PENCEMARAN UDARA AKIBAT GAS BUANG TUNGKU PEMBUATAN KOKAS DAN PENGECORAN LOGAM Dl SENTRA INDUSTRI KEClL (Studi Kasus : di desa Batur-Ceper, Klaten)
oleh HASNEDI
PROGRAM PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2002
ABSTRACT
HASNEDI: AIR POLLUTION RESULTING FROM COKE'S BAKING OVEN FLUE GAS AND METAL SMELTING 8 FOUNDRY KILNS IN SMALL SCALE METAL INDUSTRY CENTERS (Case Study: Metal Foundry Industry at Batur Village, Ceper-Klaten). Under the supervision of M.Sri Saeni and Subagio Imam Bakri). Coke is fuel in the form of carbon made by carbonization of coal. Coke conventionally made from Ombilin coal of Sub-bituminous type has in fact low quality. Therefore, it is required other process called double process. In this process asphalt is used as a binder in the semi-coke briquetting process to produce high quality coke. The coke production process by baking semi-coke briquette in a coke's baking oven will produce flue gas and smoke. The same also happens in its utilization test in metal foundry kiln known as 'tungkik" (plunging) smelting kiln. The gas and smoke predictably contain heavy metals and polluted chemical compounds that will pollute the environment and disturbing the health of workers if their concentrations pass over defined standard quality level. The objective of this study is to examine the amount of heavy metals and chemical compound pollutants produced in the process of baking semicoke to produce coke and in the utilization of coke as fuel in tungkik kilns. Measurement results show that heavy metals in the kiln's chimneys and chambers such as As, Cd, Pb, and Hg could not actually be detected, while Fe, Na, Al. Ca, and K could be easily detected. The concentrations of such metals are in the range of: Na = 100-315 fig/m3, Al = 215-360 fig/m3, Ca = 786-1330 pg/m3, Fe = 478-2300 pg/m3, and K = 0.25-0.5 pg/m3. Meanwhile pollutants from other chemical compounds in the flue gas are N 4 = 80.7785 83.3725 mglm3 and S a = 10.85-10.98 mglm3. Pollutants from ambient air are NO2 = 179.11-236.49 pgl~rn3.SO2 = 112.56-256.52 pgl~m3,CO = 43.80100.98 p g l ~ r n ~ HC , = 0.05-0.64 pg/Nm3, and 0 3 = 2.8098-19.6065 p g l ~ m ~ . The total particle's content is also low, which is about 0.283 mglm3 in the coke bakin oven's chimneys, 0.554 mglm3 in the tungkik kiln's chimneys and 0.259 mglm in the metal melting locations. Comparison of the measurement results with that of quality standard defined by the government regulation of the Republic of Indonesia No.41 Year 1999 about air pollution control, show that the results is far below the tolerated level. Therefore, the existence of coke baking oven is still feasible and safe to the environment.
9.
Keywords: Coke, coke baking oven, tungkik kiln, heavy metal, chemical pollutant, environment.
ABSTRAK HASNEDI.: PENCEMARAN UDARA AKIBAT GAS BUANG TUNGKU PEMBUATAN KOKAS DAN PENGECORAN LOGAM Dl SENTRA INDUSTRI KEClL (Studi Kasus : Di Desa Batur-Ceper, Klaten) (Dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni MS sebagai ketua, dan Dr. Subagio Imam Bakri sebagai anggota) Kokas adalah bahan bakar berbentuk arang yang dibuat dengan cara melakukan karbonisasi terhadap batubara. Kokas yang dibuat secara konvensional dari batubara Ombilin jenis Sub-bituminous ternyata mutunya masih rendah. Untuk itu perlu dilakukan proses lain yang disebut dengan double proses. Dalam proses ini digunakan aspal sebgai bahan pengikat pada pembriketan semi-kokas supaya dihasilkan kokas yang berrnutu tinggi. Pada proses pembuatan kokas dengan cara membakar brikei semikokas didalam tungku kokas dan pada saat uji-coba pemakaiannya di tungku pengecoran logam atau biasa juya disebut dengan tungku tungkik, akan mengeluarkan gas dan asap. Diperkirakan gas dan asap tersebut mengandung logam berat dan senyawa kimia pencemar yang akan mencemari lingkungan, dan akan mengganggu kesehatan para pekeja. apabila kadarnya melewati ambang batas baku mutu yang telah ditentukan. Tujuan penulisan ini adalah untuk meneliti banyaknya cemaran oleh logam berat dan senyawa kimia, yang timbul pada saat proses pembakaran briket semikokas menjadi kokas dan penggunaan kokas tersebut sebagai bahan bakar di tungku tungkik. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa logam berat di cerobong tungku dan disekitar pengecoran seperti As, Cd, Pb dan Hg ternyata tidak terdeteksi, sedangkan yang terdeteksi adalah logam Fe, Na, Al. Ca, dan K. Konsentrasi logam-logam tersebut berkisar pada; Na = 100 - 315 pglm3. Al = 215 360 pglm3. Ca = 786 1330 jtglm3, Fe = 478 - 2300 pglm3, dan K = 0,25 0.5 jtglm3. Sedangkan cemaran dari senyawa kimia lainnya pada emisi gas buang seperti NO2 = 80,7785 - 83,3725 mglm3 dan SO2 = 10,85 - 10,98 mglm3. Cemaran dari udara ambien seperti N 9 = 179,ll 236.49 pglNm3, SOz = 112,56 - 256,52 pglrn~rn~, CO = 43,80 - 100,98 pgl~rn3 HC = 0,05 0,64 pglNm3, 0 3 = 2,8098 - 19,6065 pg/Nm3. Demikian juga partikel totalnya cukup rendah yaitu sebesar 0,283 mslm3 di cerobong tungku kokas, 0,554 mglm3 di cerobong tungku tungkik dan 0,259 mglm3 di lokasi pengecoran baja. Setelah membandingkan hasil pengukuran tersebut dengan baku mutu yang telah ditentukan oleh peraturan pemerintah Republik Indonesia No 41 tahun 1999 tentang pengendalian pencemaran udara, ternyata hasil pengukuran tersebut masih jauh di bawah ambang batas. Oleh karena itu keberadaan tungku pembuatan kokas masih layak dan aman terhadap lingkungan.
-
-
-
-
P
Kata kunci : Kokas, tungku kokas, tungku tungkik, logam berat, cemaran kimia, lingkungan
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :
PENCEMARAN UDARA AKlBAT GAS BUANG TUNGKU PEMBUATAN KOKAS DAN PENGECORAN LOGAM Dl SENTRA INDUSTRI KEClL (Studi Kasus : di desa Batur-Ceper, Klaten) adalah benar rnerupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.
Sernua sbmber data dan informasi yang digunakan telah
dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
PENCEMARAN UDARA AKIBAT GAS BUANG TUNGKU PEMBUATAN KOKAS DAN PENGECORAN LOGAM Dl SENTRA INDUSTRI KEClL (Studi Kasus : di desa Batur-Ceper, Klaten)
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
PROGRAM PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2002
Judul tesis
PENCEMARAN UDARA AKlBAT GAS BUANG TUNGKU PEMBUATAN KOKAS DAN PENGECORAN LOGAM Dl SENTRA lNDUSTRl KEClL (Studi Kasus : di desa Batur-Ceper, Klaten)
Nama Mahasiswa
: HASNEDI
Nomor pokok
: 99253
Menyetujui Komisi Pebimbing,
4
/, ---
-'
Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni MS Ketua
Dr. Ir. Subaaio Imam Bakri MSc Anggota
Mengetahui, Ketua Program Studi PSL
/ 6 ' ' _:/-----,'
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto MSc
Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni MS Tanggal Lulus : 30 April 2002
I
e 6 J,!,
,,,,
Penulis dilahirkan di Padang Panjang pada tanggal 1 September 1953. penulis merupakan anak ketiga dari lima berasaudara, dari ayah Drs. Hasan Basri dan ibu Saona. Penulis lulus dari Sekolah Dasar Negeri 50 Padang pada tahun 1966, dari Sekolah Menengah Pertama V Padang pada tahun 1969, dan dari Sekolah Menengah Atas I Padang pada tahun 1972.
Pada tahun 1974
penulis diterima sebagai mahasiswa di Universitas Andalas dan berhasil menyelesaikan studi di Jurusan Kimia - FMlPA pada bulan September 1980 Pada tahun 1981 sampai sekarang penulis bekerja sebagai staf peneliti di Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jakarta. Pada tahun 1994 penulis berkesempatan mengikuti training tentang 'Policy Making of
Industrial Energy" di Jepang.
Pada tahun 1992-1993 penulis mendapat
kesempatan training tentang pencairan Batubara (Coal Liquefaction) di Hokkaido Jepang. Penulis menikah dengan Endang Dara pada tahun 1985. Pada saat ini telah dikaruniai dua orang putra bemama Yogi Waldingga (enam belas tahun) dan Yoga Dwidingga (dua belas tahun) serta seorang putri Yola Putridingga (delapan tahun)
PRAKATA
Berkat Rahmat Allah SVVT dan bantuan banyak pihak penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik yang sekaligus untuk memenuhi persyaratan kelulusan penulis dalam pendidikan di Program Studi Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan, Program Pascasajana Institute Pertanian Bogor. Penulis memfokuskan penelitian ini pada pencemaran yang oleh adanya gas buang akibat pembakaran briket semikokas menjadi kokas dan pada pemakaian kokas tersebut di industri pengecoran logam di desa CeperKlaten. Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni, MS dan Dr. Ir. Subagio Imam Bakri selaku
Komisi Pembimbing, yang telah rnembimbing penulis dalam penyelesaian tesis ini 2. Ir. M. Nur Hidayat MEng, selaku Direktur P3TPSE -BPPT periode tahun 1998 - 2001, yang ielah membiayai penelitian ini 3. Ir. Herry Suprianto, Ir. Suharyono dan lr. Amiral Azais MSc selaku
koordinator dan koordinator lapangan Proyek Pemanfaatan KOKAS di Direktorat P3TPSE-BPPT
selta rekan-rekan lainnya yang secara
langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu terlaksananya penelitian ini. 4. Ir. Bunawas dan kawan-kawan yang telah membantu sampling dan
analisis di BATAN-Ps Jumat dan Serpong.
5. Ir. Wiharja dan kawan-kawan, yang telah membantu analisis pencemaran
senyawa kimia di Lab. LSDE Serpong serta kawan-kawan di Lemigas.. 6. Bapak HM. Suyitno selaku general manager Laboratorium Uji Logam dan
Mini Foundry di desa Ceper yang telah menyediakan tempat untuk dilakukan pembuatan kokas briket dan penelitian ini. 7. Bapak H. Anas Yusuf Mahmudi selaku ketua koperasi lndustri Pengecoran
Logam dan Permesinan 'Batur Jaya", yang telah menyediakan tempat uji coba pemakaian kokas untuk pengecoran logam. 8. lstri dan ketiga anakku tercinta atas pengorbanannya selama studi dan
orang tua yang telah memberikan doa restu serta semangatnya; 9. Semua pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu dalam ruang ini,
dengan tulus telah memberikan dorongan dan bantuan hingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam tulisan ini maka, tidak lupa penulis juga mengharapkan dan sangat menghargai saran dan kritik yang membangun. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang memerlukannya.
Bogor, April 2002
Penulis Hasnedi
DAFTAR IS1 Halaman Daftar lsi .............................................................................. Daftar Tabel ..........................................................................
xii
Daftar Gambar ......................................................................
xiii
Daftar Lampiran ..................................................................... xiv I.
PENDAHULUAN .............................................................. 1.1 . Latar Belakang ............................................................ 1.2 . Perumusan Masalah ..................................................... 1.2.1 . Pencemaran Batubara ........................................... 1.2.2 . Pencemaran Akibat Pembakaran Aspal ..................... 1.2.3 . Darnpak Kegiatan Terhadap Udara ........................... . . 1.3 . Kerangka Pemlk~ran....................................................... .. 1-4. Tujuan Penel~t~an ......................................................... 1.5 . Manfaat Penelitian .......................................................... 1.6 . Hipotesa ......................................................................
II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................ 2-1 . Perkembangan Batubara ................................................ 2.2 . Pencemaran Udara ........................................................ 2.3 . Dampak Terhadap Manusia ............................................. 2.3.1 . Merkuri (Hg) ........................................................... 2.3.2 . Kadmium (Cd) ........................................................ 2.3.3 . Timbal (Pb) ............................................................ 2.3-4 . Arsen (As) ............................................................. 2.3.5 . Besi (Fe) ................................................................ 2-4. Sistem Sampling Gas Pencemar .................................
Ill. GAMBARAN UMUM KABUPATEN KLATEN .......................... 3.1 . Letak dan Luas Wilayah ............................................. 3.2 . lklim ....................................................................... 3.3 . Aspek Sosial Ekonomi Penduduk ................................. IV. METODE PENELlTlAN ................................................ 4.1 . Waktu dan Lokasi Penelitian ........................................ 4.2 . Bahan dan Alat ........................................................ 4.2.1
. Bahan .............................................................
4.2.2 . Alat ................................................................ 4.3 . Rancangan Penelitian ................................................ 4.4 . Metode Penelitian ...................................................... 4.4.1 . Tahap Persiapan ............................................... 4.4.2 . Tahap Pengambilan Sampel ................................ 4.4.3 . Tahap Analisis .................................................. V. HASlL DAN PEMBAHASAN ............................................... 5.1 . Pembuatan Semikokas ............................................... 5.2 . Pernbuatan Briket Semikokas ...................................... 5.3 . Karbonisasi Suhu Tinggi ............................................. 5.4 . Penggunaan Kokas di Tungku Tungkik ......................... 5.5 . Pengambilan Sampel Gas Buang ................................ 5.6 . Pengukuran Distribusi Diameter Partikel Asap ............... 5.7 . Pengukuran Logam-Logam Yang Mencemari Lingkungan.. 5.8 . Pengukuran Dengan Alat Spektrofotometri dan Gas Kromatografi ....................................................... VI . KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 61 . . Kesimpulan ............................................................. 6.2 . Saran .................................................................... DAFTAR PUSTAKA ............................................................
DAFTAR TABEL Halaman 1. Kandungan As. Cd. Pb dan Hg Dalam Batubara dan Minyak
Mentah................................................................................ 2 . Kandungan Logam Berat Dari Limbah Penggunaan Energi Batubara dan Minyak di Eropah Tahun 1979 ............................... 3. Ukuran Diameter dari Massa Unsur-unsur ................................. 4 . Penduduk Kecamatan Ceper menurut Kelompok Umur dan Jenis
Kelamin tahun 1998 ...............................................................
5. Analisis Kualitas Batubara 9mbilin ........................................... 6. Analisis Kualitas Semi-Kokas Ombilin.......................................
7. Analisis Kualitas Kokas Briket Ombilin ...................................... 8. Distribusi Diameter Partikel pada Cerobong Tungku Kokas ...........
9. Distribusi Diameter Partikel pada Cerobong Tungku Tungkik ....... 10. Distribusi Diameter Partikel pada Lokasi Pengecoran Logam ...... 11. Partikel Total Ditiap Lokasi ....................................................
12. Persentase Ukuran Partikel Ditiap Lokasi ................................. 13. Konsentrasi Logam Yang Terdapat Dalam Gas Buang ................ 14. Konsentrasi Emisi Pencemaran .............................................. 15. Pencemaran Emisi Gas Buang Dibandingkan dengan Baku Mutu . 16. Konsentrasi Pencemaran Udara Ambien ..................................
17. Pencemaran Udara Ambien Dibandingkan dengan Baku Mutu ......
5
6
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 1. Bagan Pembuatan Kokas dan Pemakaian Kokas di tungku Tungkik serta Gas Buang Yang Ditimbulkan ......... .........
3
2. Gambar 2. Skema Pencemaran Udara menurut De Never .........
13
3. Gambar 3. Grafik Distribusi Ukuran Partikel ...... ... ......... ... ......
41
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Tabel Lampiran 1. Tabel Baku Mutu Udara Ambien dan Emisi
Gas Buang ....... ... ... .................. .......... . . . . . . . .
54
2. Gambar Lampiran 1. Tungku Pembuatan Semikokas di desa
Kayu Gadang - Sawahlunto ............ ... ...... ... ...... .................
55
3. Gambar Lampiran 2. Mesin Penghancur dan Pengayak
Semikokas .......................................................................
56
4. Gambar Lampiran 3. Mesin Pengaduk Semikokas dengan Aspal
57
5. Gambar Lampiran 4. Mesin Briket Semikokas ...... ... ......... ......
58
6. Ganlbar Lampiran 5. Briket Semikokas ..................................
59
7. Gambar Lampiran 6. Tungku Karbonisasi Kedua didesa Batur
-
Ceper .............................................................................
60
8. Gambar Lampiran 7. Uji Coba Pemakaian Kokas di Tungku
Tungkik ...........................................................................
61
9. Gambar Lampiran 8. Besi Cair hasil Pembakaran dengan Briket KOkas ... .................. .................... ....... ......... ......... .. .... ... .. 62 10. Gambar Lampiran 9. Peta Lokasi Penelitian ... ... ... ... ...... ..... ....
63
