Metana Sebagai Hasil dari Dekomposisi Bahan Organik di TPA dan Lindi Sebagai Sumber Pencemar Air Tanah

31 Desember 2005 by kharistya 12 Komentar

Penanganan akhir dari sampah yang terdapat disuatu kota di Indonesia adalah dengan menempatkan sampah di Tempat Pembuangan Akhir. Pengelolaan yang tidak serius dapat menyebabkan kerugian bahkan bencana yang tidak terduga. TPA Leuwigajah yang terletak di Kelurahan Leuwigajah, Kecamatan Cimahi Selatan, Kota Cimahi dan Kecamatan Batujajar, Kab. Bandung menjadi salah satu contoh yang harus ditanggapi dan memerlukan kepedulian dari Pemkot Bandung, Cimahi, dan Pemkab Bandung sebagai pemanfaat TPA tersebut.

Longsor sampah yang menimbun puluhan rumah penduduk di Kp. Cilimus dan Kp. Gunung Aki, Kec. Batujajar, Kab. Bandung, serta Kp. Pojok, Kec. Cimahi Selatan, Kota Cimahi menjadi pertanyaan apa sebenarnya yang menjadi penyebab hal tersebut. Kejadian longsor yang terjadi di TPA Leuwigajah merupakan hal yang ironis. Sistem pengelolaan sampah yang tidak sesuai dengan perencanaan dan perancangan yang baik menjadi penyebabnya. TPA Leuwi gajah sendiri merupakan TPA dengan pengelolaan sampah open dumping, walaupun sebelumnya disebutkan menerapkan metode sanitary landfill.
Menurut Damanhuri (2004) terdapat beberapa permasalahan yang terjadi bila masih menerapkan metode open dumping. Pencemaran air tanah oleh lindi karena tidak adanya lapisan dasar dan tanah penutup akan menyebabkan leachate semakin banyak dan dapat mencemari air tanah. Pencemaran udara akibat gas, bau dan debu. Akibat dari produksi gas dari degradasi sampah. Resiko kebakaran akibat gas metana yang mudah terbakar yang dihasilkan dari degradasi sampah. Berkembangnya vektor penyakit seperti tikus, lalat dan nyamuk akibat bersarang di timbunan sampah yang menjadi sumber makanan mereka. Selain itu estetika lingkungan berkurang karena lahan tidka dikelola dengan baik.

Berbagai pihak telah sepakat untuk meninggalkan cara open dumping dan menerapkan metode yang lebih ramah lingkungan yaitu metode sanitary landfill. Hanya saja pengelola masih enggan karena mahalnya biaya operasi untuk pengadaan dan aplikasi tanah penutup harian (Damanhuri ,2004).
Pada tulisan ini akan dibahas mengenai degradasi bahan organik yang dapat menghasilkan gas metana yang mudah terbakar dan dapat menjadi penyebab kebakaran. Selain itu lindi yang dapat berperan sebagai pencemar air tanah diulas lebih lanjut.

Dekomposisi bahan organik
Proses dekomposisi di TPA sanitary landfill secara umum terjadi pada tiga tahap, pertama dekomposisi aerobik yang mendominasi keseluruhan proses, tahap ini biasanya sangat pendek karena terbatas pada jumlah oksigen dan nilai BOD yang tinggi dari sampah padat. Setelah oksigen menurun, dekomposisi oleh organisme fakultatif anaerobik lah yang mendominasi. Selama tahap ini volatil fatty acid dalam jumlah yang besar diproduksi. Asam ini menurunkan pH hingga antara 4-5. Dengan pH yang rendah membantuk bahan anorganik melarut, bersamaan dengan konsentrasi volatil acid yang meningkat, menghasilkan kekuatan ion yang tinggi. Tahap kedua dari proses anaerobik terjadi ketika jumlah bakteri methanogenesis meningkat. Volatil acid yang diproduksi oleh bakteri fakultatif anaerobik dan bahan organik lain dirubah menjadi metana dan karbondioksida.(Qasim,1994)

Dekomposisi sampah, khususnya zat organik dalam kondisi anaerobik dapat mengakibatkan produksi gas bio. Secara garis besar proses pembentukan gas bio dapat dilihat pada Gambar 1 dan dibagi dalam tiga tahap yaitu: hidrolisis, asidifikasi (pengasaman) dan pembentukan gas metana (Sufyandi, 2001).
Pada tahap hidrolisis, bahan organik dienzimatik secara eksternal oleh enzim ekstraselular (selulose, amilase, protease dan lipase) mikroorganisme. Bakteri memutuskan rantai panjang karbohidrat komplek, protein dan lipida menjadi senyawa rantai pendek. Sebagai contoh polisakarida diubah menjadi monosakarida sedangkan protein diubah menjadi peptida dan asam amino.

Pada tahap ini bakteri menghasilkan asam, mengubah senyawa rantai pendek hasil proses pada tahap hidrolisis menjadi asam asetat, hidrogen (H2) dan karbondioksida. Bakteri tersebut merupakan bakteri anaerobik yang dapat tumbuh dan berkembang pada keadaan asam. Untuk menghasilkan asam asetat, bakteri tersebut memerlukan oksigen dan karbon yang diperoleh dari oksigen yang terlarut dalam larutan. Pembentukan asam pada kondisi anaerobik tersebut penting untuk pembentuk gas metana oleh mikroorganisme pada proses selanjutnya. Selain itu bakteri tersebut juga mengubah senyawa yang bermolekul rendah menjadi alkohol, asam organik, asam amino, karbondioksida, H2S, dan sedikit gas metana.

Pada tahap ini bakteri metanogenik mendekomposisikan senyawa dengan berat molekul rendah menjadi senyawa dengan berat molekul tinggi. Sebagai contoh bakteri ini menggunakan hidrogen, CO2 dan asam asetat untuk membentuk metana dan CO2. Bakteri penghasil asam dan gas metana bekerjasama secara simbiosis. Bakteri penghasil asam membentuk keadaan atmosfir yang ideal untuk bakteri penghasil metana. Sedangkan bakteri pembentuk gas metana menggunakan asam yang dihasilkan bakteri penghasil asam. Tanpa adanya proses simbiotik tersebut, akan menciptakan kondisi toksik bagi mikroorganisme penghasil asam.

Komposisi gas bio berkisar antara 60 – 70% metana dan 30 – 40% karbon dioksida. Gas bio mengandung gas lain seperti karbon monoksida, hidrogen, nitrogen, oksigen hidrogen sulfida, kandungan gas tergantung dari bahan yang masuk ke dalam biodigester. Nitrogen dan oksigen bukan merupakan hasil dari proses. Hidrogen merupakan hasil dari tahap pembentukan asam, pembentukan hidrogen sulfida oleh bakteri sulfat disebabkan oleh konsentrasi ikatan sulfur. Walaupun hanya sedikit tetapi dapat mencapai 5 % untuk beberapa kotoran (Meynell, 1976).

Karakteristik dari metana murni adalah mudah terbakar (Lapp and Robertson, 1981) selain itu dapat mengakibatkan ledakan (Meynell, 1976). Kandungan metana dengan udara akan menentukan pada kandungan berapa campuran yang mudah meledak dapat dibentuk. Pada LEL (lower explosive limit) 5.4 % metana dan UEL(upper explosive limit) 13.9% basis volume. Dibawah 5.4% tidak cukup metana sedangkan, diatas 14% terlalu sedikit oksigen untuk menyebabkan ledakan. Temperatur yang dapat menyebabkan ledakan sekitar 650 – 750 oC, percikan api dan korek api cukup panas untuk menyebabkan ledakan (Meynell, 1976).

Metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dibanding dengan karbondioksida, selain mudah meledak diketahui merupakan faktor utama pada fenomena pemanasan global (Qasim,1994). Sedangkan untuk karbondioksida dapat menjadi penyebab peningkatan mineral pada air tanah serta membentuk asam karbonik (Damanhuri, 2004). Untuk itu perlu pengelolaan dari gas yang dihasilkan dari dekomposisi sampah.

Pencemaran air tanah oleh lindi
Lindi (Leachate) adalah cairan yang merembes melalui tumpukan sampah dengan membawa materi terlarut atau tersuspensi terutama hasil proses dekomposisi materi sampah atau dapat pula didefinisikan sebagai limbah cair yang timbul akibat masuknya air eksternal kedalam timbunan sampah melarutkan dan membilas materi terlarut, termasuk juga materi organik hasil proses dekomposisi biologis (Damanhuri, 2004).
Zat pencemar organik dan anorganik yang tinggi biasanya merupakan bagian dari lindi. Konsentrasi puncak dari COD dan total solid diatas 50.000 mg/L adalah biasa. Bagaimana pun juga lindi memiliki konsentrasi pencemar yang berbeda beda di tiap lahan berdasarkan umurnya. Peneliti mengatakan bahwa landfill yang masih muda memiliki lindi dengan kekuatan tinggi, dilusi dan penggunaan mikroba dapat menurunkan kekuatan lindi pada landfill yag berumur tua (Qasim, 1994). Tabel 1 menunjukkan komposisi lindi dari landfill berdasarkan umurnya.
Lindi yang berasal dari dekomposisi sampah mengandung bahan pencemar yang dapat menjadi sumber dari polusi air bila terlepas hingga badan air atau air tanah (Qasim, 1994).

Air yang masuk kedalam sampah merupakan sumber dari lindi yang dapat mencemari lingkungan. Pengadaan sistem pengolahan lindi sangat dibutuhkan untuk mengurangi pencemaran air yang dapat terjadi bila lindi keluar dan masuk ke dalam badan air. Setelah lindi dikumpulkan, lindi dapat diolah terlebih dahulu hingga batas yang diijinkan sebelum dibuang ke badan air.

Kharistya Amaru
25305012