SLIDE -3 Komponen tanah - kuliah.ftsl.itb.ac.id · Terdiri dari komponen organik yang masih hidup...

24
TL 3106 PENCEMARAN TANAH (SOIL CONTAMINATION) Pengajar: Ir. Yuniati, MT, MSc, PhD PRODI TEKNIK LINGKUNGAN Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung SLIDE -3 Komponen tanah (sumber: Suprihanto Notodarmojo, Fetter )

Transcript of SLIDE -3 Komponen tanah - kuliah.ftsl.itb.ac.id · Terdiri dari komponen organik yang masih hidup...

TL 3106

PENCEMARAN TANAH

(SOIL CONTAMINATION)

Pengajar: Ir. Yuniati, MT, MSc, PhD

PRODI TEKNIK LINGKUNGAN

Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan

Institut Teknologi Bandung

SLIDE -3

Komponen tanah (sumber : Suprihanto Notodarmojo, Fetter )

1. KOMPONEN PADAT :

o organik tanah : humus dan polisakarida

o anorganik : non kristalin

2. KOMPONEN CAIR : air dan larutan

3. KOMPONEN GAS : udara dan gas

KOMPONEN TANAH

KOMPONEN ANORGANIK

Terdiri atas fragmen batuan dan mineral dalam berbagai ukuran dan komposisi

Komponen utama fragmen batuan: Mineral silikat : mineral liat (SiO4) Inosilikat

Nesosilikat

Filosilikat (

Sorosilikat

Sikloskilikat

Teksosilikat

Fraksi liat mempunyai nilai luas permukaan spesifik yang tinggi, permukaan liat juga mempunyai sifat kimia fisik yang menunjang terjadinya reaksi permukaan.

Oksida logam :besi, alumunium

Hidroksida logam : besi, alumunium dan silikon

KOMPONEN ORGANIK

Terdiri dari komponen organik yang masih hidup dan komponen organik yang merupakan hasil penguraian dari organisme yang telah mati (decayed organism)

Sering disebut sebagai soil organic matter (SOM)

Pengaruh SOM terhadap sifat kimia tanah

Dengan ion logam akan membentuk senyawa kompleks organik

Mengadsorpsi larutan organik hidrofobik

Berpotensi sbg sumber energi bagi mikroorganisma

Buffer capacity untuk perubahan pH

FRAKSI KOMPONEN ORGANIK

1. Fraksi yang masih menyisakan bentuk asli , misal bentuk daun atau sisa batang.

Berperan dalam melindungi lapisan tanah di bawahnya, misal dari hujan atau angin.

2. Fraksi dimana sisa organisma telah melapuk semua

Karbohidrat

Asam amino dan protein

Lipid

Asam nukleat

Lignin

Humus dibagi menjadi: asam humat (larut dalam asam)

asam fulvat (larut dalam air)

Humin (inert dan tidak dapat larut)

SIFAT DARI FULVAT DAN HUMAT

1. Kemampuan untuk mengikat zat atau substansi lain

2. Kecenderungan untuk membentuk ikatan atau senyawa kompleks dengan ion logam.

+ mengikat ion logam sehingga menghambat transport

- atau mobilisasi logam bila senyawa kompleks terbentuk larut dalam air

Akan dibahas lebih lanjut di bagian transport zat pencemar.

3. Proses presipitasi

Berbentuk koloid dan bermuatan negatif, dapat diendapkan bila ada kation logam (misal Ca +2 dan Mg+2)

KOMPONEN TANAH

POROSITY OF SOIL

POROSITY OF SOIL

n: porosity

Vv : volume of void space in a unit volume of earth material (L3)

V: unit volume of earth material, including both voids and

solids (L3) (total volume)

Dry bulk density is the

mass of soil divided by

the volume of sample.

The particle density is the

mass of divided by the

volume of soil particles

Densitas of soil

Porosity of SOIL

n: total porosity as percentage

ρb : is the bulk density of the aquifer material (massa sampel

setelah proses pengeringan dibagi dg volume sampel awal)

ρm : is the particle density of the aquifer material (2.65 g/cm3)

POROSITY RANGE OF SEDIMENTS

Well-sorted sand or gravel 0.25-0.5

Sand and gravel, mixed 0.2-0.35

Glacial till 0.1-0.2

Silt 0.35-0.5

Clay 0.3-0.6

Effective Porosity ne: porosity available for fluid flow

Porosity of Sedimentary Rocks :

Primary porosity: pores between grains

Secondary porosity: Fractures

Gravimetric water content: ratio of mass of water to the dry mass of solids

Volumetric water content: ratio of pore water to the total volume

Degree of saturation: ratio of the volume of pore water to the total volume of voids

Water content of soil

wg

s

W

W

wv

V

V

ws

v

VR

V

CONTOH SOAL

Sampel tanah utuh tidak tergangggu dikumpulkan darilapangan dengan menggunakan tabung tembaga dengan volume 75 cm3. Massa sampel tanah 150.79 gr. Kedalamsampel tanah kemudian ditambahkan air sampai jenuh danditimbang kembali sebesar 153.67gr. Sampel kemudiandikeringkan di dalam oven pada suhu 105 C selama 24 jam sampai semua air menguap dan beratnya konstan 126.34 gr.Semua perhitungan dilakukan pada suhu 20C. Tentukan:

a) Porositas tanah

b) Kadar air tanah (berdasarkan berat)

c) Kadar air tanah (berdasarkan volume)

d) Tentukan rasio jenuh

e) Berat volume tanah (bulk density )

f) Berat jenis partikel tanah (particle density)

Diketahui massa jenis air pada 24C= 0.997 g/cm3

DARCY EXPERIMENTS

Henry Darcy : study of the movement of water through a porous mediumFound that the rate of water flow is proportional to the difference height of the water between the two ends of the filter beds and inversely proporsional to the length of the flow path.

HYDRAULIC CONDUCTIVITY OF EARTH

MATERIAL

K hydraulic conductivity (L/T)

A function of properties of both porous media and the

f luid passing through it

q = Q/A, q= specif ic discharge

ρ density of fluid

g acceleration of gravity

μ dynamic viscosity of fluid

1 cP= 0.01 dyn·s/cm2

1 darcy= 9.87 x 10-9cm2

k intrinsic permeability (L2)

A function of the size of pore opening.

RANGES OF HYDRAULIC CONDUCTIVITY

Material Intrinsic

Permeability

(darcy)

Hydraulic

Conductivity

(cm/s)

Clay 10-6 – 10-3 10-9 – 10-6

Silt, sandy silts,

clayey sands, till

10-3 – 10-1 10-6 – 10-4

Silty sands, fine

sands

10-2 – 1 10-5 – 10-3

Well-sorted

sands, glacial

outwash

1 – 102 10-3 – 10-1

Well-sorted gravel 10 – 103 10-2 – 1

For well sorted sediments, the intrinsic permeability is proportional to the grain size

Constant-Head Method

Substitute V for Qt

V volume of water discharging in timeL the length of the sampleA cross sectional areah hydraulic headK hydraulic conductivity

MEASUREMENT OF K IN THE LAB

Falling Head Method

K hydraulic conductivityL the length of the sampleh final head in the falling tubeho initial head in the falling tubet is timedt inside diameter of the falling tubeDc inside diameter of the sample chamber

MEASUREMENT OF K IN THE LAB

CONTOH SOAL

1. Sebuah constant head permeameter mempunyai luaspenampang 25 cm2. Tinggi sample adalah 15 cm. Apabiladiketahui hydraulic head 5 cm dan volume air yang terkumpul100 mL dalam waktu 12 menit. Hitunglah:

a) Hydraulic conductivity dalam cm/det dan m/hari

b) Instrinsic permeability jika K dihitung pada suhu 15C

c) Dari nilai K tentukan jenis tanah dari sampel tersebut.

CONTOH SOAL

2. Sebuah falling head permeameter mempunyai tabung head dengan diameter 2.0 cmm dan tabung sampel 10.0 cm. Tinggisample adalah 15 cm. Apabila diketahui head awal 5.0 cm dan berubah menjadi 0.50 cm dalam waktu 528 menit. Hitunglah:

a) Hydraulic conductivity dalam cm/det dan m/hari

b) Instrinsic permeability jika K dihitung pada suhu 15C

c) Dari nilai K tentukan jenis tanah dari sampel tersebut.

WHICH ONE IS YOUR CHOICE??