8/21/2015 TEKNIK REHABILITASI LAHAN BEKAS TAMBANG EMAS LOGAM BERAT (HEAVY METAL) PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HUTAN, BOGOR 2015.

Transkripsi

1 Definisi Rehabilitasi Lahan EKNIK REHABILIASI LAHAN BEKAS AMBANG EMAS Oleh : Chairil Anwar Siregar Workshop FKPWG, 2-21 Agustus 215, Bogor PUSA PENELIIAN DAN PENGEMBANGAN HUAN, BOGOR 215 Adalah usaha memperbaiki, memulihkan kembali dan meningkatkan kondisi lahan yang rusak (kritis), agar dapat berfungsi secara optimal, baik sebagai unsur produksi, media pengatur tata air maupun sebagai unsur perlindungan alam lingkungan. iap jenis tambang mengakibatkan kerusakan dengan karakteristik ekologis yang berbeda Kegiatan tambang emas menyebabkan kerusakan lahan: fisik, kimiawi dan cemaran tailing Beberapa bentuk upaya rehabilitasi: Revegetasi, Fisik mekanik, Agronomi, Phytoremediasi, dll LOGAM BERA (HEAVY MEAL) PENAMBANGAN EMAS Logam berat (Heavy metal) secara alami terdapat di alam etapi, Manusia melalui berbagai aktifitasnya secara significant memberikan andil terhadap jumlah logam berat di alam LUMPUR AILING : KESUBURAN KIMIA ANAH RENDAH KELARUAN Pb DAN Fe INGGI Beberapa faktor yang mempengaruhi konsentrasi logam berat di permukaan air dan tanah, sbb: Airborne contribution from long-range transport Local point sources PUPUK ORGANIK : PENAMBAH HARA ANAH MENGKHELA ION-ION LOGAM BERA CENDAWAN MIKORHIZA : PENAMBAH HARA FOSFOR MENGIKA ION-ION LOGAM BERA PADA SRUKUR HIFA ANAH OPSOIL Natural presence in bedrock and soils Airborne contribution from soil dust Condition of Catchment and Lake ANAMAN MAMPU HIDUP DAN UMBUH OPIMAL AHAPAN REHABILIASI AILING AMBANG EMAS 3 Uji lapangan 4 Uji kandungan logam berat AILING 2 Uji rumah kaca AILING DAM Sifat Kimia ailing ambang Emas 1 Uji toksisitas media tumbuh 1

2 Analisis ailing ph H 2 O 7.7 ph KCl 7.6 C, %.6 N, %.1 C/N 6 P 2 O 5, mg/1 g 41 K 2 O, mg/1 g 19 P 2 O 5 Olsen, ppm 1 K 2 O Morgan, ppm 59. Ca, me/1 g Mg, me/1 g.76 K, me/1 g.12 Na, me/1 g.22 Jumlah, me/1 g KK, me/1 g 4.82 KB, % > 1 Fe total, ppm Zn total, ppm Pb total, ppm 11 Cu total, ppm 31 ekstur pasir 75 ekstur debu 16 ekstur liat 9 SIFA KIMIA AILING: Kandungan logam berat tinggi (Fe, Zn, Pb, Cu) Kesuburan rendah Back to tahapan Uji toksisitas media tumbuh tailing ujuan: mengetahui tingkat toksisitas media tumbuh Jenis tanaman indikator: Cabe (Capsicum annum) Gmelina arborea Metode: membandingkan jumlah benih tanaman indikator yg berkecambah dan tumbuh normal dgn jumlah benih tanaman indikator yg berkecambah dan tumbuh tidak normal (%) Semakin tinggi nilai persentase maka semakin kecil tingkat toksisitas media Uji toksisitas media terhadap tanaman Capsicum annum umur 1 bulan Semai Kecambah Normal Abnormal Jum- % Jumlah % Jum- % lah lah F F F F F = tailing atas 1%, F1 = tailing atas : pupuk organik (1:1 v/v), F2 = tailing atas : pupuk organik (3:1 v/v), F3 = tailing atas : arang aktif (3:1 v/v) Jumlah benih yang dikecambahkan sebanyak 1 benih (bak kecambah 3 cm x 4 cm) Uji toksisitas media terhadap tanaman Capsicum annum umur 1 bulan F = tailing 1%, inggi (cm) BB (gr) BK (gr) F F F F F1 = tailing : compost of casting (1:1 v/v), F2 = tailing : compost of casting (3:1 v/v), F3 = tailing : charcoal (3:1 v/v) Number of seeds for germination was 1 seeds F = tailing 1%, F1 = tailing : compost of casting (1:1 v/v), F2 = tailing : compost of casting (3:1 v/v), F3 = tailing : charcoal (3:1 v/v) oxicity test on Gmelina arborea Germination Seedling Normal Abnormal Num- % Number % Num- % ber ber F F F F Number of seeds for germination was 1 seeds F = tailing 1%, oxicity test on Gmelina arborea Height (cm) otal fresh weight (gr) otal dry weight (gr) F F F F F1 = tailing : compost of casting (1:1 v/v), F2 = tailing : compost of casting (3:1 v/v), F3 = tailing : charcoal (3:1 v/v) Number of seeds for germination was 1 seeds 2

3 Serapan hara tanaman (mg/tanaman) Serapan unsur logam (mg/tanaman) 8/21/215 UJI RUMAH KACA UJI OKSISIAS MEDIA PADA ANAMAN : Capsicum annum ( A DAN B), Gmelina arborea (C DAN D) Rancangan percobaan: Split plot petak utama: pupuk organik dengan 4 taraf: - F = kontrol (tailing 1%) - F1 = tailing : kompos (1:1, v) - F2 = tailing : kompos (3:1, v) - F3 = tailing : arang aktif (3:1, v) anak petak: mikorhiza dengan 4 taraf: - M = kontrol (tanpa inokulasi mikorhiza) - M1 = Glomus aggregatum - M2 = Glomus fasciculatum - M3 = Glomus etunicatum Back to tahapan Analisis 1% Analisis kandungan hara media : K : K tanaman : Ar. Kascing Arang aktif ph H 2 O ph KCl C, % N, % C/N P 2 O 5, mg/1 g K 2 O, mg/1 g P 2 O 5 Olsen, ppm K 2 O Morgan, ppm Analisis 1% Analisis kandungan hara media : K tanaman : K : Ar. Kas-cing Ca, me/1 g Mg, me/1 g K, me/1 g Na, me/1 g Ar. aktif Jumlah,me/1 g KK, me/1 g KB, % > 1 > 1 > 1 > 1 > 1 - Fe Morgan, ppm Zn Morgan, ppm Pb Morgan, ppm Cu Morgan, ppm Pengaruh pemberian pupuk organik terhadap serapan hara tanaman (N, P, K) pada Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca ,3 194, ,72 152, , ,85 18, ,6 18,92 21,54 1,37 2,51 ailing atas 1% kascing (1:1) kascing (3:1) Pupuk organik ar. aktif (3:1) N P K Pengaruh pemberian pupuk organik terhadap serapan unsur logam berat (Fe, Pb) pada Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca 25, 2, 15, 1, 5,, -5, 2,17 18,9 23,25,81,2,11,24,1 ailing atas 1% kascing (1:1) kascing (3:1) Pupuk organik ar. aktif (3:1) Fe Pb 3

4 Pengaruh media terhadap pertumbuhan tinggi, pertumbuhan diameter, jumlah daun, berat basah total (gram), berat kering total (gram) dan nisbah pucuk akar pada semai Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca Pengaruh media terhadap jumlah spora dan persentase kolonisasi akar bermikorhiza pada semai Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca Pertumbuhan tinggi (cm) Pertumbuhan diameter (cm) Jumlah daun ailing atas 1% 1.1 B.2 B 9.6 B Jumlah spora per 1 gr/berat kering angin media Persentase kolonisasi akar bermikorhiza kompos kascing 28.6 A.5 A 14. A ailing atas 1% 9.13 b a kompos kascing 27.3 A.4 A 13.1 A arang aktif 9.7 B.1 B 5.4 C kompos kascing a a Berat basah total (gram) Berat kering total (gram) Nisbah pucuk akar ailing atas 1% 5.7 C 1.3 B 1.59 a b kompos kascing a a kompos kascing 26.4 B 9.7 A 1.91 a arang aktif 14.6 a b 5. a kompos kascing 31.8 A 9.2 A 1.57 b arang aktif 4.8 C.7 C 1.64 a b Pengaruh cendawan endomikorhiza terhadap pertumbuhan tinggi, pertumbuhan diameter), jumlah daun, berat basah total (gram), berat kering total (gram) dan nisbah pucuk akar pada semai Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca Pengaruh cendawan endomikorhiza terhadap jumlah spora dan persentase kolonisasi akar bermikorhiza pada semai Gmelina arborea umur 3 bulan di rumah kaca Cendawan endomikorhiza Pertumbuhan tinggi (cm) Pertumbuhan diameter (cm) Jumlah daun anpa endomikorhiza 18.5 a.3 a 9.2 C Cendawan endomikorhiza Jumlah spora per 1 gr/berat kering angin media Persentase kolonisasi akar bermikorhiza Glomus aggregatum 19.6 a.3 a 1.7 A B anpa endomikorhiza 1.31 B 4.38 B Glomus fasciculatum Glomus etunicatum 18.7 a.3 a 11.7 A 19.1 a.3 a 1.4 B Glomus aggregatum A A Cendawan endomikorhiza Berat basah total (gram) Berat kering total (gram) Nisbah pucuk akar Glomus fasciculatum A A anpa endomikorhiza 15.8 B 5.1 a 1.6 a Glomus etunicatum 2.56 A A Glomus aggregatum 17.9 A B 5.3 a 1.7 a Glomus fasciculatum 16.3 B 4.9 a 1.8 a Glomus etunicatum 18.8 A 5.6 a 1.5 a PENGARUH MEDIA AILING PADA Gmelina arborea PENAMPILAN DAUN Gmelina arborea : NORMAL DAN KEKURANGAN HARA PENGARUH CENDAWAN MIKORHIZA PADA Gmelina arborea PENAMPILAN Gmelina arborea : AILING 1% (KIRI), AILING + PUPUK ORGANIK + CENDAWAN MIKORHIZA (KANAN) AILING 1% ailing + Pupuk Organik + Mikorhiza 4

5 C D C D C D C D C D C D 8/21/215 INFEKSI CENDAWAN ENDOMIKORHIZA PADA ANAMAN Gmelina arborea : KONROL (A), AKAR ERINFEKSI (B,C, D) SPORA CENDAWAN ENDOMIKORHIZA : Glomus aggregatum (A), Glomus fasciculatum (B) dan Glomus etunicatum (C) Back to tahapan UJI LAPANGAN Rancangan percobaan: Split plot 2 x 4 petak utama: tailing dengan 2 taraf: - A = ailing Atas - B = ailing Bawah masing-masing taraf diulang sebanyak 3 kali. anak petak: pupuk organik dengan 4 taraf: - F = 1/3 solum : 1/3 tailing : tanpa pupuk organik - F1 = 1/3 solum : 1/3 tailing : 1/3 arang aktif - F2 = 1/3 solum : 1/3 tailing : 1/3 pupuk organik - F3 = 1/3 solum : 1/3 tailing : 1/3 (pupuk organik + arang aktif) masing-masing taraf diulang sebanyak 3 kali. Organic fertilizer Control Charcoal (C) Dung (O) C+O Effect of organic fertilizer on height and diameter of 1-year-old Gmelina arborea and Eucalyptus pellita in field G. arborea Height (cm) Parameters E. pellita G. arborea Diameter (cm) E. pellita a b 6.1 a 3.2 b a ab 5.9 a 6. a a a 7.5 a 6.6 a a ab 5.8 a 5.1 ab 3 2,5 2 gr/1 gr 1,5 1,5 = AILING C = AILING + CHARCOAL D = AILING + DUNG = AILING + CHARCOAL + DUNG N P K Gmelina arborea Eucalyptus pellita CONROL : SOLUM 1/3 VOL + AILING 2/3 VOL CHARCOAL (C) : SOLUM 1/3 VOL + AILING 1/3 VOL + CHARCOAL 1/3 VOL DUNG (O) : SOLUM 1/3 VOL + AILING 1/3 VOL + DUNG 1/3 VOL C + O : SOLUM 1/3 VOL + AILING 1/3 VOL + ( CHARCOAL 1/6 VOL + DUNG 1/6 VOL) Leaf nutrient content of 4-month-old Gmelina arborea and Eucalyptus pellita plantation 12 A Fe, ppm = AILING C = AILING + CHARCOAL D = AILING + DUNG = AILING + CHARCOAL + DUNG Gmelina arborea Eucalyptus pellita B C Leaf heavy metals content of 4-month-old Gmelina arborea and Eucalyptus pellita plantation 4,5 4 3,5 3 Pb, 2,5 ppm 2 1,5 1,5 Gmelina arborea Eucalyptus pellita KONDISI PENELIIAN DI LAPANGAN : Gmelina arborea umur 1 bulan di lapangan (A dan B), Gmelina arborea umur 4 bulan di lapangan (C) 5

6 A B C KONDISI PENELIIAN DI LAPANGAN : Gmelina arborea umur 1 tahun di lapangan KONDISI PENELIIAN DI LAPANGAN : Eucalyptus pellita umur 1 bulan di lapangan (A dan B), Eucalyptus pellita umur 4 bulan di lapangan (C) ujuan: UJI KANDUNGAN LOGAM BERA kandungan logam berat di tanah? Hubungan kandungan logam berat di jaringan tanaman KONDISI PENELIIAN DI LAPANGAN : Eucalyptus pellita umur 1 tahun di lapangan Back to tahapan Rancangan percobaan untuk uji kandungan logam berat di tanah dan jaringan tanaman Faktor anah, ada 3 taraf : - a = ailing atas - ac = ailing atas + arang + tanah (1/3 vol+1/3 vol+ 1/3 vol) - ao = ailing atas + pupuk kandang + tanah (1/3 vol+1/3 vol + 1/3 vol) Masing-masing taraf diulang sebanyak 3 kali Faktor anaman, ada 2 taraf : - Eucalyptus pellita - Gmelina arborea Masing-masing taraf diulang sebanyak 3 kali Korelasi dan regresi antara konsentrasi logam berat Pb, Fe, Cu, dan Zn yang ERLARU DI DALAM ANAH dengan yang terkandung pada JARINGAN ANAMAN Eucalyptus pellita umur 4 bulan Logam berat terlarut di dalam tanah (X) Pb Fe Cu Zn Bagian anaman Persamaan regresi Kandungan logam berat pada tanaman Eucalyptus pellita (Y) Nilai R 2 Nilai r Akar Y akar = X.31.1 Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X.78.1 Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Rata-rata serapan logam berat Pb, Fe, Cu, dan Zn pada tanaman Eucalyptus pellita umur 4 bulan Bagian anaman Kandungan logam berat (ppm) Pb Fe Cu Zn Akar Batang Daun Kulit Korelasi dan regresi antara konsentrasi logam berat OAL Pb, Fe, Cu, dan Zn DI DALAM ANAH dengan yang terkandung pada JARINGAN ANAMAN Eucalyptus pellita umur 4 bulan Logam berat total di dalam tanah (X) Pb Fe Cu Zn Bagian anaman Persamaan regresi Kandungan logam berat pada tanaman Eucalyptus sp (Y) Nilai R 2 Nilai r Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X

7 Korelasi dan regresi antara konsentrasi logam berat Pb, Fe, Cu, dan Zn yang ERLARU DI DALAM ANAH dengan yang terkandung pada JARINGAN ANAMAN Gmelina arborea umur 4 bulan Logam berat Bagian terlarut dalam anaman tanah (X) Pb Fe Cu Zn Persamaan regresi Kandungan logam berat pada tanaman Gmelina arborea (Y) Nilai R 2 Nilai r Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Rata-rata serapan logam berat Pb, Fe, Cu, dan Zn pada tanaman Gmelina arborea umur 4 bulan Bagian anaman Kandungan logam berat (ppm) Pb Fe Cu Zn Akar Batang Daun Kulit Korelasi dan regresi antara konsentrasi logam berat OAL Pb, Fe, Cu, dan Zn DI DALAM ANAH dengan yang terkandung pada JARINGAN ANAMAN Gmelina arborea umur 4 bulan Logam berat Bagian Persamaan regresi Nilai R 2 Nilai r total anaman Kandungan logam berat pada tanaman dalam tanah Gmelina arborea (Y) (X) Pb Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Fe Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Cu Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X Zn Akar Y akar = X Batang Y batang = X Daun Y daun = X Kulit Y kulit = X PEMANFAAAN ARANG KAYU SEBAGAI SOIL CONDIIONER UNUK MEMPERBAIKI KUALIAS ANAH Memperbaiki ph tanah Memperbaiki Kapasitas memegang air Memperbaiki ketersediaan unsur makro Memperbaiki kondisi biologis tanah Sebagai kabon sequester Karakteristik kimia arang kayu ph (H 2 O) ph (KCl) C Organic, % N Kjeldahl, % P Potential (HCl 25%, P 2 O 5 ), ppm K Potential (HCl 25%, K 2 O), mg/1 g P available (Bray, P 2 O 5 ), ppm K available (Morgan, K 2 O), ppm Ca (1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g Mg(1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g K (1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g Na (1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g otal (1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g CEC (1 N NH4Oac, ph 7. extraction), me/1 g BS, % KCl 1 N, Al 3+, me/1 g KCl 1 N, H +, me/1 g > 1 Perubahan karakteristik kimia tanah (1) Perubahan karakteristik kimia tanah (2) Kation dapat ditukar Significant pada level 1% ph tanah Significant pada level 1% Arang meningkatkan ph tanah Menurunkan exchangeable Al 3+ Meningkatkan P tersedia 7

8 % Soil ype: ypic Palaeudult 1% 15% Acacia mangium 2% Soil ype: ypic Hapludult % 5% 1% 15% Catatan Aplikasi arang terbukti dapat memperbaiki kualitas tanah yang terlihat dari karakteristik kimia tanah yang lebih baik kondisinya jika diberi aplikasi arang Aplikasi arang sebagai soil conditioner dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman pada upaya rehabilitasi 8

9 AHAPAN Permasalahan di lapangan Formulasi Solusi (strategi rehabilitasi) Hasil Penelitian (monitoring) Pembangunan arboretum baru Kesimpulan Model rehabilitasi Permasalahan Pembukaan lahan untuk tailing dam (costly) Penurunan kualitas lahan (legal dan illegal) ailing mengandung Pb dan Fe dalam konsentrasi tinggi Volume tailing (abundant) Formulasi Solusi (strategi reklamasi) Pemanfaatan tailing Rekayasa peningkatan kualitas tanah Pemilihan jenis tanaman Pembuatan model rehabilitasi Kondisi lahan pada awal penanaman pada hamparan lumpur tailing di Cikaret pada Oktober tahun 22 9

10 Perubahan Sifat Kimia anah Setelah 1 ahun Penanaman ampilan lingkar batang Gmelina arborea (kiri) dan Acacia mangium (kanan) pada tahap umur 1 tahun Plot 1: Eucalyptus pellita, Cinnamomum burmannii, Eugenis cuprea, Podocarpus imbricatus, dan Syzygium polyanthum. Plot 2: Dalbergia latifolia, Agathis dammara, oona sureni, Azadirachta indica, Gigantochloa apus, Bambisa glaucophylla, dan Bambusa tuldodies. Plot 3: Schima walichii, Pinus merkusii, dan Canarium commune. Plot 4: Acacia mangium, Gmelina arborea, Shorea leprosula, dan Elaocarpus sphaericarpus. ampilan pohon Elaocarpus sphaericarpus (ganitri) pada tahap umur 5 tahun (kiri) dan pohon Pinus merkusii (pinus) pada tahap umur 1 tahun (kanan) ampilan pohon Syzygium polyanthum (salam) (kiri) dan Canarium commune (kenari) (kanan) pada tahap umur 1 tahun ampilan pohon Dalbergia latifolia (sonobrit) (kiri) dan Shorea leprosula (meranti) (kanan) pada tahap umur 1 tahun ampilan pohon Eucalyptus pellita (pellita) (kiri) dan Schima walichii (puspa) (kanan) pada tahap umur 1 tahun 1

11 Model Rehabilitasi Untuk mengatasi melimpahnya lumpur tailing, lumpur tailing dapat digunakan sebagai media tanam dalam kegiatan rehabiltasi lahan kritis terutama di KW UBPE P Aneka ambang bk Pongkor, yaitu dengan memanipulasi sifat fisikkimia lumpur tailing dengan cara penambahan bahan organik dan solum (topsoil) dengan dosis tinggi pada lobang tanam, serta pemilihan jenis-jenis tanaman hutan yang tepat. Pada plot Arboretum baru yang akan dibangun perlu ditambahkan bahan organik dan solum serta pupuk dasar NPK. Jumlah bahan organik yang ditambahkan setidaknya sepertiga hingga setengah volume lobang tanam (5 cm x 5 cm x 5 cm) dan kemudian sisanya ditambah dengan solum (lapisan atas tanah asli). Atau bahan organik dicampur dengan solum sebelum dimasukkan ke dalam lobang tanam. Bahan organik yang ditambahkan dapat berupa antara lain pupuk kandang, pupuk daun, kompos, dan kascing. hank you Back to cover 11