STUDI EMISI KARBON DIOKSIDA (CO2) DAN METANA (CH4) DARI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK DI SURABAYA BAGIAN UATARA Oleh: I Gede Made Juriko Finarta 330700031 Dosen Pembimbing: Susi Agustina Wilujeng ST., MT JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
LATAR BELAKANG Pemanasan global telah menjadi isu internasional dalam beberapa dekade terakhir ini. Pemanasan global dikarenakan intensitas dari Efek Rumah Kaca (ERK) yang meningkat Karbon dioksida (CO2), metan (CH4) merupakan gas-gas yang menyebabkan ERK Tangki septik merupakan salah satu penghasil gas metan (CH4) dan Karbon dioksida (CO2) Menurut data BPS tahun 2009 jumlah penduduk kota Surabaya sebanyak 2.902.507 jiwa. Dengan persentase penggunaan tangki septik di Kota Surabaya sebanyak 87,5%
RUMUSAN MASALAH • Bagaimana pola penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara • Berapa emisi karbon dioksida (CO2) dan metana (CH4) yang dihasilkan dari penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara
TUJUAN • Mengetahui pola penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara. • Menghitung besarnya emisi karbondioksida (CO2) dan metana (CH4) yang dihasilkan dari penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara.
RUANG LINGKUP CO2 dan CH4
Tangki Septik
Surabaya Pusat, Barat, dan Utara
TINJAUAN PUSTAKA Pemanasan Global
CO2
• Meningkatnya temperatur global pada permukaan bumi, yang dikarenakan oleh gas rumah kaca seperti CO2, CH4, CFC, N2O, dll • Jenis senyawa kimia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar. • Salah satu gas rumah kaca yang mampu menyerap gelombang inframerah dengan kuat
TINJAUAN PUSTAKA
CH4
Tangki Septik
• Senyawa gas yang mudah terbakar, tidak berbau dan tidak berwarna. • Salah satu gas rumah kaca yang mampu menyerap gelombang inframerah dengan kuat
• Ruangan atau beberapa ruangan kedap air yang berfungsi menampung/ mengolah kotoran dan air pengelontor (black water) dari WC
TINJAUAN PUSTAKA Hidrolisis Senyawa organik komplek
Senyawa monomer
n(C6H10O5) + nH2O
Acidogenesis Senyawa Monomer C6H12O6 + 2H2O
Acetogenesis Asam organik
n(C6H12O6)
Asam Organik
CH3CH2COOH (propionic acid) + 2CO2 + 2H2
Asetat
CH3CH2COOH + 2H2O
Methanogenesis Asetat, hidrogen, dan karbon dioksida
CH3COOH CO2 + 4H2
CH3COOH + CO2 + 3H2
gas metan
CH4 + CO2 CH4 + 2H2O
METODOLOGI PENELITIAN KERANGKA PENELITIAN
Latar Belakang
Kajian Pustaka: • Pemanasan global dan efek rumah kaca • Gas rumah kaca (karbondioksida dan (CO2) dan methana (CH4)) • Gambaran umum Kota Surabaya • Tangki septik
• Gap
• •
Realitas: Pemanasan Global telah menjadi isu internasional sejak beberapa dekade terkhir Berdasarkan data BPS, penduduk kota Surabaya tahun 2007 sebanyak 2.829.486 jiwa Berdasarkan data BPS presentase penggunaan tangki septic di Kota Surabaya sebanyak 87,5%, menggunakan cubluk (lubang tanah) 9,02%, langsung ke sungai/danau/laut 3,13%.
§
Data primer: Kusioner
• •
Rumusan masalah: Bagaimana pola penggunaan tangki • septik di Surabaya Bagian Utara. • Berapa emisi karbondioksida (CO2) dan methana (CH4) yang dihasilkan dari penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara
Tujuan: • Menentukan pola penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara • Menentukan besarnya emisi karbondioksida (CO2) dan methana (CH4) yang dihasilkan dari penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara
• • • •
Data Sekunder: Data dari BPS BLH Textbook Jurnal Ilmiah
Analisis Data perhitungan hasil kusioner (tabulasi data) Perhitungan besar emisi CO2 dan CH4
Akan diperoleh pola penggunaan tangki septik,dan besar emisi CO2 dan CH4 yang dihasilkan dari penggunaan tangki septik di Surabaya Bagian Utara.
ANALISIS HASIL SURVEY Lokasi Survey
Surabaya Pusat •Kecamatan Bubutan Surabaya Barat •Kecamatan Asemrowo Surabaya Utara •Kecamatan Kenjeran
GAMBARAN UMUM LOKASI SURVEY
APAL (alat pengolahan air WC/Jamban limbah) di semi permanenBubutan di Kecamatan Kecamatan Kenjeran
WC/Jamban Tangki SeptikUmum Permanen di Kecamatan Bundar dalam Asemrowo keadaan terbuka
KARAKTERISTIK RESPONDEN Tingkat Pendidikan Terakhir 2% 10% 17% 23%
SD SMP / MTs SMA / SMK / MA
49%
Sarjana / Diploma Pascasarjana
6%
Tingkat Pendapatan 8% < Rp 500.000,00 9%
24%
Rp 500.000,00 – Rp 1.115.000,00
53%
Rp 1.115.000,00 – Rp 3.000.000,00 Rp 3.000.000,00– Rp 5.000.000,00 > Rp 5.000.000,00
KEPEMILIKAN 6%
Kepemilikan WC/Jamban Pribadi Memiliki WC/Jamban 94%
Tidak memiliki WC/Jamban
Kepemilikan Tangki Septik 15%
Memiliki Tangki Septik 85%
6% Kepemilikan Sumur Resapan Memiliki Sumur Resapan 94%
Tidak memiliki Sumur Resapan
Tidak Memiliki Tangki Septik
PENGGUNAAN TANGKI SEPTIK 1%
Intensitas BAB
30%
1 kali sehari 69%
2 kali sehari 3 kali sehari
2%
Intensitas Pengurasan 31%
48%
< 1 tahun 1 - 3 tahun 4 - 6 tahun
15% 4%
> 6 tahun Tidak pernah
ANALISIS HUBUNGAN ANTAR FAKTOR
Tingkat Pendidikan
• Kepemilikan Tangki Septik • Pengetahuan tentang Pengelolaan limbah Tinja Manusia • Intensitas Pengurasan
• Kepemilikan Tangki Septik
Tingkat Pendapatan
• Pengetahuan tentang Pengelolaan limbah Tinja Manusia
PERHITUNGAN EMISI CH4 DAN CO2 Menurut Liu et all, 2008 Senyawa kimia yang ada dalam feces dan urine adalah • Feces C100H170O61N5S0,1 C1000H1700O610N50S • urine C100H331O86N151S0,2
C1000H3310O860N1510S2
PERHITUNGAN EMISI CH4 DAN CO2 Berat Basah Keterangan Tinja
Berat Kering
Gram/orang/hari 135-270 35-70
Air seni
1.000-1.300
50-70
Jumlah
1.135-1.570
85-140
(Soeparman, 2002 dalam Munif 2009)
PERHITUNGAN EMISI CH4 dan CO2 • FECES C1000 H 1700 O610 N 50 S + 308H 2 O → 541CH 4 + 459CO2 + 50 NH 3 + H 2 S Massa Relatif (MR) C1000H1700O610N50S = 24.191 • Asumsi massa kering tinja minimum 35 g/org.hari, maka 35 g / org .hari Mol min = = 0,00145 mol/org.hari 24.192
LANJUTAN……. • Asumsi massa kering tinja rata-rata 52,5 g/org.hari, maka 52,5 g / org .hari Molrata − rata = = 0,00217 mol/org.hari 24.192
• Asumsi massa kering tinja maksimum 70 g/org.hari, maka 70 g / org .hari Molmaks = = 0,00289 mol/org.hari 24.192
LANJUTAN……. Perhitungan Mol CH4 dimana koefisien CH4= 541 • Mol CH4min • Mol CH4rata-rata • Mol CH4maks
= = = = = =
0,00145 mol/org.hari x 541 0,784 mol/org.hari 0,00217 mol/org.hari x 541 1,174 mol/org.hari 0,00289 mol/org.hari x 541 1,563 mol/org.hari
LANJUTAN……. Perhitungan Mol CO2 dimana koefisien CO2 = 459 • Mol CO2min • Mol CO2rata-rata • Mol CO2maks
= = = = = =
0,00145 mol/org.hari x 459 0,665 mol/org.hari 0,00217 mol/org.hari x 459 0,996 mol/org.hari 0,00289 mol/org.hari x 459 1,326 mol/org.hari
LANJUTAN……. Perhitungan massa CH4 dimana MR CH4 = 16 • Massa CH4min
= = • Massa CH4rata-rata = = • Massa CH4maks = =
0,784 mol/org.hari x 16 12,544 g/org.hari 1,174 mol/org.hari x 16 18,784 g/org.hari 1,563 mol/org.hari x 16 25,008 g/org.hari
LANJUTAN……. Perhitungan massa CO2, dimana MR CO2 = 44 • Massa CO2min
= = • Massa CO2rata-rata = = • Massa CO2maks = =
0,665 mol/org.hari x 44 29,260 g/org.hari 0,996 mol/org.hari x 44 43,824 g/org.hari 1,326 mol/org.hari x 44 58,344 g/org.hari
LANJUTAN……. • URINE C1000 H 3310 O860 N1510 S 2 + 876 H 2 O → 132CH 4 + 868CO2 + 1510 NH 3 + 2 H 2 S
Perhitungan massa CH4 dimana MR CH4 = 16 • Massa CH4min = 0,131 mol/org.hari x 16 = 2,098 g/org.hari • Massa CH4rata-rata = 0,157 mol/org.hari x 16 = 2,512 g/org.hari • Massa CH4maks = 0,183 mol/org.hari x 16 = 2,928 g/org.hari
LANJUTAN……. Perhitungan massa CO2, dimana MR CO2 = 44 • Massa CO2min
= = • Massa CO2rata-rata = = • Massa CO2maks = =
0,859 mol/org.hari x 44 37,796 g/org.hari 1,033 mol/org.hari x 44 45,452 g/org.hari 1,206 mol/org.hari x 44 53,024 g/org.hari
LANJUTAN……. Total Emisi CH4 dan CO2 yang dihasilkan dari feces dan urine per orang/hari: • Total Emisi CH4 min =12,544 g/org.hari + 2,128 g/org.har =14,672 g/org.hari • Total Emisi CH4 ave =18,784 g/org.hari + 2,512 g/org.ha =21,296 g/org.hari • Total Emisi CH4 maks=25,008 g/org.hari + 2,928 g/org.hari =27,936 g/org.hari
LANJUTAN…….
• Total Emisi CO2 min =29,260 g/org.hari + 37,796 g/org.hari =67,056 g/org.hari • Total Emisi CO2 ave =43,824 g/org.hari + 45,452 g/org.hari =89,276 g/org.hari • Total Emisi CO2 maks=58,344 g/org.hari + 53,024 g/org.hari =111,368 g/org.hari
LANJUTAN……. Total Emisi CH4 dan CO2 yang dihasilkan per KK/hari, dengan estimasi satu KK terdiri dari empat orang. • Total Emisi CH4 min/KK = 4 org/KK x 14,672 g/org.hari = 58,688 g/KK.hari • Total Emisi CH4 rata-rata/KK = 85,184 g/KK.hari • Total Emisi CH4 maks/KK = 111,744 g/KK.hari • Total Emisi CO2 min/KK = 268,224 g/KK.hari • Total Emisi CO2 rata-rata/KK = 357,104 g/KK.hari • Total Emisi CO2 maks/KK = 445,472 g/KK.hari
LANJUTAN……. Total Emisi CH4 dan CO2 yang dihasilkan di Surabaya Bagian Utara per tahunnya dengan P = 308.479(Jumlah KK yang memiliki tangki septik) adalah: • Total Emisi CH4 min=P x Emisi CH4/KK x 365 hari/thn = 308.479 KK x 58,688 g/KK.hari x 365 hari/thn = 6.608 ton/thn ≈ 6,6 Gg/thn • Total Emisi CH4 rata-rata= 9.591,3 ton/thn ≈ 9,6 Gg/thn • Total Emisi CH4 maks = 12.581,8 ton/thn ≈ 12,6 Gg/thn
LANJUTAN……. • Total Emisi CO2 min=P x Emisi CH4/KK x 365 hari/thn = 308.479 KK x 268,224 g/KK.hari x 365 hari/thn = 30.200,6 ton/thn ≈ 30,2 Gg/thn • Total Emisi CO2 ave = 40.208,1 ton/thn ≈ 40,2 Gg/thn • Total Emisi CO2 maks= 50.157, 8 ton/thn ≈ 50,2 Gg/thn
KESIMPULAN 1. A. Kepemilikan tangki septik di Surabaya Bagian Utara sebanyak 85%. Dari total yang memiliki tangki septik, yang menghubungkan dengan sumur resapan sebanyak 94%. Sebanyak 31% melakukan pengurasan yang baik yaitu antara 13tahun. 46% tidak pernah melakukan pengurasan B. Tingkat pendidikan memiliki hubungan korelasi dengan kepemilikan tangki septik, pengetahuan tentang pengelolaan limbah tinja manusia dan intensitas pengurasan.
LANJUTAN……. Tingkat pendapatan memiliki hubungan korelasi dengan kepemilikan tangki septik , dan pengetahuan tentang pengelolaan limbah tinja manusia. 2. A. Emisi CH4 yang dihasilkan dari tangki septik di Surabaya Bagian Utara • Emisi CH4 min = 6.608 ton/thn ≈ 6,6 Gg/thn. • Emisi CH4 rata-rata = 9.591,3 ton/thn ≈ 9,6 Gg/thn • Emisi CH4 maks = 12.581,8 ton/thn ≈ 12,6 Gg/thn
LANJUTAN…….
2. B. Emisi CO2 yang dihasilkan dari tangki septik di Surabaya Bagian Utara sebesar: • Emisi CO2 min =.30.200,6 ton/thn ≈ 30,2 Gg/thn • Emisi CO2 rata-rata = 40.208,1 ton/thn ≈ 40,2 Gg/thn • Emisi CO2 maks = 50.157, 8 ton/thn ≈ 50,2 Gg/thn
SARAN 1. Sebaiknya dilakukan penelitian yang sama dengan cakupan wilayah penelitian yang lebih kecil agar lebih spesifik 2. Sebaiknya dilakukan penelitian yang sama dengan cakupan jumlah responden yang lebih banyak 3. Sebaiknya dilakukan penelitian yang sama dengan pengukuran langsung pada tangki septik secara kuantitatif.
Terima Kasih
