Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
MENGGUNAKAN SCANNING ELECTRON

## Eleonora Agustine
Departemen Geofisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Sumedang 45363, Indonesia
Email: leo@geophys.unpad.ac.id

## Abstrak
Kajian  penggunaan  pestisida  pada  lahan  pertanian  perlu  dilakukan  karena  penggunaannya  yang  terus menerus  dalam  jangka  waktu  yang  lama  akan  berakibat  pada  masalah  kesehatan  masyarakat  dan lingkungan. Pada paper ini kajian dilakukan di tanah vulkanik di PTPN VIII Bukit Tunggul Jawa Barat. Untuk mengamati perubahan yang terjadi pada tanah vulkanik akibat pengaruh pestisida pada penelitian ini  akan  dilakukan  kajian  mineralogi  dan    morfologi  bulir  magnetic  menggunakan  Scanning  Electron Microscope  (SEM).  Conto  diambil  pada  outcrop  sebanyak    60  contoh  dari  dua  lapisan  yang  berbeda sifat  fisiknya.  Conto  dibagi  menjadi  3  grup  berbeda  untuk  diamati  perubahannya  setiap  3 bulan.  Grup pertama conto  standar (tanpa  penambahan pestisida), grup  ke dua diberi pestisida dengan  variasi 5  ml pestisida  ditambah  aquabidest  45  ml,  10  ml  pestisida  dan  40  ml  aquabidest  sampai  50  ml  murni pestiseda.  Masing-masing  contoh  diberi  5  tetes.  Grup  kedua  disimpan  selama  3  bulan  dan  diamati hasilnya,  demikian  pula  grup  ke  tiga  disimpan  6  bulan.  Dari  hasil  pengamatan  bulan  terlihat  bahwa pengaruh pestisda merusak bulir magnetik yang ada, dan membuat bulir menjadi lebih halus. Dan proses penghalusan bulir magnetik ini diduga akibat disolusi atau oksidasi.
Kata-kata kunci: Pestisida, tanah volkanik, morfologi bulir

## Abstract
Study  of  the  use  of  pesticides  on  agricultural  land  necessary  for  continuous  use  in  the  long  term  will result in environmental and public health problems. In this paper, a study carried out in volcanic soil in PTPN  VIII  West  Java  Bukit  stumps.  To  observe  the  changes  that  occur  in  volcanic  soils  due  to  the effect of pesticides on the study will examine the mineralogy and morphology of magnetic grains using a Scanning Electron Microscope (SEM). Outcrop samples were taken on as many as 60 instances of two layers of different physical properties. Conto is divided into 3 different groups to observe the changes every three months. The first group of samples, standard (without the addition of pesticides), the second group  was  given  pesticide  with  a  variety  of  pesticides  plus  5  ml  aquabidest  45  ml,  10  ml  and  40  ml pesticide aquabidest to 50 ml of pure pestiseda. Each sample was given five drops. The second group is stored  for  3  months  and  observed  the  results,  as  well  as  a  group  to  three  stored  6  months.  From  the observation moon is seen that the influence of the magnetic grains pestisda existing damage, and make the grain becomes finer. And the process of refining grains of magnetic allegedly due to dissolution or oxidation.
Keywords: Pesticides, volcanic soil, grain morphology
DOI: doi.org/10.21009/SPEKTRA.011.05

## STUDI MORFOLOGI BULIR DAN MAPPING KONTAMINASI PADA TANAH VULKANIK UNTUK MENGENALI PENGARUH PESTISIDA

## MICROSCOPE (SEM)
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## 1. PENDAHULUAN
Pestisida  dipergunakan  petani  sebagai  salah  satu  cara  untuk  meningkatkan  produksi  pertanian. Penggunaan  ini  bertujuan  untuk  membasmi  hama  dan  penyakit  tanaman.  Akibat  penggunaannya dalam waktu yang lama dan terus menerus terjadi  akumulasi residu di dalam tanah dan lingkungan [1]. Beberapa pestisida mempunyai daya tahan yang lama di tanah dengan waktu paruhnya adalah 20 tahun  [1].  Residu  pestisida  ini  memberikan  dampak  negative  pada  lingkungan  dan  kesehatan masyarakat  seperti  masuknya  residu  kedalam  rantai  makanan  mengakibatkan  penyakit  kulit  dan kanker  [2]  Batas  toleransi maximum  residue  limits (MRLs)  untuk  pestisida  dari  beberapa  negara antara lain  Australian adalah  0.20 mg/kg (1 part in 5 million) dan United States 0.3 mg/kg. DDT MRLs  Untuk  DDT  MRLs  negara  Australia,  Jepang  dan  USA  adalah  4  mg/kg,  EU  dan  Canada  1 mg/kg [2].
Untuk  mengenali  kontaminasi  residu  pestida  pada  tanah  akan  digunakan  metoda  kemagnetan batuan. Metoda ini sudah banyak digunakan untuk mengkaji lingkungan (Thompson, dkk, 1989) [3] antara lain mencermati masalah pencemaran lingkungan untuk identifikasi lokasi polutan, monitoring kualitas lingkungan dan menentukan sumber polutan [4-5]. Metoda kemagnetan batuan dibandingkan dengan  metoda  analisis  selama  ini    relative  lebih  murah,  cepat  dan  non  destruktif  [4-5].  Sehingga metoda ini sudah banyak juga digunakan untuk kajian soil.
Selain  metoda  magnetic,  sampel  akan  dianalisis  menggunakan  Scanning  Electron  Microscopy (SEM)  yang  akan  membantu  identifikasi  mineral  magnetic  secara  lebih  detil.  SEM  akan memperlihatkan  karakteristik  sampel  berupa  ukuran,  bentuk  dan  permukaan  bulir  serta  komposisi kimiawinya. Kajian visualisasi ini akan sangat mendukung kajian magnetik [6].

## 2. DESKRIPSI DAERAH PENELITIAN DAN METODA SAMPLING
Penelitian dilakukan di Bukit Tunggul tempat penaman Kina (6° 50´ 5.1948˝ S; 107° 43´ 42.1148˝ E, elevasi 1499 masl)  berjarak sekitar 25 km dari Bandung. Posisi pusat perkebunan adalah 15 km dari  Lembang  dan  12  km  dari  utara  Bandung.  Lembang  merupakan  pusat  perkebunan  di  provinsi Jawa  Barat  karena  kesuburan  tanah  vulkaniknya.  Lembang  terletak  pada  kaki  gunung Tangkubanperahu,  yang  merupakan  salah  satu  pengunungan  yang  aktif  dan  mempunyai  sejarah letusan yang panjang.
Sampel  tanah  diambil  dari  outcrop  yang  mempunyai  tinggi  sekitar  3  m.  Horizon  tanah  pada daerah  sampling  terlihat  kasat  mata  mempunyai  warna  dan  tertur  yang  berbeda.  Secara  umum horizon  tanah  tanah  terbagi  menjadi  3  bagian  yang  dikontrol  oleh  aktivitas  vulkanik.  Lapisan Lapisan 1 atau horizon 1 (A1) (ketebalan sekitar 80 cm) didominasi lapisan kemerahan ciri lapisan organik, Horizon 2 (A2), (ketebalan sekitar 63 cm) berwarna kehitaman diperkirakan sebagai deposit ash-flow.  Pada  outcrop  conto  diambil  per  10  cm,  conto  ditempatkan  pada  holder  silinder  dengan diameter 2.5 cm in diameter dan tinggi 2.2 cm. Pada studi ini ada 30 conto yang diamati.
Sampel dibagi untuk monitoring 3 bulanan kemudian masing-masing  diberikan variasi pestida 5 ml, 10 ml, 15  ml,  20  ml,  25  ml,  30  ml,  35  ml,  40  ml,  45  ml,  50  ml.  Sampel  akan  diamati  setiap  3  bulan  untuk  melihat pengaruhnya pada volcanic soil.

## 3. METODA SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)
Sampel akan dianalisis menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mendapatkan informasi  tambahan  mengenai  bentuk  bulir,  ukuran  dan  morfologi  bulir  serta  unsur  kimia  yang menyertainya.  SEM  yang  digunakan  adalah  Jeol  JSM-6360LA  yang  dilengkapi  dengan Backscattering  Electron  (BSE)  dan  Energy  Dispersive  X-Ray  (EDX).  BSE  dipergunakan  untuk mendapatkan visualisasi bentuk bulir khususnya iron oxide, EDX dipergunakan untuk mendapatkan analisis unsur kimawinya [6].
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## 4. HASIL DAN DISKUSI
Pada  beberapa  kajian  top  soil  yang  mengalami  kontaminasi  nilai  suseptibilitas  magnetik  pada tanah akan membesar apabila: (1) ukuran bulirnya kecil yaitu lebih kecil dari 50nm, (2) proses kimia seperti reduksi-oksidasi (3) proses biogeokimia dan translokasi hal ini dikatakan oleh: Schibler dkk. (2002); Fialova. dkk (2006): Furst dkk. (2008); D’Emilio dkk. (2006); D’Emilio dkk. (2008).
Beberapa  bagian  dari  bulir  magnetic  mengalami  proses  penghancuran  secara  perlahan  akibat residu  pestisida  yang  berasosiasi  dengan  bulir.  Semakin  lama  bulir  semakin  menghalus  dengan bertambahnya bulir-bulir halus (SP) mengakibatkan nilai FDS akan meningkat.
Pada gambar 2 diperlihatkan bahwa semakin lama pestisida tersimpan di dalam tanah  dan seiring dengan meningkatnya konsentrasi pestisida proses disolusi pada tanah akan berlangsung lebih cepat dan  progressive  [6]    dan  penambahan  bulir-bulir  SP  pun  meningkat..  Proses  pengayaan  SP  yang terjadi pada vuklanik soil akan  meningkatkan  nilai  FDS.
Untuk  menguatkan  dugaan  tentang  proses  disolusi  yang  terjadi  pada  tanah  vulkanik  maka  telah dilakukan observasi SEM-EDX.
Gambar  3  adalah  hasil  visualisasi  bulir  magnetic  yang  terdapat  pada topmost  layer  (Horizon  1). Gambar  tersebut  menunjukan  kelimpahan  bulir-bulir  magnetik  yang  berbentuk  bitetrahedral  iron oxide yang berasosiasi dengan titanium, hal ini biasanya merupakan ciri dari  tanah yang berasal dari daerah  vulkanik  [7].    Bulir-bulir  magnetik  yang  diperoleh  dari  sampel  yang  belum  terkontaminasi pestisida  umumnya  memperlihatkan  bentuk-bentuk  Kristal  dengan  permukaan  yang  masih  mulus (Gambar  3A).  Sementara  bulir-bulir  yg  berasal  dari  sampel  yang  sudah  terkontaminasi  dengan pestisida  umumnya  memiliki  permukaan  yang  mulai  rusak    (Gambar  3B).  Diduga  bulir  magnetic pada  sampel  ini  mulai  mengalami  proses  disolusi  [6].  Penambahan  konsentrasi  pestisida  diduga mengakibatkan  semakin  progresivenya  proses  disolusi  yaitu  mulai  melarutkan  mineral-mineral magnetic terutama magnetite. Hal ini berakibat pada meningkatnya bulir-bulir yang lebih halus pada sampel tersebut sehingga proses identifikasi bulir secara visual menjadi lebih sulit karena bulir-bulir tersebut  cenderung  tercover  di  dalam  matriks  clay  maupun  silica  (Gambar  3C).  Kondisi  yang ditemukan  pada  gambar  3C  bersesuaian  dengan  analisis  FDS  yang  menunjukan  bahwa  nilai  FDS semakin meningkat pada sampel A16.
Hasil  observasi  SEM  pada  lapisan  vulkanik  ash  layer  (horizon  2)  menunjukan  morfologi  dan kondisi  bulir  yang  agak  berbeda  dengan  horizon  1.  Pada  lapisan  ini  cenderung  mudah  menemukan bulir-bulir berbentuk batang dan berongga yang merupakan ciri dari hasil aktivitas vulkanik. Namun demikian,  bulir-bulir  magnetic  berbentuk  kristalin  tetap  mudah  ditemukan.  Gambar  4 memperlihatkan  morfologi  bulir  magnetic  yang  ditemukan  pada  lapisan  vulkanik  ash  layer.  Pada lapisan ini, kondisi bulir magnetic dalam kaitannya dengan pengaruh pestisida menunjukkan hal yang sama  dengan  kondisi  bulir  magnetic  pada  sampel  yang  berasal  dari  horizon  1.  Sampel  yang  sudah ditambahkan  pestisida  selama  3  bulan  memperlihatkan  bulir  yang  mulai  merusak  dan  menghalus karena  efek  disolusi  (Gambar  4b).  Hal  unik  pada  sampel  yang  berasal  dari  horizon  2  adalah ditemukannya  bulir-bulir  magnetic  halus  yang  menempel  pada  bulir-bulir  magnetic  relative  besar yang  terlihat  merusak.  Hal  ini  terutama  terjadi  pada  sampel  yang  sudah  ditambahkan  pestisida (Gambar  4B  dan  4C).  Bulir-bulir  magnetic  halus  tersebut  diduga  merupakan  hasil  dari  proses penumbuhan  mineral  magnetic.  Jadi  dapat  dikatakan  bahwa  pengaruh  penambahan  pestisida  pada horizon  2  tidak  hanya  mengakibatkan  perusakan/pelarutan  mineral  magnetic  tetapi  juga  disertai dengan tumbuhnya mineral-mineral magnetic yang baru. Kehadiran mineral magnetic berbulir halus sebagai  hasil  dari  proses  pertumbuhan  kemungkinan  dapat  menjadi  alasan  lain  mengapa  nilai  FDS pada sampel-sampel meningkat seiring dengan waktu penyimpanan.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
GAMBAR 1. Morfologi bulir dari tanah vulkanik pada lapisan pertama:  (A) vulkanik soil alamiah (A10), (B) vulkanik soil setelah 3 bulan penambahan  pestisida (A13), (C) Vulkanik Soil setelah 6 bulan penambahan pestisida (A16)
GAMBAR 2 . Morfologi bulir dari tanah vulkanik  pada lapisan kedua: (A) vulkanik soil alamiah (A20), (B) vulkanik soil setelah 3 penambahan  pestisida (A23), (C) vulkanik soil setelah 6 bulan penambahan pestisida  (A26)
Dari  hasil  analisis  SEM  menunjukan  bahwa  semakin  lama  dan  semakin  tinggi  konsentrasi pestisida  akan  menyebabkan  proses  disolusi  berjalan  progressif  dan  pengayaan  bulier  SP  semakin cepat. Kemungkinan hal ini menyebabkan nilai FDS meningkat.

## 4. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengukuran  magnetic  diperoleh  nilai  FDS  semakin  meningkat  seiring  bertambahnya waktu pengamatan dan jumlah konsentrasi dari pestisida. Peningkatkan nilai FDS ini diduga sebagai efek dari pengayaan bulir SP pada sampel akibat proses disolusi yang disertai dengan penumbuhan mineral magnetic halus.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Departemen  Pendidikan  dan  Kebudayaan  Republik  Indonesia  yang  telah  memberikan  beasiswa BPPS  untuk  EA  dan  GT.  Riset  ini  juga  disupport  juga  oelh  riset  grand  dari  ITB  untuk  SB  melalui Hibah Penguatan Institusi. Kami juga berterima kasih pada PTPN VIII yg telah mengizinkan areanya menjadi  tempat  riset  kami  dan  tak  lupa  pada  bapak  U.  Samsuddin  yang  telah  membantu  selama proses pengambilan sampel.
A 1 6 1 1 6 A B C A B C
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D. Byrne, Primefacts , 316, 1-4 (2007)
[2] A.G. Jiries, F.M Al Nasir, F. Beese, Water Air Soil Poll 133: 97–107 (2002)
[3] R. Thompson and R. Oldfield. Environ . Magn. 277, (1986)
[4] J. A. Dearing, P. M. Bird, R. J. L. Dann, and S. F. Benjamin, Geophys . J. Int. 130, 727-736 (1997).
[5] M. J. Dekkers, Geol . Mijnbow 76, 163-182 (1997).
[6] B. A. Maher and  R. Thompson, Quartenary Climates , Environments and Magnetism, UK, Cambridge Univ. Press (1999), pp 43.
[7] G.Tamuntuan,    S.Bijaksana,  E.Gaffar,  J.Russell,  L.O.  Safiuddin, E.  Huliselan ,  ITB  J.Sci. 42A (1), 31-48 (2010)
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA