Pengelolaan Emisi Gas pada Penutupan TPA Gunung Tugel di Kabupaten Banyumas Puji Setiyowati dan Yulinah Trihadiningrum Jurusan Teknik Lingkungan FTSP, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya * email: linea_pwt @yahoo.co.id Abstrak TPA Gunung Tugel di Kabupaten Banyumas memiliki luas penimbunan sekitar 3,0 ha dengan sistem open dumping. Pengoperasian TPA ini direncanakan dari tahun 1983-2003, tetapi hingga saat ini masih digunakan sebagai areal penimbunan. Tujuan penelitian ini adalah menentukan teknologi pengelolaan emisi gas pada penutupan TPA Gunung Tugel. Data kuantitas sampah di TPA Gunung Tugel diperoleh selama masa operasi tahun 2008 2012 dari Unit Persampahan Dinas Cipta Karya, Kebersihan dan Tata Ruang. Emisi gas diestimasi dengan pendekatan metoda segitiga. Penutupan TPA dilakukan berdasarkan pedoman standar yang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum, termasuk untuk pengelolaan emisi gas. Data hasil penelitian menunjukkan bahwa umur layan TPA Gunung Tugel berakhir pada bulan Oktober 2013. Hasil estimasi emisi gas dari tahun 1983-2028 sebanyak 197.198.797 m 3, dengan perkiraan emisi tertinggi pada tahun 2012 sebanyak 7.754.758 m 3. Emisi gas pada tahun 2014-2028 diperkirakan sebesar 16.727.114 m 3 atau sekitar 8,48% dari produksi total gas. Penutupan TPA Gunung Tugel dilakukan dengan tipe penimbunan model I, yaitu di atas timbunan sampah ditambahkan material kerikil, tanah liat, pasir, dan tanah penutup akhir. Kebutuhan tanah penutup diperkirakan sebanyak 27.819,466 m 3. Gas yang terbentuk dikelola dengan sistem pasif, menggunakan instalasi ventilasi dengan jarak antar pipa 25 m dan panjang pipa 2 m. Vegetasi penutup TPA disarankan berupa rumput jenis gajah mini pada tahun pertama sampai timbunan sampah bersifat stabil. Setelah itu vegetasi rumput diganti dengan tanaman tahunan. Pemantauan emisi gas dilakukan setiap 6 bulan selama 15-20 tahun pasca penutupan TPA. Kata kunci: pengelolaan gas, emisi gas, TPA Gunung Tugel A-1-1
1. Pendahuluan Sampah adalah semua jenis limbah berbentuk padat yang berasal dari kegiatan manusia dan hewan, dan dibuang karena tidak bermanfaat atau tidak diinginkan lagi kehadirannya (Tchobanoglous et al., 1993). Gangguan lingkungan yang diakibatkan oleh sampah, dapat terjadi mulai dari sumber sampah, proses pengumpulan dan pengangkutan sampah, serta di Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) sampah yang tidak dikelola dengan baik. Pengelolaan sampah yang benar sangat penting bagi lingkungan dan merupakan bagian pelayanan dasar perkotaan (Ahmed, et al., 2003). TPA Gunung Tugel di Kabupaten Banyumas memiliki luas penimbunan sekitar 3,0 ha dengan sistem open dumping. Pengoperasian TPA ini direncanakan dari tahun 1983-2003, tetapi hingga saat ini masih digunakan sebagai areal penimbunan. TPA ini menampung sampah dari beberapa kecamatan di Kabupaten Banyumas yaitu: Kecamatan Baturaden, Kecamatan Purwokerto Utara, Kecamatan Purwokerto Timur, Kecamatan Purwokerto Selatan, Kecamatan Purwokerto Barat, Kecamatan Karanglewas, Kecamatan Kedungbanteng, Kecamatan Sumbang, dan Kecamatan Kembaran. UU No. 18 Tahun 2008 Pasal 44 Ayat 2 menyatakan bahwa Pemerintah daerah harus menutup tempat pemrosesan akhir sampah yang menggunakan sistem pembuangan terbuka paling lama 5 (lima) tahun terhitung sejak berlakunya undang-undang ini. Maka dari itu pemerintah daerah wajib menutup TPA open dumping dan menyediakan TPA dengan sistem sanitary landfill untuk kota besar atau metropolitan dan controlled landfill untuk kota sedang atau kecil. Hasil pemrosesan sampah yang tidak sempurna di TPA menyebabkan pelepasan partikel dan gas seperti SOx, NOx, hidrokarbon, HCl, CO 2, CH 4, H 2 S, yang secara langsung akan mencemari udara serta mendorong terjadinya emisi gas rumah kaca yang mengakibatkan pemanasan global dan merugikan kesehatan manusia di sekitarnya. Maka dari itu pengelolaan gas di TPA perlu dilakukan dengan baik agar tidak menyebabkan ganguan lingkungan di sekitar TPA, terutama setelah dilakukan penutupan. Pengelolaan gas di TPA dapat dilakukan secara pasif maupun aktif (Damanhuri, 2008). Tujuan penelitian ini adalah menentukan teknologi pengelolaan emisi gas pada penutupan TPA Gunung Tugel. Tujuan dari pengelolaan gas di TPA adalah melepaskan dan menyalurkan gas yang terbentuk dalam timbunan sampah untuk mengurangi potensi terjadinya kebakaran, mempercepat proses dekomposisi bahan organik, mengumpulkan gas yang terbentuk dan membuangnya secara lebih aman yaitu dengan dibakar atau dikumpulkan pada suatu tempat untuk diolah lebih lanjut sehingga dapat memberikan manfaat bagi manusia (Direktorat Pengembangan PLP, 2012). 2. Metode Penelitian ini diawali dengan mengkaji permasalahan yang ada di Kabupaten Banyumas, terutama mengenai rencana penutupan TPA Gunung Tugel. Selanjutnya dilakukan survey di lapangan untuk mendapatkan data topografi area TPA, data komposisi sampah yang diperoleh dari Unit Persampahan Kabupaten Banyumas yang divalidasi dengan 3x pengukuran komposisi di TPA, data timbulan sampah yang masuk ke TPA Gunung Tugel berdasarkan pencatatan petugas antara tahun 2008-2012. Emisi gas diestimasi dengan pendekatan metoda segitiga, berdasarkan persentase komposisi unsur sampah dan kadar air. Penutupan TPA dilakukan berdasarkan pedoman standar yang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum, termasuk untuk pengelolaan emisi gas. A-1-2
3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Estimasi Volume Timbulan Sampah Volume sampah yang masuk ke TPA dan jumlah penduduk yang sampahnya dilayani oleh TPA Gunung Tugel dapat dilihat pada Tabel 1dan Tabel 2. Tabel 1. Volume Sampah TPA Gunung Tugel No. 1. 2. 3. 4. 5. Tahun Jumlah Sampah Pertumbuhan (m 3 /th) Jumlah (m 3 /th) % 2008 98.454 2009 107.407 8953 9,094 2010 109.385 1978 1,842 2011 116.997 7612 6,959 2012 116.855-142 -0,121 Rata-rata Pertumbuhan 4600,25 4,443 Tabel 2. Jumlah Penduduk yang Dilayani TPA Gunung Tugel No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Tahun Jumlah Penduduk Pertumbuhan (jiwa) Jumlah (jiwa) % 2003 500.446 2004 505.854 5.408 1,081 2005 505.576-278 -0,055 2006 508.615 3.039 0,601 2007 514.071 5.456 1,073 2008 519.251 5.180 1,008 2009 521.280 2.029 0,391 2010 535.969 14.689 2,818 2011 544.337 8.368 1,561 Rata-rata Pertumbuhan 1,060 Selanjutnya dihitung jumlah sampah yang masuk ke TPA, berdasarkan proyeksi jumlah penduduk dan tingkat pelayanan persampahan di Kabupaten Banyumas, dengan persamaan: Proyeksi penduduk = Po * (1 + i) t...(1) Timbulan sampah di Kabupaten Banyumas diasumsikan menurut SNI 19-3983- 1995, setara dengan kota sedang yaitu sebesar 2,75 L/org.hari. Persentase tingkat pelayanan berdasarkan timbulan yang terangkut ke TPA pada tahun 2008 sebesar 22,67%. Timbulan yang diangkut ke TPA Gunung Tugel: =...(2) Timbulan yang dikompaksi TPA Gunung Tugel: =...(3) Sebelum dilakukan penutupan TPA, terlebih dahulu dihitung perkiraan sisa umur TPA dari volume yang masih bisa terisi oleh sampah berdasarkan kondisi peta kontur area penimbunan sampah. Dari hasil perhitungan didapatkan sisa umur TPA sampai dengan bulan Oktober 2013. Proyeksi jumlah sampah yang masuk ke TPA Gunung Tugel dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil validasi komposisi sampah antara data Unit Persampahan A-1-3
tahun 2006 dengan pengukuran di TPA selama 3x, dapat dilihat pada Tabel 4. Data tersebut selanjutnya dipergunakan sebagai dasar untuk perhitungan potensi gas, dengan menggunakan metode segitiga. Tabel 3 Proyeksi Sampah yang Masuk ke TPA Gunung Tugel Tahun Jumlah Penduduk (jiwa) Jumlah Timbulan Sampah (m 3 /th) Tingkat Pelayanan (%) Timbulan Sampah yang Diangkut ke TPA (m 3 /th) Timbulan Sampah yang Diangkut ke TPA (ton/th) Timbulan Sampah yang Dikompaksi di TPA (ton/th) 1983 404.385 405.901 22,67 76.675 23.002 11.501 1984 408.718 410.251 22,67 77.496 23.249 11.624 1985 413.097 414.646 22,67 78.326 23.498 11.749 1986 417.522 419.088 22,67 79.165 23.750 11.875 1987 421.995 423.577 22,67 80.014 24.004 12.002 1988 426.516 428.115 22,67 80.871 24.261 12.131 1989 431.086 432.703 22,67 81.737 24.521 12.261 1990 435.704 437.338 22,67 82.613 24.784 12.392 1991 440.372 442.023 22,67 83.498 25.049 12.525 1992 445.090 446.759 22,67 84.393 25.318 12.659 1993 449.859 451.546 22,67 85.297 25.589 12.795 1994 454.678 456.383 22,67 86.210 25.863 12.932 1995 459.550 461.273 22,67 87.134 26.140 13.070 1996 464.473 466.215 22,67 88.068 26.420 13.210 1997 469.449 471.209 22,67 89.011 26.703 13.352 1998 474.479 476.258 22,67 89.965 26.989 13.495 1999 479.562 481.360 22,67 90.929 27.279 13.639 2000 484.700 486.518 22,67 91.903 27.571 13.785 2001 489.893 491.730 22,67 92.887 27.866 13.933 2002 495.141 496.998 22,67 93.883 28.165 14.082 2003 500.446 502.323 22,67 94.888 28.467 14.233 2004 505.854 507.751 22,67 95.914 28.774 14.387 2005 505.576 507.472 22,67 95.861 28.758 14.379 2006 508.615 510.522 22,67 96.437 28.931 14.466 2007 514.071 515.999 22,67 97.472 29.242 14.621 2008 519.251 521.198 22,67 98.454 29.536 14.768 2009 521.280 523.235 24,63 107.407 32.222 16.111 2010 535.969 537.979 24,40 109.385 32.816 16.408 2011 544.337 546.378 25,70 116.997 35.099 17.550 2012 550.107 552.170 25,40 116.855 35.057 17.528 2013 57.707 17.312 8.656 A-1-4
Tabel 4. Hasil Validasi Komposisi Sampah di TPA Gunung Tugel Jenis Sampah Sampah basah % Tahun 2006 C (kg) 30 April 2013 01 Mei 2013 02 Mei 2013 Rata-rata Hasil Hasil Hasil Hasil P C P C P Validasi Validasi Validasi Validasi (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) I (kg) II (kg) III (kg) (kg) 61,91 63,8 85,2 65,9 70,4 86,3 72,0 70,0 88,0 71,8 69,9 Kertas 11,30 13,0 2,2 12,0 7,5 1,1 6,9 8,6 2,2 8,0 8,9 Kaca 4,87 0,6 0,3 0,6 0,9 0,6 0,9 1,3 0,3 1,2 0,9 Plastik 13,66 15,9 5,2 14,9 15,5 7,8 14,7 7,9 6,6 7,8 12,5 Logam 1,07 1,2 0,1 1,1 0,2 0,0 0,2 0,7 0,0 0,6 0,6 Bambu/Kayu 0,33 0,9 3,0 1,1 1,9 0,1 1,7 2,0 0,7 1,8 1,5 Kain/Tekstil 0,45 1,4 3,0 1,6 2,8 1,3 2,7 2,4 0,9 2,2 2,2 Karet 0,71 2,3 0,6 2,1 0,7 2,2 0,8 0,5 0,3 0,5 1,2 Lain-lain 5,71 0,9 0,3 0,8 0,1 0,6 0,1 6,6 1,1 6,0 2,3 Jumlah 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Keterangan: C = sampah campur (berasal dari permukiman, daerah komersial) P = sampah pasar 3.2 Estimasi Produksi Gas Tahapan perhitungan gas metan menggunakan metode segitiga adalah: Estimasi formula kimia dari sampah, ditentukan berdasarkan dari kadar air dan persentase berat kering masing-masing komponen sampah seperti C, H, O, N. Dari hasil perhitungan didapatkan kadar air sampah sebesar 50,4%, sedangkan formula kimia sampah untuk dekomposisi cepat C 28 H 45 O 17 N dan dekomposisi lambat C 101 H 145 O 29 N. Volume gas diperkirakan menggunakan metode segitiga. Pada metode segitiga, jumlah gas pada sampah dekomposisi cepat diperhitungkan selama lima tahun, sedangkan untuk dekomposisi lambat selama lima belas tahun. Perhitungan gas menggunakan persamaan:...(4) Dari hasil perhitungan didapatkan volume gas per berat kering untuk sampah dekomposisi cepat sebanyak 0,936 m 3 /kg, sedangkan untuk sampah dekomposisi lambat sebanyak 1,227 m 3 /kg, dan dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Produksi Gas/Berat Kering A-1-5
Emisi gas metan setiap tahunnya dihitung berdasarkan berat kering sampah yang masuk ke TPA, yang dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 menunjukkan bahwa produksi tertinggi gas metan dari TPA Gunung Tugel berada pada tahun 2012 yaitu sebesar 7.754.758 m 3. Produksi gas metan pada TPA ini diperhitungkan sampai tahun 2028. Apabila gas metan akan dimanfaatkan mulai tahun 2014, hanya didapatkan produksi total sebanyak 16.727.114 m 3 atau sekitar 8,48 % dari produksi total gas metan di TPA Gunung Tugel sebesar 197.198.797 m 3. Gambar 2. Produksi Gas di TPA Gunung Tugel 3.3 Penutupan TPA Gunung Tugel Mengacu pada sisa umur layan TPA hingga bulan Oktober 2013, direncanakan dilakukan penutupan TPA dengan standar yang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum. Tipe penimbunan yang disarankan menurut Direktorat Pengembangan PLP (2012) ada 3 macam, yaitu: Tipe penimbunan 1, dimana lapisan diatas tumpukan sampah berupa: 20 cm tanah penutup yang dipadatkan, 20 cm lapisan karpet kerikil yang dihubungkan dengan pipa penangkap gas, 20 cm lapisan tanah tanah liat untuk mencegah air hujan masuk ke dalam tumpukan sampah, 20 cm lapisan karpet pasir sebagai underdrain, dan 60 cm lapisan humus sebagai media tanam untuk vegetasi penutupan TPA. Tipe penimbunan 1 dapat dilihat pada Gambar 3. Tipe penimbunan 2, dimana lapisan diatas tumpukan sampah berupa geotektil nonwoven 300 gr/m 2, 40 cm karpet kerikil untuk penangkap gas, geotextile nonwoven 600 gr/m 2, HDPE geomembrane, geotextile nonwoven 600 gr/m 2, 30 cm karpet kerikil sebagai underdrain, geotextile nonwoven 300 gr/m 2, dan 40 cm lapisan humus. Tipe penimbunan 3 yang hanya menambahkan lapisan kedap air berupa tanah liat dengan permeabilitas 1 x 10-7 cm/det setebal 40 cm dan tanah urug bercampur humus setebal 60 cm, dengan syarat terdapat tanah penutup harian (operasional secara sanitary landfill). Pada penelitian digunakan tipe penimbunan 1 yang diterapkan pada layout penutupan TPA Gunung Tugel seperti pada Gambar 4. Dari hasil perhitungan didapatkan kebutuhan material untuk areal penutupan TPA pada Tabel 5. A-1-6
Gambar 3. Tipe Penimbunan 1 Gambar 4. Layout Penutupan TPA Gunung Tugel Tabel 5. Kebutuhan Material Penimbunan Tipe 1 Potongan Kebutuhan Lahan Urug (m 3 ) Kebutuhan Pasir (m 3 ) Kebutuhan Tanah Liat (m 3 ) Kebutuhan Kerikil (m 3 ) Potongan 1-1 3.219,245 377,860 372,248 319,505 Potongan 2-2 3.059,185 409,290 403,675 363,183 Potongan 3-3 2.924,583 389,813 389,833 360,838 Potongan 4-4 3.601,813 409,575 392,505 370,100 Potongan 5-5 2.486,388 451,328 445,693 440,695 Potongan 6-6 2.264,650 551,840 551,890 551,940 Potongan 7-7 2.665,998 636,643 636,655 636,650 Potongan 8-8 2.686,543 671,630 671,630 671,630 Potongan 9-9 2.675,870 669,090 669,090 669,090 Potongan 10-10 1.832,343 458,090 458,090 458,090 Potongan 11-11 402,851 100,712 100,712 100,712 Total 27.819 5.126 5.092 4.942 Kebutuhan material untuk penimbunan tipe 1 adalah 27.819 m 3 lahan urug, 5.126 m 3 pasir, 5.092 m 3 tanah liat, dan 4.942 m 3 kerikil. A-1-7
3.4 Pengelolaan Gas Pasca Penutupan TPA Pengelolaan gas dilakukan dengan sistem pasif, karena dari hasil produksi gas dari tahun 2014-2028 pada Gambar 2, hanya 16.727.114 m 3 atau sekitar 8,48 % dari produksi total gas metan di TPA Gunung Tugel yaitu sebesar 197.198.797 m 3. Pengelolaan gas menggunakan perpipaan gas vertikal dengan kriteria pipa PVC berdiameter 20 cm dan jarak antar pipa 25 m sebanyak 46 buah pipa, seperti pada Gambar 5. Pipa ini berfungsi untuk mengalirkan gas yang terakumulasi dalam tumpukan sampah. Pasca penutupan perlu dilakukan inspeksi, perbaikan, dan pemeliharaan pada pipa gas setiap 3 bulan sekali. Selain itu juga dilakukan pengujian kualitas udara di atas tumpukan sampah dan di sekitar TPA setiap enam bulan sekali, dengan parameter kadar debu, COx, NOx, H 2 S, dan CH 4. Pengelolaan gas dilakukan selama 15 20 tahun pasca penutupan TPA. Gambar 5. Layout Pemasangan Pipa Gas Setelah dilakukan penutupan TPA, di atas tanah penutup akhir perlu ditambahkan vegetasi penutup yang memiliki akar serabut, sehingga tidak mudah mati akibat adanya gas metan. Dipilih rumput gajah mini sebagai vegetasi penutup, dan perlu dilakukan pemeliharaan berupa penyiraman, pemangkasan tanaman setiap tiga bulan sekali dan pemupukan. 4. Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis diatas didapatkan bahwa pengelolaan gas dengan sistem pasif adalah teknologi yang tepat untuk pengelolaan gas metan di TPA pasca dilakukan penutupan. Hal ini dikarenakan produksi gas metan dari tahun 2014-2028 hanya 16.727.114 m 3. Kebutuhan material untuk penimbunan tipe 1 adalah 27.819 m 3 lahan urug, 5.126 m 3 pasir, 5.092 m 3 tanah liat, dan 4.942 m 3 kerikil. 5. Daftar Pustaka Ahmed, S.A. dan Ali, Mansoor, (2003), Partnerships for Solid Waste Management in Developing Countries: Linking Theories to Realities, Vol. 28, No. 3, hal. 467-479. Damanhuri, E, (2008), Diktat Landfilling Limbah, FTSP ITB Direktorat Pengembangan PLP, (2012), Materi Bidang Sampah II Diseminasi Dan Sosialisasi Keteknikan Bidang PLP, Direktorat Pengembangan PLP, Direktorat Jenderal Cipta Karya, Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta. Tchobanoglous, G., Theisen, H., dan Vigil, S.A., (1993), Integrated Solid Waste Management, McGraw Hill International, United State. Undang-Undang Republik Indonesia No. 18 Tahun 2008, (2008), Pengelolaan Sampah, Kementerian Hukum dan Hak Asasi Manusia, Jakarta. A-1-8