Pengaruh Campuran Aluminium Sulfat dan Kalsium Monoksida terhadap Efek Racun Lindi TPA (Tempat Pembuangan Akhir) Sampah.
Oleh Ichrar Asbar [Dosen FKIP Universitas Mulawarman].
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek CaO / alumixture (1:1) pada konsentrasi dan lama retensi waktu efek racun di LTPA M. rosenbergii (De Man) dan juga untuk mengetahui mana yang lebih baik konsentrasi waktunya.
Penelitian ini menggunakan metode faktorial 6 x 5 dengan dua faktor yaitu konsentrasi dan retensi waktu. Konsentrasi terdiri dari enam tingkat: 0ppm/0ppm, 100ppm/100ppm, 200ppm/200ppm, 400ppm/400ppm, 800ppm/800ppm dan 1600ppm/1600ppm. Retensi waktu dibagi menjadi lima tingkat: 0 menit, 15 menit, 30 menit, 60 menit, dan 120 menit. Variabel diukur berdasarkan tingkatan perhitungan EA dari angka tertinggi dari seluruh jumlah pada saat memulai kelipatan dengan 100%. Pengamatan ditampilkan 15 menit sesudah waktu dijalankan. Data kemudian dianalisa menggunakan program SPSS 6.0 dengan anova sekali jalan, dan uji LSD
Berdasarkan pada hasil pengujian dan analisis data disimpulkan bahwa penggunaan campuran aluminium sulfat dan kalsium monoksida sebagai koagulan dapat mengurangi efek racun LTPA pada M. rosenbergii (De Man). Dari semua perlakuan ternyata CaO / alum (1 : 1) 1600 ppm / 1600 ppm versus lama pendiaman 120 menit merupakan perlakuan paling efektif, karena dapat mereduksi efek racun LTPA pada M. rosenbergii sampai 76,12% oleh pengaruh konsentrasi dan 73,33% oleh pengaruh lama pendiaman.
———————
Kata Kunci: TPA, Aluminium Sulfat, Kalsium Monoksida, Racun Lindi
ABSTRACT
Objective of research is know the effect of CaO / alumixture (1 : 1) in concentration and retention time on the tonix effect of LTPA at M. rosenbergii (De Man) and to know which one is the most effective concentration time.
The research was a pure experimental using factorial designe 6 x 5 which involved two factors namely concentration and retention time. The concentration consisted of six levels : 0 ppm / 0 ppm, 100 ppm / 100 ppm, 200 ppm/ 200 ppm, 400 ppm / 400 ppm, 800 ppm / 800 ppm and 1600 ppm / 1600 ppm. The retention time comparised of five levels: 0 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes and 120 minutes. The variable measured was the level of EA calculated from number of acute prawn divided with the total number prawn at the beginning multiplied with 100%. The observation was performed 15 minutes after exposure time. Data were analyzed using SPSS program for windows release 6.0 with anova one way, LDS test.
The result showed that mixture of CaO / Alum (1:!) as the reagents in certain concentration and retention time had significant 5% in reducing EA of TPA at the M. resenbergii (De Man) at level of significance 5% mixture of CaO / Alum (1 : !) in concentration of 1600 ppm / 1600 ppm and retention time of 120 minutes were proved be the most effective treatment in reduction of up to 76,12% by the effect of concentration and 73,33% by effect of retention time.
—————-
Key Word : Landfiil Leachate (LTPA), Coagulation, Flocculation, Precipitation, Adsorption, Asphyxia, Acute Effect.
PENDAHULUAN
Lindi adalah cairan atau zat cair hasil perkolasi air tehadap sampah berdegradasi dan mengekskresikan zat-zat atau material terlarut dan tersuspensi (Tchobanoglous, 1977). Seperti halnya tumpukan sampah umumnya, maka pada TPA juga dihasilkan lindi walaupun air hujan yang masuk ke TPA permukaan kurang (Fungaroli dan Schoenberger, 1977). Lindi merupakan sumber pencemaran air (Remson, 1968). Corbitt (1990), Christensen (1992) dan Soemirat (1994), Ichrar (1998) melaporkan, bahwa pada lindi terkadung bahan berbahaya dan beracun berupa Cd, Pb, Hg, Cu, Mn, Zn, Ni, klorin, sianida, fluorida, sulfida, sulfat, fosfat, CO2, NH3, NO3, NO2, asam organik, mikroba patogen.
Lindi dapat mengancam kehidupan organik, baik pada manusia maupun bagi ikan yang dibudidayakan. Kematian ikan akibat konsentrasi bahan beracun melampaui ambang batas, berdampak pada menurunnya produktivitas dan tingkat perekonomian masyarakat. Berbagai resiko dapat terjadi pada manusia karena mengkonsumsi ikan dan air yang terkontaminasi bahan beracun. Peningkatan kualitas lindi TPA perlu dilakukan, salah satunya secara kimia fisika menggunakan campuran aluminium sulfat dan calsium monoksida. Cara ini mempercepat proses koagulasi, flokulasi dan presipitasi, sehingga kualitas air meningkat yang berarti efek racun menurun. Menurunnya efek racun karena sebagian bahan berbahaya dan beracun mengendap ke dasar perairan. Sejauhmana pengaruh campuran aluminium sulfat dan calsium monoksida terhadap efek racun lindi TPA (LTPA) dapat diketahui melalui penelitian.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh campuran aluminium sulfat dan calsium monoksida dan lama waktu pendiaman terhadap pengurangan efek akut (EA) LTPA pada Macrobrachium resenbergii (De Man) dan pada konsentrasi dan lama pendiaman mana yang paling efektif digunakan. Penelitian dilaksanakan pada tahun 1998 di Kotamadya Samarinda.
METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : LTPA, aluminium sulfat, calsium monoksida dan Macrobrachium rosenbergii (De Man) berukuran terkecil (panjang 5 cm berat 6 gram) dan terbesar (panjang 6 cm berat 7 gram).
Peralatan antara lain : drum plastik ukuran 200 liter, toples ukuran 12 liter, alat pengukur pH, aerator, jaringan penangkap udang, rang plastik, dan ember ukuran 3 liter, serta peralatan listrik berupa kabel, balon lampu, stop kontak dan alat lainnya berupa gelas ukur, gelas piala, corong kaca, corong plastik, jerigen, akuarium, termometer stop watch dan kertas pH.
Sebelum eksperimen, dilakukan aklimatasi agar biota uji dapat berdaptasi pada lingkungan baru. Setelah tiba di laboratorium Macrobrachium rosenbergii (De Man) = M. rosenbergii (De Man) langsung dimasukkan ke kolam aklimatisasi. Selama aklimatisasi udang diberi makan sekali dalam sehari. Agar tidak terjadi kematian karena pengaruh pembusukan, air kolam diperbaharui setelah mulai berbau. Caranya dengan membuang kira-kira ¾ air bak kemudian ditambahkan air baru sebanyak volume air yang dibuang. Selama aklimatisasi aerator dihidupkan untuk menghindari kematian udang karena pengaruh kekurangan oksigen. Aklimatisasi paling kurang 2 kali 24 jam.
Setelah itu eksperimen dapat dilaksanakan dengan menyiapkan 10 wadah ukuran 4 liter, dibagi dua kelompok masing-masing : 5 wadah untuk kelompok I dan 5 wadah untuk kelompok II. Setiap wadah pada kelompok I diisi 3 liter LTPA, dan didiamkan selama 0 menit untuk wadah ke-1, 15 menit wadah ke-2, 30 menit wadah ke-3, 60 menit wadah ke-4 dan 120 menit untuk wadah ke-5. Selanjutnya 2 liter medium pada wadah ke-1 kelompok I dipindahkan ke wadah ke-1 pada kelompok II, diberi aerator dan diisi 8 ekor udang hasil aklimatisasi secara random. Banyaknya udang mati dicatat 15 menit setelah pendedahan. Kemudian 2 liter medium pada wadah ke-2 pada kelompok I dipindahkan ke wadah ke-2 kelompok II setelah didiamkan selama 15 menit dengan menuang sedikit demi sedikit. Medium diisi aerator dan diisi 8 ekor M. resenbergii (De Man) juga secara random. Banyaknya udang mati dicatat 15 menit kemudian. Selanjutnya dengan cara yang sama pada dua eksperimen sebelumnya dilakukan pada wadah ke-3 setelah pendiaman medium 30 menit, pada wadah ke-4 setelah pendiaman 60 menit dan pada wadah ke-5 setelah pendiaman 120 menit. Masing-masing eksperimen diulangi tiga kali.
Setelah itu melalui prosedur yang sama, disiapkan 10 wadah ukuran 4 liter, juga dikelompokkan menjadi dua bagian, masing-masing kelompok I sebanyak lima wadah dan kelompok II lima wadah. Lima wadah pada kelompok I diisi LTPA masing-masing sebanyak 3 liter kemudian ditambahkan 300 mg/l (100 mg/l campuran alum/CaO) dan diaduk. Kemudian tanpa pendiaman, medium pada wadah ke-1 kelompok I dipindahkan ke wadah ke-1 pada kelompok II dengan cara menuang sedikit demi sedikit. Aerator dihidupkan kemudian dimasukkan 8 ekor M. rosenbergii (De Man) hasil aklimatisasi. Pencatatan banyaknya biota mati dilakukan 15 menit setelah pendedahan. Setelah itu eksperimen dilanjutkan dengan prosedur yang sama tetapi dengan variasi lama pendiaman 15 menit, 30 menit, 60 menit dan 120 menit. Setiap eksperimen diulangi tiga kali. Selanjutnya dengan mengikuti prosedur yang sama dengan sebelumnya, maka eksperimen menggunakan campuran alumi-nium sulfat / CaO 200 mg / 200 mg per liter, 400 mg / 400 mg per liter, 800 mg/ 800 mg per liter dan 1600 mg / 1600 mg per liter dapat dilaksanakan.
Analisis Data
Analisis data dengan anova satu jalur menggunakan sarana komputer program SPSS for Window Release 6.0 dilanjutkan dengan uji jarak berganda LSD (Least Significant Different) pada taraf nyata 5%. Penolakan dan penerimaan Ho dilihat dari nilai probabilitasnya. Jika P < 0,05 maka Ho ditolak atau Ha diterima yang berarti ada efek perlakuan pada taraf nyata 5%. Sebaliknya jika P> 0,05 maka Ho diterima atau tolak Ha, berarti tidak ada efek perlakuan pada percobaan. Selain LSD, juga digunakan analisis data deskriptif berupa persentase dan Tabel.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penambahan alum, CaO, ferro sulfat dan ferri chlorida atau campuran CaO / alum memacu proses koagulasi, flokulasi dan presipitasi. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa campuran CaO / alum pada konsentrasi dan lama pendiaman tertentu berpeng-aruh nyata dalam pengurangan Ea cairan LTPA terhadap M. rosenbergii. Pengaruh ini diduga kuat sebagai dampak dari adanya dua sol berbeda pada limbah LPTA, yang menjadi syarat berlangsungnya proses koagulasi. Menurut Nalco (1980), penambah-an ion yang bernuatan berlawanan menyebabkan destabilisasi partikel koloid dan mengecilkan lapisan difusi, hal ini memungkinkan bekerjanya gaya tarik menarik antar partikel sebagai penyebab terbentuknya flok-flok yang semakin lama semakin besar dan berat yang mempercepat proses pengendapan.
Selain itu, menurut Alaerts dan Santika (1987), alum sebagai flokulan yang bekerja agak cepat secara kimiawi menyebabkan terbentuknya suspensi. Menurut-nya, adanya ion Al3+ dari alum yang berdisosiasi yang menempel pada partikel tanah tersuspensi bermuatan netral yang kemudian lama kelamaan menjadi semakin berat. Ini terjadi karena Al(OH)3 akan mengurung koloid dan selanjutnya turun ke dasar perairan. Sementara menurut Reynolds (1992) dan Jenie (1993), alum ditambahkan akan bereaksi dengan bahan bersifat basa membentuk aluminium hidroksida yang tidak dapat larut, lalu mengkoagulasikan partikel koloid yang menurut Alearts dan Santika (1987) serta Ginting (1995) karena pengaruh beratnya akan mengen-dap ke dasar dan menurut Thrieff (1980), dan Droste (1992) bersama endapan tadi bahan toksik ikut turun ke dasar.
Penambahan CaO memacu berlangsungnya presipitasi secara kimia Ca(OH) yang terbentuk dari reaksi air dan CaO akan berikatan dengan logam berat dan kemudian mengendap. Hal sama sesuai pernyataan Trieff (1981), bahwa reduksi toksikan dapat terjadi melalui presipitasi metal hidroksida dan adsorpsi toksikan oleh bahan endapan. Sementara menurut Jenie (1993) kapur akan bereaksi dengan bikarbonat membentuk kalsium karbonat sebagai endapan dan bereaksi dengan fosfat menghasilkan kalsium fosfat (Ginting, 1995) dengan reaksi sederhana sebagai berikut :
CaO + H2O à Ca (OH)2
Ca(OH)2 + Ca (HCO3)2 à 2CaCO3 + 2H2O
3Ca(OH)2 + 2(PO4)– à Ca3(PO4)2 + 6 OH–
4Ca(OH)2 + 3PO4– + H2O à Ca4(HPO4)3 + 9 OH
Suplementasi CaO menurut Trieff (1980) pada limbah cair industri dapat mereduksi Cd 94%, Cr VI.6 11%, Cr Val. 3 97%, Fe 97%, Pb 95 – 96%, Mo 18%, Ni 90 – 99%, Se 16,2%, Ag 97% dan Zn sebesar 97%. Sementara menurut Ichrar (1998), suplementasi CaO 400 ppm pada LTPA dapat mereduksi Fe 18,736%, Mn 31,7%, Zn 19,453%, As 35,126%, Hg 81,55%, Cr 39,755%, Cd 32,022%, Co 25,56% dan Pb 66,912%. Sementara menurut Droste (1992), CaO dapat mereduksi turbiditas 60-100%, As (+3) 20 – 90%, As (+5) 60 – 100%, Ba 60 – 100%, Cd 90 – 100%, Cr (+3) 60 – 100%, Cr (+5) 0 – 20%, F 0 – 60%, Pb 90 – 100%, Hg 20 – 90%, Ni 90 – 100%, NO3 0 – 20%, (NO2 ) – 20%, Se (+4) 20 – 60%, Se (+6) 0 – 20%, rasa dan bau 0 – 60%, TOC 60 – 90%, TDS 0 – 60%, Zn 60 – 100%, Al 20 – 90%, Ag 0 – 20%, Uranium 60 – 100%.
Dengan demikian menurun-nya efek racun LTPA terhadap M. rosenbergii jelas berkaitan dengan meningkatnya kualitas limbah bersangkutan karena pengaruh koagulan yang ditambahkan. Dugaan tersebut diperkuat lagi oleh laporan Ichrar (1998), bahwa sejumlah bahan beracun LTPA hasil suplementasi CaO/alum (1600 ppm / 1600 ppm) dapat tereduksi seperti sebesar 38,876%, Mn 53,556%, Zn 44, 0,73%, As 30,063%, Hg 86,4085, Cu 9,807, Cr 95,434%, Cd 53,371%, Co 100% dan Pb 63,235%.
Dengan demikian hasil penelitian yang menunjukkan bahwa suplementasi campuran aluminium sulfat dan CaO pada konsentrasi dan lama pendiaman tertentu berpengaruh nyata dalam pengurangann EA LTPA terhadap M. rosenbergii (De Man) pada taraf 5%. Dari semua perlakuan pada konsentrasi CaO / alum 1600 ppm/ 1600 ppm versus lama pendiaman 120 menit merupakan perlakuan yang paling efektif karena dapat mereduksi EA sebesar 76,12% karena pengaruh konsentrasi dan 73, 33% karena pengaruh lama pendiaman.
Pengurangan EA diduga kuat disebabkan oleh menurunnya konsentrasi toksikan LTPA karena mengendap bersama bahan endapan sebagai hasil kerja dari proses koagulasi, flokulasi dan presitipasi yang terjadi karena penambahan CaO dan aluminium sulfat.
Penambahan campuran aluminium sulfat dan CaO berarti mencampurkan dua sol yang berbeda sebagai syarat untuk berlangsungnya proses koagulasi, flokulasi dan presipitasi. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Nalco (1980), Anomin (1994) dan Hiskia, (1996), bahwa salah satu syarat untuk berlangsungnya koagulasi ialah terjadinya pencam-puran dua sol yang berbeda. Penambahan ion dengan muatan berlawanan berasal dari aluminium sulfat dan CaO menyebabkan destabilitasi partikel koloid, lapisan difusi partikel mengecil dan memungkinkan bekerjanya gaya tarik menerik antar partikel, hal ini menyebabkan terbentuknya flok-flok lebih besar dan berat yang kemudian mengendap. Pendapat senada dari Tony (1993), salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas koloid adalah muatan pada permukaannya, karena pengaruh muatan ini partikel-partikel, tolak-menolak dan mencegah proses agregasi sebagai penyebab terjadinya pengendapan. Banyaknya muatan pada permukaan partikel koloid dipengaruhi oleh konsentrasi elek-trolit pada medium pendispersi, penambahan kation pada pertikel dengan muatan negatif, menetral-kan muatan tersebut dan menyebabkan partikel menjadi tidak stabil. Sementara menurut Jenie (1993), aluminium sulfat yang ditambahkan dapat bereaksi dengan bahan berbentuk basa dan membentuk aluminium hidroksida yang tidak dapat larut dan dapat mengkoagulasikan partikel-partikel koloid, Menurut Stell (1985); Linsley Franzini, Freyberg dan Tchpobanoglous (1992) dan Raju (1995), jika aluminium sulfat ditambahkan ke air limbah dapat bereaksi dengan karbonat, reaksi sebagai berikut :
Al2(SO4)3 + 18 H2O + 3Ca (HCO3)2 à 3 CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6 CO2 + 18 H2O
Suspensi pada air limbah dpat mengendap, karena ion Al3+ dari aluminium sulfat yang berdisosiasi, menempel pada partikel tanah yang bermuatan netral kemudian menjadi besar dan berat lalu mengendap, karena Al (OH)3 mengurung koloid dan membawa turun ke dasar wadah (Aleart dan Santika, 1987) dan Lucia (1997). Ginting (1995), penambahan aluminium sulfat menyebabkan partikel-partikel mengambang dalam air memben-tuk partikel ukuran besar dan karena pengaruh beratnya lalu mengendap dan bersama endapan, bahan berbahaya dan beracun berupa material tersus-pensi baik organik maupun anorganik juga ikut mengendap.
Menurut Tony (1993), ada dua gaya yang bekerja menentukan kestabilan koloid, gaya pertama yakni gaya tarik menarik yang dikenal dengan gaya London – van – der Waals, gaya ini cenderung menyebabkan partikel koloid berkumpul membentuk agregat kemudian mengendap. Gaya kedua adalah gaya tolak menolak, disebabkan oleh pertumpang tindihan lapisan ganda elektrik yang bermuatan sama, gaya ini menstabilkan dispersi koloid. Jika konsentrasi elektrolit dalam sistem perairan meningkat, maka sistem koloid semakin tidak stabil dan jika konsentrasinya terus ditingkatkan dapat terjadi pengendapan. Hasil penelitian Ichrar (1998) menunjukkan, penambahan aluminium sulfat 400 ppm dapat mereduksi konsentrasi logam 18,736% Fe, 29,748% Mn, 32, 827% Zn, 30, 063% As, 85,437% Hg, 19,615% Cu, (3,288% Cr, 42,697% Cd, 77,419% Co dan 66,192% Pb. Menurut Trieff (1981), reduksi toksikan tersebut dapat terjadi karena toksikan teradsorpsi oleh bahan endapan dari hasil proses koagulasi dan flokulasi atau karena pengaruh presipitasi secara kimia dari metal hidroksida dengan toksikan.
Dengan demikian reduksi bahan beracun pada LTPA dapat dipastikan menjadi penyebab meningkatnya kualitas air yang berdampak pada menurunnya tingkat kematian M. rosenbergii (De Man). Keyakinan tersebut diperkuat oleh pernyataan Casarett (1975), bahwa respon biota akan meningkat jika konsentrasi toksikan meningkat dan menurun pada konsentrasi yang lebih rendah. Menurut Greenberg (1992), Christensen (1992) dan Rand (1995), antara konsentrasi dan respons terdapat hubungan sebab akibat, peningkatan konsen-trasi toksikan pada batas-batas tertentu berakibat pada meningkat-nya tingkat respons pada batas-batas itu. Sementara menurut Squaib dan Fowler (1984) dalam Frank (1985), efek racun suatu bahan kimia seperti logam tergantung konsentrasi, bentuk kimia dan waktu kontak antara biota dan bahan kimia bersang-kutan. Makin tinggi konsentrasi bahan kimia suatu air limbah maka efek racun menurun jika konsentrasi bahan kimia juga menurun.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan pada hasil pengujian dan analisis data disimpulkan bahwa penggunaan campuran aluminium sulfat dan kalsium monoksida sebagai koagulan dapat mengurangi efek racun LTPA pada M. rosenbergii (De Man). Dari semua perlakuan ternyata CaO / alum (1 : 1) 1600 ppm / 1600 ppm versus lama pendiaman 120 menit merupakan perlakuan paling efektif, karena dapat mereduksi efek racun LTPA pada M. rosenbergii sampai 76,12% oleh pengaruh konsentrasi dan 73,33% oleh pengaruh lama pendiaman.
Saran
- Mengacu pada hasil penelitian, maka pengelolaan air limbah khususnya LTPA secara kimia fisika menggunakan campuran CaO / alum (1: 1) sebagai koagulan disarankan memakai konsentrasi 1600 ppm / 1600 ppm.
- Perlu ada penelitian lanjutan menggunakan campuran CaO / alum (1 : 1) pada kelipatan konsentrasi berikutnya (> 1600 ppm / 1600 ppm. Sampai sejauhmana kualitas LTPA mengalami penurunan.
DAFTAR PUSTAKA
infodinas@yahoo.com
