LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) PADA PENGELOLAAN SAMPAH DI TPA BENOWO KOTA SURABAYA

Transkripsi

1 LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) PADA PENGELOLAAN SAMPAH DI TPA BENOWO KOTA SURABAYA Shinfi W. Auvaria *), Ellina S. Pandebesie, dan IDAA Warmadewanthi Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya ABSTRAK Kota Surabaya sebagai kota terbesar kedua di Indonesia menghasilkan sampah yang masuk ke TPA Benowo sebesar ton/hari. Pengelolaan sampah di TPA Benowo Surabaya masih dilakukan menggunakan sistem controlled landfill dan open dumping. Emisi gas rumah kaca (GRK) di TPA Benowo pada tahun 2007 mencapai 40 juta ton/tahun. Dampak eutrofikasi dan asidifikasi di TPA Benowo masih belum pernah diteliti. Penelitian ini bertujuan mengkaji dampak pengelolaan sampah eksisting di TPA terhadap emisi GRK, asidifikasi, dan eutrofikasi di lingkungan berdasarkan Life Cycle Assessment (LCA). Penelitian diawali dengan analisis komposisi dan karakteristik sampah. Sampel sampah TPA Benowo dianalisis berdasarkan SNI Karakteristik sampah dianalisis dengan analisis proksimat dan ultimat menggunakan metode gravimetri, perhitungan stoikiometri persamaan kimia, dan nilai kalor dengan bomb calorimeter. Hasil analisis dan beberapa tipikal inventory digunakan sebagai Life Cycle Inventory (LCI). Perhitungan Life Cycle Impact Assessment (LCIA) menggunakan software SimaPro v.7.1 dengan metode EPD (2008). Hasil LCIA diinterpretasi berdasarkan dampak GRK, asidifikasi, dan eutrofikasi. Kesimpulan yang didapatkan adalah emisi GRK sebesar ton CO2 ekivalen/unit fungsi ton sampah, asidifikasi 47,3 ton SO2 ekivalen/unit fungsi ton sampah, dan eutrofikasi ton PO4 ekivalen/unit fungsi ton sampah. Kata kunci: TPA, Pengelolaan sampah, Life cycle assessment (LCA), SimaPro, GRK PENDAHULUAN Pembangunan, pertumbuhan dan konsumsi produk, serta pelayanan yang meningkat di suatu negara berdampak pada peningkatan jumlah sampah (Othman et al., 2013). Manajemen sampah yang efektif diperlukan untuk pemecahan masalah tersebut. Pelaksanaannya dengan pengurangan emisi Gas Rumah Kaca (GRK), asidifikasi, eutrofikasi, meningkatkan kualitas hidup, mencegah kontaminasi air dan tanah, melestarikan sumber daya alam, dan manfaat energi terbarukan (Cherubini et al., 2009). Perhatian terhadap TPA di Indonesia mengacu pada diberlakukannya UU No.18 Tahun 2008 yang mengisyaratkan ketentuan penutupan TPA Open Dumping menjadi Sanitary Landfill dalam waktu 5 tahun. Kota Surabaya, sebagai kota terbesar kedua di Indonesia juga menghadapi permasalahan sampah terkait dengan pengelolaannya. Jumlah sampah yang dihasilkan Kota Surabaya saat ini yang masuk ke TPA Benowo sekitar ton/hari. Pengelolaan sampah di TPA Benowo Surabaya masih dilakukan dengan open dumping dan controlled landfill dengan penutupan tanah di sel dilakukan saat timbunan sampah penuh. Tidak ada pengolahan gas ataupun pemanfaatannya di TPA, baik di sel D-3-1

2 penimbunan yang masih beroperasi, maupun di bekas sel penimbunan. Hal tersebut berpotensi menimbulkan efek Gas Rumah Kaca (GRK), dan terutama kebakaran di TPA seperti yang telah sering terjadi di TPA Benowo. Dampak lain yang berpotensi dihasilkan adalah asidifikasi dan eutrofikasi. Ketiga dampak tersebut adalah dampak yang paling dominan dari banyak penelitian yang telah dilakukan mengenai manajemen pengelolaan sampah (Cleary, 2009). Dampak GRK adalah faktor utama penyebab pemanasan global yang berkaitan dengan climate change. Sedangkan dampak asidifikasi adalah proses peningkatan keasaman pada sistem tanah dan air. Polutan utamanya adalah NOx, SOx, NH3, dan HCl yang terdeposisi dan dapat menyebabkan kerusakan pada populasi tumbuhan dan hewan (Arena et al., 2003). Dampak eutrofikasi adalah fenomena yang dapat mempengaruhi ekosistem air atau pencemaran air yang disebabkan oleh nutrien yang berlebihan ke dalam ekosistem air (Banar et al., 2009). Emisi GRK yang dihasilkan dari penimbunan sampah di TPA Benowo pada tahun 2007 mencapai ton/tahun (Status Lingkungan Hidup Indonesia (SLHI), 2007). Karakteristik Lindi di TPA Benowo menunjukkan potensi asidifikasi dan eutrofikasi yang tinggi, dimana NH4N mencapai 1017,61 mg/l dan PO4-P 12,92 mg/l (Sudibyo dan Warmadewanthi, 2011). Lindi tidak sepenuhnya masuk ke kolam pengolahan lindi, sebagian masih merembes ke tanah tanpa ada pengolahan. Dampak asidifikasi dan eutrofikasi di TPA Benowo belum pernah diteliti. Life Cycle Assesment (LCA) adalah metode terstandarisasi internasional yang umumnya digunakan sebagai alat manajemen lingkungan terbaik. LCA digunakan untuk mendapatkan pemahaman yang baik dan kuantifikasi objektif dari semua dampak lingkungan terkait skenario manajemen sampah yang berbeda (Arena et al., 2003). Perkembangan metodologi LCA sangat pesat dan secara luas diaplikasikan pada banyak penelitian termasuk untuk membandingkan alternatif-alternatif pengolahan sampah (Villanueva dan Wenzel, 2007; Finnveden et al., 2009). Tujuan utama penelitian ini adalah untuk memberikan informasi relevan mengenai dampak terhadap lingkungan yang dihasilkan dari pengelolaan sampah eksisting di TPA Benowo. Aspek dampak yang dikaji pada perspektif life cycle dalam penelitian ini adalah dampak global warming (emisi GRK), asidifikasi, dan eutrofikasi. METODE Metodologi LCA yang digunakan untuk membandingkan dampak lingkungan dari skenario pengelolaan sampah disusun berdasarkan ISO Fase LCA terdiri dari goal and scope definition, life cycle inventory analysis, life cycle impact analysis, dan interpretasi hasil. Interpretasi hasil akan dibahas pada bab hasil dan pembahasan. Goal and scope definition Tujuan ( goal) dari penelitian ini adalah kuantifikasi dampak lingkungan dari skenario pengelolaan sampah menggunakan LCA. Hasil kuantifikasi kemudian dibandingkan untuk mendapatkan pengelolaan sampah yang paling ramah lingkungan. Unit fungsi yang digunakan dalam penelitian ini berdasarkan pada sampah yang dikelola Kota Surabaya tahun 2012 sebesar ,05 ton/tahun. D-3-2

3 Ruang lingkup ( scope) pada penelitian ini dibatasi pada proses pengolahan. Batasannya adalah emisi GRK, asidifikasi dan eutrofikasi dari proses pengelolaan sampah di TPA, meliputi skenario yang direncanakan. Life Cycle Inventory (LCI) Fase life cycle inventory merupakan proses inventarisasi data-data yang dibutuhkan yaitu bahan dan energi pada saat proses tiap skenario. Data yang diinventarisasi dilakukan dengan pengumpulan data sekunder dan primer. Data primer dari lapangan yang didapatkan meliputi analisis komposisi dan karakteristik sampah sesuai dengan SNI dan literatur (Tchobanoglous et al., 1993). Analisis proksimat dan ultimat untuk karakteristik sampah menggunakan metode gravimetri dan perhitungan stoikiometri persamaan kimia, dan bomb calorimeter (nilai kalor sampah). Data sekunder didapatkan dari Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Surabaya. Data-data yang diinventarisasi pada penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Sumber material yang menjadi bahan baku. Dalam hal ini adalah semua jenis sampah perkotaan yang akan dikelola. Jenis sampah yang dapat digunakan adalah sampah organik dan anorganik. b. Berat masing-masing komposisi sampah perkotaan yang diperoleh dari proses pemilahan selama 8 hari berturut-turut berdasarkan SNI c. Alat, bahan bakar dan power listrik yang digunakan selama proses. Hasil analisis dijadikan life cycle inventory yang diolah menggunakan software SimaPro v.7.1. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) Fase life cycle impact assessment bertujuan untuk mengkuantifikasi dampak lingkungan dari tiap skenario dari tahap LCI (Arena et al., 2003; Cleary, 2009). Kategori dampak penting dari proses pengelolaan sampah terhadap lingkungan yang dikaji pada penelitian ada tiga, yaitu: emisi GRK, Asidifikasi, dan Eutrofikasi. Semua data yang didapatkan dimasukkan dan diolah dengan software SimaPro v.7.1, kemudian dikalkulasi dengan metoda EPD Tahapan untuk LCIA meliputi karakterisasi, normalisasi, pengelompokan, dan pembobotan (Clift et al., 2000). Interpretasi Fase ini dalakukan sebagai identifikasi dan penjabaran dari fase LCIA untuk mendapaktan kesimpulan penelitian. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis hasil dan pembahasan disusun berdasarkan hasil penelitian dan fasefase LCA. Komposisi dan Karakteristik sampah Sampel sampah diambil secara random di zona penimbunan sampah II sel 1. Timbulan sampah dipilah-pilah berdasarkan komposisi sampah yang dianalisis, kemudian ditimbang masing-masing komposisinya. Analisis komposisi sampah didapatkan dari kegiatan sampling dari timbulan sampah di TPA Benowo selama 8 hari berturut-turut (SNI ). Berat komposisi sampah per hari dan rata-ratanya dari kegiatan pengukuran disajikan pada Tabel 1. D-3-3

4 Dari hasil perhitungan berat di atas, maka dapat dihitung prosentase berat dari tiap jenis sampah dengan rumus dan hasil sebagai berikut : Prosentase komposisi sampah digunakan untuk menentukan prosentase berat sampah yang dijadikan input simapro. Berdasarkan hasil analisis komposisi sampah, berikut adalah rincian 4 jenis sampah terbanyak: 1. Sampah basah: sampah basah sangat dominan dengan jumlah mencapai 71% dari total sampah, dengan rincian sampah sisa makanan sebesar 67,25 % dan sampah kebun 4,71 %. 2. Plastik merupakan komponen terbesar kedua yaitu sebesar 12.95% 3. Kertas dan kardus adalah yang terbanyak ketiga dengan jumlah sebesar 5.35% Diapers dan pembalut adalah jumlah sampah terbesar keempat dengan prosentase 4,71% dari total sampah. Karakteristik sampah didapatkan dari analisa laboratorium. Karakteristik sampah juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah polutan yang diemisikan (Bjarnadottir et al., 2002). Hasil perhitungan karakteristik sampah disajikan pada Tabel 2. Life Cycle Inventory (LCI) Hasil inventarisasi data pengelolaan sampah di TPA Benowo disajikan pada Tabel 1 dan 3. Data hasil inventory ini merupakan input data pada software SimaPro. Input data digunakan untuk memprediksi dan mengkuantifikasi potensial dampak dari berbagai skenario pengelolaan sampah. Tabel 1. Hasil perhitungan berat sampah rata-rata per komposisi dan berat (ton) untuk LCI Jenis sampah Sampah basah Berat komposisi per-hari (kg) Ratarata (kg) Berat sampah LCI (ton) sisa makanan 72 66, ,5 60,5 67, ,75 sampah kebun 5 7,4 6,2 2,8 4,3 6 3,8 2,2 4, ,83 Plastik HDPE 6 7,5 3 4,7 5, ,3 5, ,09 LDPE 0,5 0,8 1 1,2 1,4 5 8,2 3,4 2, ,37 PET ,00 0 Campuran 4,5 3,85 2,75 4,1 4,2 3,65 5,1 3,9 4, ,7 Kertas dan kardus Prosentase Berat Sampah = Berat tiap jenis sampah x 100% Berat total sampah office paper 0 0,05 0 0,5 0 0, ,21 939,22 Koran 0,5 0,4 0,3 1,3 0,7 2,6 2 2,2 1, ,26 Majalah , ,01 56,92 Buku 0, , ,05 227,69 papan bahan kertas 1,4 1,6 1,75 2 0,8 2,9 0,4 2,9 1, ,86 kertas campuran 0,6 0,5 1,2 1,8 2,6 2,7 5,5 2 2, ,92 D-3-4

5 Diapers 5,2 4,4 3 2,5 4,8 4,2 7,4 6,2 4, ,83 Kabel , ,1 0,03 142,31 Kayu 0,2 0,7 1,8 0,8 0,5 0, , ,97 B3 0,2 0,1 0,4 0,05 0,25 0,1 0,03 0,15 0,16 728,61 Kain 2,3 2,3 1, ,1 3 1,9 1, ,01 Kaca 0, ,7 0,25 0,4 1,5 0, ,81 Karet 0,4 1,1 1 0,55 0,2 0,5 0,1 0,7 0, ,98 K. Alumunium ,1 0,5 0,08 341,54 k. Baja ,00 0 Logam 0,5 0,02 0,05 0,05 0,6 0,4 0,2 0,1 0, ,91 Kulit 0 0, ,01 56,92 Sterofoam 0,2 0,5 0,3 0,35 0,4 0,25 0,15 0,13 0, ,84 Lain-lain 0,2 0,18 0,35 0,1 0,2 0,1 0,12 0,32 0,20 893,69 Tabel 2. Hasil analisis karakteristik sampah TPA Benowo Analisis Parameter Satuan (w/w) Nilai Moisture Content % 58,9 Proximate Analysis Ultimate Analysis Volatile Solid % 82,91 Kadar Abu % 17,09 Nilai kalor (non biowaste) kal/gr 3985,45 Karbon % 46,06 Hidrogen % 5,53 Oksigen % 45,59 Nitrogen % 2,82 Tabel 3. Hasil inventarisasi data di TPA Benowo Nama Jumlah (unit) Bahan bakar (liter/hari) Bahan Bakar total Excavator Buldozer Wheel loader Forklip Mobil tangki Total solar (diesel) L/tahun Air 1985 m 3 /bulan m 3 /tahun Listrik kwh/bulan kwh/tahun Sumber: Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Surabaya, 2012 Hasil Life Cycle Impact Assessment (LCIA) Prakiraan dampak pada penelitian ini menggunakan software SimaPro versi 7.1. Metode pada software SimaPro yang digunakan untuk memperkirakan besarnya dampak yang terjadi pada penelitian ini adalah Environmental Product Declaration (EPD) Hasil kuantifikasi dampak lingkungan dari pengelolaan sampah eksisting dengan software Simapro disajikan pada Gambar 1 dan Tabel 4. Dapat dilihat bahwa dari hasil karakterisasi nilai dampak untuk GRK potensial sebesar 1,91E+8 kg CO2 ekivalen/unit fungsi. Dampak asidifikasi mencapai 4,73E+4 kg SO2 ekivalen/unit fungsi. dan dampak eutrofikasi sebesar 1,32E+6 kg PO4 ekivalen/unit fungsdi. Potensi ini cukup besar sehingga perlu adanya pengelolaan gas di lokasi TPA. D-3-5

6 Tabel 4. Hasil karakterisasi tiap kategori dampak Kategori Dampak Unit Nilai Dampak Asidifikasi kg SO 2 ekivalen 4,73E+04 Eutrofikasi kg PO 4-ekivalen 1,32E+06 Global Warming kg CO 2 ekivalen 1,91E+08 Gambar 4. Impact Assessment dari Pengelolaan Sampah Eksisting di TPA Benowo Interpretasi Interpretasi dilakukan untuk identifikasi dan evaluasi hasil analisis potensi pencemaran pengelolaan sampah perkotaan di TPA Benowo. Interpretasi didasarkan pada hasil pembobotan yang merupakan output dari olahan data di dalam software SimaPro. Hasil interpretasi pengelolaan sampah eksisting, diketahui dampak gas rumah kaca yang dihasilkan cukup besar. Landfill pada umumnya merupakan skenario pengelolaan sampah terburuk (Cherubini et al., 2009; Finnveden et al., 2005). Dengan tipikal sampah yang hampir sama (Indonesia), pada penelitian di KARTAMANTUL, potensi GRK terbesar dihasilkan skenario landfill dengan pemulihan energi (Gunamantha dan Sarto, 2012). Dampak asidifikasi yang dihasilkan di TPA Benowo masih cukup tinggi jika dibandingkan dengan penelitian serupa di Yogyakarta dan Bali (Indonesia). Pada penelitian di Bali dan Yogyakarta (Gunamantha dan Sarto 2010; Gunamantha dan Sarto, 2012), nilai asidifikasi paling besar 4,88 kg SO2-ekivalen/uf (Bali) dan 0,0428 kg SO2-ekivalen/uf (Yogyakarta). Sedangkan di negara sedang berkembang lain di Asia Tenggara, yakni Thailand, pada penelitian serupa, nilai asidifikasi terbesar 2,37 kg SO2- ekivalen/ton sampah (Chaya dan Gheewala, 2007). Dampak Eutrofikasi yang dihasilkan masih cukup besar dibandingkan pnelitian lain. Nilai eutrofikasi terbesar pada penelitian lain di Indonesia (KARTAMANTUL, Yogyakarta) masih jauh lebih kecil, yakni 5 ton PO4 ekivalen/uf (Gunamanth a dan Sarto, 2012). KESIMPULAN Kesimpulan yang didapatkan, dampak GRK dari kondisi eksisting sebesar ton CO2 ekivalen/ton sampah, asidifikasi 47,3 ton SO2 ekivalen/ton sampah, dan eutrofikasi ton PO4 ekivalen/ton sampah. D-3-6

7 ACKNOWLEDGEMENT Penelitian ini dibiayai melalui Daftar Isian Pelaksanaan Anggaran (DIPA) ITS Tahun 2012, Nomor : 0634/ /15/2012 tanggal 9 Desember DAFTAR PUSTAKA Arena U.,Mastellone M.L.,Perugini F. (2003). The Environmental Performance of Alternative Solid Waste Management Options: A Life Cycle Assessment Study.Chemical Engineering Journal 96, hal SNI Tentang Metode Pengambilan dan Pengukuran Contoh Timbulan dan Komposisi Sampah Perkotaan. Jakarta. Banar, M., Cokaygil, Z., Ozkan, A.(2009). Life Cycle Assessment of Solid Waste Management Options for Eskisehir, Turkey.Waste Management 29, hal Bjarnadottir HJ.,Gudmundur B.,Fridriksson GB., Johnson T., dan Sletsen H.(2002). Guidelines for The Use of LCA in The Waste Management Sector. Nordtest Report TR 517. Chaya W., Gheewala S.H. (2007). Life Cycle Assessment of MSW -to-energy Schemes in Thailand. Journal of Cleaner Production 15: Cherubini F.,Bargigli S.,Ulgiati S.(2009). Life Cycle Assessment (LCA) of Waste Management Strategies: Landfilling, Sorting Plant and Incineration.Energy 34, hal Cleary J. (2009). Life Cycle Assessment of Municipal Solid Waste Management Systems: A Comparative Analysis of Selected Peer-reviewed Literature. Environmental International 35: Clift R., Doig A., Finnveden G.(2000). The Application of Life Cycle Assessment to Integrated Solid Waste Management Part 1-Methodology. Trans IchemE, vol 78, Part B. Finnveden G.,Johansson J., Lind P.,Moberg A. (2005). Life Cycle Assessment of Energy from Solid Waste-Part 1: General Methodology and Results. Journal Clean Production 13: Finnveden G.,Hauschild, Z.,M., Ekvall, T., Guinee, J., Heijungs, R.,Hellweg, S.,Koehler, A., Pennington, D.,Suh,S. (2009). Recent Developments in Life Cycle Assessment. Journal of Environmental Management 91, hal Gunamantha M.,Sarto.(2010). Life Cycle Assessment pada Sistem Pengelolaan Sampah di Wilayah SARBAGITA, BALI.Jurnal Purifikasi, Vol.11, No.1: hal Gunamantha M.,Sarto. (2012). Life Cycle Assessment of Municipal Solid Waste Treatment to Energy Option: Case Study of KARTAMANTUL Region, Yogyakarta. Renewable Energy 41: D-3-7

8 ISO (1997). Environmental Management-Life Cycle Assessment-Principles and Framework. Geneva, Switzerland: International Standards Organisation. Othman, N.S., Noor,Z.Z.,Abba,H.A.,Yusuf,O.R.,Hassan,A.A.M. (2013). Review on Life Cycle Assessment of Integrated Solid Waste Management in Some Asian Countries. Journal of Cleaner Production 41, hal Status Lingkungan Hidup Indonesia (SLHI). (2007). Kementrian Lingkungan Hidup Indonesia. Sudibyo.,Warmadewanthi.(2011).Pengaruh Resirkulasi Lindi Bersalinitas Terhadap Laju Degradasi Sampah TPA Benowo Surabaya. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS, Surabaya. Tchobanoglous G., Theisen H., dan Vigil S.A. (1993). Integrated Solid Waste Management.McGraw-Hill International Editions, Singapore. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah. Direktorat Jenderal Peraturan Perundang-undangan. Villanueva A.,Wenzel H. (2007). Paper waste-recycling, incineration or landfilling? A review of existing life cycle assessments. Waste management 27, hal.s29-s49. D-3-8