TUGAS KIMIA LINGKUNGAN II

REAKSI KIMIA DAN BIOKIMIA DALAM TANAH

Oleh :

Nama : Ni Made Susita Pratiwi

Nim : 1008105005

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2012

Reaksi- reaksi kimia dan biokimia yang terjadi pada tanah diantaranya yaitu reaksi

reduksi –oksidasi, reaksi asam basa, reaksi pengendapan, reaksi jerapan atau disebut juga

dengan mekanisme sorption dan biodegradasi. Adapun masing-masing reaksi tersebut dapat

dijelaskan sebagai berikut:

1. Reaksi Oksidasi - Reduksi Tanah

Reaksi redoks dalam lingkungan tanah adalah hasil dari siklus yang dimulai dari

fotosintesis.  Reaksi-reaksi dalam tanah melengkapi siklus tersebut, karena telah

memanfaatkan energi yang disimpan oleh fotosintesis, membuang limbah organik, dan

menghasilkan CO2 yang dibutuhkan untuk fotosintesis tambahan.  Peristiwa oksidasi

tanah  sering terjadi secara tidak langsung,  bagaimanapun, telah banyak menyebabkan

bagian-bagian reaksi hingga siklus selesai.  Didalam peristiwa fotosintesis karbon (C)

dalam CO2 menerima elektron, yang selanjutnya terjadi perubahan bilangan oksidasi dari

C4+ ke C0 dalam karbohidrat ((CH2O)n):

CO2 + 4e- + 4H+ CH2O + H2O                                                      (10.1)

Setengah reaksi digambarkan pada oksidasi oksigen dalam air (H2O), dimana O2- menjadi

O0 dalam O2.

2H2O  O2 + 4e- + 4H+                                                                 (10.2)

Oksigen dalam hal ini sebagai donor elektron, dan karbon sebagai akseptor

elektron.  Dalam fotosintesis (persamaan reaksi 10.1 dan 10.2) masing-masing

menggambarkan hanya setengah reaksi, atau disebut setengah reaksi.  Meskipun dalam

persamaan tersebut menyiratkan adanya elektron bebas, konsentrasi elektron bebas

sebenarnya makin kecil.  Persamaan setengah reaksi sebenarnya menyiratkan bahwa

donor elektron tidak ditentukan oleh akseptor yang ada.  Keseluruhan reaksi fotosintesi

digambarkan sebagai berikut ;

CO2 + H2O CH2O +O2                                                                  (10.3)

Setengah reaksi lainnya dari siklus karbon adalah reaksi oksidasi karbohidrat

(respirasi) dan banyak senyawa-senyawa organik disintesis dari peristiwa respirasi. 

Oksidasi melepaskan energi dalam senyawa, oksidasi adalah peristiwa pembakaran, yang

merupakan bagian penting juga yang terjadi pada hewan yang hidup pada tanaman.  Sisa

tanaman dan residu hewan jatuh ke tanah yang selanjutnya dioksidasi oleh

mikroorganisme tanah.  Setengah reaksi oksidasi karbohidrat ditunjukkan oleh reaksi

berikut ini ;

CH2O  +  H2O  CO2  + 4e- + 4H+                                                  (10.4)

Dalam kegiatannya untuk memperoleh energi ini dan melaksanakan setengah

reaksi,  organisme harus menemukan akseptor elektron untuk untuk mengambil

elektron,  jika oksigen hadir maka setengah reaksi dari penerimaan elektron ini yaitu:

O2  +  4e- + 4H+ 2H2O                                                                (10.5)

Peristiwa oksidasi yang ditunjukkan pada persamaan (10.4) sebenarnya dilakukan

melalui langkah-langkah krebs atau siklus asam sitrat,  sedangkan persamaan (10.5)

adalah penyederhanaan dari proses yang sesungguhnya.

Tumbuhan tingkat tinggi dan hewan hanya dapat menggunakan oksigen (O2)

sebagai akseptor elektron,  tetapi mikroba tanah juga dapat memanfaatkan keadaan

teroksidasi nitrogen, belerang, besi, mangan, dan elemen lainnya.  Jumlah akseptor

elektron dalam beberapa kondisi menjadikan peristiwa oksidasi adalah reaksi yang rumit

dalam kimia tanah maupun dalam biokimia.

Reaksi redoks yang melibatkan karbon, nitrogen, dan belerang ditentukan terutama

oleh ketersediaan elektron dan biasanya dikatalisis oleh enzim.  Katalis diperlukan

karena kebanyakan terjadi pertukaran elektron unsur.  Enzim menurunkan energi aktivasi

transfer elektron dan meningkatkan laju reaksi.  Ini merupakan yang dihindari untuk

mencapai keseimbangan, atau sebaliknya dalam menciptakan metastabilitas senyawa

karbon.

Sebagian besar dari donor-donor elektron didalam tanah adalah material tanaman

SOM (soil organic matter).   Tabel 10.1  menunjukkan perkiraan karbon, hydrogen, dan

oksigen yang terkandung dalam dua komponen besar pada tanaman, yaitu lignin dan

sellulosa, yang menunjukkan tipikal bahan organik (SOM).  Pada tabel tersebut,

diabaikan besarnya kandungan untuk nitrogen, sulfur, dan dan elemen-eleman lainnya.

Anggapan bahwa material tanaman mengandung  1/3 lignin dan 2/3 selulosa,  rumus

empiris material tanaman adalah sekitar C1.7H2.2O.  lebih lanjut, bahwa semua asumsi

karbon dalam bahan ini mengoksidasi C4+ (bilangan oksidasi karbon dalam CO2). 

Persamaan setengah reaksinya adalah ;

C1.7H2.2O  1.7C4+ + H2O + 0.2H++7e  -                                          (10.6)

Perkiraan kandungan unsur C, H dan O pada lignin, selulosa dan tanah bahan

organik  (SOM).

C (%) H (%) O (%) Rumus EmpirisLignin 61-64 5-6 30 C2.8H2.9O

Selulosa 44.5 6.2 49.3 C1.2H2OBahan

Organik Tanah 58 5 36 C2.2H2.2O

(SOM)Rumus empiris bahan organik tanah (SOM) pada tabel berikut, menunjukkan

adanya kandungan yang melimpah untuk karbon pada material tanaman.  Grup karbon

yang terbentuk pada tanah bahan organik (SOM) (gambar 5.5) cenderung lebih aromatik

dan kurang kaya akan kandungan oksigen dari material tanaman.  Perkiraan setengah

reaksi oksidasi pada tanah bahan organik (SOM) :

C2.2H2.2O  2.2C4+ + H2O + 0.2H++9e-                               (10.7)  

Persamaan reaksi lengkap untuk oksidasi bahan organik tanah dari persamaan

(10.6) dan (10.7) adalah ;

CH2O +  O2  CO2 + H2O + Energi                                        (10.8)

Energi yang dilepaskan adalah energi fotosintesis dari molekul karbohidrat.  Donor

elektron lainnya dalam tanah disamping karbon-organik, termasuk juga nitrogen dan

sulfur/belerang dalam asam amino (-NH3) dan grup sulfihydril (-SH)  serta ion

ammonium dalam bahan organik.  Mikroorganisme tanah membuat donor elektron lain

ketika tanah mengalami kekurangan oksigen.

Peran tanah dalam reaksi oksidasi-reduksi adalah untuk menyediakan akseptor

elektron untuk oksidasi senyawa organik.  Oksigen adalah akseptor elektron terkuat

dialam sehingga menghasilkan energi yang besar dalam peristiwa oksidasi.  Oksigen juga

merupakan akseptor elektron yang dimanfaatkan oleh akar tanaman.  Ketika oksigen

tersedia (kondisi aerobik), ia menerima elektron seperti diperlihatkan pada persamaan 

10.5.

Permintaan oksigen yang tinggi biasanya disebabkan oleh adanya senyawa organik

yang mudah terdekomposisi dan kondisi pertumbuhan yang mendukung aktivitas

mikroba.  Karena jumlah yang besar dari mereka dan aktivitas yang cukup, 

mikroorganisme tanah biasanya mendapatkan perubahan pertama pada oksigen yang

tersedia di tanah.  Ketika permintaan oksigen tinggi, relatif terhadap suplai oksigen hal

ini bisa terjadi karena digunakan untuk dekomposisi sampah-sampah organik.  Karena

difusi oksigen relatif lambat, fermentasi terjadi dan menghasilkan gas CO2, CH4, H2 serta

bau busuk dari asam-asam organik volatile dan aldehida.  Kelarutan oksigen dalam air

rendah (sekitar 10 mg L-1 pada 25oC).

Kebutuhan oksigen tanah dapat menguras oksigen yang terlarut dalam tanah yang

tergenang air dalam waktu kurang dari 24 jam. Jika oksigen tidak tersedia, 

mikroorganisme tanah dapat menggunakan akseptor elektron lainnya.  Akseptor elektron

sekunder pada tanah ditunjukkan oleh setengah reaksi berikut ini :

FeOOH + e- + 3H+ Fe2+ + 2H2O                                                   (10.9)

2MnO1.75 + 3e- + 7H+ 2Mn2+ +3.5H2O                                          (10.1)

Dimana MnO1.75 menandakan adanya kompleks oksida Mn(III-IV) dalam tanah.

SO42- + 8e- + 8H+ S2-+4H2O                                                       (10.11)

NO3- + 5e- + 6H+ ½ N2 +3H2O                                                    (10.12)

NO3- + 2e- + 2H+ NO2

-+H2O                                                       (10.13)

N2O + 2e- + 2H+ N2 +H2O                                                          (10.14)

H+ + e- ½H2                                                                            (10.15)

Selain dihasilkan energi yang kurang, akseptor elektron sekunder juga

menghasilkan produk yang tidak menguntungkan untuk pertanian dan akuakultur. 

Sering dinyatakan lebih beracun dari oksidasi yang stabil dengan adanya oksigen. 

Sebagai contoh, ammonia dan nitrit lebih beracun daripada nitrat,  dan H2S adalah lebih

beracun daripada sulfat.  Reduksi dari Fe(III) dan Mn(III-IV) dapat menyebabkan

phytotoxic  Fe2+ dan konsentrasi Mn2+ yang terdapat dalam tanaman padi.  Reduksi dari

NO3- ke gas N2 dan N2O adalah kondisi pertanian yang tidak diinginkan.  Karena  tanah

akan kehilangan nitrogen.  Jika oksigen dan akseptor elektron sekunder tidak hadir, 

mikroorganisme dalam tanah dan sistem lain masih dapat mengekstrak energi beberapa

senyawa organik secara fermentasi. Fermentasi dari sudut pandang energi adalah

penataan ulang molekul organik menjadi senyawa yang lebih stabil sehingga sebagian

dari energi ikatan mereka dilepaskan.  Fermentasi karbohidrat menjadi etanol atau

metana dan CO2, dan bahan tanaman untuk gambut,  melepaskan CO2 sekitar 10% dari

energi.  Maka produk fermentasi (masing-masing etanol, metana, dan gambut) 

mempertahankan sekitar 90% dari energi bahan asli.

Fermentasi dan reduksi akseptor elektron sekunder hanya expediencies sementara. 

Produk yang dihasilkan tidak stabil dengan adanya oksigen dan akhirnya mengoksidasi

lebih lanjut saat lebih banyak oksigen tersedia.  Bahan organik tanah adalah contoh

akumulasi manfaat dari produk yang tidak stabil dari oksidasi lengkap atau fermentasi.

Kandungan bahan organik tanah mencerminkan perbedaan antara tingkat penambahan

bahan organik dan oksidasi.  Laju oksidasi diatur oleh suhu dan laju pasokan oksigen.

(mahbub alwathoni, 2011 ; Henrich L. Bohn et al, 1985)

2. Reaksi Asam Basa dalam Tanah

Peristiwa pertukaran kation dalam tanah merupakan mekanisme dimana kalium,

kalsium, magnesium dan logam-logam mikro esensial tersedia bagi tanaman. Ketika ion-

ion logam hara terserap oleh akar tanaman, ion hidrogen bertukar dengan ion-ion metal.

Proses ini dengan adanya leaching dari kalsium, magnesium dan ion-ion metal lainnya

dari tanah oleh air yang mengandung asam karbonat cenderung membuat tanah menjadi

asam.

H+

tanah}Ca2++2CO2+2H2O tanah} +Ca2+ akar} +2HCO3-

H+

Tanah bertindak sebagai suatu buffer dan menahan perubahan pH. Oksidasi dan

pyrit dalam tanah menyebabkan pembentukan asam sulfat yang disebut “cat clay”.

FeS2+31/2O2+H2O Fe2++2H++2SO42-

Telah banyak ditemui lapisan dari asam sulfat tanah dengan pH mencapai 3,0. Untuk

mengetahui telah terjadi pembentukan asam sulfat dapat dilakukan tes dengan pereaksi

hidrogen peroksida terhadap tanah yang mengandung FeS dengan H2O 30%.

FeS2+71/2O2+H2O Fe2++H++2SO42-+7H2O

Kemudian dilakukan tes untuk keasaman dan sulfatnya. Bila hasil pengukuran

menemukan pH dibawah 3,0 menunjukkan adanya pembentukan asam sulfat tanah.

Kebanyakan tanaman dapat tumbuh dengan baik pada pH hamir netral. Bila tanah

menjadi terlalu asam untuk pertumbuhan optimum dari tanaman, dapat dilakukan dengan

jalan menambahkan kalsium karbonat, CO3 ke dalam tanah.

H+

tanah}CaCO3 tanah} Ca2+ + CO2 +2H2O

H+

Dalam suatu lahan dengan curah hujan rendah, tanah akan cenderung menjadi sangat

basa karena terdapatnya garam-garam seperti Na2CO3. Tanah bersifat basa ini juga

dapat dihilangkan dengan jalan menambahkan aluminium atau besi sulfat, yang

melepaskan asam dalam proses hidrolisis.

2Fe3++3SO42-+ 6H2O 2Fe(OH)3+6H++3SO4

2-

Untuk menghilangkan sifat basa dari tanah bisa juga dilakukan dengan

menambahkan belerang. Belerang yang ditambahkan ke dalam tanah dioksidasi oleh

bakteri sebagai mediator rekasi pembentukan asam sulfat.

S + 11/2 O2+H2O 2H+ +SO42-

Proses penurunan/ penghilangan sifat kebasaan tanah dengan tambahan belerang

diatas lebih ekonomis.

3. Reaksi Pengendapan

Kandungan logam berat dalam semen dapat dikontrol dengan pengaturan pH dengan

syarat bahwa logam tersebut mempunyai tingkat kelarutan yang kecil pada pH tinggi.

Beberapa logam bersifat amfoter dan menyebabkan kelarutannya tetap tinggi pada pH

rendah maupun tinggi. Derajad keasaman (pH) optimum pada proses pengendapan

hidroksida merupakan karakteristik dari tiap-tiap logam tergantung kelarutan hidroksida

logamnya. Cartledge (1990) melaporkan bahwa sistem Cd/semen meliputi pembentukan

Cd(OH)2 yang menyediakan situs nukleasi bagi kasium hidroksida dan gel C-S-H dalam

matriks semen, yang akan menghasilkan kadmium dalam bentuk hidroksida tak larut.

Pada sistem Pb/semen meliputi campuran garam hidroksida, sulfat dan nitrat yang akan

membentuk lapisan kedap air pada butiran semen dan akan memperlambat proses setting

dari semen sebagai garam timbal yang larut. Beberapa peneliti menjelaskan

kemungkinan terjadinya proses pengendapan sebelum dan selama proses S/S. Proses

pengendapan tersebut didasarkan pada kombinasi pengendapan dan sementasi. Kalsium

fosfat (apatit) secara efisien dapat memperlambat proses mobilisasi dari timbal

berdasarkan reaksi sebagai berikut:

Ca10(PO4)6(OH)2(s) + 14H+ (aq) 10Ca2+ (aq) + 6H2PO4- (aq) + 2H2O(l)

10Pb2+(aq) + 6H2PO4

-(aq)+ 2H2O(l) Pb10(PO4)6(OH)(s)+14H+

(Aq)

Penghilangan timbal berlangsung dengan cepat. Dalam kurun waktu setengah menit,

93% timbal dapat dihilangkan dari larutannya dan 90% dari tanah terkontaminasi setelah

5 hari. Chen dkk. (1997), melakukan penelitian tentang efek apetit pada tanah

terkontaminasi. Mereka meluluhkan tanah dalam cairan pengekstraksi TCLP pada pH 4

selama 24 jam. Fasa cairan dipisahkan dan direaksikan dengan apatit. Chen dkk.

menyimpulkan bahwa apatit sangat efisien dalam proses penghilangan timbal (hampir

100%) dan relatif moderat dalam menyerap kadmium (49%) serta zink (29%). Apatit

juga bisa menurunkan konsentrasi logam dalam TCLP dari larutannya. Setelah terjadinya

reaksi, mobilisasi endapan sangat kecil dalam lingkungan dengan range pH yang besar.

Adsorpsi dan atau pembentukan padatan amorf merupakan mekanisme imobilisasi

kadmium dan zink. Hal tersebut sejalan dengan temuan Xu dkk. (1994) yang melaporkan

adanya serapan hidroksiapatit pada kadmium dan zink dan kemungkinan proses adsorpsi

dan/atau pembentukan padatan amorf pada immobilisasi timbal dalam proses S/S.

Berdasar penelitiannya ditemukan bahwa penambahan apatit sebelum dilakukannya

proses solidifikasi dengan semen akan menurunkan tingkat peluluhan timbal dari bentuk

tersolidifikasi. Ortego (1990) mempelajari pengaruh penambahan bahan aditif, misalnya

sulfida, fosfat dan lateks, pada proses S/S terhadap timbal, kadmium dan kromium.

Ditemukan bahwa penambahan fosfat akan menurunkan tingkat peluluhan logam dimana

timbal Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA

Yogyakarta, 25 Agustus 2007 108 adalah logam yang terkena efek paling besar. Temuan

ini mendukung hipotesis bahwa pengendapan logam, seperti garam fosfat, dapat

meningkatkan keberhasilan proses S/S.

4. Reaksi Jerapan

Sorption merupakan peristiwa penjerapan yaitu proses pemisahan bahan dari

campuran gas atau cair, bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh permukaan zat padat.

Zat yang mengadsorpsi disebut adsorben sedangkan yang diadsorpsi disebut adsorbat.

Kebanyakan zat pengadsorpsi adalah bahan-bahan yang berpori dan adsorpsi

berlangsung pada dinding-dinding pori. Pemisahan terjadi karena perbedaan berat

molekul atau karena perbedaan polaritas menyebabkan sebagian molekul melekat pada

permukaan itu lebih berat daripada molekul-molekul lainnya. Secara umum proses ini

dapat dibedakan atas adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Kemampuan adsorben

menyerap suatu senyawa sangat dipengaruhi oleh sifat adsorben itu sendiri serta jenis zat

yang diserap (adsorbat). Disamping hal ini, kemampuan penyerapan juga dipengaruhi

oleh partikel serta sifat permukaan adsorben, suhu, dan waktu kontak antar adsorben dan

adsorbat. Tanah mengandung mineral lempung yang merupakan konstituen penting

dalam tanah yang berperan sebagai perangkap alami polutan-polutan yang mengalir

bersama air dipermukaan maupun didalam tanah melalui peristiwa adsorpsi atau

pertukaran ion. Berdasarkan peran tersebut serta kelimpahannya dialam, tanah yang

mengandung lempung sebagai adsorben alami termurah. Lempung yang terkonsentrasi

dalam tanah memiliki keunggulan seperti memiliki luas permukaan yang spesifik yang

tinggi, stabil secara kimia dan mekanik, struktur permukaan yang bervariasi, kapasitas

pertukaran ion yang tinggi serta adanya asam-asam Bronsted dan Lewis. Kemampuan

adsorpsi logam-logam berat pada tanah yang mengandung lempung. Lempug sendiri

merupakan polimer anorganik alam berupa hidrat aluminisilikat. Secara luas lempung

telah dikenal sebagai fraksi-fraksi koloid (±2 μm) dari tanah, sedimen atau batu-batuan.

Apabila lempung menyerap air, ia bersifat seperti plastik dan sebaliknya akan mengeras

jika terdehidrasi. Lempung disusun secara berlapis-lapis dengan ruangan antar lapis dan

setiap lapisan dapat bersifat netral atau bermuatan listrik. Berikut merupakan gambaran

bahwa lempung sebagai pengadsorpsi dan logam pemcemar sebagai zat teradsorpsi.

Kapasitas jerapan/kapasitas tukar kation tanah merupakan salah satu sifat kimia yang

terpenting dari tanah dan sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Pengetahuan

tentang sifat ini merupakan syarat mutlak untuk mempelajari kesuburan dan kemasaman

tanah. Jumlah kation yang dinyatakan dalam mili setara setiap 100 gram tanah kering

oven 105° disebut Kapasitas Tukar Kation. Muatan negatip pada kompleks adsorpsi

dinetralkan oleh kation-kation Ca, K, Mg, Na, NH4, Al, Fe, H dan lain-lain. Prosentasi

kejenuhan dari ion-ion ini pada kompleks adsorpsi berbeda-beda. Pada umumnya

semakin besar valensi suatu kation maka makin sulit kation tersebut ditukar. Demikian

juga ion-ion dengan air hidrat tebal akan lebih mudah ditukar dari pada ion yang

berselubung air hidrat tipis. Mudah atau sukarnya suatu ion ditukar diberikan dalam

suatu deretan lyotropi : Li>Na>K>NH4>Mg>Ca>Sr>Ba>H. Ion-ion yang terletak di

sebelah kiri lebih mudah dilepaskan dari pada ion-ion yang terletak di sebelah kanannya.

Namun demikian dengan konsentrasi yang cukup tinggi ion-ion seperti Na dan K

ataupun NH4 dapat membebaskan H ataupun Al dan Fe. Pada dasarnya penetapan

kapasitas jerapan dapat dibagi menjadi dua tahap. Pada tahap pertama kompleks koloid

tanah dijenuhi dengan sesuatu kation penjenuh, sehingga seluruh kation yang dapat

dipertukarkan yang semula diikat pada kompleks koloid tanah digantikan oleh kation

penjenuh. Pada tahap kedua,kation yang menjenuhkan kompleks koloid ditukar secara

kuantitatip dengan kation lainnya dan pertukaran ini dinyatakan dalam mili setara tiap

100 gram tanah kering mutlak. Pada penetapan kapasitas jerapan dalam buku ini, pada

tahap pertama digunakan kation NH4 sebagai kation penjenuh. Pada tahap ke dua kation

NH4 yang menempati koloid tanah diukur dengan cara distilasi, sehingga kapasitas

jerapan setara dengan jumlah kation yang menempati koloid tanah.

Adapun contoh reaksi penjerapan dalam tanah yaitu jerapan P oleh alofan yang

merupakan komponen mineral amorf dari Andisol disebabkan oleh tingginya kandungan

Fe dan Al amorf dari alofan ( Bohn et al., 1979), permukaan spesifik yang luas (Uehara

dan Gillman, 1981) dan pH. Masduqi (2004) mengemukakan bahwa pH asam

menyebabkan tanah bermuatan positif akibat masuknya ion H+ pada lapis oktahedral

Al(OH)3 dan membentuk ikatan hidrogen sehingga permukaan partikel alofan menjadi

bermuatan positif dan dapat mengikat ion fospat yang bermuatan negatif. Fenomena ini

dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi berikut : Fenomena ini dapat dituliskan

dalam bentuk persamaan reaksi berikut :

Al(OH)3 + H+ Al(OH)3 H+ (1)

Al(OH)3...H+ + H2PO4 Al(OH)3...H3PO4 (2)

Pada pH 6. kemungkinan terjadinya jerapan adalah melalui pertukaran anion dengan

mengikuti reaksi berikut :

Al(OH)3 + H2PO4 Al(OH)2H2PO4 + OH-

Contoh lain mekanisme sorption yaitu Bentonit, dimana bentonit adalah suatu istilah

nama dalam dunia perdagangan yang sejenis lempung plastis yang mempunyai

kandungan mineral montmorilonit lebih dari 85% (Ganjar Labaik, 2006:60).

montmorilonit memiliki rumus kimia Al2O3.4SiO2.H2O +xH2O. Mula terjadinya bentonit

secara umum dapat dikelompokkan menjadi empat jenis endapan yaitu hasil endapan

dari proses pelapukan, hidrotermal, terdevitrifikasi dan endapan sedimen. Secara

megastropis bentonit dapat diamati secara langsung dengan ciri yang khas yaitu:

mempunyai kilap lilin, lunak, berwarna abu-abu kecoklatan sampai kehijauan. Dimana

penerapannya yaitu dengan adanya lempung pada tanah yang telah terkontaminasi logam

berat misalkan logam Pb, maka logam Pb akan terserap di permukaan lempung, dengan

begitu Pb tidak akan mencemari lingkungan.

5. Reaksi Degradasi Biokimia dalam Tanah

Biodegradasi dapat dibagi menjadi dua yaitu anaerob dan aerob.

a. Biodegradasi aerob

Pada suatu lingkungan, seperti air permukaan dan tanah yang selalu mengandung

oksigen, bakteri aerobik menurunkan tingkat polutan dengan mengoksidasi campuran

kimia. Pada reaksi biodegradasi aerob, O2 dapat mengoksidasi berbagai macam bahan

kimia yang mengandung molekul organik (yang mengandung atom karbon) seperti

produk petrolium. Dalam proses ini, O2 mereduksi untuk memproduksi air. Mikroba

dapat mengurangi lebih lanjut campuran organik yang teroksidasi menjadi lebih

sederhana dan relatif tidak merugikan, seperti karbon dioksida dan gas metana.

Bakteri menurunkan energi dari proses ini, yang kemudian digunakan untuk lebih

banyak sel dan menambah biomasa. Suatu aerob juga mengoksidasi campuran

inorganik (molekul yang tidak mengandung karbon) seperti logam dan amoniak.

Terdapat dua cara pembersihan tanah, yaitu:

1. Bioremediasi ex situ: merupakan pembersihan dengan memindahkan materi-

materi kimia dari area terkontaminasi ke area yang lain.

2. Bioremediation in situ: merupakan pembersihan tanpa adanya perpindahan

materi-materi kimia yang mengkontaminasi.

Bioremediation in situ merupakan metode yang lebih sering digunakan karena

lebih murah, tanah dan air tidak tergali atau terpompa ke luar area, area tanah yang

terkontaminasi dapat dibersihkan pada satu waktu. Pembersihan secara in situ ini

mengandalkan peningkatan mikroorganisme dalam tanah atau air. Metode yang

digunakan sering melibatkan bioventing, memompa udara lain atau hidrogen peroksida

(H2O2) ke dalam tanah yang terkontaminasi. H2O2 sering digunakan karena mudah

mengembangkan mikroba-mikroba penghasil oksigen. Pupuk juga dapat ditambahkan ke

dalam tanah tersebut untuk meningkatkan pertumbuhan dan menurunkan aktivitas

bakteri. Pembersihan dengan cara ini lebih efektif di tanah berpasir dan tidak kompak

terdapat mikroorganisme dan dapat menyebar dengan cepat. Bioremediation in situ tidak

cocok untuk tipe tanah berlempung dan berbatu.

Teknik/ cara bioremidiasi ex situ:

1. slurry-phase bioremediation. yaitu memindahkan tanah yang terkontaminasi ke

tempat lain dan mencampurnya dengan air dan pupuk ke dalam bioreaksi yang

besar dimana mikroorganisme dapat diamati dan dikontrol.

2. solid-phase bioremediation. Proses ini lebih memakan waktu daripada slurry-

phase dan membutuhkan tempat yang lebih besar, namun merupakan cara yang

paling baik untuk menurunkan zat kimia tertentu.

a. Composting. Dapat digunakan untuk menurunkan kotoran dalam tanah

terkontaminasi dengan menambahkan timbunan, jerami, rumput dan materi-

materi lain untuk mengembangkan nutrisi bagi bakteri yang dapat

membersihkan zat-zat kimia dari tanah tersebut.

b. Land farming. Tanah terkontaminasi disebarkan sehingga air dapat

memecahkan polutan dari tanah.

3. Soil biopiles digunakan secara partikular dengan menguapkan zat-zat kimia

polutan dalam tanah dan mikroba-mikroba dapat menurunkan polutan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Bioremediasi. Pdf.(http://lppm.unud.ac.id/wp-content/uploads/Bioremediasi-

in-situ-lahan-tercemar-oleh-Yohanes-Setiyo.pdf, diakses pada tanggal 19 November

2012)

Anonim.2010.Bioremediasipadatanah.pdf(http://www.google.co.id/url?

sa=t&rct=j&q=bioremediasi+pada+tanah&source=web&cd=20&cad=rja&ved=0CGIQFj

AJOAo&url=http%3A%2F%2Fjournal.uinjkt.ac.id%2Findex.php%2Fvalensi%2Farticle

%2Fdownload

%2F114%2F63&ei=1kitUOvBGcerrAfQxIDADw&usg=AFQjCNF31W7xTLwvchGgX

eOJMFVtFGVBzQ, diakses pada tanggal 19 November 2012)

Anonim.2008.Reaksi-Pengendapan.(http://www.cti.uconn.edu/pdf/jhr99-271_96-

1.pdf,diakses pada tanggal 20 November 2012)

Anonim.2011.Redokstanah.(http://www.freepatentsonline.com/5037479.html.pdf,diakses

pada tanggal 20 November 2012)

Bohn. H.L.. B. L. Mc. Neal. and G.A O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John Willey & Sons.

New York.

Nuryani S., Handayani. S., dan Maas. S. 2000. Meningkatkan Efisiensi Pemupukan P dengan

Bahan Organik Pada Andisol. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. Vol (2) No 2 : 7-12

Munir, M.S. 1996. Tanah-Tanah Utama Indonesia. Karakteristik; Klasifikasi dan

Pemanfatannya. PT. Dunia Pustaka Jaya. Jakarta.