i
LAPORAN AKHIR IPTEK BAGI MASYARAKAT (IbM)
IbM - PENANGANAN BANJIR DI KOTA MEDAN MELALUI PENGELOLAAN SAMPAH DENGAN TEKNOLOGI LUBANG RESAPAN BIOPORI (LRB) BERBASIS BIOCHAR
Oleh : Dr. Ir. Sumihar Hutapea, MS (0031125636) Ir. Gusmeizal, MP (0006086001) Ir. Rizal Aziz, MP (0120096501)
Dibiayai oleh : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Program Pengabdian Masyarakat Nomor : 160/SP2H/PPM/DRPM/II/2016 tanggal 10 Maret 2016
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT UNIVERSITAS MEDAN AREA NOVEMBER 2016
i
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................................
i
DAFTAR ISI................................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL........................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................
v
RINGKASAN .............................................................................................................. vi BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................................
1
1.1. Latar Belakang Mitra..................................................................................
1
1.2. Data dan Kondisi Mitra ..............................................................................
3
1.3. Justifikasi Pengusul Bersama Mitra dalam Menentukan Persoalan Prioritas yang Dihadapi Pada Pelaksanaan Program IbM ........................
4
1.4. Permasalahan Mitra yang Sangat Sepesifik ..............................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………….. ..
6
2.1. Biochar Manfaat dan Potensinya Sebagai Pembenah Tanah……………
6
BAB III. METODE PELAKSANAAN ......................................................................
9
3.1. Kerangka Pemecahan Masalah ..................................................................
9
3.2. Bagan Alir Pelaksanaan Kegiatan ..............................................................
9
3.3. Pelaksanaan Kegiatan ................................................................................ 11 BAB IV. TARGET DAN LUARAN........................................................................
13
4.1. Transfer Teknologi Lubang Resapan Biopori (LRB) ................................ . 13 4. 2. Transfer Teknologi Pembuatan Biochar Kendaga dan Cangkang Biji Karet…………………..……………………………...…………..… 15 4. 3. Transfer Teknologi Pengolahan Sampah Menjadi Kompos Pada Lubang Resapan Biopori Berbasis Biochar…………………………....... 17 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 20 UCAPAN TERIMA KASIH ....................................................................................... 21 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 22 LAMPIRAN................................................................................................................. 24
iii
DAFTAR TABEL
1. Kegiatan Program IbM ........................................................................................... 10 2. Hasil Karakteristik Mutu terbaik Biochar Teraktivasi Dari Kendaga dan Cangkang Biji Karet ............................................................................................... 16 3. Hasil Analisis Kompos Lubang Resapan BioporiKegiatan Program IbM ............. 18
iv
DAFTAR GAMBAR
1. Bagan Alir Kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat. .......................................... 10 2. Skema Teknologi Lubang Resapan Biopori Berbasis Biochar ............................... 14
v
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Gambaran Ipteks yang Ditransfer Kepada Mitra .................................................. 24
2.
Foto-foto Pelaksanaan Kegiatan Masyarakat Pada Mitra Lingkungan IV Jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor ................. 25
3.
Foto Pelaksanaan Pengabdian Masyarakat Pada Kelompok Mitra Lingkungan VII Jalan Datuk Kabu Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai Tanggal 16 Agustus 2016 ........................................................................... 27
4.
Foto Pelaksanaan Pengabdian Masyarakat Pada Kelompok Mitra Lingkungan II Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai .................................. 28
6.
Pembuatan Biochar ............................................................................................... 29
7.
Pembuatan Lubang Resapan Biopori (LRB) ........................................................ 32
8.
Surat Keterangan/ Absensi Pelaksanaan Kegiatan Pengabdian Masyarakat Di Lingkungan VI Jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan Surat Keterangan/ Absensi Pelaksanaan Kegiatan Pengabdian Masyarakat Di Lingkungan II Jalan Datuk Kabu Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai ...................................................................................... 35
vi
RINGKASAN Persoalan sampah di kota Medan merupakan persoalan yang belum bisa ditangani dengan tuntas. Sampah yang menyumbat saluran-saluran drainase menyebabkan banjir pada musim penghujan. Selain itu, semakin sedikitnya lahan resapan air karena banyak halaman rumah dan jalan yang dibuat kedap air sehingga menjadi pemicu utama terjadinya banjir terutama pada musim hujan. Salah satu cara pengelolaan sampah, khususnya untuk sampah organik adalah teknologi lubang resapan biopori (LRB), telah banyak diketahui dapat mempercepat peresapan air dengan memanfaatkan sampah organik. Beberapa keuntungan LRB adalah dapat memperbaiki ekosistem tanah, meresapkan air dan mencegah banjir, menambah cadangan air tanah, dan mengatasi kekeringan, mempermudah penanganan sampah dan menjaga kebersihan, mengubah sampah menjadi kompos, mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan, serta mengatasi masalah akibat genangan. Kegiatan pengabdian ini menggunakan teknologi LRB, agar daya resap air lebih besar diberikan penambahan biochar pada bagian dasar, sehingga resapan air menjadi lebih stabil dalam rentang waktu yang lama karena biochar tidak mudah melapuk dan tahan lama. Sosialisasi kegiatan pengabdian menggunakan metoda penyuluhan, pelatihan, demonstrasi pembuatan demplot percontohan, serta praktik pengolahan sampah organik di LRB pada warga mitra I yaitu kelompok masyarakat Lingkungan VI jalan Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan mitra II lingkungan Datuk Kabu kelurahan Denai, Kecamatan Medan Denai yang rawan banjir sebagai percontohan. Hasil kegiatan pengabdian telah disaksikan penduduk di kedua Mitra bahwa halaman rumah mereka yang tadinya lama tergenang air, setelah adanya teknologi LRB air yang menggenang cepat surut, selain itu. Sampah organi2 yang dikomposkan dalam LRB dapat dijadikan pupuk kompos. Luaran dari kegiatan ini adalah teknologi tepat guna untuk membuat LRB yang berbasis biochar, dan kemampuan mengolah sampah organik rumah tangga menjadi pupuk kompos yang bernilai ekonomis. Kata Kunci: Banjir, sampah, LRB (Lubang Resapan biopori), biochar, Kota Medan
1
BAB I. PENDAHULUAN
1. 1. Latar Belakang Mitra Kota Medan merupakan daerah rawan banjir, karena merupakan dataran rendah, datar (flat), ketinggian 2,5- 40 meter dari permukaan laut (dpl) dan kemiringan 0-4 %. Selain itu, kota Medan dilalui oleh sungai Deli, yaitu sungai yang membelah kota Medan, dan beberapa sungai lainnya seperti sungai Babura, sungai Belawan, sungai Percut, sungai Selayang dan sungai-sungai kecil lainnya yang bila tidak dikelola dengan baik sangat rentan terhadap banjir (JICA, 1992; Pemerintah Kota Medan Daerah Tingkat II Medan, 2000). Kemudian intensitas dan frekuensi curah hujan di kota Medan juga sangat tinggi sehingga dapat menyebabkan terjadinya banjir 10 – 12 kali dalam setahun (Hasibuan, 2007). Bencana Banjir di Kota Medan sebagian besar terjadi di sepanjang Sungai Deli. Menurut Hutapea (2013) sekitar 33,2 % luas DAS Deli memiliki runoff sangat tinggi dan daya simpan air sangat rendah, meningkatnya aliran permukaan (runoff) ini akan menurunnya pengisisan air bawah tanah (ground water) dan mengakibatkan meningkatnya debit aliran sungai pada musim hujan secara drastis dan kondisi ini merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya banjir di Kota Medan. Selain itu, dengan berkembangnya permukiman yang ada di kota Medan, maka semakin banyak lahan tertutup oleh bangunan, sehingga air hujan yang meresap kedalam tanah semakin sedikit. Teknologi lubang resapan biopori (LRB) telah banyak diketahui dapat mempercepat
peresapan
air
dengan
memanfaatkan
sampah
organik.
Dalam
penggunaannya, LRB yang merupakan lubang silindris berdiameter 10 cm dengan kedalaman sekitar 100 cm dari permukaan tanah, diisi sampah organik sebagai aktivator terciptanya biopori. Menurut Brata dan Nelistya (2009) manfaat dari LRB yaitu untuk memperbaiki ekosistem tanah, meresapkan air dan mencegah banjir, menambah cadangan air tanah, mengatasi kekeringan, mempermudah penanganan sampah dan menjaga kebersihan, mengubah sampah menjadi kompos, mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan, serta mengatasi masalah akibat genangan. Dengan memodifikasi teknologi Lubang Resapan Biopori (LRB) yang berbasis biochar diperoleh daya serap terhadap air lebih besar, karena salah satu bahan yang mempunyai kapasitas menyerap air yang besar adalah biochar. Biochar adalah residu pirolisis berbentuk arang (Mohammad et al. 2013)
yang
2
dibuat dari biomassa produk pertanian, perkebunan, kehutanan yang dihasilkan melalui proses pembakaran pada temperatur < 250 – 700 oC (Lehman & Joseph, 2009, Hunt et al., 2010). Biochar kemampuan besar untuk menahan air karena memiliki jumlah poripori makro dan mikro yang tinggi (Mayor et al., 2009, Karhua et al., 2011), adanya gugus fungsional yang bersifat hidrofilik (Bruno et al. 2002). Keuntungan lainnya dari pemberian
biochar
adalah
meningkatnya
aktivitas
mikrobia
tanah
dalam
mendekomposisi bahan organik (Lehmann et al., 2011). Kemudian penambahan biochar pada LRB adalah fungsi sebagai resapan menjadi lebih stabil dan dalam rentang waktu yang lama karena biochar tidak mudah melapuk dan tahan sampai 100 tahun (Steiner et al. 2008). Biochar yang akan digunakan dalam kegiatan ini adalah biochar dari kendaga dan cangkang biji karet (Hutapea dkk, 2015), dan biochar yang berasal dari kulit jengkol. Persoalan sampah di kota-kota besar, seperti kota Medan merupakan persoalan yang belum bisa ditangani dengan tuntas. Volume sampah yang setiap hari semakin besar telah menyebabkan berbagai persoalan yang berhubungan dengan kesehatan, sanitasi dan estetika, serta pencemaran lingkungan (Astriani, 2009). Sampah yang menyumbat saluran-saluran drainase menyebabkan banjir pada musim penghujan. Hal ini diperparah dengan semakin sedikitnya lahan resapan air karena banyak halaman rumah dan jalan yang dibuat kedap air sehingga menjadi pemicu utama terjadinya banjir pada musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau (Brata dan Purwakusuma 2007). Salah satu cara pengelolaan sampah yang dianjurkan dalam UU No 18 tahun 2008 adalah pengelolaan sampah yang dilakukan dekat dengan sumbernya, khususnya untuk sampah organik. Teknologi lubang resapan biopori (LRB) telah banyak diketahui dapat mempercepat peresapan air dengan memanfaatkan sampah organik. Dalam penggunaannya, LRB yang merupakan lubang silindris berdiameter 10 cm dengan kedalaman sekitar 100 cm dari permukaan tanah, diisi sampah organik sebagai aktivator terciptanya biopori. Menurut Brata dan Nelistya (2009) manfaat dari LRB yaitu untuk memperbaiki ekosistem tanah, meresapkan air dan mencegah banjir, menambah cadangan air tanah, mengatasi kekeringan, mempermudah penanganan sampah dan menjaga kebersihan, mengubah sampah menjadi kompos, mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan, serta mengatasi masalah akibat genangan. Dengan berkembangnya permukiman yang ada di Kota Medan, maka semakin banyak lahan tertutup oleh bangunan, sehingga air hujan yang meresap kedalam tanah
3
semakin sedikit. Oleh karena itu, perlu adanya LRB yang dapat berfungsi untuk mengurangi genangan banjir dan aliran air di permukaan tanah. Menurut Hutapea (2013) lokasi banjir yang frekwensi banjirnya paling tinggi setiap tahunnya adalah Kampung Aur Kecamatan Medan Maimun yang letaknya persis di pusat Kota Medan, dan dipilih sebagai mitra I (pertama). Namun, setelah ditelusuri penyebab banjir di wilayah ini adalah akibat meluapnya air sungai Deli, dan masyarakat bertempat tinggal sepanjang daerah bantaran sungai. Dengan kondisi tersebut maka Tim PKM tidak jadi memilih lokasi ini sebagai mitra yang akan dilatih dalam membuat LRB berbasis biochar. Selain itu, lokasi yang merupakan mitra ke II (dua) dalam kegiatan ini seyogianya adalah lokasi Perumahan Nasional yang dibangun oleh pemerintah namun terkesan kumuh dan sering mengalami banjir. Namun karena lokasi ini bukan termasuk wilayah kota Medan juga kita tidak jadi memilihnya sebagai lokasi mitra dalam pelaksanaan PKM. Menurut hasil survey dan wawancara dengan penduduk yang sering mengalami banjir akibat lambatnya air meresap ke dalam tanah adalah lokasi kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan lokasi lingkungan Datuk Kabu Kelurahan Medan Denai yang telah ditetapkan sebagai kelompok masyarakat yang dijadikan mitra dalam PPM ini. Pada kedua wilayah ini, setiap turun hujan, maka pemukiman penduduk akan mengalami gengangan/banjir. Banjir yang terjadi di lokasi ini akibat resapan air kedalam tanah sangat lambat dan juga diperparah dengan parit drainase yang sering tersumbat akibat sampah yang menumpuk, dan kurangnya perhatian masyarakat untuk tidak membuang sampah disembarang tempat. Berdasarkan uraian di atas, salah satu solusi yang dapat digunakan untuk membantu menyelesaikan permasalahan sampah dan banjir di kota Medan adalah dengan menggunakan teknologi LRB yang dimodifikasi dengan penambahan biochar pada lubang resapan biopori.
1.2. Data dan Kondisi Mitra Mitra merupakan kelompok masyarakat yang dipilih dan bersedia lahan pekarangan rumahnya dijadikan tempat pembuatan lubang resapan biopori sehingga diharapkan banjir atau air yang menggenangi pemukimannya dapat segera surut. Dari hasil survey yang telah dilakukan di kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan lingkungan II jalan Datuk Kabu Kelurahan Denai. Identifikasi beberapa masalah yang dihadapi warga yang akan menjadi mitra dalam kegiatan ini yaitu:
4
1. Setiap kali hujan maka akan terdapat genangan air yang memenuhi halaman rumah masyarakat, bahkan setengah jam hujan, maka ketinggian air bisa mencapai setinggi lutut orang dewasa, 2. Ketinggian banjir di pemukiman warga lingkungan II jalan Datuk Kabu Kelurahan Denai bisa mencapai 1 m, sedangkan di lingkungan VI jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor setiap hujan akan terjadi genangan dimana-mana sebagai akibat kurangnya resapan air, karena lahan dominan tertutup aspal atau bahan semen dan batako. 3. Untuk mempermudah genangan air agar cepat surut, secara swadaya masyarakat melakukan penyedotan air dengan mesin. Selanjutnya, air dibuang ke Sungai /selokan. 4. Masyarakat belum mengenal teknologi lubang resapan biopori (LRB) berbasis biochar yang ditawarkan dan belum mengetahui manfaat dan cara pembuatan teknologi tersebut dan bagaimana kecepatan penurunan banjir yang bisa dilakukannya. Lubang resapan biopori (LRB) adalah teknologi konservasi tanah dan air LRB dapat meningkatkan kemampuan tanah meresapkan air melalui biopori yang menembus permukaan dinding LRB ke dalam tanah di sekitar LRB. Teknologi LRB memiliki banyak manfaat dalam menciptakan lingkungan yang nyaman dan lestari. Penerapan LRB dapat memperbaiki ekosistem tanah, mencegah banjir, menambah cadangan air tanah, mengatasi kekeringan, mempermudah penanganan sampah, mengubah sampah menjadi kompos, mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan, dan mengatasi masalah akibat genangan. 1.3. Justifikasi Pengusul Bersama Mitra dalam Menentukan Persoalan Prioritas yang Dihadapi Pada Pelaksanaan Program IbM Persoalan yang menjadi prioritas untuk dilaksanakan dalam mengurangi banjir dan sampah yang menumpuk yang mengganggu lingkungan warga di kedua lokasi mitra yang sudah dipilih adalah dengan mentransfer ilmu dan teknologi tepat guna yang berbasis masyarakat (IbM) sosialisasi menggunakan metoda penyuluhan, pelatihan dan aksi dengan pembuatan demplot percontohan, serta praktik bagaimana mengolah sampah rumah tangga warga mitra dalam lubang resapan biopori (LRB) yang bagian dasar LRB diberi biochar, sehingga tidak menimbulkan bau yang tak sedap dan dapat dijadikan sebagai pupuk yang bernilai ekonomis. Dengan melakukan monitoring dan
5
evaluasi dari pihak tim PKM dan adanya kerjasama dan bimbingan dari pihak perguruan tinggi dalam hal ini Universita Medan Area, diharapkan lubang resapan biopori yang berbasis biochar tersebut dapat bertahan lama dan dapat dipakai secara berkelanjutan sehingga banjir yang dihadapi warga dan sampah yang membuat lingkungan menjadi tidak nyaman dapat diatasi.
1.4. Permasalahan Mitra yang Sangat Sepesifik Kegiatan ini melibatkan warga masyarakat yang rumahnya selalu terkena bencana banjir setiap tahunnya di kedua lokasi mitra yakni warga masyarakat Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai. Kemudian Tim PKM dari Universitas Medan Area sebagai akademisi memberikan solusi untuk mengatasi masalah yang dihadapi warga masyarakat agar banjir yang terjadi di pemukiman penduduk dapat diatasi. Permasalahan yang sangat spesifik yang perlu dilakukan adalah belum diketahuinya manfaat dan cara pembuatan lubang resapan biopori (LRB) berbasis biochar, yang merupakan alternatip mengatasi banjir yang ada di pemukiman penduduk. Selain itu, masyarakat belum mengetahui teknik pengolahan sampah rumah tangga dalam LRB yang bisa dijadikan sebagai pupuk dan berlangsung secara berkesinambungan, dengan demikian prilaku masyarakat yang selalu membuang sampah sembarangan atau membuang sampah ke sungai yang membuat selokan/parit dan sungai jadi tersumbat dan airnya akan meluap dan menggenangi rumah warga dapat dirubah. Oleh karena itu dibuat demplot pembuatan LRB di tengah pemukiman penduduk yang dapat bermanfaat sebagai lubang resapan air yang menggenangi pemukiman sekaligus lubang LRB tersebut bisa dimanfaatkan sebagai tempat pengolahan sampah rumah tangga mitra yang menjadi percontohan dan secara langsung dapat dilihat dan dijadikan contoh bagi masyarakat disekitarnya.
6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Biochar Manfaat dan Potensinya Sebagai Pembenah Tanah Biochar merupakan substansi arang kayu
yang berpori
(porous), atau
sering disebut charcoal atau agrichar. Karena bahan dasarnya berasal dari makhluk hidup, biochar disebut juga arang hayati. Menurut Cheng et al. (2007) dan Lehmann and Joseph, (2009), biochar adalah arang hasil pembakaran (pirolisis) tanpa oksigen atau dengan O2 suhu <700 °C. Biochar berasal dari residu pertanian, perkebunan,
peternakan
dan
kehutanan.
Penggunaan
istilah
biochar
ini
untuk mengghindari pemahaman arang yang berasal dari batubara, fungsi arang sebagai bahan bakar, penggunaan arang sebagai adsorben pada industri makanan dan farmasi, penggunaan arang untuk mengatasi limbah pada larutan atau air yang tercemar, dan lainnya (Brown, 2009). Beberapa istilah yang muncul pada berbagai artikel atau tulisan ilmiah seperti agrichar, karbon hijau, karbon hitam, semua ini adalah karbon dari jaringan
tanaman yang
dihasilkan
melalui
pembakaran
(pirolisis)
yang
diperuntukkan sebagai amelioran untuk meningkatkan kesuburan tanah. Downie et al.
(2009)
membuat
batasan
istilah untuk memperjelas fungsi dan cara
pembuatannya. Istilah Arang digunakan untuk bahan bakar, char arang dari hasil pembakaran lainnya),
spontanitas
biochar
(kebakaran
sebagai
adsorben,
hutan dan
dan
pembuatan arang
biochar
sebagai
tradisional
pembenah tanah
(amelioran). Kualitas biochar sangat dipengaruhi oleh bahan baku, dan cara pembakaran (Lehmann and Joseph 2009). Biochar adalah istilah
yang relatif baru, namun tidak baru untuk
substansinya. Tanah di seluruh dunia mengandung biochar yang dihasilkan melalui kejadian alam, seperti hutan dan kebakaran padang rumput (Krull et al., 2008; Hunt et al., 2010). Dalam tanah, biochar menyediakan habitat yang baik bagi mikroba tanah, tetapi tidak dapat dikonsumsi mikroba seperti bahan organik lainnya.
Dalam
jangka
panjang, biochar tidak mengganggu keseimbangan
karbon-nitrogen, tetapi dapat menahan dan menjadikan air dan nutrisi lebih tersedia bagi tanaman. Apliksasi biochar ke tanah merupakan pendekatan baru dan unik dalam menampung CO 2 atmosfer dalam jangka panjang pada ekosistem daratan. Setelah melalui proses produksi
yang memenuhi persyaratan, biochar
mengandung sekitar 50% karbon yang ada dalam bahan dasar. Bahan
organik
7
yang terdekomposisi secara biologi biasanya mengandung karbon kurang dari 20% setelah 5-10 tahun. Kalau dibakar, bahan organik hanya meninggalkan 3% karbon. Selain menekan emisi dan meningkatkan daya pengikatan gas rumah kaca, aplikasi biochar
juga
dapat
memperbaiki
kesuburan
tanah
sehingga
meningkatkan
produksi tanaman. Praktek penggunaan karbon untuk
menyuburkan lahan pertanian ini
sudah dilakukan ribuan tahun silam meski dengan cara berbeda dan tanpa pemahaman yang luas. Petani membakar lahan, atau jaringan tanaman sebelum lahan ditanami, membuat arang batang dari kayu untuk menumbuhkan anggrek. Di lembah Amazon ditemukan lahan berwarna gelap yang diduga merupakan proses pengelohan dengan menambahkan arang sejak 500 - 2500 tahun silam yang dikenal dengan ´terra preta´ (Glaser et al, 2003). Tradisi China (1915 an) meyakini bahwa lahan menjadi subur dengan membakar biomassa). Di Jepang pada tahun 1600 an dikenal dengan ´pupuk api´ (fire-manure) sebagai penyubur pertanian dan pupuk api ini tak ubahnya
biochar. Jepang juga memiliki tradisi panjang menggunakan arang
dalam tanah, suatu tradisi yang sedang dihidupkan kembali dan telah diekspor selama 20 tahun ke negara-negara seperti Kosta Rika. Tradisi Jepang dijelaskan Ogawa, M., Osaka Institute of Teknologi sebagai pemakalah utama, Konferensi Biochar Asia Pasifik, 17-20 Mei 2009: Arang telah digunakan pertanian
di
Jepang.
Sejak
tahun
1970
ilmuwan
dalam bidang
mulai mempromosikan
produksi dan penggunaan arang sebagai pembenah (amelioran) tanah di bidang pertanian, dan pada tahun 1986 sebuah kelompok teknis didirikan untuk mempelajari
teknologi
karbonisasi.
Tahun
80
an
penggunaan
biochar
di
Jepang mencapai 30.000 ton /tahun (Major, 2010). Ameliorasi biochar ke dalam tanah dapat meningkatkan total organik karbon dan mengurangi biomassa mikrobia, respirasi, dan agregasi serta pengaruh pembekuan cahaya pada tanah, sehingga dapat memperbaiki sirkulasi air dan udara di dalam tanah dan dapat merangsang pertumbuhan akar (Weil, et al., 2003; Gusmailina, et al., 2002). Menurut Harsanti dan Ardiwinata (2011) biochar dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan hayati tanah. Biochar efektif dalam meningkatkan sifat fisik tanah seperti agregat tanah dan kemampuan tanah mengikat air. Pada tanah berliat, biochar dapat membantu menurunkan kekerasan tanah dan mempertinggi kemampuan pengikatan air tanah, sehingga berpengaruh terhadap peningkatan aktivitas mikroorganisme tanah. Di dalam anah, biochar memainkan peranan sebagai shelter atau rumah
8
untuk mikroorganisme. Pori-pori kecil pada karbon aktif digunakan sebagai tempat tinggal bakteri, sedangkan pori
besar dan retakan (cracks) digunakan sebagai
tempat berkumpul. Pernyataan tersebut juga ditegaskan oleh Balingtan (2013) bahwa
aplikasi
biochar
di
lahan pertanaman sayuran memiliki banyak manfaat,
yaitu biochar dapat meningkatkan nilai pH (bila tanah asam) dan menurunkan pH (bila tanah basah), meningkatkan KTK tanah, dan populasi mikroba pendegradasi pencemar.
9
BAB III. METODE PELAKSANAAN
3.1. Kerangka Pemecahan Masalah Metode pendekatan pada program yang akan dilaksanakan adalah: 1. Memberikan penyuluhan tentang manfaat dari lubang resapan biopori (LRB) berbasis biochar di pekarangan rumah dapat mengurangi banjir yang terjadi di pemukiman warga dari lokasi mitra yang telah ditentukan. 2. Memberikan pelatihan dan demonstrasi pembuatan lubang resapan biopori (LRB), yang berbasis biochar dan pembuatan demplot teknologi LRB di pekarangan rumah warga. 3. Memberikan pelatihan dan demonstrasi pembuatan biochar yang berasal dari kendaga cangkang biji karet dan kulit jengkol. 4. Memberikan pelatihan dan demonstrasi pengolahan sampah
organic rumah
tangga dan sampah organik di sekitar rumah dapat dijadikan pupuk kompos di lubang resapan biopori. 5. Melakukan monitoring dan evaluasi serta pengukuran sifat fisik dan kimia hasil pengolahan sampah di LRB dengan berbasis biochar, sebagai pupuk yang bernilai ekonomis Tahapan kegiatan secara garis besar berupa: 1) Persiapan materi dan peralatan, 2) Sosialisasi ke kelompok masyarakat dan Instasi terkait tentang teknologi LRB berbasis biochar, 3). Pemilihan lokasi dan pembuatan demplot teknologi LRB berbasis biochar 4). Pengukuran dan analisis beberapa sifat kimia dan fisika tanah, dan 5). Sosialisasi hasil kegiatan IbM dengan teknologi LBR berbasis biochar pada masyarakat dan Instansi terkait melalui media massa maupun paparan langsung. 3.2. Bagan Alir Kegiatan Berikut ini adalah bagan alir rencana kegiatan yang akan dilakukan : Penyuluhan manfaat LRB berbasis Penyuluhan biochar, Pelatihan pembuatan LRB berbasis biochar. Membuat Demplot LRB berbasis biochar pada pemukiman warga sebagai percontohan. Demonstrasi pembuatan biochar. Pelatihan pengolahan sampah pada LRB berbasis biochar, Analisis sifat fisik dan kimia hasil pengolahan sampah pada LRB, Penyuluhan tentang pertanaman vertikultur di lahan perkotaan
ALAT BANTU 1. Bahan yang dibagikan
pada mitra yang menggambarkan Skema Teknologi LRB berbasis Biochar
2. Poster yang sebaran pengambilan contoh kompos pada LRB 3. Poster yang menggambarkan skema pengolahan sampah dengan teknologi LRB berbasis Biochar
10
Motivasi dan Keterampilan warga im PPM UMA
Pelayanan/Pengarahan pada warga mitra 1. di lokasi Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan mitra II lingkungan II Jl Datuk Kabu kelurahan Denai , Kecamatan Medan Denai
Evaluasi dan monitoring pembuatan LRB berbasis Biochar oleh Tim PKM UMA
Gambar 1. Bagan Alir Kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat Tabel 1. Kegiatan Program IbM No 1
2
3
4
5. 6
Rencana Kegiatan Pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada masyarakat dimulai dari bulan Juli sampai bulan Nopember 2016 Sosialisasi adanya kegiatan IbM dengan warga dan instansi terkait/stakeholder
Pelaksanaan awal kegiatan dengan melakukan penyuluhan tentang manfaat dan cara mengatasi banjir dengan teknologi LRB berbasis biochar pada warga masyarakat Survei lokasi LRB berbasis biochar dan warga yang siap lahannya dipakai sebagai demplot dan lokasi LRB berbasis biochar Pembuatan Demplot percontohan LRB berbasis biochar di lokasi mitra Pelatihan pembuatan LRB berbasis biochar di lokasi pemukiman warga
7
Pelatihan memasukkan biochar dan sampah pada LRB di lokasi pemukiman mitra
8
Pelatihan pemanenan sampah pada LRB berbasis biochar di lokasi pemukiman mitra
9
Pengambilan sampel dan analisis kompos hasil penangan sampah dengan teknologi LRB berbasis biochar dan menjelaskannya kepada warga mitra
Keterangan Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra , instansi-instansi terkait dan stakeholder Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa) dan warga masyarakat di lokasi mitra Tim PKM UMA (Ketua , Anggota dan Mahasiswa)
11
3.3. Pelaksanaan Kegiatan 1. Warga masyarakat masing-masing lokasi mitra diberikan penyuluhan/ sosialisasi tentang maksud dan tujuan Iptek bagi Masyarakat (IbM) yang dilaksanakan. 2. Memilih lokasi tempat pembuatan demplot LRB berbasis biochar di pekarangan warga serta memilih lokasi demplot LRB berbasis biochar di kedua lokasi mitra, yakni Lingkungan VI
Jl. Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur
Kecamatan Medan Johor dan mitra Lingkungan II Jl. Datuk Kabu kelurahan Denai, Kecamatan Medan Denai. 3. Jumlah LRB berbasis biochar yang akan dibuat sebanyak 20 Set LRB, di setiap lokasi mitra. 10 set LRB Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelu Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan 10 Set LRB mitra Lingkungan II Jl. Datuk Kabu kelurahan Denai 4. Warga yang akan dilatih jumlahnya ditetapkan 40 orang, yang terdiri dari 20 orang Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelu Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan 20 orang mitra Lingkungan II Jl. Datuk Kabu kelurahan Denai, Kecamatan Medan Denai. 5. Pelatihan dibagi dalam 6 tahapan yakni: 1) penjelasan teori dan manfaat LRB berbasis biochar dan serta manfaat pengolahan sampah, 2) pelatihan pembuatan LRB berbasis Biochar, 3) demonstrasi demplot percontohan pembuatan LRB berbasis biochar, 4) ) Pelatihan teknik pembuatan biochar, 5) Pelatihan teknik pegolahan sampah dalam LRB berbasis biochar (cara memasukkan sampah dan mengeluarkan
pupuk (kompos) hasil pengolahan sampah dalam LRB,
6)
Pelatihan teknik pemanfaatan kompos hasil LRB diberikan pada tanaman di sekitar tanaman atau pada pertanaman vertikultur . Seluruh materi yang diberikan pada saat penyuluhan/sosialisasi dan pelatihan diberikan dalam bentuk tertulis dan dibagikan pada masyarakat.(Lampiran 4 dan 5). Selain itu, untuk dapat memelihara LRB secara berkelanjutan, maka kepada masyarakat dibuat contoh tutup LRB yang berasal dari paralon, kawat kasa atau dengan menutup dengan pot bunga. Masyarakat juga dilatih untuk menggunakan bahan kaleng sisa kemasan yang dipilih besarnya sesuai LRB. Hal penting lainnya tim PKM UMA juga memberikan 1 buah bor tanah pada setiap kelompok mitra, sehingga diharapkan agar hasil pengomposan limbah sekitar tanaman dan limbah rumah tangga yang dimasukkan pada LRB, setelah terjadi dekomposisi kompos dapat dipanen dan digunakan untuk tanaman di sekitarnya, atau pada tanaman vertikultur yang sudah diberikan
12
penyuluhannya, terutama masyarakat yang tidak memiliki pekarangan yang luas. Pelaksanaan pengabdian masyarakat oleh PKM UMA (dapat dilihat Lampiran 2, Lampiran 3 dan Lampiran 4).
13
BAB IV. TARGET DAN LUARAN Kegiatan pengabdian ini secara khusus dilakukan untuk dapat menghasilkan salah satu solusi mengatasi banjir yang selalu melanda Kota Medan. Mengingat kondisi biofisik Kota Medan yang memiliki curah hujan yang tinggi dan merupakan daerah dataran rendah dengan kemiringan 0 – 4 %, maka dengan teknologi Lubang Resapan Biopori diharapkan infiltrasi dapat ditingkatkan, sehingga air permukaan (run off) dan atau air yang menggenangi permukaan tanah, dapat masuk ke dalam tanah. Sampah, terutama sampah organik yang merupakan poduk sisa hasil pertanian yang selalu mengganggu kenyamanan lingkungan akibat baunya yang dihasilkannya, dan juga merupakan salah satu penyebab banjir. Namun sampah organik ini dapat digunakan sebagai bahan pengisi LRB, sehingga bahan tersebut akan berkurang di atas permukaan tanah sekaligus akan menguragi masalah yang menyebabkan banjir dan juga dapat mengatasi pencemaran udara. Kemudian dengan adanya pemberian biochar ke LRB, diharapkan dapat mempertahankan fungsi LRB sehingga pemanfaatannya bisa bertahan lebih lama dalam. sekaligus diharapkan dapat meningkatkan kesuburan tanah. Target yang dicapai dalam kegiatan pengabdian masyarakat ini adalah adanya adopsi penanganan sampah dengan teknologi LRB berbasis biochar dalam menanggulangi banjir di Kota Medan. Sedangkan luarannya adalah keterampilan membuat LRB, keterampilan membuat biochar dari limbah, serta kemampuan mengolah sampah rumah
tangga menjadi pupuk yang bernilai ekonomis. Selain itu, adanya
demplot pembuatan LRB berbasis biochar pada lingkungan Datuk Kabu Kelurahan II Denai, dan di lingkungan VI jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan
Johor.
Selain
itu
hasil
kegiatan
pengabdian
ini
akan
dipublikasikan sebagai artikel ilmiah pada jurnal dan akan diseminarkan pada pertemuan-pertemuan ilmiah.
4.1. Transfer Teknologi Lubang Resapan Biopori (LRB) Air hujan yang jatuh di permukaan tanah dapat menjadi 1). air infiltrasi, yaitu bagian air yang meresap ke dalam tanah dan kelak akan menjadi air bawah tanah dan 2). aliran permukaan yaitu air yang mengalir dipermukaan tanah. Pembuatan lapisan kedap di atasnya berupa bangunan (jalan, rumah dan perkantoran), jalan dan pengerasan lain, menyebabkan proporsi air hujan yang masuk ke dalam tanah semakin berkurang dan proporsi air hujan yang menjadi aliran permukaan semakin meningkat. Perubahan proporsi bagian hujan yang menjadi aliran permukaan ini menjadi pemicu utama
14
terjadinya banjir pada musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau. Salah satu teknik memperbesar air yang masuk ke dalam tanah sebagai kompensasi terhadap lapisan kedap tersebut dengan teknologi Lubang Resapan Biopori berbasis biochar. Teknologi ini dapat diterapkan untuk berbagai penggunaan lahan termasuk untuk pemukiman dan perkantoran (kawasan terbangun) maupun kawasan ruang terbuka hijau. Teknologi LRB yang diterapkan pada kegiatan pengabdian ini dapat dilihat pada Gambar 1. 10 cm
Sampah organik
1000 cm
Biochar
100 cm
1000 cm
Gambar 2. Skema Teknologi Lubang Resapan Biopori Berbasis Biochar Dari Gambar 1 di atas dapat kita definisikan bahwa lubang resapan biopori adalah
lubang silindris yang dibuat secara vertikal ke dalam tanah sebagai metode resapan air yang ditujukan untuk mengatasi genangan air dengan cara meningkatkan daya resap air pada tanah Peralatan yang diperlukan dalam membuat Lubang Resapan Biopori adalah 1) Bor tanah berfungsi untuk membuat lubang silindris. 2) Paralon setebal 20 cm, untuk ditaruh di permukaan tanah/bagian teratas lubang silindris. 3) Tutup Paralon, bias terbuat dari paralon yang dilubangi, atau tutup kawat, untuk menutup bagian atas lubang. 4) Ember tempat air dan gayung yang digunakan menyiram tanah saat membuat lubang silindris. 5) Semen dan pasir dan sendok semen untuk menyemen bagian permukaan tanah yang sudah dibuat lubang silindris, jika semen dan pasir tidak ada , dapat juga digantikan dengan tanah yang dipadatkan disekitar permukaan lubang silindris. Cara Membuat Lubang Resapan Biopori (LRB) berbasis biochar adalah sebagai rentetan kegiatan berikut: 1) Pilih lokasi yang sering tergenang air, 2) Bersihkan
15
permukaan tanah dari gulma/tanaman yang akan dibuat LRB, 3) Siram tanah tersebut jika kondisi sangat kering sambil dilakukan pemboran tanar, 4) Setiap kedalam pemboran 20 cm maka bor tanah diangkat dan tanah yang ada di dalam mata bor tersebut dikeluarkan dari mata bor tanah. 5) Demikian dilakukan seterusnya sampai LRB mencapai kedalaman kurang lebih 100 cm (sebelum sampai pada permukaan air tanah). Jika ditemui kedalaman air tanah sebelum mencapai kedalaman 100cm maka pemboran jangan diteruskan . Kedalaman LRB mencapai 50 – 100 cm, 6) Jarak antara LRB 50 – 100 cm, dapat berbentuk garis lurus atau melingkar sesuai kondisi wilayah yang tergenang, 7) Mulut LRB dapat diperkuat dengan paralon sedalam 20 cm atau disemen dengan kedalaman 10 – 20 cm, atau dipadatkan mulut lubang dengan tanah. Manfaat dari LRB adalah sebagai berikut :1) Memperbaiki ekosistem tanah, 2) Meresapkan air dan mencegah banjir, 3) Menambah cadangan air tanah, 4) Mengatasi kekeringan, 5) Mempermudah penanganan sampah dan menjaga kebersihan, 6) Mengubah sampah menjadi kompos, 6) Mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan , 7) Mengatasi masalah akibat genangan. Dari transfer teknologi LRB berbasis biochar yang dilaksanakan pada kegiatan pengabdian masyarakat ini diharapkan
semua rumah mitra dapat mengadopsi
pembuatan LRB di setiap pekarangan mitra akan memiliki minimal 3 LRB. Selain itu, dengan adanya pembuatan demplot percontohan di setiap kelurahan mitra yaitu kelurahan pangkalan Mashur Medan dan Kelurahan Denai dapat menjadi contoh bagi masyarakat yang ada di sekitarnya. Bahkan jika aparatur kelurahan dapat memonitor lebih baik, maka kedua lokasi ini diharapkan dapat dijadikan sebagai pilot project adopsi teknologi LRB berbasis biochar. 4.2. Transfer Teknologi Pembuatan Biochar Kendaga dan Cangkang Biji Karet Pembuatan biochar terdiri dari dua tahap, yaitu proses karbonasi terhadap bahan baku dan proses aktivasi hasil proses karbonisasi pada suhu tinggi. Proses karbonasi adalah proses penguraian selulosa menjadi unsur karbon dan pengeluaran unsur-unsur nonkarbon yang berlangsung pada suhu 600 - 700 C (Kienle,1986). Proses aktivasi merupakan proses untuk menghilangkan hidrokarbon yang melapisi permukaan arang, sehingga dapat meningkatkan porositas arang. Proses aktivasi arang dapat dilakukan dengan cara aktivasi menggunakan gas atau proses aktivasi kimia. Prinsip dasar aktivasi menggunakan gas adalah dengan pemberian uap air atau gas CO2 kepada arang yang telah dipanaskan. Arang
16
dimasukkan ke dalam tungku aktivasi, lalu dipanaskan pada suhu 800-1000°C. Uap air atau gas CO2 dialirkan selama pemanasan. Selama pengaktifan dengan gas pengoksidasi, lapisan karbon kristalit yang tidak teratur mengalami pergeseran yang menyebabkan
permukaan kristalit atau celah menjadi terbuka, sehingga gas
pengaktif yang lembam dapat mendorong residu hidrokarbon seperti senyawa
ter
fenol, metanol dan senyawa lain yang menempel pada permukaan arang. Cara yang efektif untuk mendorong residu tersebut adalah dengan mengalir-kan gas pengoksidasi pada permukaan materi karbon (Pari, 1996). Prinsip dasar aktivasi kimia adalah perendaman arang dengan bahan
kimia
sebelum dipanaskan. Arang direndam dalam larutan pengaktif selama 24 jam lalu ditiriskan dan dipanaskan pada suhu 600 - 900 C selama 1-2 jam. Pada suhu tinggi ini bahan
pengaktif
akan
masuk
di
antara
sela-sela
lapisan
heksagonal
dan
selanjutnya membuka permukaan yang tertutup. Bahan kimia yang digunakan antara lain H3PO4, NH4Cl, AlCl3, HNO3, KOH, NaOH, H3BO3, KMnO4, SO2, H2SO4 dan K2S (Kienle, 1986). Unsur-unsur mineral dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap ke dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup komponen kimia, sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar (Ketaren, 1986). Tabel 2. Hasil Karakteristik Mutu Terbaik Biochar Teraktivasi Dari Kendaga dan Cangkang Biji Karet Jenis Parameter
Nilai
Kadar Air
3,97 % *
Maks 15% **
Kadar Abu
3,78% *
Maks 10%**
Kadar Zat Menguap
30,91%*
Maks25%**
Kadar Karbon Terikat
65,27 % *
Min. 65%**
Daya Serap terhadap Yodium
875,97 mg/g*
Min. 750 mg/g**
Daya Serap terhadap Benzena
25,94 % *
Min. 25%**
Keterangan :
*) Persyaratan biochar berdasarkan SNI 06-3730-1995 **) Hasil penelitian Hutapea,dkk (2015)
Dengan dilaksanakannya transfer teknologi pembuatan biochar pada ke dua lokasi mitra, diharapkan masyarakat dapat mengolah sampah terutama sampah organic yang sulit melapuk karena mengandung serat yang tinggi, untuk dijadikan biochar dan yang akan ditambahkan sebagai bahan pengisi dasar LRB. Karena pembuatan biochar tidak terlalu sulit, manfaatnya banyak, diharapkan masyarakat dapat melanjutkan
17
teknologi ini secara berkesinambungan. Jika semua mitra dapat mengadopsi teknologi ini, sekalipun hanya dalam skala rumah tangga , maka limbah organic yang sulit melapuk akan menjadi bahan berguna. Biochar yang dihasilkan juga dapat diberikan pada media tanaman sebagai pembenah tanah yang dapat meningkatkan kesuburan tanah.
4.3. Transfer Teknologi Pengolahan Sampah menjadi Kompos Pada Lubang Resapan Biopori Berbasis Biochar Pembuatan Lubang Resapan Biopori dilakukan di 2 lokasi mitra di Kota Medan yakni Jl Karya Kasih Lingkungan VI kelurahan Pangkalan Mashur dan Kelurahan Denai Lingkungan II, Jalan Datuk Kabu.Teknologi pengelolaan sampah di LRB ini dilakukan dengan tahapan-tahapan kegiatan sebagai berikut. Setelah LRB terbentuk maka
LRB diisi dengan biochar (arang aktif) sepertiga bagian (±33cm),
dan
selanjutnya LRB diisi dengan sampah organik (sisa tanaman, rerumputan/gulma, sampah organik sisa limbah rumah tangga seperti sisa potongan sayuran, ampas kelapa, kulit buah, dan lain-lain sampai penuh yang ada di sekitar LRB sampai penuh). Selanjutnya diberikan activator ke dalam LRB agar sampah organik tersebut mudah melapuk, tambahkan molase (bisa gula merah/cairan gula kedalam lubang), Kemudian tutup LRB dengan tutup paralon yang dilubangi, atau dapat juga ditutup dengan kawat atau kaleng/wadah yang besarnya disesuaikan dengan bagian atas LRB yang tersedia di lokasi mitra. Setelah itu LRB diamati setiap hari dan dilakukan penambahan sampah organik baru jika sudah terjadi penyusutan volume sampah. Sampah organik yang ditambahkan setiap hari ditimbang. Setelah 1 bulan, sampah dalam LRB telah berubah menjadi kompos dan dapat diangkat atau dipanen dengan menggunakan bor tanah. Pupuk yang dihasilkan dalam LRB dapat digunakan sebagai pupuk organik pada tanaman-tanaman di sekitar lubang/halaman rumah atau digunakan untuk tanaman vertikultur, hususnya karena lokasi mitra berada di kota dengan luas pekarangan terbatas. Pengambilan kompos yang sudah jadi dari LRB, harus memperhatikan agar biochar yang merupakan dasar jagan ikut terangkat. Perlu diperhatikan agar ke dalam LRB tidak terisi dengan bahan material lainnya. Demikian seterusnya dilakukan pengisian ulang bahan organik segar dan diangkat setelah menjadi kompos.Pemanenan kompos yang telah siap digunakan dilakukan dengan menggunakan bor tanah. Dari hasil pemanenan pertama di 3 LRB di setiap lokasi mitra diperoleh hasil karakteristik
18
kompos sebagaimana tercantum dalam Tabel 3. Tabel 3. Hasil Analisi Kimia Kompos Lubang Resapan Biopori (LBR)
Sifat-Sifat Kimia
pH( H2O) P-Total Mg/Kg P2o5-(Mg/Kg) Kandungan Air C-Org (%) N total (%) C//N K- (%) Ca- (%) Mg- (%) KTK (Me/100g) K+ (Me/100 g) Ca (Me/100 g) Mg (Me/100 g) Na (Me/100 g) Kejenuhan Basa
Pangkala Mashur
Lokasi Pangkala Denai Mashur LRB LRB Tutup Paralon Kasa 7,08 6,29 Netral Masam 720,05 509,35 ***** *****
6,63 Netral 596,78 *****
Pangkala Mashur LRB Tanpa Tutup 6,65 Netral 663,03 *****
209,72
241,22
239,10
246,39
261,47
194,53
12,51
19,28
12,90
7,43
12,04
22,74
1,76 ** 0,1700 **
10,95 ***** 0,3369 ***
11,60 ***** 0,3758 ***
1,15 ** 0,1438 **
9,87 ***** 0,3982 ***
10
33
31
8
25
10,21 ***** 0,3448 *** 30
0,0532 * 0,3742 * 0,0882 *
0,0630 * 0,5160 * 0,0929 *
0,0549 * 0,6928 * 0,1067 *
0,0438 * 0,3791 * 0,0838 *
0,0663 * 0,6013 * 0,0969 *
0,0714 * 0,5787 * 0,1083 *
14,207
36,342
31,404
23,806
30,237
34,132
7,427 ***** 0,742 * 0,967 ** 0,466 ***
17,046 ***** 0,743 * 0,964 ** 0,560 ***
18,930 ***** 0,851 * 0,578 ** 0,436 ***
7,235 ***** 0,715 * 0,699 ** 3,569 *****
14,633 ***** 0,830 * 0,832 ** 2,574 *****
18,100 ***** 1,005 * 1,040 ** 2,122 *****
66,01
53,76
66,22
51,32
62,41
65,24
LRB Paralon
Denai
Denai
LRB Tanpa Tutup 6,71 Netral 711,94 *****
LRB Tutup Kasa 6,89 Netral 721,11 *****
Sumber: Laboratorium PT. SOCFINDO Keterangan : * )Sangat rendah; **) Rendah; ***) Sedang; ; ****) Tinggi; *****)sangat tinggi
Hasil evaluasi dari sifat-sifat kimia kompos yang dipanen di tiga (3) LRB yang berada di Pangkalan Mashur dan 3 LRB yang berada di Kelurahan Denai menunjukkan bahwa pH kompos reaksi netral, posfat total sangat tinggi, Nitrogen total rendah sampai sedang, ratio C:N menunjukkan kondisi optimum pengomposan, baik yang ditutup dengan paralon, ditutup kasa dan yang
tidak bertutup (terbuka) di lokasi
19
kelurahan Pangkalan Mashur dan kelurahan Denai (Unus, 2002). Selain itu sifat kompos yang dihasilkan pada LRB memiliki kalium yang sangat tinggi, Natrium di lokasi Pangkalan Mashur tergolong sedang, tetapi di LRB Denai tergolong sangat tinggi. Dengan demikian kondisi kompos yang dihasilkan di LRB di kedua lokasi memiliki karakteristik yang baik untuk diujadikan sebagai kompos. Dari kegiatan pengabdian ini diharapkan masyarakat mitra dapat mengelola sampah organik yang terdapat pada setiap rumah, dan kompos tersebut dapat dijadikan bahan yang berguna sebagai pupuk organik. Jika masyarakat ingin memanen kompos dalam jumlah lebih banyak, tentunya dapat dibuat LRB berbasis biochar yang lebih banyak di pekarangan mitra. Dengan demikian ruang peresapan air yang tergenang semakin banyak, maka peresapan semakin air lancer, banjir dapat diminimalisir dan produksi kompos jumlahnya akan semakin meningkat.
20
V. KESIMPULAN DAN SARAN Transfer ilmu pengetahuan dan teknologi pada masyarakat (IbM) dalam penanganan banjir di kota Medan melalui pengelolaan sampah dengan teknologi Lubang Resapan Biopori (LRB) Berbasis Biochar pada mitra Lingkungan VI Jl. Karya Kasih kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan mitra II lingkungan II Jl. Datuk Kabu kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Peserta sangat antusias mengikuti setiap sesi bahan pelatihan yang disampaikan bahkan dalam demonstrasi yang diadakan dalam pembuatan lubang resapan biopori, warga masyarakat mitra langsung mencoba dan menggunakan bor tanah yang digunakan sebagai alat untuk pembuat LRB. 2. Karena sangat antusias dan tertarik dengan iptek yang disampaikan maka, mitra II lingkungan II Jl. Doku Kabu kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai mengundang Tim PKM UMA untuk datang kembali pada kegiatan ibu-ibu PKK, dan mitra juga berjanji akan datang mengundang kembali Tim PKM UMA pada beberapa pertemuan warga nantinya. 3. Kompos yang dihasilkan pada LRB yang berbasis Biochar menunjukkan karakteristik yang baik dengan kandungan P total tinggi, kadar C organic sangat tinggi dan Kalium dan Natrium Tukar tinggi serta reaksi netral. Kompos tersebut dapat digunakan sebagai pupuk organik yang dapat bermanfaat bagi tanaman dan
menjadi
bernilai
ekonomis,
jika
dikelola
dengan
baik
dan
berkesinambunnga. Adapun hal yang menjadi saran – saran dari hasil kegiatan iptek bagi masyarakat ini adalah sebagai berikut: 1. Diharapkan semua warga mitra dihimbau oleh kepala lingkungan atau ketuaketua kelompok masyarakat agar semua dapat membuat lubang resapan biopori di pekarangan rumah masing-masing warga agar genangan air atau banjir dapat cepat meresap ke dalam tanah. 2. Agar program iptek bagi masyarakat ini dapat berkelanjutan dan lestari, perlu ada monitoring setiap bulan dari pelaksana PKM yang didampingi oleh aparat yang ada di Mitra, misalnya seperti Lurah dan kepala lingkungan.
21
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Direktur Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi, sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Program Pengabdian Masyarakat Nomor : 160/SP2H/PPM/ DRPM/II/2016 tanggal 10 Maret 2016 Penulis juga ingin berterima kasih kepada Bapak Koordinator Kopertis Wilayah I Medan, yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk dapat melaksanakan penelitian dalam Hibah Bersaing Nasional dan memperoleh dana
melalui DIPA
Kopertis Wilayah I Tahun 2016. Selanjutnya penulis tak lupa mengucapkan terima kasih kepada Bapak Rektor Universitas Medan Area dan Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Medan Area yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk dapat melajksanakan penelitian Hibah Bersaing Tahun 2015.
22
DAFTAR PUSTAKA Brata. K. R.. dan A. Nelistya. 2009. Lubang Resapan Biopori. Penebar Swadaya. Jakarta. Brata. K. R. dan W. Purwakusuma. 2007. Teknologi Peresapan Air Tepat Guna Untuk Perbaikan Kualitas Perkotaan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Bruno Glaser · Johannes Lehmann · Wolfgang Zech. 2002. Ameliorating physical and chemical propertiesof highly weathered soils in the tropics with charcoal – a review. Biol Fertil Soils (2002) 35:219–230. Hasibuan, G. M. 2007. Model Koordinasi Kelembagaan Pengelolaan Banjir Perkotaan Terpadu. Disertasi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan. (Tidak dipublikasi). Hutapea, S. 2013. Kajian Konservasi DAS Deli Dalam Upaya Pengendalian Banjir di Kota Medan. Disertasi Program Pasca Sarjana Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 20012. (Tidak dipublikasi) Hunt J. M. DuPonte. D. Sato. A. Kawabata. 2010. The Basics of Biochar : A Natural Soil Amendment. Colege Tropical Agriculture and Human Resources University of Hawai’i at Manoa. Honolulu. Hawaii. J. Soil and Crop Management Dec. 2010 SCM-30. Karhua. H.. T. Mattilab. I. Bergströma. K.Regina. 2011. Biochar addition to agricultural soil increased CH4 uptake and water holding capacity – Results from a shortterm pilot field study. ELSEVIER. J. Agriculture. Ecosystems and Environment 140: 309–313. Lehmann J. & S. Joseph. 2009. Biochar for Environmental Management. published by Earthscan in the UK and USA in 2009. P416.
First
Lehmann. J.. Rillig. M.C.. Thies. J.. Masiello. C.A.. Hockaday.W.C.. Crowley. D.. 2011. Biochar effects on soil biota: a review. Soil Biology and Biochemistry 43. 1812–1836. Major J. Ch. Steiner. A. Downie & J. Lehmann. 2009. Biochar Effects on Nutrient Leaching 271-282. dalam Lehmann J. and S. Joseph. 2009. Biochar for Environmental Management. First published by Earthscan in the UK and USA in 2009. P416. Mohammad I. A.. A. Al Omran. A. H. El-Naggar. M. Nadeem. A.R.A. Usman. 2013. Pyrolysis temperature induced changes in characteristics and chemical composition of biochar produced from conocarpus wastes. Bioresource Technology 131 (2013) 374–379. Steiner. C.. Glaser. B.. Teixeira. W. G.. Lehmann. J.. Blum. W. E. H. and Zech. W. 2008. Nitrogen retention and plant uptake on a highly weathered central Amazonian Ferralsol amended with compost and charcoal. J. PlantNutr. Soil Sci. 171: 893–899.
23
Unus Suriawiria. 2002. Pupuk Organik Kompos Dari Sampah Bioteknologi Industri. Bandung : Humaniora Utama Press
Agri
24
Lampiran 1 : Gambaran Ipteks yang Ditransfer Kepada Mitra
Kordinasi dengan Ketua Kelompok Masyarakat di dua lokasi dilanjutkan dengan Rapat Rencana Kerja dengan Mitra (Penduduk yang pemukimannya selalu terkena banjir) Persiapan Materi Pelatihan dan Peralatan
Sosialisasi Pada Kelompok Masyarakat Tentang Teknologi LRB Berbasis Biochar Pemilihan / Penentuan Lokasi dan Demplot LRB Berbasis Biochar (Rumah Warga yang Selalu Mengalami Banjir Setiap Tahun) Pelatihan Pembuatan LRB Berbasis Biochar, Demplot LRB Berbasis Biochar Pengolahan Sampah dalam LRB Berbasis Biochar
Pengukuran dan Analisis Beberapa Sifat Kimia dan Fisika Tanah dan Pelatihan Pemanfaatan Sampah Menjadi Pupuk Bernilai Ekonomis Monitoring dan Evaluasi
25
Lampiran 2. Foto-Foto Pelaksanaan Kegiatan Pengabdian Masyarakat Pada Mitra Lingkungan VI Jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor
Gambar 1. Tim PKM UMA Hadir Lebih Awal Dari Kelompok Mitra
Gambar 2. Kelompok Masyarakat (Mitra) Mulai berdatangan dan Isi Absen
Gambar 3. Kelompok Masyarakat (Mitra) Serius Membaca Bahan yang Dibagi
Gambar 4. Acara mulai dibuka oleh Tim PKM UMA
Gambar 5. Tim PKM memberi Penyuluhan Dengan Gaya Masing-masing
26
Gambar 6. Kelompok Mitra Serius Mendengarkan Penyuluhan
Gambar 7. Mahasiswa UMA Sedang Memperagakan Cara Membuat LRB
Gambar 8.Warga Mitra I Antusias Memperagakan Cara Membuat LRB
Gambar 9. Demonstrasi Pembuatan Biochar
Gambar 10. Penyerahan Alat Pembuat LRB (Bor Tanah) Pada Mitra
27
Lampiran 3. Foto Pelaksanaan Pengabdian Masyarakat Pada Kelompok Mitra II Lingkungan VII Jalan Datuk Kabu Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai 16 Agustus 2016
Gambar 1. Tim PPM UMA Membuka Acara dan Menyampaikan Penyuluhan
Gambar 2. Tim PPM UMA Menjelaskan Cara Pembuatan Biochar dan Hasil Biochar
Gambar 3. Tim PPM /Mahasiswa UMA Memperagakan Cara Membuat LRB
Gambar 4. Mitra Antusias Membuat LRB berbasis Biochar, dan Kompos
Gambar 5. PPM UMA Menyerahkan Alat Pembuat LRB (Bor Tanah) Pada Kepala Lingkungan VII Medan Denai
28
Lampiran 4. Foto Pelaksanaan Pengabdian Masyarakat Pada Kelompok Mitra Lingkungan II Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai 27 Agustus 2016
Gambar 1.Tim PKM UMA Memberi Penyuluhan Pada Ibu-Ibu PKK Kelurahan Denai
Gambar 2. Tim PPM UMA Memperkenalkan Peralatan Dalam Pembuatan LRB
Gambar 3. Tim PPM UMA Sedang Mendemonstrasikan Pembuatan LRB
Gambar 4. Ibu PKK Sedang Memasukkan Bahan Organik dan Aktivator Kedalam LRB
Gambar 5. Tim PPM/Mahasiswa UMA Membuat Demplot Percontohan LRB Dengan Tutup Paralon, Kawat Kassa dan Tanpa Tutup
29
Lampiran 5. Bahan Transfer Teknologi Pembuatan Biochar
IPTEK BAGI MASYARAKAT (IbM)
PEMBUATAN BIOCHAR
Oleh: Dr. Ir. Sumihar Hutapea, MS Ir. Gusmeizal MP Ir. Rizal Azis MSi UNIVERSITAS MEDAN AREA FAKULTAS PERTANIAN 2016
30
Pembuatan Biochar Biochar merupakan substansi arang kayu yang berpori (porous), atau sering disebut charcoal atau agrichar. Biochar disebut juga arang hayati. Biochar adalah arang hasil pembakaran (pirolisis) tanpa oksigen atau rendah pada suhu <700 °C. Biochar berasal dari residu pertanian, perkebunan, peternakan dan kehutanan. Manfaat Biochar: 1. Sebagai bahan ameliorasi ke dalam tanah dapat meningkatkan total organik karbon 2. Dapat memperbaiki sirkulasi air dan udara di dalam tanah. 3. Dapat merangsang pertumbuhan akar. dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan hayati tanah. 4. Membantu menurunkan kekerasan tanah-tanah berliat dan mempertinggi kemampuan pengikatan air tanah, sehingga berpengaruh terhadap peningkatan aktivitas mikroorganisme tanah. 5. Dalam tanah, biochar berperan sebagai shelter atau rumah untuk mikroorganisme. 6. Dapat meningkatkan nilai pH (bila tanah asam) dan menurunkan pH (bila tanah basa), meningkatkan KTK tanah, dan populasi mikroba pendegradasi pencemar. 7. Biochar tempurung kelapa, sekam padi, tongkol jagung dan tandan kosong kelapa sawit yang diketahui memiliki daya serap tinggi dan mampu menyerap/mengikat pencemar residu pestisida. 8. Biochar yang berasal dari tempurung kemiri sebagai komponen media tumbuh dapat meningkatkan secara nyata pertumbuhan tinggi, diameter batang, dan biomassa tanaman kelapa dan kemiri yang dapat dimanfaatkan sebagai briket atau arang, 9. Begitu juga dengan cangkang biji karet, mengingat komponen kendaga tersusun oleh selulosa yang memiliki kandungan karbon yang cukup dan dapat dijadikan sebagai biochar (Hutapea dkk, 2015).
Pembuatan Biochar Pembuatan biochar terdiri dari proses karbonasi terhadap bahan baku dan proses aktifasi hasil proses karbonisasi pada suhu tinggi. Proses karbonasi adalah proses penguraian selulosa menjadi unsur karbon dan pengeluaran unsur-unsur nonkarbon yang berlangsung pada suhu 600 - 700 C. Tahapan Pembuatan Biochar dapat dilihat pada rentetan foto berikut.
31
32
Lampiran 6. Pembuatan Lubang Resapan Biopori (LRB)
IPTEK BAGI MASYARAKAT (IbM)
PEMBUATAN LUBANG RESAPAN BIOPORI (LRB) Oleh : Dr. Ir. Sumihar Hutapea, MS Ir. Gusmeizal MP Ir. Rizal Azis MSi KERJA SAMA UNIVERSITAS MEDAN AREA DITLITABMAS KEMENRISTEK-DIKTI
33
LUBANG RESAPAN BIOPORI (LRB) Lubang resapan biopori adalah lubang silindris yang dibuat secara vertikal ke dalam tanah sebagai metode resapan air yang ditujukan untuk mengatasi genangan air dengan cara meningkatkan daya resap air pada tanah Peralatan yang diperlukan dalam membuat Lubang Resapan Biopori: 1 Bor tanah berfungsi untuk membuat lubang silindris 2. Paralon setebal 20 cm, untuk ditaruh di permukaan tanah/bagian teratas lubang silindris 3. Tutup Paralon, bias terbuat dari paralon yang dilubangi, atau tutup kawat, untuk menutup bagian atas lubang 4. Ember tempat air dan gayung yang digunakan menyiram tanah saat membuat lubang silindris 5. Semen dan pasir dan sendok semen untuk menyemen bagian permukaan tanah yang sudah dibuat lubang silindris, jika semen dan pasir tidak ada , dapat juga digantikan dengan tanah yang dipadatkan disekitar permukaan lubang silindris. Cara Membuat Lubang Resapan Biopori (LRB): 1. Pilih lokasi yang sering tergenang air 2. Bersihkan permukaan tanah dari gulma/tanaman yang akan dibuat LRB 3. Siram tanah tersebut jika kondisi sangat kering sambil dilakukan pemboran tanar 4. Setiap kedalam pemboran 20 cm maka bor tanah diangkat dan tanah yang ada di dalam mata bor tersebut dikeluarkan dari mata bor tanah 5. Demikian dilakukan seterusnya sampai LRB mencapai kedalaman kurang lebih 100 cm (sebelum sampai pada permukaan air tanah). Jika ditemui kedalaman air tanah sebelum mencapai kedalaman 100cm maka pemboran jangan diteruskan . Kedalaman LRB mencapai 50 – 100 cm . 6. Jarak antara LRB 50 – 100 cm, dapat berbentuk garis lurus atau melingkar sesuai kondisi wilayah yang tergenang. 7. Mulut LRB dapat diperkuat dengan paralon sedalam 20 cm atau disemen dengan kedalaman 10 – 20 cm, atau dipadatkan mulut lubang dengan tanah. 8. Isi LRB sepertiga bagian dengan biochar (arang aktif) dan selanjutnya LRB diisi dengan sampah organik (siasa tanaman, sampah dapur, rerumputan/gulma yang ada di sekitar LRB sampai penuh) 9. Selanjutnya berikan activator kedalam LRB agar sampah organik tersebut mudah melapuk, tambahkan molase (bias gula merah/cairan gula kedalam lubang). 10. Tutup LRB dengan tutup paralon yang dilubangi, atau dapat juga ditutup dengan kawat atau kaleng yang tersedia di lokasi LRB. 11. Setelah 2 minggu sampah dalam LRB telah menjadi kompos, dapat diangkat dengan menggunakan bor, dan dapat digunakan sebagai pupuk organik pada tanaman-tanaman di sekitar lubang/halaman rumah atau digunakan untuk tanaman vertikultur. 12. Pengambilan kompos yang sudah jadi dari LRB, harus memperhatikan agar biochar yang merupakan dasar jagan ikut terangkut. 13. Jaga LRB agar tidak terisi dengan bahan material lainnya 14. Demikian seterusnya dilakukan pengisian ulang bahan organic segar dan diangkat setelah menjadi kompos.
34
Manfaat LRB : Memperbaiki ekosistem tanah Meresapkan air dan mencegah banjir Menambah cadangan air tanah Mengatasi kekeringan Mempermudah penanganan sampah dan menjaga kebersihan Mengubah sampah menjadi kompos Mengurangi emisi gas rumah kaca dan metan Mengatasi masalah akibat genangan
35
Lampiran 6. Surat Keterangan dan Absensi Pelaksanaan Kegiatan Pengabdian Masyarakat di Lingkungan VI Jalan Karya Kasih Kelurahan Pangkalan Mashur Kecamatan Medan Johor dan Kelurahan Denai Kecamatan Medan Denai
36
37
Lampiran 10. Surat Keterangan/ Absensi Pelaksanaan Kegiatan Pengabdian Masyarakat Di Lingkungan II Doku Kabu Kelurahan Denai Kecamatan Medan denai
38
39
40
