan 0-1 bulan kering (curah

hujan <60 mm). Curah hujan bulanan tertinggi dan terendah terjadi sekitar Januari

54

dan Agustus. Suhu udara 22.2-31.06 oC, kelembaban udara 74.8-87.9%, dan arah

angin dominan dari Timur ke Barat (DTRLH Kabupaten Bogor 2004).

Pelaksanaan Penelitian

Pengamatan lapang dilakukan pada musim kemarau September 2005 dan

musim hujan Februari 2006 di 30 titik, namun pengambilan contoh tanah dilaku-

kan di 15 titik yang berada di 3 transek (A, bagian hulu; B, bagian tengah; dan C,

bagian hilir) yang mewakili 4 tipe penggunaan lahan (pekarangan, lahan kering,

sawah tadah hujan, kebun campuran dan pekarangan) (Gambar 5). Contoh tanah

diambil secara komposit pada kedalaman 0-10 cm pada musim kemarau dan pada

kedalaman 0-10, 10-20 dan 20-30 cm pada musim hujan.

Gambar 5 Peta lokasi titik contoh tanah di tiga transek (Transek A Hulu, B

Tengah, C Hilir) dan posisinya terhadap alur sungai, jalan tol, jalan raya, dan sentra industri. Tipe penggunaan lahan pada titik 1, 3, 9 dan 12: pekarangan; 2, 5, 7, 13 dan 15: lahan kering; 4, 8, dan 10: sawah tadah hujan; 6, 11, dan 14: kebun campuran.

55

Penentuan Tingkat Kontaminasi/Pencemaran Logam Berat dalam Tanah

Tingkat kontaminasi/pencemaran Cd dan Pb tanah dievaluasi berdasarkan

nilai indeks c/p menurut Lacatusu (2000). Prosedur dimulai dengan perhitungan

nilai rujukan (Nilai A) berdasarkan rumus (Tabel 7) sebagai dasar evaluasi terjadi-

tidaknya kontaminasi/pencemaran. Pada Tabel 7 juga disajikan nilai yang menun-

jukkan kadar Cd dan Pb tanah pada kisaran batas maksimum yang diperbolehkan

(Maximum Allowable Limit, MAL) (Nilai B) dan kadar Cd dan Pb tanah yang

menunjukkan telah perlunya dilakukan tindakan remediasi (Nilai C). Selanjutnya

dihitung nilai indeks kontaminasi/pencemaran (c/p) yang merupakan nisbah

antara kadar CdAR atau PbAR untuk setiap contoh tanah dengan nilai A dari seri

ABC pada Tabel 7. Nilai indeks c/p >1 menunjukkan terjadinya pencemaran dan

nilai indeks c/p <1 menunjukkan terjadinya kontaminasi (Tabel 8).

Tabel 7 Nilai interpretasi kadar CdAR dan PbAR tanah menurut Lacatusu (2000)

Logam Berat Nilai A Nilai B Nilai C mg.kg-1

Cd 0.4 + 0.007 (L* + 3BO**) 5 20 Pb 50 + L + BO 150 600

* L = kadar liat <0.002 mm (%); ** BO = kadar bahan organik (%)

Tabel 8 Kriteria status kontaminasi/pencemaran logam berat dalam tanah berdasarkan nilai indeks c/p menurut Lacatusu (2000)

Analisis Tanah

Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan

Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB terhadap kadar pseudo-total Cd dan

Pb (Aqua Regia, HCl:HNO3=1:3) (Ure 1995), pH H2O 1:1, C-organik (Walkley &

Nilai c/p Makna Nilai c/p Makna

< 0.1 Kontaminasi sangat ringan 1.1 – 2.0 Pencemaran sangat ringan 0.10 – 0.25 Kontaminasi ringan 2.1 – 4.0 Pencemaran ringan 0.26 – 0.50 Kontaminasi sedang 4.1 – 8.0 Pencemaran sedang 0.51 – 0.75 Kontaminasi berat 8.1 – 16.0 Pencemaran berat 0.76 – 1.00 Kontaminasi sangat berat > 16.0 Pencemaran sangat berat

56

Black) dan tekstur (Pipet). Contoh tanah dikering-udarakan, disaring lolos saring-

an 2 mm (untuk analisis tekstur) dan 0.5 mm (untuk analisis lainnya).

Analisis Data

Nilai indeks c/p diinterpretasikan secara deskriptif masing-masing untuk

Cd dan Pb berdasarkan kedalaman lapisan tanah, posisi transek, tipe penggunaan

lahan dan musim. Pengaruh faktor pedogenik (pH H2O [X1, pH], kadar liat [X2,

KL] dan kadar bahan organik [X3, BO]) serta faktor antropogenik (jarak lurus

terdekat dari titik contoh tanah ke alur sungai [X4, JS], jalan raya [X5, JR], jalan tol

[X6, JT] dan sentra industri [X7, JSI]) terhadap kadar CdAR dan PbAR [Y] dievaluasi

berdasarkan hasil analisis regresi linier berganda. Analisis dilakukan

menggunakan perangkat lunak SPSS versi 13.5 yang melibatkan parameter faktor

antropogenik dan pedogenik secara simultan sebagai peubah bebas (sumbu X) dan

kadar CdAR dan PbAR sebagai peubah tak-bebas (sumbu Y) menurut persamaan

umum: Y = a.X1 + b.X2 + c.X3 + d.X4 + e.X5 + f.X6 + g.X7. Faktor jarak lurus terdekat

dari titik contoh tanah ke alur sungai [JS] merepresentasikan ketinggian tapak atau

elevasi titik contoh. Semakin rendah nilai JS, semakin rendah elevasi titik contoh.

Hasil dan Pembahasan

Kadar CdAR dan PbAR serta Nilai Indeks c/p Cd dan Pb

Data jarak lurus terdekat dari titik contoh tanah ke alur sungai, jalan tol,

jalan raya dan sentra industri, nilai pH H2O (1:1), kadar liat dan bahan organik,

serta kadar CdAR dan PbAR serta indeks c/p Cd dan Pb pada musim hujan Februari

2006 di bagian hulu, tengah dan hilir selengkapnya disajikan pada Lampiran 2-4.

Berdasarkan Lampiran 2-4, pada Tabel 9-11 berturut-turut disajikan data

rataan, minimum dan maksimum kadar CdAR dan PbAR serta rataan, minimum dan

maksimum indeks c/p dan status kontaminasi/pencemaran Cd dan Pb di lokasi

penelitian yang dikelompokkan berdasarkan kedalaman (0-10, 10-20, 20-30, dan

0-30 cm), posisi transek (hulu, tengah, dan hilir), serta penggunaan lahan (lahan

kering, sawah tadah hujan, kebun campuran dan pekarangan).

57

Pada tanah lapisan 0-30 cm di musim hujan 2006, nilai rataan dan kisaran

kadar CdAR (1.71; <1.00 – 9.11 mg.kg-1) < PbAR (54.96; 20.04 – 129.03 mg. kg-1).

Namun, nilai rataan dan kisaran indeks c/p Cd (2.31; 0.00 – 11.65) > c/p Pb (0.55;

0.22 – 1.14) (Tabel 9-11). Nilai indeks c/p tersebut menunjukkan bahwa tingkat

kecemaran tanah oleh Cd adalah dari terkontaminasi sangat rendah hingga

tercemar berat, sedangkan untuk Pb dari terkontaminasi ringan hingga tercemar

sangat ringan. Secara agregat, hasil eksplorasi pada musim hujan Februari 2006

menunjukkan telah terjadinya pencemaran Cd dan Pb pada tanah-tanah pertanian

di lokasi penelitian.

Pengaruh Kedalaman, Posisi Transek, dan Penggunaan Lahan terhadap Kadar CdAR dan PbAR

Pada lapisan 0-30 cm, rataan kadar CdAR menurun sedangkan untuk PbAR

meningkat dengan kedalaman (Tabel 9). Rataan kadar CdAR (mg.kg-1) pada

lapisan 0-10 cm (2.18) > lapisan 10-20 cm (1.51) > lapisan 20-30 cm (1.44) dan

sebaliknya rataan kadar PbAR (mg.kg-1) pada lapisan 0-10 cm (45.00) < lapisan 10-

20 cm (57.95) < lapisan 20-30 cm (61.92). Hal ini mengindikasikan bahwa

pencemaran Cd di lokasi penelitian terutama berasal dari sumber antropogenik,

sedangkan sumber pencemar Pb lebih bersifat pedogenik. Sumber antropogenik

Cd dan Pb di lokasi penelitian antara lain berasal dari deposisi atmosferik basah

dan kering dari emisi industri dan kendaraan bermotor, sedangkan sumber pedo-

geniknya adalah hasil pelapukan bahan induk tanah yang banyak mengandung Cd

dan Pb yaitu bahan aluvium dari napal, batukapur dan batuliat/serpih (Alloway

1995b, 1995c; Bilos et al. 2001; Davies 1995).

Rataan kadar (mg.kg-1) CdAR pada transek B (4.48) > transek A (0.51) >

transek C (0.14), sedangkan rataan kadar PbAR di ketiga transek relatif sama

(51.28-57.48) (Tabel 10). Hal ini mengindikasikan adanya sumber pencemar Cd

antropogenik yang dominan di bagian tengah (transek B) lokasi penelitian. Gam-

bar 5 menunjukkan bahwa sebagian besar titik-titik sentra industri dan jalan raya

di lokasi penelitian berada di sebelah Timur posisi transek B. Di lokasi penelitian,

dominansi arah angin dari Timur ke Barat memungkinkan terjadinya deposisi

58

atmosferik partikulat Cd yang bersumber dari kegiatan industri dan transportasi ke

posisi transek B.

Rataan kadar CdAR (mg.kg-1) yang terendah terukur pada penggunaan

lahan kebun campuran (0.65), sedangkan yang tertinggi pada sawah tadah hujan

(3.47). Sebaliknya untuk PbAR, rataan kadarnya (mg.kg-1) yang terendah terukur

pada penggunaan lahan sawah tadah hujan (39.85), sedangkan di ketiga penggu-

naan lahan lainnya (53.53-60.77) relatif sama dan lebih tinggi daripada pada

sawah tadah hujan (Tabel 11). Rendahnya rataan kadar CdAR dalam tanah di kebun

campuran diduga berkenaan dengan terhambatnya deposisi atmosferik partikulat

Cd oleh kanopi tanaman tahunan. Tingginya kadar CdAR pada lahan sawah tadah

hujan diduga berasal dari akumulasi pupuk fosfat dan pestisida serta aliran

permukaan yang mengandung Cd.

Tabel 9 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbAR serta nilai rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan kedalaman tanah pada musim hujan Februari 2006

Kedalaman Min Maks Rataan Rataan Status * Min Maks Status *

cm mg.kg-1 CdAR c/p Cd

0-10 <1.0 9.11 2.18 3.04 CR 0.00 11.65 KSR-CB10-20 <1.0 7.34 1.51 2.06 CR 0.00 9.39 KSR-CB20-30 <1.0 8.01 1.44 1.83 CSR 0.00 9.10 KSR-CB0-30 <1.0 9.11 1.71 2.31 CR 0.00 11.65 KSR-CB

PbAR c/p Pb

0-10 20.04 81.80 45.00 0.49 KS 0.22 1.14 KR-CSR10-20 38.96 103.32 57.95 0.60 KB 0.39 0.91 KS-KSB 20-30 20.73 129.03 61.92 0.58 KB 0.26 1.01 KS-CSR 0-30 20.04 129.03 54.96 0.55 KB 0.22 1.14 KR-CSR

* CR Tercemar Ringan, CSR Tercemar Sangat Ringan, KS Terkontaminasi Sedang, KB Terkontami-

nasi Berat, KSR Terkontaminasi Sangat Ringan, CB Tercemar Berat, KR Terkotaminasi Ringan, KS Terkontaminasi Sedang, KSB Terkontaminasi Sangat Berat

59

Tabel 10 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbAR serta nilai

rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan posisi transek pada musim hujan Februari 2006

Posisi Min Maks Rataan Rataan Status * Min Maks Status *

Transek mg.kg-1

CdAR c/p Cd A Hulu <1.0 2.34 0.51 0.50 KS 0.00 1.73 KSR-CSR

B Tengah 1.16 9.11 4.48 4.07 CS 0.00 11.65 KSR-CSB C Hilir <1.0 1.13 0.14 2.93 CR 0.00 9.30 KSR-CB

PbAR c/p Pb A Hulu 20.04 84.35 51.28 0.53 KB 0.22 0.78 KR-KSB

B Tengah 20.73 86.50 56.13 0.54 KB 0.37 0.77 KS-KSB C Hilir 36.17 129.03 57.48 0.55 KB 0.26 1.14 KS-CSR

* KS Terkontaminasi Sedang, CS Tercemar Sedang, CR Tercemar Ringan, KB Terkontaminasi Berat, KSR Terkontaminasi Sangat Ringan, CSR Tercemar Sangat Ringan, CSB Tercemar Sangat

Berat, CB Tercemar Berat, KR Terkontaminasi Ringan, KS Terkontaminasi Sedang, KSB Terkontaminasi Sangat Berat

Tabel 11 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbAR serta nilai rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan tipe penggunaan lahan pada musim hujan Februari 2006

Penggunaan Min Maks Rataan Rataan Status * Min Maks Status *

Lahan mg.kg-1

CdAR c/p Cd Kebun

Campuran <1.0 2.43 0.65 0.78 KSB 0.00 2.79 KSR-CR Lahan Kering <1.0 8.01 1.70 2.06 CR 0.00 9.10 KSR-CB

Pekarangan <1.0 5.45 1.20 1.97 CSR 0.00 9.30 KSR-CB Sawah

Tadah Hujan <1.0 9.11 3.47 4.70 CS 0.00 11.65 KSR-CB

PbAR c/p Pb Kebun

Campuran 36.17 86.50 53.53 0.53 KB 0.38 0.77 KS-KSB Lahan Kering 32.42 129.03 60.77 0.57 KB 0.39 1.01 KR-KSB

Pekarangan 20.04 81.80 60.10 0.63 KB 0.22 1.14 KR-CSR Sawah

Tadah Hujan 20.73 53.92 39.85 0.46 KS 0.26 0.64 KS-KB

* KSB Terkontaminasi Sangat Berat, CR Tercemar Ringan, CSR Tercemar Sangat Ringan, CS Tercemar Sedang, KB Terkontaminasi Berat, KS Terkontaminasi Sedang, KSR Terkontaminasi

Sangat Ringan, CB Tercemar Berat, KR Terkontaminasi Ringan

60

Pengaruh Musim terhadap Kadar CdAR dan PbAR pada Kedalaman 0-10 cm

Berdasarkan hasil uji-t menggunakan data yang secara lengkap disajikan

pada Lampiran 5, rataan kadar CdAR maupun PbAR pada kedalaman 0-10 cm tidak

berbeda nyata antara yang terukur pada musim kemarau September 2005 dan

musim hujan Februari 2006 (Tabel 12). Namun, kadar maksimum CdAR pada

musim hujan (9.11 mg.kg-1) lebih tinggi hingga 2.89 kali lipat dibandingkan pada

musim kemarau (3.15 mg.kg-1) dengan nilai indeks c/p Cd maksimum pada

musim hujan (11.65) yang lebih tinggi 2.39 kali lipat dibandingkan pada musim

kemarau (4.88). Kadar maksimum PbAR pada musim hujan (81.80 mg.kg-1) hanya

lebih rendah 8% dibandingkan pada musim kemarau (88.90 mg.kg-1) dan nilai

indeks c/p Pb maksimum pada musim hujan (1.14) lebih tinggi 11% dibandingkan

pada musim kemarau (1.03) (Tabel 12).

Tabel 12 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbAR tanah

pada lapisan 0-10 cm serta nilai rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb pada musim kemarau September 2005 dan musim hujan Februari 2006

Min Maks Rataan # Rataan Status * Min Maks Status *

Musim mg.kg-1 CdAR c/p Cd Kemarau

2005 0.00 3.15 1.61 a 2.22 CR 0.00 4.88 KSR-CS Hujan 2006 0.00 9.11 2.18 a 3.04 CR 0.00 11.65 KSR-CB

PbAR c/p Pb Kemarau

2005 15.15 88.90 51.80 a 0.57 KB 0.20 1.03 KS-KSB Hujan 2006 20.04 81.80 45.00 a 0.49 KS 0.22 1.14 KR-CSR

# Berdasarkan hasil uji t, rataan kadar CdAR maupun PbAR pada musim kemarau September 2005 tidak berbeda nyata dengan pada musim hujan Februari 2006. * CR Tercemar Ringan, KS Terkontaminasi Sedang, KB Terkontaminasi Berat, KSR Terkontamnasi Sangat Ringan, KR Terkontaminasi Ringan, CB Tercemar Berat, CS Tercemar Sedang, CSR Tercemar Sangat Ringan, KSB Terkontaminasi Sangat Berat

Kadar maksimum CdAR pada musim hujan 2006 yang lebih tinggi diban-

dingkan pada musim kemarau 2005 dan relatif sama di kedua musim tersebut

61

untuk kadar maksimum PbAR berkenaan dengan mobilitas dan kelarutan Cd dalam

sistem tanah yang lebih tinggi daripada Pb. Hal ini dikarenakan kapasitas sorpsi

tanah terhadap Pb yang lebih tinggi daripada terhadap Cd (Alloway 1995a;

McBride 1994; Sposito 1989). Oleh karena itu, Cd yang terdeposisi dan teraku-

mulasi dalam tanah pada musim kemarau lebih mudah terlarutkan, tercuci, terper-

kolasi dan tertransportasikan oleh pergerakan air di musim hujan untuk selanjut-

nya terakumulasikan di lokasi penelitian dengan ketinggian tapak atau elevasi

yang lebih rendah atau ke bagian lembah. Hal ini terindikasi dari lebih tingginya

rataan kadar (mg.kg-1) CdAR pada titik #7 (6.23) dan #8 (7.40) yang berada lebih

dekat ke alur sungai, sehingga elevasinya lebih rendah, dibandingkan pada titik #6

(1.61), #9 (3.48) dan #10 (3.02) (Gambar 5, Lampiran 3).

Pengaruh Faktor Pedogenik dan Antropogenik

terhadap CdAR dan PbAR

Dalam penelitian ini, indikator faktor alamiah (pedogenik) yang mempe-

ngaruhi kadar CdAR dan PbAR dalam tanah diwakili oleh nilai pH H2O (pH), kadar

liat (KL) dan bahan organik (BO), sedangkan indikator faktor antropogenik yang

digunakan adalah jarak lurus terdekat dari titik contoh ke alur sungai (JS), jalan

raya (JR), jalan tol (JT) dan ke sentra industri (JSI). Berdasarkan hasil wawancara

dengan petani dan penduduk setempat, di lokasi penelitian tidak pernah terjadi

luapan air sungai. Oleh karena itu, sumber kontamiunasi/pencemaran Cd dan Pb

ex situ hanya berasal dari deposisi atmosferik. Berkenaan dengan hal tersebut,

dalam penelitian ini faktor JS bukan menunjukkan jarak terhadap sungai sebagai

sumber kontaminan/pencemar melainkan merepresentasikan ketinggian tapak atau

elevasi titik contoh. Semakin rendah nilai JS semakin dekat jaraknya ke alur

sungai sehingga semakin rendah eleveasinya dan oleh karenanya dimungkinkan

terjadi akumulasi ion terlarut mengikuti gradien pergerakan air.

Dari analisis regresi linier berganda yang melibatkan 45 pasangan data

kadar CdAR dan PbAR pada kedalamaan 0-10, 10-20 dan 20-30 cm pada musim

hujan 2006 sebagai peubah tak-bebas (sumbu Y) dan faktor-faktor antropogenik

maupun pedogenik sebagai peubah bebas (sumbu X) dihasilkan persamaan terbaik

(best fit model) sebagai berikut:

62

CdAR = – 0.002 pH + 0.108 KL – 0.085 BO – 0.431 JS – 0.352 JR + 0.058 JT + 0.645 JSI (R2 = 0.596, p <0.01, n = 45) [1]

PbAR = – 0.535 pH + 0.132 KL – 0.197 BO + 0.369 JS – 0.252 JR – 0.170 JT + 0.093 JSI (R2 = 0.363, p <0.01, n = 45) [2]

Dalam persamaan regresi linier berganda yang distandarisasi di atas, nilai

koefisien menunjukkan kontribusi relatif antar peubah bebas dalam memengaruhi

nilai peubah tak-bebas CdAR dan PbAR. Pada persamaan [1], kontribusi peubah

bebas JSI (0.645) > JS (–0.413) > JR (–0.352) > KL (0.108) > BO (–0.085) > JT

(0.058) > pH (–0.002). Pada persamaan [2], kontribusi peubah bebas pH (–0.535)

> JS (0.369) > JR (–0.252) > BO (–0.197) > JT (–0.170) > KL (0.132) > JSI

(0.093). Hal ini menunjukkan bahwa kadar CdAR pada musim hujan 2006 lebih

ditentukan oleh faktor antropogenik dibandingkan faktor pedogenik, sedangkan

kadar PbAR ditentukan baik oleh faktor antropogenik maupun faktor pedogenik.

Terhadap kadar CdAR, nilai koefisien JSI, KL dan JT bertanda positif,

sedangkan nilai koefisien JS, JR, BO dan pH bertanda negatif. Hal ini menunjuk-

kan bahwa semakin jauh jarak dari sentra industri dan jalan tol, semakin tinggi

kadar liat, semakin rendah posisi elevasi, semakin dekat jarak dengan jalan raya,

semakin rendah kadar bahan organik dan semakin rendah pH maka semakin tinggi

kadar CdAR. Artinya, kontribusi pencemar Cd dari aktivitas industri dan transpor-

tasi jalan tol yang terbesar berasal dari industri dan jalan tol yang jaraknya lebih

jauh dari titik contoh. Peningkatan kadar liat, penurunan kadar bahan organik

serta penurunan nilai pH yang diikuti oleh peningkatan kadar CdAR berkenaan

dengan kontribusi ketiga faktor tersebut terhadap kapasitas pelepasan dan adsorpsi

Cd dalam tanah. Peningkatan kadar CdAR dengan semakin rendahnya elevasi dan

semakin dekatnya jarak ke jalan raya menunjukkan kontribusi posisi ketinggian

tapak dalam proses deposisi dan akumulasi Cd mengikuti gradien pergerakan air

serta kontribusi deposisi atmosferik partikulat Cd dari emisi kendaraan bermotor.

Terhadap kadar PbAR, nilai koefisien JS, KL dan JSI bertanda positif,

sedangkan nilai koefisien pH, JR, BO dan JT bertanda negatif. Hal ini berarti

bahwa semakin tinggi posisi elevasi, semakin jauh jarak ke sentra industri,

semakin tinggi kadar liat, semakin rendah nilai pH dan kadar bahan organik serta

semakin dekat jarak ke jalan raya dan jalan tol, maka semakin tinggi kadar PbAR.

63

Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas industri yang jaraknya lebih jauh serta

aktivitas transportasi di jalan raya dan jalan tol merupakan sumber penting pen-

cemar Pb di lokasi penelitian. Berbeda dengan Cd, semakin jauh jarak dari alur

sungai yang berarti semakin tinggi posisi elevasi maka semakin tinggi kadar PbAR.

Berkenaan dengan proses pelarutan-pencucian-transportasi-deposisi-akumulasi

dengan media air seperti yang diduga terjadi pada Cd, hal ini menunjukkan bahwa

Pb bersifat lebih immobile dibandingkan dengan Cd.

Kesimpulan

1. Kadar maksimum CdAR pada kedalaman 0-10 cm di musim hujan 2006 >

musim kemarau 2005, namun relatif sama untuk kadar maksimum PbAR.

2. Pada kedalaman 0-30 cm di musim hujan 2006: (i) CdAR (1.71; <1.00-9.11

mg.kg-1) < PbAR (54.96; 20.04-129.03 mg.kg-1), namun indeks c/p Cd

(2.31; 0.00-11.65) > c/p Pb (0.55; 0.22-1.14) yang menunjukkan potensi

kontaminasi sangat rendah hingga pencemaran berat oleh Cd dan kontami-

nasi ringan hingga pencemaran sangat ringan oleh Pb; (ii) CdAR menurun

dan PbAR meningkat dengan kedalaman dari 0-30 cm; (iii) CdAR pada ba-

gian tengah > hulu > hilir, sedangkan PbAR relatif sama di ketiga transek;

(iv) CdAR tertinggi terukur pada sawah tadah hujan dan terendah pada

kebun campuran, sedangkan PbAR terendah terukur pada sawah tadah

hujan dan relatif sama di penggunaan lahan lainnya.

3. Dari analisis regresi linier berganda terhadap CdAR dan PbAR sebagai

peubah tak-bebas dengan faktor pedogenik pH H2O (pH), kadar liat (KL)

dan bahan organik (BO) serta faktor antropogenik jarak lurus terdekat dari

titik contoh ke alur sungai (JS), jalan raya (JR), jalan tol (JT) dan sentra

industri (JSI) sebagai peubah bebas diperoleh persamaan: CdAR = –0.002 pH

+0.108 KL –0.085 BO –0.431 JS –0.352 JR +0.058 JT +0.645 JSI (R2=0.596,

p<0.01, n=45) dan PbAR = –0.535 pH +0.132 KL –0.197 BO +0.369 JS –0.252

JR –0.170 JT +0.093 JSI (R2=0.363, p<0.01, n=45) yang menunjukkan bahwa

CdAR pada musim hujan 2006 lebih ditentukan oleh faktor antropogenik

dibandingkan faktor pedogenik dan oleh keduanya untuk PbAR.

64

Daftar Pustaka

Alloway BJ. 1995a. Soil processes and the behaviour of metals. Di dalam: Alloway BJ, editor. Heavy Metals in Soils. Ed ke-2. London: Blackie Acad Prof, hlm 11-37.

Alloway BJ. 1995b. The origin of heavy metals in soils. Di dalam: Alloway BJ, editor. Heavy Metals in Soils. Ed ke-2. London: Blackie Acad Prof, hlm 38-57.

Alloway BJ. 1995c. Cadmium. Di dalam: Alloway BJ, editor. Heavy Metals in Soils. Ed. ke-2. London: Blackie Acad Prof, hlm 122-151.

Appel C, Ma LQ, Rhue RD, Reve W. 2003. Selectivities of potassium-calcium and potassium-lead exchange in two tropical soils. Soil Sci Soc Am J 67: 1707-1714.

Beyer WN. 2000. Hazards to wildlife from soil-borne cadmium reconsidered. J Environ Qual 29:1380-1384.

Bilos C, Colombo JC, Skorupka CN, Rodriguez-Presa MJ. 2001. Source, distrib-ution and variability of airborne trace metals in La Plata City area, Argen-tine. Environ Pollut 111(1):149-158.

Davies BE. 1995. Lead. Di dalam: Alloway BJ, editor. Heavy Metals in Soils. Ed. ke-2. London: Blackie Acad Prof, hlm 206-223.

[DTRLH] Dinas Tata Ruang dan Lingkungan Hidup Kabupaten Bogor. 2004. Laporan Perhitungan Daya Dukung Sub-DAS Cileungsi. Bogor: DTRLH.

Gomes PC, Fontes MPF, da Silva AG, Mendonca EdeS, Netto AR. 2001. Select-ivity sequence and competitive adsorption of heavy metals by Brazilian soils. Soil Sci Soc Am J 65:1115-1121.

Holm PE, Rootzen H, Borggaard OK, Moberg JP, Christensen TH. 2003. Corre-lation of cadmium distribution coefficients to soil characteristics. J Envi-ron Qual 32:138-145.

Islam EU, Yang XE, He ZL, Mahmood Q. 2007. Assessing potential dietary of heavy metals in selected vegetables and food crops. J Zhejiang Univ Sci B 8(1):1-13.

Jin CW, Zheng SJ, He YF, Zhou GD, Zhou ZX. 2005. Lead contamination in tea garden soils and factors affecting its bioavailability. Chemosphere 59:1151 -1159.

Kabata-Pendias A, Pendias H. 2001. Trace Elements in Soils and Plants. Ed ke-3. Boca Raton: Lewis Publ CRC Pr.

Komarnicki GJK. Lead and cadmium in indoor air and the urban environment. Environ Pollut 136:47-61.

Lacatusu R. 2000. Appraising levels of soil contamination with heavy metals. Eur Soil Bureau Res Rep No. 4. Official Publ Eur Comm Luxembourg.

65

Lembaga Penelitian Tanah. 1979. Peta Kesesuaian Wilayah untuk Tanaman Semusim Daerah Parung, Depok, Bogor. Ciawi Skala 1:50,000. Bogor.

Lindsay WL. 2001. Chemical Equilibria in Soils. New Jersey: Blackburn Pr.

McBride MB. 1994. Environmental Chemistry of Soils. New York: Oxford Univ Pr.

Sauvé S, Hendershot W, Allen HE. 2000. Solid-solution partitioning of metals in contaminated soils: Dependence on pH, total metal burden, and organic matter. Crit Rev Environ Sci Technol 34:1125-1131.

Sposito G. 1989. The Chemistry of Soils. New York: Oxford Univ Pr.

Stevenson FG. 1982. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reaction. New York: Wiley Intersci Publ J Wiley & Sons.