C-14
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Fakultas Teknik Universitas Mulawarman II 2011 Makalah No. 0019
Pemanfaatan Sampah Sayuran Hijau Dan Limbah Cair Urea Sebagai Pupuk Cair Novy Pralisa Putri, Abdul Kahar Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Universitas Mulawarman Samarinda Jl. Sambaliung No.9 Kampus Gn Kelua Samarinda, Telepon (0541) 736834 Email :
[email protected]
ABSTRAK
Semua kegiatan manusia baik domestik maupun industri selalu menghasilkan limbah yang dapat menimbulkan dampak negatif baik langsung maupun tak langsung pada kehidupan manusia dan lingkungan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan sampah sayuran bayam, sawi dan kangkung menjadi pupuk organik cair POC untuk kemudian dicampurkan dengan limbah industri sehingga menjadi pupuk cair yang kaya akan unsur hara mikro dan makro. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas pupuk cair dari campuran POC dengan limbah cair urea. POC yang memiliki kandungan unsur hara mikro terbaik dicampurkan dengan limbah cair urea dengan menvariasikan rasio percampuran. Pencampuran ini bertujuan untuk memenuhi kandungan unsur hara makro Nitrogen (N), Pospor (P) dan Kalium (K) pada pupuk cair. Hasil penelitian menunjukkan kualitas campuran POC dengan limbah cair urea terbaik pada rasio 40%:60%. Kata kunci: Limbah Cair Urea, Pupuk Organik Cair, Unsur Hara Mikro 1.
Pendahuluan Salah satu dampak langsung terhadap lingkungan adalah bau busuk yang ditimbulkan
akibat mikroorganisme mendegradasi limbah organik. Sedangkan dampak tidak langsung yang disebabkan oleh limbah adalah timbulnya penyakit karena adanya bakteri patogen. Oleh karena itu, harus ada pengolahan limbah agar tidak mencemari lingkungan dan dapat dimanfaatkan kembali sehingga masih mempunyai nilai ekonomis. Limbah berasal dari semua kegiatan manusia baik itu kegiatan domestik maupun kegiatan industri. Salah satu industri yang menghasilkan limbah adalah industri pupuk urea. Pada dasarnya proses pembuatan urea (Winarso,2004) mempunyai kesamaan yaitu menghasilkan air buangan
C-15 yang masih mengandung NH3 dan urea. Air yang terjadi akibat dari adanya proses reaksi pembentukan urea disebut process condensate atau disebut juga Ammonia Water. Meskipun limbah cair urea bukan termasuk senyawa B3, tetapi jika terus menerus dibuang ke perairan dapat menimbulkan kerusakan ekosistem badan air yang sangat serius (Wardhani, 2008). Apabila limbah atau air buangan tersebut masih mengandung urea maka dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan campuran pupuk cair guna memenuhi unsur hara mikro dan makro dalam tanah. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui kualitas pupuk cair terbaik dari rasio campuran POC dan limbah cair urea. 2.
Tinjauan Pustaka Limbah yang ditimbulkan oleh industri pupuk urea terdiri dari limbah cair yang
mengandung amoniak, urea, asam basa dan minyak. Limbah gas mengandung karbon dioksida, gas amoniak, debu urea dan limbah padat yang terdiri dari urea reject, katalis bekas dan karung plastik bekas. Air buangan dari pabrik urea termasuk jenis proses kondensat, keran air ini dihasilkan dari proses reaksi yang kemudian dikondensasikan. Air ini mengandung polutan yang dapat membahayakan lingkungan, dimana kandungan NH 3 dan ureanya pada saat tertentu bisa melebihi ambang batas yakni 30-100 ppm NH3 dan 200-600 ppm urea. Dalam keadaan abnormal, terutama pada saat pabrik shut down, air limbah tersebut dialirkan terlebih dahulu ke dalam kolam stabilisasi untuk diamankan sebelum dibuang ke lingkungan (Limbong,2005). Pada dasarnya proses pembuatan urea (Winarso,2004), semuanya mempunyai kesamaan yaitu menghasilkan air buangan yang masih mengandung NH3 dan urea. Air yang terjadi akibat dari adanya proses reaksi pembentukan urea disebut process condensate atau disebut juga Ammonia Water. Air ini dikirim ke Unit Waste Water Treatment (WWT) atau Unit Pengolahan Limbah Cair untuk diolah agar kandungan urea, karbamat dan amoniak menjadi rendah dengan kadar amoniak maksimum 50 ppm dan kadar urea maksimum 5 ppm sehingga air limbah dapat dibuang ke parit/ sewer. Efek negatif dari air buangan yang mengandung urea dan ammonia tinggi adalah: 1. Pencemaran perairan laut yang dapat mematikan biota laut terutama di sekitar area pembuangan air limbah proses 2. Apabila dipakai sebagai pendingin, amoniak akan bereaksi dengan Cu yang terdapat dalam material CuNi, sedangkan urea akan menggumpal atau membentuk scale yang dapat menyumbat lubang-lubang penukar panas dan bersifat sangat korosif. Menurut Suriadikarta (2004), pupuk organik dapat dibuat dari berbagai jenis bahan, antara lain sisa panen (jerami, tongkol jagung, bagas tebu dan sabut kelapa), serbuk gergaji,
C-16 kotoran hewan, limbah media jamur, limbah pasar rumah tangga, limbah pabrik serta pupuk hijau. Komposisi hara terkandung dalam pupuk organik sangat tergantung menurut sumbernya. Menurut sumbernya pupuk organik diidentifikasikan berasal dari pertanian dan non pertanian. Pupuk pertanian berasal dari hasil panen dan kotoran ternak sedangkan non pertanian berasal dari sampah organik kota dan limbah industri. Keunggulan dari pupuk organik yakni dapat memperbaiki struktur tanah sehingga tanah menjadi gembur, memiliki daya simpan air yang tinggi, meningkatkan aktivitas mikroorganisme yang menguntungkan dan memiliki residual effect yang positif sehingga tanaman yang ditanam pada musim berikutnya tetap bagus pertumbuhan dan produktifitasnya (Hadisuwito,2007). Tabel 1. Syarat Mutu Pupuk Anorganik Campuran Cair No.
Jenis Uji
1.
Satuan
Persyaratan
Kadar Unsur Mikro
1.1
Tembaga (Cu)
%
0,1 – 0,13
1.2
Kobalt (Co)
%
0,010 – 0,012
1.3
Mangan (Mn)
%
0,9 – 1,10
1.4
Seng (Zn)
%
0,16 – 0,20
1.5
Molibden (Mo)
%
0,07 – 0,09
1.6
Boron
%
0,04 – 0,06
2.
Biuret
%
Maks 1
3.
Logam Berat
3.1
Hg
Ppm
Maks 0,2
3.2
As
Ppm
Maks 5
3.3
Cd
Ppm
Maks 1
3.4
Pb
Ppm
Maks 5
Sumber: SNI 02-6680-2002
3. Metodologi Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Mulawarman, Samarinda. Adapun analisisnya dilakukan di laboratorium analitik Fakultas MIPA Universitas Mulawarman, Samarinda. Penelitian ini bersifat eksperimental, yaitu pupuk organik cair (POC) yang terbuat dari campuran sampah sayuran bayam, sawi dan kangkung dengan perbandingan 1:1:1 dicampurkan dengan limbah cair urea pada rasio 0 - 100%. Analisis terhadap kandungan unsur hara mikro dan logam berat dilakukan sebelum dan sesudah pencampuran antara pupuk cair organik cair dan limbah cair urea.
C-17 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Kandungan Unsur Hara Makro, Unsur Hara Mikro dan Logam Berat dalam Pupuk Organik Cair Berdasarkan hasil analisis, pada tabel 3 terlihat kandungan unsur hara makro tertinggi rata-rata terdapat pada 100% POC dimana N-total= 12950 ppm, P-total= 1334 ppm dan K-total = 18554 ppm. Kandungan unsur hara makro pada LCU merupakan kandungan unsur hara makro paling rendah dimana kandungan N, P dan K berturut-turut adalah 4760 ppm, 140 ppm dan 710 ppm. Tabel 3. Kandungan Unsur Hara Makro, Mikro dan Logam Berat Pada POC, LCU dan Campuran Keduanya No
Jenis Unsur
1 2 3
N-total P-total K-total
12950 1334 18554
Kandungan Pada Pupuk Cair (ppm) POC:LCU POC:LCU POC:LCU POC:LCU 80% : 20% 60% : 40% 40% : 60% 20% : 80% Unsur Hara Makro 11200 9650 7490 5530 1153 966 638 320 15826 10308 4373 1960
1 2 3 4
Mn Zn Cu Co
4,47 14,890 1,950 0,200
0,040 2,990 2,520 1,920
1 2
Pb Cd
3,510 0,670
7,894 0
POC:LCU 100% : 0%
Unsur Hara Mikro 125,120 0 3,770 0,635 2,290 1,880 2,450 2,500 Logam Berat 8,370 4,420 0 0
POC:LCU 0% : 100% 4760 140 710
0 1,230 1,890 2,990
0 0,150 8,040 2,380
6,470 0
70,170 11,860
Terdapat 4 kandungan unsur hara mikro yang diharapkan ada pada pupuk cair yaitu Mn, Zn, Cu dan Co. Pada tabel 3, kandungan unsur hara Mn tertinggi terdapat pada pencampuran POC dengan LCU rasio 60%:40% mencapai 125,120 ppm sedangkan pada rasio lain kandungan Mn cenderung sangat rendah bahkan ada yang bernilai 0 ppm. Kandungan Zn tertinggi terdapat pada POC yaitu 14,890 ppm dan pada LCU serta rasio lainnya mengandung Zn yang jauh lebih kecil dari Zn pada POC. Kedua unsur hara mikro lain seperti Cu lebih banyak terkandung pada LCU dari pada POC dimana kandungannya mencapai 8,040 ppm sedangkan Co tertinggi terdapat pada rasio campuran POC dengan LCU 80%:20%. Kandungan logam berat merupakan kandungan yang sangat tidak diharapkan terkandung dalam pupuk cair. Namun, dari hasil analisis terdapat kandungan logam berat yang sangat tinggi pada LCU dimana kandungan Pb mencapai 70,170 ppm dan Cd lebih kecil daripada Pb yaitu 11,860 ppm. Tingginya kandungan
C-18 logam berat pada LCU dapat mempengaruhi kandungan pada pupuk cair karena LCU merupakan campuran utama dalam pembuatannya. 4.2 Kandungan Unsur Hara Makro N, P dan K Berdasarkan data pada gambar 1 diketahui tingginya kandungan unsur hara makro berbanding lurus dengan rasio POC dan LCU. Pada saat rasio POC 80% didapatkan kandungan unsur hara makro terbaik dan pada saat POC 20% didapatkan kandungan unsur hara makro terendah. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan, semakin banyak kandungan POC maka semakin tinggi kandungan unsur hara makro didalamnya dan sebaliknya jika kandungan LCU lebih besar maka semakin rendah pula kandungan unsur hara makro. Berdasarkan hasil Analisis dapat diartikan bahwa kandungan unsur hara makro pada pupuk cair lebih dipengaruhi oleh POC dan keberadaan LCU pada pupuk cair hanya membuat kandungan N, P dan K seimbang atau agar
Kandungan (ppm)
tidak terlalu tinggi. 20000
12950 11200 9650
7490
5530
4760 N-total
0
Rasio Campuran
Kandungan (ppm)
(a) 1500 1000 500 0
1334
1153
966
638
320
14 P-total
Rasio Campuran
Kandungan (ppm)
(b) 20000 15000 10000 5000 0
18554 15826 10308 4373
1960
71 K-total
Rasio Campuran
(c)
C-19 Gambar 1. Kandungan Unsur Hara Makro Pupuk Cair, dimana: (a) Kandungan N-total Kandungan P-total; (c) Kandungan K-total
Apabila dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 1, kandungan N, P dan K pada pupuk organik cair, limbah cair urea dan campuran keduanya memiliki nilai lebih besar dari 120 ppm dalam 100 mL pupuk cair. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan pupuk cair dari campuran POC dengan
LCU
telah
memenuhi
standar
Keputusan
Menteri
Pertanian
RI
No.
09/Kpts/TP.260/1/2003 tentang syarat unsur hara makro dimana N, P, dan K pada pupuk cair majemuk minimal adalah 10% dari volumenya. 4.3 Kandungan Unsur Hara Mikro Mn, Zn, Cu dan Co Gambar 2 menjelaskan peningkatan dan penurunan unsur hara mikro pada POC, limbah cair urea dan campuran keduanya dengan menggunakan rasio yang telah ditentukan. Pada gambar 2, dapat dilihat besarnya kandungan unsur hara mikro pada 100% POC dan 100% LCU. Kandungan unsur hara mikro terbesar pada POC adalah Zn yaitu 14,890 ppm sedangkan kandungan unsur hara mikro yang paling banyak terkandung pada limbah cair urea adalah Cu yaitu 8,040 ppm. Selain Zn POC juga mengandung unsur hara mikro lain dengan nilai yang memenuhi standar SNI yaitu kandungan Mn = 4,470 ppm, Cu = 1,950 ppm dan Co = 0,200 ppm. Sedangkan LCU juga mengandung unsur hara mikro lain tetapi dengan jumlah yang relatif kecil dimana kandungan Zn = 0,150 ppm, Co = 2,380 ppm dan tidak mengandung unsur hara mikro Mn. Berdasarkan data tersebut dapat diketahui kandungan unsur hara mikro pada POC dan limbah cair urea sangat variatif. Oleh sebab itu dilakukan pencampuran POC dengan limbah cair urea menggunakan rasio 0-100%. Agar dapat diketahui pengaruh dari masing-masing kandungan tersebut sehingga memenuhi kriteria pupuk cair yang sesuai standar SNI. Apabila dilihat gambar 2, kandungan unsur hara mikro dari campuran POC dan LCU ini memiliki kandungan yang lebih variatif meskipun jika diperhatikan, kandungan pada setiap rasio relatif sama. Kandungan unsur hara mikro Mn pada POC 80%= 0,040 ppm sedangkan kandungan Mn POC 40% dan 20% adalah 0 ppm. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa kandungan Mn pada pupuk cair dari campuran POC dengan LCU memiliki nilai sangat kecil. Namun, pada analisis ini terdapat perbedaan pada POC 60%, dimana kandungan Mn sangat tinggi melebihi kandungan Mn pada POC dan limbah cair urea yaitu mencapai 125 ppm. Selain kandungan Mn, pupuk cair ini juga mengandung unsur hara mikro lain seperti Zn, Cu dan Co dimana besarnya kandungan unsur hara mikro tersebut berdasarkan dengan rasio POC : LCU. Kandungan Zn pada POC 80% dan 60% lebih besar dibandingkan POC 40% dan 20%.
C-20 Kebalikan dari kandungan Zn pada pupuk cair, nilai Cu pada POC 80% dan 60% lebih kecil dibandingkan POC 40% dan 20%. Berdasarkan hasil Analisis tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa peningkatan dan penurunan unsur hara mikro pada pupuk cair tergantung pada rasio POC
Kandungan (ppm)
: LCU yang diberikan dan dipengaruhi oleh kandungan yang ada pada 100% POC dan LCU. 200
125
100 4.5
0.04
0
0
0
Mn
0
Rasio Campuran
(a) Kandungan (ppm)
15 10 5 0
14.9 2.9
3.8
0.6
1.2
0.2 Zn
Rasio Campuran
Kandungan (ppm)
(b) 8.0
10 5
1.9
2.5
2.3
1.9
1.9 Cu
0
Rasio Campuran
KAndungan (ppm)
(c ) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
1.9
2.5
2.4
2.9
2.4
0.2 Co
Rasio Campuran
(d)
C-21 Gambar 2 Kandungan Unsur Hara Mikro Pupuk Cair, dimana: (a) Kandungan Mn (b) Kandungan Zn; (c) Kandungan Cu; (d) Kandungan Co
5. Kandungan Logam Berat Pb dan Cd 70.2
50
3.5
7.9
8.4
4.4
6.5
0
Rasio Campuran
(a)
Pb
15 10 5 0
Kandungan (ppm)
Kandungan (ppm)
100
11.9 0.7
0
0
0
0 Cd
Rasio Campuran
(b)
Gambar 3 Kandungan Logam Berat Pupuk Cair, dimana: (a) Kandungan Pb ; (b) Kandungan Cd
Gambar 3 menjelaskan kandungan logam berat pada POC, limbah cair urea dan campuran keduanya dengan menggunakan rasio tertentu. Pada gambar 3 terlihat bahwa POC dan limbah cair urea mengandung logam berat Pb dan Cd namun dari gambar diatas limbah cair urea mengandung logam berat Pb dan Cd lebih besar daripada POC yaitu 70,170 ppm dan 11,860 ppm. Sedangkan POC mengandung Pb = 3,510 ppm dan Cd= 0,670 ppm. Kandungan logam berat pada pupuk cair tidak boleh melewati ambang batas yang telah ditentukan sebagaimana diungkapkan Lingga dan Marsono (2000), semua jenis pupuk tidak diperbolehkan mengandung logam berat yang dapat membahayakan kesehatan dan keamanan lingkungan. Batas toleransi maksimal kandungan logam berat pada pupuk organik cair menurut SNI 02-6680-2002 adalah Pb= maksimal 5 ppm, Cd= maksimal 1 ppm, Hg= maksimal 0,2 ppm dan As= maksimal 5 ppm. Pada hasilnya, pupuk cair yang berasal dari campuran POC dan LCU, semuanya mengandung logam berat Pb dengan rata-rata yang relatif tinggi. Namun, pupuk cair ini tidak mengandung logam berat Cd. 5. Kesimpulan Komposisi optimum rasio pupuk organik cair dengan limbah cair urea adalah pada rasio 40%:60%. Kandungan unsur hara makro N = 7490 ppm, P = 638 ppm dan K = 4373 ppm. Kandungan unsur hara mikro, Mn = 0 ppm, Zn = 0,635 ppm, Cu = 1,880 ppm dan Co = 2,500 ppm sedangkan untuk kandungan logam berat Pb = 4,420 ppm dan Cd = 0 ppm.
C-22 Daftar Pustaka [1]. Hadisuwito S., 2007, Membuat pupuk kompos cair. Cet. 1, PT. Agromedia Pustaka, Jakarta [2]. Lingga,P dan Marsono., 2007, Petunjuk Penggunaan Pupuk, Penebar Swadaya, Jakarta [3]. Septiana, Yuyun., Sholikhati, Siti Umi., Putra Sugili., 2009, Ekstraksi Fosfor dari Berbagai Jenis Sampah Simulasi Untuk Pembuatan Pupuk Cair, Sekolah Tinggi Teknologi NuklirBatan, Yogyakarta [4]. Standar Nasional Indonesia 02-6680-2002 tentang Pupuk Anorganik Hara Mikro Campuran Cair [5]. Suriadikarta, D. A.., Setyorini, D.., dan Hartatik, W., 2004, Petunjuk Teknis Uji Mutu Dan Efektivitas Pupuk Alternatif Anorganik, Balai Penelitian Tanah, Puslitbangtanah Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian ISBN 979-9474-45-0, Bogor [6]. Wardhani, Dian. K., Ayuningtyas, F., 2008, Pengolahan Limbah Cair Pupuk Urea dengan Menggunakan Proses Gabungan Nitrifikasi-Denitrifikasi dan Microalgae, Teknik Kimia Fakultas Teknik-Universitas Diponegoro, Semarang [7]. Winarso, Lastyo., 2004, Optimasi Alat Pengolahan Limbah CAir 2nd Stage Hydrolizer dan Pemanfaatannya Sebagai Air Umpan Boiler (Studi Kasus: PT.Pupuk Kaltim,tbk Bontang), Universitas Diponegoro, Semarang
C-23
