Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan model matematis yang dapat menggambarkan perilaku pestisida selama berada di tanah sawah dan mendapatkan persamaan-persamaan empiris yang menyatakan hubungan antara nilai parameter-parameter yang diperlukan dalam model matematis dengan peubah-peubah yang mempengaruhinya, serta tersusunnya program komputer yang dapat digunakan dengan mudah. Penyusunan model matematis didasarkan atas pendekatan makroskopis yang berdasarkan data pengamatan laboratorium. Dengan menggunakan hasil penelitian ini dapat dilakukan langkah antisipasi dalam perencanaan penggunaan pestisida, sehingga dilema yang dihadapi dalam penggunaan pestisida dapat diminimalkan, atau dapat diperoleh manfaat dari penggunaan pestisida yang sebesar-besarnya dengan dampak negatif yang se kecil- kec iln ya. Percobaan pada penelitian ini dilakukan bertahap, tahap pertama dilakukan dengan mengalirkan larutan zat perunut NaCl dengan konsentrasi 26mgeq.L-' dalam air melalui tumpukan tanah dalam kolom kaca, konsentrasi zat perunut di bagian pengeluaran sebagai fungsi waktu ditentukan dengan menggunakan Buchler Digital Chloridometer. Nilai D, dan 0 ditentukan dengan cara pencocokan kurva (curve fitting). Tahap kedua, yang mempelajari kinetika reaksi peruraian pestisida, dilakukan dalam reaktor batch yang dilengkapi dengan pengaduk dan pemanas air. Perubahan konsentrasi pestisida dan biomassa dalam larutan tanah sebagai fungsi waktu diamati. Konsentrasi pestisida ditentukan dengan menggunakan HPLC, sedangkan konsentrasi biomassa ditentukan dengan cara plate count dengan medium agar. Pada tahap ini ditentukan nilai parameter kh, Kp, Mu, Ks, dan b, dengan cara pencocokan kurva. Percobaan tahap ketiga dilakukan dengan cara mengalirkan larutan pestisida dalam air suling melalui tumpukan tanah yang steril dalam kolom kaca. Konsentrasi pestisida dalam larutan tanah pada tempat pengeluaran pada waktu-waktu tertentu di analisis menggunakan HPLC. Data percobaan pada tahap ini digunakan untuk menentukan model matematis yang baik untuk menggambarkan perilaku pestisida di tanah sawah. Dari percobaan ini dapat ditentukan nilai parameter La dan nilai parameter lainnya yang diperlukan dalam model matematis (Kp1, Xhtas, dan Kp2) dengan cara pencocokan kurva. Percobaan tahap keempat dimaksudkan untuk verifikasi model matematis dan persamaan-persamaan empiris yang telah disusun dalam tanah sawah yang tidak terusik. Percobaan dilakukan dengan cara mengalirkan larutan pestisida dalam air melalui tanah sawah yang tidak terusik di dalam pipa pralon. Konsentrasi pestisida dalam larutan tanah pada bagian pengeluaran sebagai fungsi waktu dianalisis dengan menggunakan HPLC. Verifikasi dilakukan dengan cara membandingkan distribusi konsentrasi sebagai fungsi waktu hasil perhitungan menggunakan model matematis yang dipilih dan persamaan-persamaan empiris yang telah disusun, dengan hasil pengamatan laboratorium Dari hasil yang didapatkan pada penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut. Model matematis yang disusun atas dasar pendekatan makroskopis dapat digunakan dengan baik untuk menyatakan perilaku pestisida organofosfor jenis fenitrotion atau berbagai jenis polutan dalam berbagai jenis tanah sawah atau tanah tergenang air. Hubungan antara nilai parameter De dan B dengan peubahpeubah yang mempengaruhi dapat dituliskan dalam bentuk persamaan: Berdasarkan hasil verifikasi yang dilakukan dapat dinyatakan bahwa pada tanah yang tidak terusik perlu diperhitungkan adanya channeling. Pada penelitian ini channeling dimodelkan mempunyai kecepatan 10 kali lebih cepat dari kecepatan superfisial, sehingga pada penerapannya kecepatan aliran larutan tanah pada tanah yang tidak terusik merupakan penjumlahan dari had kali antara fraksi channeling dengan kecepatan superfisial. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh nilai fraksi channehg 0.03, 0.05, dan 0,l masingmasing untuk tanah kelas tekstur geluh lempungan-lempungan, geluh pasiranpasiran, dan geluhan-geluh pasiran

The objective of the research was to establish a mathematical model which represented the fate of pesticide in a paddy soil, and to obtain empirical parameters which described the relationship between the values of parameter required in the mathematical model and the variables influencing them, as well as to construct a computer program which could be easily implemented. The development of the mathematical model was based on a macroscopic approach based on laboratory experimental data. The experiments in the research were carried out in many stages. The first stage was conducted by flowing a tracer aqueous NaCl solution (26 mgeqCf'.I-') through a packed bed of soil in a glass column. The concentrations of tracer in the effluent at certain time were determined using Buchler Digital Chloridometer. The values of D, and 8 were determined by the curve fitting for the relation between concentrations of tracer resulting from mathematical simulation and observed in the experiment. The second stage of the experiments was aimed at studying the pesticide transformation in a batch reactor. The reactor was equipped with a water bath and a magnetic stirrer. Changes in the concentrations of pesticide and microbial biomass in the soil solution were determined periodically. The pesticide concentrations were analyzed by the HPLC, and the microbial biomass concentrations were determined using plate count method. Values of kh, K,, Mu, KS, and kd were evaluated by the curve fitting method. The third stage of the experiments, was conducted by flowing the pesticide solution in distilled water through a fixed bed of the sterilized soil in a glass column. The breakthrough concentrations of pesticide were analyzed periodically using the HPLC. Based on the experimental data, an appropriate mathematical model of the pesticide's fate in a flooded soil can be selected. The values of h a and other parameters needed in the mathematical model (Kpl, XbaraS, and Kp2) were evaluated by the curve fitting method. The fourth stage of the experiments was conducted to verify the selected mathematical model and the empirical equations proposed. The experiment was carried out by flowing the pesticide solution in distilled water through a fixed bed of undisturbed soil in a PVC column. Pesticide concentration in the soil solution at the breakthrough period were analyzed periodically using HPLC. The verifications were conducted by comparing the pesticide concentrations as a time function between the mathematical simulation results and the laboratory experimental data. Based on the verification experiments, it was concluded that in an undisturbed soil system, channeling factor needed to be accounted for. In this research, the channeling was arbitrarily determined to be 10 times of the superficial velocity, and therefore, the superficial velocity of soil solution in the undisturbed soil must be corrected by the channeling fraction and its can be evaluated from the summation of multiplication of the channeling fraction and the superficial velocity. The channeling fraction values were 0.03, 0.05, and 0.1 for the clay loam-clay, the sandy loam-sand, and the loam-sandy loam textures, respectively.

Kata Kunci : Perpindahan Massa,Pestisida Organofosfor,Tanah Sawah