Reaksi reaksi kimia dan biokimia pengura

Tugas Individu Kimia Lingkungan II
Cahyo Widoko Laksono / 14513155

Tanah mempunyai kemampuan untuk mereduksi kadar polutan melalui reaksi tanah berupa
penyerapan, pengenceran dan transformasi, disamping melalui peruraian oleh
mikroorganisme tanah untuk menetralisir efek polutan, melalui berbagai reaksi kimia dan
biokimia antara lain:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Proses oksidasi-reduksi
Hidrolisis
Reaksi asam-basa
Presipitasi
Serapan (adsorption dan absorbtion)
Degradasi biokimia

Oksidasi-Reduksi

Pada kondisi asam beberapa bakteri dalam tanah dapat mereduksi nitrat menjadi nitrit (ion
toksik) melalui reaksi :
NO3- + 2 H+ + 2 e

NO2- + H2O

Amonia dalam tanah akan teroksidasi dengan katalis mikroorganisme dan akan terbentuk
nitrat melalui reaksi :
NH3 + 2 O2

H+ + NO3- + H2O

Sedangkan nitrogen dalam bentuk amonium (NH4+) dapat terikat kuat pada tanah atau terikat
pada lapisan kristal mineral liat dan dapat juga dipertukarkan melalui reaksi pertukaran ion.
Pada kondisi basa, fosfor dalam tanah dapat bereaksi dengan kalsium karbonat membentuk
hidroksi apatit yang tidak larut melalui reaksi :
6 HPO42- + 10 CaCO3 + 4 H2O

à Ca10(PO4)6(OH)2 + 10 HCO3 + 2 OH–

Tanah dapat menjadi asam oleh proses-proses reduksi dan oksidasi. sulfur, seperti reaksi :
H2S + 2 O2
2S +3 O2 + 2 H2O

H2SO4

2 H+ + SO422 H2SO4

4 H+ + 2 SO42-

Oksidasi S dapat dilakukan oleh mikroorganisme autotrop maupun heterotrop yang hidup
dalam tanah pada pH antara 1,5 - 9, sedangkan pada tanah-tanah yang netral dan basa
oksidasi S dilakukan oleh mikroorganisme heterotrop. Faktor-faktor yang mempengaruhi
oksidasi S adalah tipe tanah, pH temperatur dan kelembaban tanah serta bahan organik tanah.
Aktifitas mikroorganisme dalam tanah dapat menyebabkan perubahan S organik menjadi
anorganik, hal ini penting untuk penyediaan S bagi pertumbuhan tanaman.

Hidrolisis

Reaksi hidrolisis, biasanya terjadi pada tanah-tanah yang cenderung basa, seperti di daerah
yang jarang turun hujan, sehingga perlu diberi perlakuan, seperti penambahan aluminium
sulfat atau besi sulfat atau dengan penambahan S yang dioksidasi oleh bakteri yang
menghasilkan asam sulfat, sehingga pHnya mendekati netral. Reaksinya:
2 Fe3+ +3 SO42- + 6 H2O
S + 3/2 O2 + H2O

2 Fe(OH)3(s) + 6 H+ + 3 SO422 H+ + SO42-

Reaksi Asam-Basa

Reaksi asam basa, seperti reaksi pyrite (FeS2) dalam tanah membentuk asam sulfat, sehingga
membentuk tanah-tanah “cat clays” yang kemungkinan mempunyai pH lebih kecil dari 3
(tanah sangat asam). Reaksinya :
FeS2 + 7 O2 + H2O à

Fe2+ + 2H+ + SO42-

Tanah-tanah asam ini tak baik untuk pertumbuhan tanaman. sehingga perlu dinetralisir,

misalnya dengan menggunakan kalsium karbonat (pengapuran). Pertumbuhan tanaman
umumnya terjadi pada pH yang mendekati netral.
Presipitasi

Akar tanaman dapat menyerap kontaminan logam dan / atau hara yang berlebih dari substrat
pertumbuhannya melalui proses rhizofiltration ( = root) , adsorpsi , atau presipitasi dalam
akar tanaman, atau penyerapan kontaminan yang ada dalam larutan yang mengelilingi zona
akar. Proses ini berlaku untuk penyerapan logam , hara yang berlebih , dan kontaminan
radionuklida yang ada dalam air tanah , air permukaan , dan air limbah.
Serapan/ Jerapan
Jerapan merupakan salah satu sifat penting dari tanah yang berhubungan dengan pencemaran,
karena dengan jerapan tanah mampu menjerap senyawa-senyawa organik terutama pestisida
dan herbisida. Kation-kation organik kebanyakan terjerap pada permukaan lempung yang
bermuatan negatif dan anion-anion organik lebih tertarik ke arah tepi permukaan lempung.
Kini telah diketahui bahwa senyawa-senyawa organik yang tidak bermuatan juga dapat
terjerap oleh mineral-mineral lempung.
Kation-kation yang terjerap di permukaan lempung dapat dipertukarkan dengan kation
lainnya, seperti :
Ca-tanah + 2 NH4+

(NH4)2-tanah + Ca2+

Kation-kation yang terjerap ini umumnya tersedia bagi tanaman melalui pertukaran dengan
ion H+ dari respirasi akar tanaman. Dengan jerapan unsur-unsur organik yang ditambahkan
dapat tertahan sehingga terhindar dari pencucian dan kation-kation pencemar pada air tanah
dapat terjaring.

Kompleks jerapan juga dapat membuat persenyawaan karbonat (yang tidak larut dalam air)
dapat tersedia bagi tanaman, melalui reaksi :
CaCO3 + H2CO3

Ca(HCO3)2 (larut dalam air)

Ca 2+ hasil disossiasi, kemudian dapat diserap oleh tanah melalui pertukaran dengan Al3+,
melalui reaksi
3/2 Ca(HCO3)2 + tanah-Al

3/2 Ca-tanah + Al(OH)3 + 3 CO2

Ion-ion divalen umumnya diikat lebih kuat daripada ion-ion monovalen, sehingga akan lebih

sulit dipertukarkan, kecuali ion hidrogen yang dijerap lebih kuat daripada ion-ion divalen dan
ion-ion monovalen lainnya.
Degradasi Biokimia
Degradasi pestisida dalam tanah melalui tiga cara, yaitu fotodekomposisi, transformasi
kimiawi dan degradasi mikrobiologis. Dalam proses transformasi kimiawi air berperanan
sebagai media reaksi, rektan atau keduanya. Reaksi-reaksi ini meliputi hidrolisis, oksidasi,
reduksi dan isomerisasi. Reaksi-reaksi ini dapat dikatalis oleh permukaan liat oksida dan ion
logam serta bahan organik.