## ANALISIS JENIS MINERAL MAGNETIK DARI POLUTAN KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN METODE ISOTHERMAL REMANENT
MAGNETIZATION (IRM) DI KOTA PADANG
Pramita Syafrina *) , Mahrizal dan Harman Amir **)
*) Mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang **) Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA UNP

## ABSTRACT
Polution  is  big  problem  in  many  city.  Iron-oksida  is  very  small  and  dangeraous for healty, so important to measure who give information about magnetic field. The source of  polution  are  mount  eruption,  forest  fire  and    motor  vehicle.  In  this  eksperiment  we studying  about  kind  polution  from  motor  vehicle.  The  kind  polutan  of  vehicles  was  know with Isothermal Remanent Magnetization (IRM) method. In this eksperiment 93 sample, 45 top  soil  sample,  40  wood  sample  and  8  for  leaf  sample.  The  result  of  data  analysis indication  that  intensity  magnetization  of  top  soil  is  10.24  to  11.974.558  mA/m  for  wood sample  is  0,22  to  7.186,20  mA/m  and  for  leaf  0.33  to  900.31  mA/m.  The  analysis  for saturation kurva of IRM for samples is magnetite (Fe 3 O 4 ) because out field ≤ 300 mT.
Keywords : Isothermal Remanent Magnetization (IRM), magnetite

## PENDAHULUAN
Pesatnya  pertambahan  jumlah  ken- daraan  bermotor  berakibat  meningkatnya pencemaran  udara.  Pencemaran  udara  me- rupakan suatu masalah besar dikebanyakan kota  di  dunia.  Hal  ini  disebabkan  oleh adanya bahan bakar yang digunakan dalam transportasi  dan  industri  meski  konstribusi alam juga menyokong melalui kejadian se- perti  letusan  gunung  berapi  dan  kebakaran hutan. Dibanyak negara berkembang seper- ti  Indonesia,  konsentrasi  bahan  pencemar udara berasal dari kendaraan bermotor me- ningkat sebagai suatu konsekuensi terhadap meningkatnya pembakaran bahan bakar fo- sil (Sutriyo, 2008: 862).
Dalam satu dekade terakhir, metoda sifat  magnetik  batuan  ( rock  magnetic  me- thods )  telah  banyak  digunakan  dalam  ka- jian  tentang  pencemar  atau  polusi  lingkun- gan.  Tujuan  dari  kajian  seperti  ini,  umum- nya  adalah  untuk  mengidentifikasi  mineral
magnetik  pada  polutan  dan  menghubung- kannya  dengan  sumber  atau  mekanisme pencemaran.  Mineral  magnetik  sebenarnya selalu  ada  secara  alamiah  pada  batuan,  ta- nah, atau endapan sedimen, meskipun seca- ra  kuantitatif  kelimpahannya  cukup  kecil yaitu sekitar 0.1 % dari  massa total  batuan atau  endapan  (Bijaksana,  2002).  Mineral magnetik ini memiliki sifat, jenis dan mor- fologi yang beragam yang bergantung pada sumbernya.  Pada  kasus  pencemaran,  perlu dilakukan identifikasi apakah mineral mag- netik  berasal  dari  sumber-sumber  alamiah atau dari proses pencemaran.
Mengingat  oksida-besi  dalam  uku- ran kecil yang sangat beresiko bagi keseha- tan, maka perlu dilakukan pengukuran yang dapat  memberikan  informasi  tentang  kebe- radaan  material  magnetik  tersebut.  Untuk memastikan  bahwa  dalam  suatu  sampel yang  diambil  terdapat  material  magnetik, dilakukan  pengukuran  menggunakan  me- tode Isothermal  Remanent  Magnetization (IRM).
Pencemaran udara diartikan sebagai adanya  bahan-bahan  atau  zat-zat  asing  di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan  (komposisi)  udara  dari  keadaan normalnya. Kehadiran bahan atau zat asing di dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada  di  udara  dalam  waktu  yang  cukup lama,  akan  dapat  mengganggu  kehidupan manusia.
Penyebab  pencemaran  udara  akibat kendaraan bermotor bersumber pada bahan bakar  kendaraan  dan  dapat  dihasilkan  dari karat  pada  kendaraan  itu  dan  gesekan- gesekan  yang  terjadi  pada  saat  kendaraan beroperasi.  Bagian  dalam  sistem  pembu- angan  pada  kendaraan  juga  dapat  meng- hasilkan  material-material  magnetik  seba- gai sumber polusi.
Kemagnetan  bahan  sangat  bergan- tung  pada  kandungan  mineral  magnetik, ukuran  bulir,  temperatur  dan  tekanan.  Ber- dasarkan sifat magnetiknya suatu bahan di- golongkan  menjadi  tiga  bagian  yaitu: diamagnetik,  paramagnetik  dan  ferromag- netik.
Untuk  menunjukkan  sifat  mineral dari bahan ferromagnetik, cara  yang paling umum  dilakukan  adalah  dengan  memplot induksi  magnet B terhadap  medan  magnet H atau  dengan  memplot  magnetisasi M terhadap medan magnet H.
Istilah  mineral  magnetik  biasanya hanya digunakan untuk mineral yang tergo- long  ferromagnetik.  Mineral  ferromagnetik umumnya  berasal  dari  keluarga  besi  tita- nium oksida, sulfide besi dan hidroksi besi. Yang paling banyak dijumpai dalam batuan yaitu  besi  titanium  oksida.  Keluarga  besi titanium oksida dianggap sebagai pembawa magnetisasi remanen yang paling dominan. Contohnya, magnetite (Fe 3 O 4 ), hematite (α- Fe 2 O 3 ) dan magnetite (γ-Fe 2 O 3 ).
Isothermal  Remanent  Magnetiza- tion (IRM) adalah  magnetisasi  remanen yang  dihasilkan  dalam  waktu  yang  singkat melalui  medan  magnetik  yang  kuat  pada temperatur  konstan.  IRM  merupakan  ben- tuk  remanen  yang  dihasilkan  melalui  eks- perimen  histerisis  dan  bulir  magnetik  yang
merekamnya  mempunyai  energi  koersif yang  lebih  kecil  dari  medan  yang  diguna- kan.  Pemberian  IRM  bertujuan  untuk  me- nentukan  jenis  mineral  magnetik  yang  ter- dapat pada sampel. Untuk membedakan an- tara magnetite (Fe 3 O 4 )  dan hematite (Fe 2 O 3 ) dapat kita ketahui dari pola saturasi yang dihasilkan.
Gambar  5.  Kurva  perbandingan  antara magnetite dan hematite setelah pemberian IRM (Hunt,1991:35)
Menurut  Hunt  (1991:  34),  ada  3 teknik yang digunakan dalam mengkarakte- risasi  IRM  :  1.  Akuisisi  yaitu  pengukuran dengan  menggunakan  medan,  dimana  me- dan  demagnetisasi  sampel  dinaikkan.  Re- manen  maksimum  merupakan  remanen  sa- turasi. 2. Demagnetisasi DC yaitu penguku- ran dengan menggunakan medan DC nega- tif  dimulai  dari  medan  remanen  saturasi. Medan  yang  menurunkan  harga  saturasi disebut  medan  koersif.  3.  Demagnetisasi dengan  bolak  balik  yaitu  pengukuran  dila- kukan dengan medan bolak-balik mulai da- ri medan remanen saturasi.
Dari 3 teknik yang digunakan dalam mengkarakterisasi  IRM  pada  penelitian  ini digunakan  teknik  pertama  yaitu  dengan teknik  akuisisi  data.  Dimana  sampel  yang telah  dipreparasi  diberikan  medan  demag- netisasi  sampai  mencapai  remanen  maksi- mum yang merupakan remanen saturasi.

## METODE  PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  penelitian dasar  yang  dilakukan  secara  sistematik terhadap  suatu  masalah.  Data  dari  pene- litian ini merupakan data primer yang dipe- roleh  langsung  pada  saat  melakukan  pene- itian.
Penelitan  ini  dilaksanakan  dari bulan  Desember  2011  sampai  Mei  2012. Pengambilan  data  pada  penelitian  ini  di lakukan  di  Laboratorium  Geofisika  Uni- versitas Sriwijaya. Pengambilan sampel di- lakukan  selama  lebih  kurang  satu  bulan yaitu  dari  tanggal  4  Desember  sampai  de- ngan 8 Januari 2012. Reparasi sampel dila- kukan  di  Laboratorium  Geofisika  Univer- sitas Padang pada bulan Februari 2012.
Beberapa  instrumentasi  /  alat  dan bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah :
a. Impulse Magnetizer
Gambar 2. Impulse Magnetizer
Impulse Magnetizer digunakan untuk  memberikan  tegangan  pada  sampel yang  akan  di  ukur.  Pemberian  tegangan pada sampel dimulai dari 0, 5, 7, 10, 15, 20, 25,  50,  75,  100,  150,  200,  250  dan  300 untuk  koil  1  dan  0  10,  15,  20,  25,  50,  75, 100, 150, 200, 250 dan 300 untuk koil 2.

## b. Minispin Magnetometer
Gambar 3. Minispin Magnetometer
Minispin Magnetometer
seperti yang terlihat pada Gambar 7 dikontrol oleh Microprocessor  Rockwell  6502.  Prinsip kerja  alat  ini  menghasilkan  sinyal  DC
sebanding  dengan  komponen  magnetik yang paralel dengan sumbu fluxgate . Rasio sinyal  terhadap  noise  ditingkatkan  dengan frekuensi  6  Hz.  Kemudian  sinyal  output didigitalkan  dengan  alat Analog  Digital Converter  (ADC) dan  disimpan  dalam memori  komputer  dalam  besran  berupa arah  (dalam  inklinasi  dan  deklinasi)  dan intensitas  mineral  magnetik  sampel.  Untuk putaran pendek jumlah putaran 24 dan 120 untuk putaran panjang.
Pada  pengukuran  magnetik  ini posisi sampel diatur dalam empat arah yang berbeda  seperti  yang  terlihat  pada  Gambar 8.  Arah  pemutaran  sampel  adalah:  a. Vertikal  I  ;  b.  Horizontal  I  (diputar  90 o ke arah kiri dari arah Vertikal I) ; c. Vertikal II ; d. Horizontal II (diputar 90 o ke arah kanan dari arah Vertikal II).
Gambar 4. Posisi sampel didalam Minispin Magnetometer
Sampel dari penelitian ini berjumlah  93  sampel,  yang  terdiri  dari  45 sampel jenis top  soil , 40 sampel jenis kulit kayu,  dan  8  sampel  jenis  daun.  Posisi sampel  secara  geografis  dapat  ditentukan dengan  meng-gunakan  alat  GPS  ( Global Positioning  System ).  Pengambilan  sampel dilakukan pa-da primer yaitu Jalan Adinegoro  Padang  Utara,  Jalan  By  Pass Kuranji,  Jalan  By  Pass  Lubuk  Begalung, Jalan  Lubuk  Kilangan,  Jalan  Hamka Padang  Utara,  Jalan  Khatib  Sulaiman  dan Jalan By Pass Koto Tangah.
Gambar  4.  Peta  Lokasi  Sampel  (sumber:

## Bappeda Kota Padang 2012)

## Prosedur Pengambilan Sampel
Pada  data topsoil di  ambil  tanah permukaan.  Dimana  setiap  lokasi  di  bagi menjadi 3 titik dan setiap titik akan diambil 3  sampel  yaitu  yang  dekat  dengan  jalan raya  pada  jarak  0  meter  dari  jalan,  pada jarak 1 meter dan pada jarak 2 meter seperti yang terlihat pada Gambar 5.
Gambar  5.  Titik  pengambilan  sampel  top soil
Untuk  sampel  kulit  kayu,  diambil sampel  pada  kulit  terluar.  Titik  peng- ambilan sampel dilakukan dengan membagi kayu menjadi 8 bagian yaitu pada sudut  45 0 ,  yang  mana  titik  0 0 pada  arah utara.  Kemudian  diambil  sampel  yang  lain searah  dengan  jarum  jam.  Pada  sampel kulit  kayu  diperhatikan  juga  letak  pohon kayu seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar  6.  Titik  pengambilan  sampel  kulit kayu
Pada  sampel  daun,  diambil  daun yang  berada  di  sekitar  lokasi  pengambilan sampel topsoil dan kulit kayu.

## Prosedur Persiapan Sampel
Ditinjau  dari  prosedur  pengambilan sampel terdapat  tiga jenis sampel  yaitu top soil,  kulit  kayu  dan  daun.  Adapun  langkah dalam  persiapan  atau  reparasi  sampel adalah  :  Pada  sampel  jenis top  soil, tanah yang  di  dapat  kemudian  dihaluskan  meng- gunakan ayakan kemudian dimasukkan ke- dalam holder yang berbentuk tabung. Sam- pel  yang  dimasukkan  ke  dalam  holder harus  padat  agar  sewaktu  dilakukan pengukuran tidak ada ruang didalam holder yang mem-buat hasil pengukuran tidak lagi akurat.  Penamaan  pada  sampel top  soil berupa  ke-terangan  nama  jalan,  dan  titik pengambilan  sampel.  Pada  sampel  jenis kulit kayu perta-ma-tama dihaluskan dengan  cara  mengerus  terlebih  dahulu bagian  permukaan  kulit  kayu  kemudian diambil  bagian  yang  agak  halus  untuk dimasukkan kedalam holder. Karena sampel dari kulit kayu didapat sedikit maka sampel  yang  didapat  dicampur  dengan silikon.  Penamaan pada sampel ku-lit  kayu berupa  keterangan  nama  jalan  dan  sudut pengambilan  sampel.  Pada  sampel  je-nis daun  pertama-tama  daun  dipotong-poto-ng menjadi  bagian  yang  kecil  dan  dicampur dengan silikon lalu masukkan kedalam hol- der.  Penamaan  pada  sampel  daun  berupa keterangan  nama  jalan,  dan  titik  peng- ambilan sampel.
Gambar 7. Sampel yang siap untuk diukur
Pengukuran  IRM  bertujuan  untuk mendapatkan  keadaan  saturasi  dari  sampel
yang  diteliti.  Adapun  prosesnya  adalah sebagai berikut :
Proses Kalibrasi Alat Sebelum  alat Minispin  Magnetometer digunakan,  terlebih  dahulu  dilakukan  pro- ses  kalibrasi  dengan  menggunakan  sampel kalibrasi.  Sampel kalibrasi  dimasukkan ke- dalam pemutar pada alat Minispin Magnetometer seperti  Gambar  3.  Arah  pa- nah  menunjukkan  arah  utara  (N).  Tekan short  spin yang  menghasilkan  24  putaran atau long  spin yang  menghasilkan  120 putaran dan tunggu sampai nilai East. Pada penelitian  ini  digunakan short  spin. Jika nilai East terletak  antara  terletak  antara 0.00  sampai  2.00  berarti  kalibrasi  sudut sudah  benar.  Jika  belum  benar  putar  ring fluxgate searah jarum jam  atau berlawanan arah  jarum  jam  kemudian  klik  lagi spin sampai diperoleh nilai yang benar. Kemudi-an  masukkan  nilai  kalibrasi  537, tekan cal kemudian  tekan spin sampai keluar  nilai  intensitas  sampel  kalibrasi. Setelah  didapat  nilai  yang  sama  maka  alat Minispin Magne-tometer sudah terkalibrasi. Pengkalibrasi  alat  harus  dilakukan  setiap  1 jam dari pengukuran sampel.

## Proses Demagnetisasi
Tekan  tombol  power  pada  alat Impulse Magnetizer . Letakkan sampel pada tempat  sampel  kemudian  masukkan  keda- lam tabung demagnetisasi. Lalu tekan tom- bol trigger dengan tegangan 0 mV. Setelah terdengar  bunyi  tik  pada  alat Impulse Magnetizer, tarik  sampel  keluar  untuk  se- lanjutnya  dilakukan  proses  pengukuran IRM.  Lakukan  langkah  untuk  koil  I  dan koil II.
Proses Pengukuran IRM Setelah sampel didemagnetisasi kemudian  diukur  intensitasnya  dengan  alat Minispin  Magnetometer, ukur  sampel sebanyak  4  kali  sesuai  posisi  sampel  pada Gambar  4. Setelah itu klik sp4  pada moni- tor  komputer.  Kemudian  didapat  nilai  in- tensitasnya, deklinasi daan inklinasinya.
Teknik Analisa Data
Untuk  melihat  kandungan  mineral magnetik  yang  dimiliki  oleh  sampel  yang diteliti,  di  ukur  IRMnya  dengan  meng- gunakan  alat Impulse  Magnetizer yaitu  de- ngan  cara  memberikan  tegangan  tinggi secara  bertahap.  Tegangan  yang  diberikan secara  bertahap  akan  dikonversi  menjadi kuat medan ( H ) dengan menggunakan tabel yang  terdapat  pada Minispin  Operator’s Manual .  Kemudian  sampel  di  ukur  dengan menggunakan  alat Minispin  Magnetometer dan  dari  hasil  pengukuran  didapat  nilai intensitas.
Nilai  kuat  medan  ( H )  didapat  dari Kalibasi  Data Impulse  Magnetizer yang dapat  dilihat  pada  Lampiran  4.  Setelah  di- dapat  nilai  kuat  medan  ( H )  dan  intensitas, kemudian  dengan  menggunakan Microsoft Excel data  tersebut  diplot  dalam  bentuk grafik  yang  menyatakan  hubungan  antara kuat  medan  ( H )  (sumbu  x)  dan  intensitas (sumbu y).
Untuk  menentukan  jenis  mineral magnetik  pada  sampel  dilakukan  dengan menganalisis  kapan  terjadi  saturasi.  Jika sampel  tersaturasi  300  mT  menunjukkan jenis mineral magnetite (Fe 3 O 4 ), sedangkan jika  tersaturasi  >300  mT  menunjukkan jenis mineral hematite (Fe 2 O 3 ).

## HASIL
Hasil  pengukuran  IRM  di  Jalan  By  Pass Kuranji untuk sampel top soil :
Gambar 8. Kurva saturasi  IRM untuk sam- pel BPKT 11, BPKT 12, BPKT 13
Dari  Gambar  8  dapat  dilihat  kea- daan saturasi mulai terjadi pada kuat medan
0 100000 200000 300000 400000 0 1000 2000 In te n si tas (m A /m ) Kuat Medan (mT) BPKT 11 BPKT 12 BPKT 13
antara  220  mT  –  300  mT  dan  tidak  terjadi lagi  akuisisi  IRM  pada  medan  yang  lebih tinggi. Dari Gambar 17 dapat dilihat bahwa nilai intensitas yang tertinggi terdapat pada BPKT 11 yang berjarak 1 meter dari jalan.
Hasil  pengukuran  IRM  di  Jalan  By  Pass Kuranji untuk sampel kulit kayu:
Gambar 9. Kurva saturasi  IRM untuk sam- pel  BPKK  0,  BPKK  45, BPKK 90, BPKK 135, BPKK 180,  BPKK  225,  BPKK  270 dan BPKK 315
Dari  Gambar  9  dapat  dilihat  kea- daan saturasi mulai terjadi pada kuat medan antara  160  mT  –  300  mT  dan  tidak  terjadi lagi  akuisisi  IRM  pada  medan  yang  lebih tinggi. Dari Gambar 27 dapat dilihat bahwa nilai intensitas yang tertinggi terdapat pada BPKK 0.
Hasil  pengukuran  IRM  di  Jalan  By  Pass Kuranji untuk sampel daun:
Gambar  10.  Kurva  saturasi  IRM  untuk sampel BPKD
Dari  Gambar  10  dapat  dilihat  kea- daan saturasi mulai terjadi pada kuat medan antara  250  mT  –  300  mT  dan  tidak  terjadi lagi  akuisisi  IRM  pada  medan  yang  lebih tinggi.

## PEMBAHASAN
Dilihat  dari  kurva  saturasi  IRM pada  sampel top  soil ,  kulit  kayu  dan  daun, diketahui  bahwa  nilai  medan  saturasi  pada penelitian ini adalah sama yaitu ≤ 300 mT. Perilaku  mineral  magnetik  dengan  harga saturasi  yang  rendah  ini  mengindikasikan koersifitas  magnetik  yang  rendah.  Rendah- nya  nilai  saturasi    dan    koersifitas    ini mengindikasikan  bahwa  jenis  mineral magnetik yang terkandung pada sampel top soil ,  kulit  kayu  dan  daun  adalah  mineral magnetite .  Menurut  Butler  (1998) magne- tite tersaturasi pada rentang 100 hingga 300 mT,  sedangkan hematite tersaturasi  pada sekitar 800 mT.
Dari hasil  penelitian  dapat  dilihat bahwa  nilai  intensitas  tertinggi  terdapat pada  sampel  yang  berjarak  1  meter  dari jalan  untuk  sampel top  soil .  Tapi  pada beberapa  sampel  ada  yang  terdapat  nilai intensitas  tertinggi  pada  jarak  2  meter  dari jalan atau pada jarak 3 meter dari jalan. Hal ini  dapat  terjadi  karena  pada  sampel top soil ,  tanah  yang  terdapat  di  permukaan dapat  terbawa  air  saat  hujan  dan  dapat diterbangkan angin.

## KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan hasil penelitian  dengan  menggunakan  metode Isothermal Remanent Magnetization (IRM) di kota Padang pada tiga jenis sampel yaitu top soil , kulit kayu, dan daun menunjukkan bahwa  jenis  mineral  megnetik  yang terkandung dalam masing – masing sampel adalah magnetite (Fe 3 O 4 ). Hal ini ditunjukkan  dengan  melihat  kurva  saturasi IRM  dari  nilai  intensitas  dengan  kuat medan  yang  mana  tersaturasi  pada  kuat medan ≤ 300 mT. Tingginya nilai intensitas menunjukkan  bahwa  aktivitas  lalulintas  di lokasi pengambilan sampel juga tinggi.
0 2000 4000 6000 8000 0 1000 2000 Inte n si tas (m A /m ) Kuat Medan (mT) BPKK 0 BPKK 45 BPKK 90
BPKK 135
BPKK 180 BPKK 225 0 100 200 0 1000 2000 Inte n si tas (m A /m ) Kuat Medan (mT) BPKD

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih untuk Ibu Fatni Mufit, Bapak  Mahrizal  dan  Bapak  Harman  Amir yang  telah  mengizinkan  saya  ikut  serta dalam  penelitian  Dosen  tahun  2011  dana DIPA Jurusan Fisika FMIPA UNP
sehingga  saya  dapat  menyelesaikan  skripsi saya.  Terima  kasih  untuk  Wedara  Yuliatri yang  telah  bekerjasama  dalam  persiapan sampai pengukuran sampel.

## DAFTAR  PUSTAKA

## Bijaksana,  S.  (2002).  “Analisa  Mineral
Magnetik  dalam  Masalah  Ling- kungan”. Journal  Geofisika. Vol
1. Hlm. 19-27.
Buttler,  R.F.  (1998). Paleomagnetism  :
Magnetic  Domain  to  Geologic Terranes . Blackwell.
Evans,  Michael.  E  &  Heller,  Friedrich. (2003). Principles  and  Aplication of Enviromagnetik. Sandiego, Cal- ifornia USA: Akademic press.
Hunt, Christoper. P. (1991). Environmental Magnetism  Workshop .  University of Minnesota.
Minispin  Operation’s  Manual.  Molspin Ltd. New Castle, England.