O) DALAM PENURUNAN CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) PADA LEACHATE TPA JATIBARANG KOTA SEMARANG 2008 (SKALA LABORATORIUM)

Transkripsi

1 EFEKTIVITAS FERRO SULFAT (FESO 4 7H 2 O) DALAM PENURUNAN CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) PADA LEACHATE TPA JATIBARANG KOTA SEMARANG 2008 (SKALA LABORATORIUM) Hesti Fitriyani *), Eko Hartini **) *) Alumni Fakultas Kesehatan UDINUS **) Staf pengajar Fakultas Kesehatan UDINUS ABSTRACT Background: Leachate is a liquid or fluid dump which infiltrates through the pile of garbage carrying dissolved or suspended materials especially decompositions products of rubbish. COD is chemical oxygen needed to oxidize organic and organic materials through chemical process. The content of COD Leachates in TPA Jatibarang Semarang which measured from February 2008 was 1.549mg/l. The disposal of leachate to the stream would contaminate the environment and reducing the animal and water plants life. To reduce the COD content can be done through physical processing, chemical and biological. One way is to flocculation coagulation. A common sediment chemical is ferrous sulfate. The purpose of this study was to determine the various doses of Ferro sulfate effectiveness in reducing the content of COD Leachate, TPA Jatibarang Semarang through coagulation and flocculation. Method: This research is an experimental research with pre-test and posttest design. The method used is a laboratory test using coagulation flocculation jar test with the coagulant dose of ferrous sulfate variation of 2 grams, 4 grams, 6 grams, 8 ounces and 10 gr. The repetition of experiment was 5 times to avoid the error. The measurement of COD concentration uses the closed reflux method. Result: The research result is explained that the COD before 422 mg/l after the process decrease into 308 mg/l when the dozes of ferrous sulfate added as 10gr. While the threshold value of COD content of wastewater may be discharged into the environment or body of water is 100 mg/l. These results not eligible the quality standards for Kep.Men KLH/II/1991 for disposal into water bodies. The statistical test showed differences in the content of COD in the leachate with various doses of ferrous sulfate (p-value 0,0001). Keywords: Leachate, COD, Flocculation, Coagulation 32

2 JURNAL VISIKES - Vol. 8 / No. 1 / Maret 2009 PENDAHULUAN Pengelolaan persampahan kota-kota di Indonesia mempunyai pola yang hampir sama. Ditinjau dari segi teknik operasionalnya, secara umum dilakukan melalui tiga tahap kegiatan yaitu: pengumpulan sebagai upaya pemindahan sampah dari sumber sampah ke lokasi penampungan sementara, pengangkutan yaitu pemindahan sampah dari penampungan sementara ke lokasi pemusnahan akhir, dan pembuangan akhir atau pemusnahan yaitu upaya mereduksi volume sampah dari penampungan sementara. Teknologi pembuangan akhir yang biasa digunakan yaitu dengan open dumping (penimbunan secara terbuka) dan sanitary landfill atau urug saniter (pelapisan tanah setiap penimbunan harian sampah) yang bertujuan untuk meminimasi pergerakan air leachate menuju tanah dan air tanah. Leachate atau lindi adalah cairan yang mengandung zat padat tersuspensi yang sangat halus dan hasil penguraian mikroba; biasanya terdiri atas Ca, Mg, Na, K, Fe, Khlorida, Sulfat, Phospat, Zn, Ni, CO 2, H 2 O, N 2, NH 3, H 2 S, Asam Organik, dan H 2. tergantung dari kualitas sampah, maka dalam leachate bisa pula didapat mikroba pathogen, logam berat, dan zat lainnya yang berbahaya yang merupakan hasil dari dekomposisi sampah secara anaerobik karena oksigen telah habis. Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Jatibarang Semarang pada awal operasional tahun 1994 sampai dengan 2002 menggunakan sistem sanitary landfill. Namun karena menggunakan sistem ini, biaya yang digunakan sangat besar membuat pelaksanaan tidak berjalan semestinya. Sehingga mulai tahun 2003 sampai sekarang mengarah pada control landfill dimana tanah penutup (soil cover) dilaksanakan satu minggu sekali. Hal ini dapat mengakibatkan pergerakan air lindi semakin cepat sehingga memungkinkan adanya pencemaran tanah dan air. Sedangkan leachate yang dihasilkan ditampung dalam kolam penampungan dan selanjutnya bila penuh akan dialirkan atau dibuang langsung begitu saja tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu. Padahal tidak jauh dari tempat penampungan leachate tersebut dilewati sungai kreo yang airnya dimanfaatkan oleh penduduk sekitar untuk kegiatan sehari-hari (mandi, mencuci baju, mencuci peralatan rumah tangga, dll) serta digunakan sebagai bahan baku PDAM kota Semarang. Pembuangan limbah cair atau leachate tanpa proses pengolahan terlebih dahulu dapat menyebabkan badan penerima menjadi kotor dan senyawa-senyawa pencemar yang terkandung membahayakan terhadap lingkungan. Disamping perubahan air menjadi kotor, air juga dilapisi bahanbahan berminyak atau bahan padatan lain yang menyebabkan terjadinya penutupan permukaan air. Senyawa-senyawa yang terkandung dalam limbah bila melebihi kandungan yang ditentukan menyebabkan air tidak dapat digunakan untuk keperluan sebagaimana mestinya. Terjadinya pencemaran air erat kaitannya dengan pencemaran tanah dimana air itu mengalir. Bahan-bahan yang ada diatas permukaan tanah bersama air hujan mengalir meresap kedalam tanah tanpa adanya daya tanah untuk menahannya. Air dikategorikan sebagai air terpolusi jika konsentrasi oksigen terlarut menurun di bawah batas yang dibutuhkan untuk kehidupan biota. Penyebab utama berkurangnya oksigen terlarut di dalam air adalah bahan-bahan buangan yang mengkonsumsi oksigen, terutama terdiri dari bahan-bahan organik, dan mungkin beberapa bahan anorganik. Karena kebutuhan oksigen ini, maka dapat 33

3 menurunkan oksigen terlarut di dalam air dengan cepat. Sebagai akibat menurunnya oksigen terlarut di dalam air adalah menurunnya kehidupan hewan dan tanaman air. Jika konsentrasi oksigen terlarut sudah terlalu rendah, maka mikroorganisme aerobik tidak dapat hidup dan berkembangbiak tetapi mikroorganisme anaerobik yang menjadi aktif memecah bahan-bahan tersebut. Pemecahan secara anaerobik akan menghasilkan produk-produk yang berbeda. Misalnya, H 2 S dan komponen fosfor mempunyai bau yang menyengat yaitu menimbulkan bau busuk dan anyir. Untuk mengukur jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahanbahan tersebut dapat melalui uji biological oksigen demand (BOD) atau uji chemical oksigen demand (COD). COD atau kebutuhan oksigen kimia adalah sejumlah oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi bahan buangan yang ada didalam air oleh zat-zat organis dan anorganis melalui reaksi kimia. Maka uji COD dapat menghasilkan nilai kebutuhan oksigen yang lebih tinggi daripada uji BOD karena bahan-bahan yang stabil terhadap reaksi biologi dan mikroorganisme dapat ikut teroksidasi dalam uji COD. Selain itu, analisa COD membutuhkan waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan analisa BOD. Berdasarkan penelitian pendahuluan terhadap leachate TPA Jatibarang Semarang pada bulan Februari tahun 2008 menunjukkan konsentrasi COD sebesar mg/lt. Sebagai tindakan mengurangi dampak pencemaran terhadap lingkungan akibat tingginya angka COD dalam leachate, diperlukan pengelolaan terlebih dahulu sebelum leachate dibuang ke lingkungan. Pengelolaan dapat dilakukan secara fisik, kimia dan biologi. Cara kimia yaitu metode pengolahan dengan menghilangkan atau mengubah senyawa pencemar dalam air limbah dengan menambahkan bahan kimia. Penggunaan bahan kimia ini bertujuan untuk mengendapkan bahan, mematikan bakteri patogen, mengikat dengan cara oksidasi atau reduksi menetralkan konsentrasi kelarutan asam dan desinfeksi. Salah satu bahan kimia yang umum dipergunakan sebagai pengendap adalah ferro sulfat (FeSO 4 7H 2 O). Karena ferro sulfat mempunyai bilangan valensi 2+, memiliki berat jenis tinggi sehingga memudahkan dalam pengendapan, dapat mengendap dalam suasana asam maupun basa, murah dan mudah didapat meskipun harga ferro sulfat lebih mahal dibanding dengan tawas tetapi mempunyai daya endap yang lebih tinggi selain itu komposisi yang dibutuhkan untuk pengendapan juga relatif sedikit dibanding dengan tawas. METODE PENELITIAN Cara penelitian yang digunakan adalah kuasi eksperimen one group pretest posttest design dengan uji laboratorium. Sampel diambil di kolam leachate TPA Jatibarang Semarang yang terletak di bagian paling ujung dekat dengan sungai Kreo. Untuk menghindari kesalahan sekecil mungkin maka dilakukan ulangan (replikasi) dalam eksperimen sebanyak 5 kali. Langkah Operasi Penurunan Konsentrasi COD 1. Sampel (leachate) diuji konsentrasi COD awal. 2. Saring leachate (proses filtrasi), kemudian atur ph menjadi 8 dengan penambahan larutan basa yaitu NaOH. 3. Ukur leachate sebanyak 1000 ml kemudian masukkan kedalam bekerglass sebanyak 6 buah untuk kontrol, P1 (Perlakuan 1 dengan konsentrasi Ferro sulfat 2 gr), P2 (konsentrasi Ferro sulfat 4 gr), P3 (konsentrasi Ferro sulfat 6 gr), P4 (konsentrasi Ferro sulfat 8 gr) dan P5 (konsentrasi Ferro sulfat 4 gr). 34

4 JURNAL VISIKES - Vol. 8 / No. 1 / Maret Tambahkan Ferro sulfat masing-masing ke dalam bekerglass dengan pengulangan sebanyak 5 kali. 5. Aduk dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit, dilanjutkan pengadukan dengan kecepatan 40 rpm selama 15 menit. 6. Lakukan proses sedimentasi selama 15 menit. 7. Saring sampel dan masukkan kedalam botol yang telah dicuci dengan sampel, dan periksa kandungan COD setelah proses pengolahan. HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi COD sebelum perlakuan Berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium terhadap konsentrasi COD leachate dari kolam penampungan TPA Jatibarang sebelum diberi perlakuan sebesar 422 mg/l. Parameter COD menurut KepMen KLH No:03/MENKLH/II/ 1991 tentang standard kualitas air limbah, konsentrasi maksimum parameter COD untuk limbah golongan I adalah 40 mg/lt, golongan II 100 mg/lt, golongan III 300 mg/lt, dan golongan IV 600 mg/lt. Sedangkan nilai baku mutu COD limbah cair yang boleh dibuang ke lingkungan atau badan air 100 mg/lt. Jadi leachate TPA Jatibarang masuk kualitas limbah golongan III dan masih melebihi baku mutu untuk di buang ke lingkungan atau badan air. Tingginya konsentrasi COD dalam leachate, maka dapat diketahui kebutuhan oksigen terlarut juga semakin besar. Oksigen terlarut adalah banyaknya oksigen yang terkandung dalam air dan diukur dalam satuan milligram per liter. Penyebab utama berkurangnya oksigen terlarut di dalam air adalah bahan bahan buangan yang mengkonsumsi oksigen, terutama terdiri dari bahan bahan organik, dan mungkin beberapa bahan anorganik. Sebagai akibat menurunnya oksigen terlarut di dalam air adalah menurunnya kehidupan hewan dan tanaman air. Jika konsentrasi oksigen terlarut sudah terlalu rendah, maka mikroorganisme aerobik tidak dapat hidup dan berkembangbiak. Pembuangan leachate yang masih memiliki konsentrasi COD yang tinggi dapat menyebabkan badan penerima menjadi kotor dan senyawa-senyawa pencemar yang terkandung membahayakan terhadap lingkungan. Disamping perubahan air menjadi kotor, air juga dilapisi bahan-bahan berminyak atau bahan padatan lain yang menyebabkan terjadinya penutupan permukaan air. Senyawa - senyawa yang terkandung dalam limbah bila melebihi konsentrasi yang ditentukan menyebabkan air tidak dapat digunakan untuk keperluan sebagaimana mestinya. Selain itu juga mengganggu kehidupan hewan dan tanaman air. Terjadinya pencemaran air erat kaitannya dengan pencemaran tanah dimana air itu mengalir. Bahan-bahan yang ada diatas permukaan tanah bersama air hujan mengalir meresap kedalam tanah tanpa adanya daya tanah untuk menahannya. Konsentrasi COD setelah perlakuan Pada penelitian ini, dilakukan pretreatment dengan cara mendiamkan air leachate selama 24 jam yang bertujuan untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak merupakan koloid dapat mengendap secara fisik. Setelah pre treatment, perlakuan dilakukan dengan metode koagulasi flokulasi menggunakan alat jar test dan koagulan Ferro sulfat. Dari tabel 1 dapat diketahui bahwa semakin besar dosis Ferro sulfat yang ditambahkan maka semakin rendah konsentrasi CODnya. Dari tabel 2 dapat diketahui semakin tinggi dosis yang ditambahkan maka prosentase penurunan COD juga semakin tinggi. Uji statistik ANOVA digunakan untuk 35

5 mengetahui uji beda dari masing-masing perlakuan yang ada, dengan a = 5%, didapatkan hasil nilai probabilitas adalah 0,000. Dengan demikian, Ho ditolak dan Ha diterima, sehingga dapat disimpulkan ada perbedaan yang signifikan pada rata-rata penurunan konsentrasi COD antar perlakuan. Proses koagulasi flokulasi dengan Ferro sulfat menyebabkan perubahan partikel partikel koloid yang stabil mengalami ketidakstabilan, akibat penambahan bahan koagulan ke dalam air. Karena koagulan tersebut dapat menempel pada permukaan koloid dan mengubah muatan elektrisnya karena molekul koagulan ferro sulfat bermuatan positif sedangkan koloid biasanya bermuatan negatif. Akibat perubahan partikel maka pengendapan secara gravitasi dapat terjadi dengan cepat. Kondisi fisik leachate pada kelompok kontrol berwarna keruh dan kecoklat coklatan menyerupai seduhan teh. Hal ini di karenakan leachate tidak ditambah koagulan Ferro sulfat sehingga partikelpartikel koloid sulit mengendap dengan sendirinya. Pada kelompok perlakuan kondisi fisik leachate saat penambahan Ferro sulfat berubah warna menjadi kehijau-hijauan tetapi setelah mengalami proses pengadukan dan pengendapan leachate berubah menjadi lebih jernih. Hal ini karena Ferro sulfat memiliki berat jenis tinggi sehingga koloid koloid yang terkandung dalam leachate dapat mengendap lebih cepat dan dapat menjernihkan air. Variasi dosis Ferro sulfat yang ditambahkan pada leachate, dapat Tabel 1. Data konsentrasi COD setelah pengolahan dengan penambahan berbagai dosis Ferro sulfat Ulangan Konsentrasi COD (mg/l) Kontrol P1 P2 P3 P4 P RATA ,4 345, ,4 Keterangan: Kontrol (tanpa penambahan FeSO 4 ), P1 (penambahan FeSO 4 2gr), P2 (penambahan FeSO 4 4gr), P2 (penambahan FeSO 4 6gr), P4 (penambahan FeSO 4 8gr) dan P5 (penambahan FeSO 4 10gr). Tabel 2. Data Besarnya Penurunan Konsentrasi COD setelah pengolahan dengan penambahan berbagai dosis Ferro sulfat Ulangan Konsentrasi COD (mg/l) Kontrol P1 P2 P3 P4 P RATA ,

6 JURNAL VISIKES - Vol. 8 / No. 1 / Maret 2009 memberikan pengaruh yang berbeda terhadap penurunan kandungan COD. Rata rata penurunan kandungan COD dari P1 sampai P5 adalah 36 mg/l, 57.6 mg/l, 76.2 mg/l, 96 mg/l dan mg/l. Prosentase penurunan tertinggi sebesar % yaitu pada perlakuan 5 dengan dosis 10 gr. Jadi, dosis ferro sulfat yang paling efektif dalam penelitian ini adalah sebesar 10 gr. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa kandungan COD pada leachate menunjukkan adanya kecenderungan bahwa semakin tinggi dosis Ferro sulfat yang ditambahkan pada leachate maka semakin rendah kandungan COD nya. Hal ini menunjukkan semakin tinggi koagulan yang ditambahkan, maka kemampuan untuk mengubah muatan elektris pada leachate juga semakin besar. Jadi pengendapan secara gravitasi juga terjadi lebih cepat. Dari hasil penelitian konsentrasi COD dapat turun dari 422 mg/lt menjadi mg/l. Sehingga dapat diketahui bahwa pada penelitian ini Ferro sulfat bekerja kurang efektif dan tidak ekonomis sebagai koagulan dalam menurunkan kandungan COD pada leachate. Karena dalam dosis 10 gr hanya mampu menurunkan COD % saja. Pada penelitian lain yang dilakukan oleh Roepi Indah Wulandari pada tahun 2008 terhadap air limbah percetakan diketahui konsentrasi COD turun sebesar 18.3 % dengan penambahan ferro sulfat sebanyak 5 gr, dalam penelitian ini pengadukan cepat dikendalikan dengan mengatur kecepatan 200 rpm selama 3 menit, pengadukan lambat 40 rpm selama 15 menit dan pengendapan selama 30 menit. Sedangkan pada penelitian oleh Humisar Simangkulangit pada tahun 2008 terhadap limbah pencucian jeans dengan membandingkan koagulan tawas, PAC dan Ferro sulfat. Dari hasil diketahui koagulan yang paling efektif adalah PAC karena dapat menurunkan COD dari 461 mg/l menjadi mg/l dengan penambahan dosis PAC 0.9 g/l dan dilanjutkan dengan proses aerasi dengan laju alir udara 3 L/menit. Dari hasil penelitian, ferro sulfat kurang efektif bekerja dalam menurunkan kandungan COD karena pengaturan ph saat penelitian kurang dari 8.5, kurangnya kecepatan pengadukan, serta kurangnya waktu pengendapan sehingga flok flok yang dihasilkan belum mengendap seluruhnya. Kandungan COD terendah adalah mg/l apabila dibandingkan dengan baku mutu Kep Men KLH No:03/ MEN KLH/ II/ 1991 kandungan COD nya masih melebihi baku mutu yang ditetapkan, sehingga masih memerlukan perlakuan lanjutan dengan mengatur ph menjadi 8.5, menambah kecepatan pengadukan serta menambah waktu pengendapan agar ferro sufat dapat bekerja secara efektif sehingga dapat menurunkan kandungan COD agar dapat memenuhi baku mutu yang ditetapkan. Keterbatasan Penelitian Meskipun secara statistik terdapat perbedaan yang bermakna antara rata rata penurunan COD sebelum dan setelah perlakuan dengan penambahan berbagai dosis Ferro sulfat, dalam penelitian ini ada keterbatasan penelitian antara lain: ph dikendalikan kurang dari 8.5, pengaturan waktu pengendapan kurang sehingga flok flok yang dihasilkan belum dapat mengendap secara keseluruhan, tidak adanya pengendalian suhu pada leachate sehingga Ferro sulfat bekerja kurang efektif, serta kurangnya kecepatan pengadukan sehingga pembentukan flok flok tidak terjadi secara optimal. 37

7 SIMPULAN 1. Penurunan COD pada leachate dapat dilakukan dengan menggunakan koagulan Ferro sulfat. 2. Penurunan tertinggi pada perlakuan ke 5 dengan penambahan dosis Ferro sulfat sebesar 10 gr, dimana konsentrasi COD leachate sebelum perlakuan sebesar 422 mg/l setelah perlakuan turun sebesar % menjadi mg/l, tetapi hasil ini belum dapat memenuhi baku mutu Kep Men KLH No:03/ MEN KLH/ II/ 1991 SARAN Bagi keilmuan perlu adanya penelitian lanjutan dengan menambah dosis Ferro sulfat, mengatur ph menjadi 8.5, mengendalikan suhu leachate, menambah kecepatan pengadukan dan menambah waktu pengendapan agar ferro sulfat efektif bekerja untuk menurunkan konsentrasi COD sehingga dapat memenuhi baku mutu yang disyaratkan sesuai Kep Men KLH No:03/ MEN KLH/ II/ 1991 Bagi Dinas Kebersihan agar dapat menggunakan koagulan lain apabila ingin mengolah leachate melaui kaogulasi flokulasi. Karena diketahui bahwa ferro sulfat tidak efektif sebagai koagulan dan tidak ekonomis. DAFTAR PUSTAKA Slamet, Juli Soemirat. Kesehatan lingkungan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Dinas Kebersihan. Profil tempat pembuangan akhir (TPA) sampah Jatibarang kota Semarang. Semarang Ginting, Perdana. Sistem pengelolaan lingkungan dan limbah industri. Yrama widya. Bandung Hemayanti, Slamet Santoso. Penurunan COD limbah industri jamu sidomuncul dengan proses koagulasi-flokulasi. Prosiding Seminar Nasional. Semarang Notoatmodjo, Soekidjo. Ilmu kesehatan masyarakat. Rineka Cipta. Jakarta Siregar, Sakti A. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Kanisius, Yogyakarta Moh, Nazir. Metode Penelitian. Ghalia Indonesia. Jakarta Hanafi, A. Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasinya. PT Gadjah Grafindo Persada. Jakarta Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Metode Pengujian Kandungan Kebutuhan Oksigen Kimiawi Dalam Air Dengan Alat refluks Tertutup. Standar Nasional Indonesia Sugiyono. Statistika Untuk Penelitian. CV Alfabeta. Bandung Alfiah, Taty. Studi Pengolahan Limbah Cair Percetakan Dengan menggunakan Koagulan. Universitas Sumatra Utara. Sumatera