PERHITUNGAN NILAI TPH DAN OIL AND GREASE PADA TANAH PRA BIOREMEDIASI
ME M E A SSUR SS UR I NG OI L AND A ND G R E A SE A N D TPH TP H V A L UE OF PR A BI ORE MEDI ATI ATI ON SO SOI L 1
Siti Romadhonah Rabu Siang – Kelompok Kelompok 8 1) Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jl. Raya Dramaga Kampus IPB
[email protected]
Abst Abstrak: Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya karena tidak mempunyai nilai ekonomi. Limbah bengkel ini apabila terbuang ke lingkungan menyebabkan pencemaran di tanah. Secara umum tanah yang terkontaminasi oleh limbah minyak yang mengandung hidrokarbon, dapat diolah melalui proses fisik, kimia maupun biologi. Pengolahan secara biologi salah satunya yaitu bioremediasi. Bioremediasi merupakan proses pemulihan secara biologi terhadap komponen lingkungan yang tercemar. Salah satu teknik bioremediasi adalah biodegradasi yaitu proses penguraian oleh aktivitas mikroba yang mengakibatkan transformasi struktur suatu senyawa sehingga terjadi perubahan integritas molekuler dan toksisitas senyawa tersebut berkurang atau menjadi tidak toksik sama sekali. Penelitian ini bertujuan menghitung nilai konsentrasi oil and grease dan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) pada tanah pra bioremediasi sebagai acuan keberhasilan dari proses bioremediasi. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini yaitu konsentrasi oil and grease yang didapatkan dengan berat sampel tanah sebesar 10.006 gram yaitu, sebesar 4.028%. Sedangkan konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapatkan dengan sampel sebesar 1.209 gram yaitu, 19.851 %. Menurut Kepmen LH Nomor 128 Tahun 2003, bahwa kosentrasi TPH maksimum yang diijinkan untuk mengolah tanah tercemar dengan bioremediasi adalah 15%. Sedangkan konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapat lebih dari 15%, sehingga perlu dilakukan pengolahan seperti, oil recovery. K ata K unci unci : bioremediasi, oil and grease, TPH
Abst Abstrack: rack: Waste is a waste that its presence at a certain time and place is not desired by its economic environment because it hasn’t economic
value. Waste this workshop if wasted to the environment cause pollution in the soil. In general, soils contaminated by oil waste containing hydrocarbons can be processed through physical, chemical and biological processes. Biological treatment of one of them is bioremediation. Bioremediation is a biological process of recovery against contaminated environmental components. One bioremediation technique is biodegradation that is the process of decomposition by microbial activity resulting in the transformation of the structure of a compound resulting in a change in molecular integrity and the toxicity of the compound is reduced or becomes non-toxic at all. This study aims to calculate the value of oil and grease concentration and Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) on pre-bioremediation soil as a reference for the success of the bioremediation process. The results obtained from this research are the concentration of oil and grease obtained with the weight of soil samples of 10.006 grams that is, at 4.028%. While the concentration of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) obtained with a sample of 1,209 grams, is 19.851%. According to the Decree of LH Number 128 of 2003, the maximum permissible concentration of TPH to treat soils contaminated with bioremediation is 15%. While the concentration of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) obtained more than 15%, so that the necessary processing such as oil recovery. K eywords: ywords: bioremediation, oil and grease, TPH
PENDAHULUAN Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya karena tidak mempunyai nilai ekonomi (Soeparman dan Soeparmin 2002). Limbah ini diperoleh dari kegiatan yang dilakukan manusia sehari-hari termasuk kegiatan otomotif. Operasi bengkel
1
sebagai tempat pemeliharaan dan perbaikan alat-alat transportasi, menghasilkan limbah hidrokarbon berupa ceceran minyak pelumas, minyak diesel dan gasoline (Tiwary 2001). Kegiatan perawatan kendaraan bermotor menghasilkan limbah yang merupakan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) dan non-B3. Limbah B3 ini berupa oli bekas, aki bekas, dan alat-alat pada kendaraan bermotor. Oli merupakan campuran dari hidrokarbon kental ditambah berbagai bahan kimia aditif. Oli bekas sendiri mengandung komponen logam berat seperti besi; timah; cadmium dan mangan, polychlorinated biphenyls (PCBs), dan polyciclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Komponen-komponen ini mengandung sifat beracun tinggi saat terlepas ke lingkungan, terutama tanah yang merupakan tempat berkembangbiaknya makhluk hidup. Limbah bengkel ini apabila terbuang ke lingkungan menyebabkan pencemaran di tanah. Secara umum tanah yang terkontaminasi oleh limbah minyak yang mengandung hidrokarbon, dapat diolah melalui proses fisik, kimia maupun biologi. Pengolahan secara fisik seperti insinerasi (pembakaran) dan kimia (penggunaan bahan kimia) umumnya membutuhkan biaya yang besar dan menimbulkan polutan sekunder, dibandingkan pengolahan secara biologi (Fermor et al 2001). Pengolahan secara biologi dengan memanfaatkan mikroba pada pencemaran tanah (bioremediasi) merupakan alternatif pengolahan yang memiliki kelebihan dari segi lingkungan yaitu efektif, biaya rendah dan proses ramah lingkungan (Kitts dan Kaplan 2004). Bioremediasi merupakan proses pemulihan secara biologi terhadap komponen lingkungan yang tercemar (Baker dan Herson 1994). Salah satu teknik bioremediasi adalah biodegradasi yaitu proses penguraian oleh aktivitas mikroba yang mengakibatkan transformasi struktur suatu senyawa sehingga terjadi perubahan integritas molekuler dan toksisitas senyawa tersebut berkurang atau menjadi tidak toksik sama sekali (Nugroho 2006). Penggunaan bakteri pendegradasi hidrokarbon pada lingkungan yang tercemar minyak akan lebih efektif apabila bakteri tersebut berasal dari areal tercemar tersebut (Rezvani 2006). Penelitian ini bertujuan menghitung nilai konsentrasi oil and grease dan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) pada tanah pra bioremediasi sebagai acuan keberhasilan dari proses bioremediasi. METODOLOGI Penelitian mengenai Oil and Grease dan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) dilaksanakan pada tanggal 17 April 2018 dan 24 April 2018 di Lab Lingkungan dan Lab Limbah Cair dan B3, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan. Penelitian dilaksanakan melalui dua tahapan yaitu, penentuan oil and grease dan TPH. Sebelumnya dilakukan pencampuran tanah dengan oli bekas, dengan kadar 27 kg tanah dan 3 kg oli bekas. Hal tersebut digunakan sebagai contoh uji untuk pengukuran konsentrasi oil and grease dan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH). Langkah pertama penentuan oil and grease yaitu botol vial ditimbang (a 1) terlebih dahulu. Kemudian sampel uji tanah dimasukkan kedalam enlemeyer sebesar 10 gram. Lalu, n-hexane 20 ml dan dikocok dengan stirer selama 15 menit. Kemudian contoh uji didiamkan hingga terjadi pemisahan fasa padatan dan supernatan. Supernatan yang telah terpisah dengan padatan, diambil dengan
2
menggunakan pipet dan dimasukkan kedalam botol vial melalui kertas saring yang berisi Na2SO4. Kemudian, ulangi penambahan n-hexane 2 x 5 ml dengan pengocokan masing-masing selama 5 menit. Setelah itu, dimasukkan kedalam hot plate hingga n-hexane menguap , lalu dioven selama 1 jam. Kemudian, contoh uji yang telah dioven, didinginkan pada desikator 15 – 30 menit, lalu ditimbang (b). Kadar Oil and Grease dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (1). Oil and Grease (%) = Keterangan
: a1 b
……………….. (1)
= Berat botol vial kosong (gram) = Berat botol vial + sampel (gram)
Langkah-langkah penelitian oil and grease dapat dilihat pada Gambar 1. Mulai
Botol vial ditimbang (a 1) Sampel uji tanah dimasukkan kedalam enlemeyer sebanyak 10 gram ditambahkan n-hexane 20 ml dikocok dengan stirrer selama 15 menit Contoh uji didiamkan hingga terjadi pemisahan fasa padatan dan supernatan Supernatan diambil dengan pipet dan dimasukkan ke dalam vial melalui kertas saring yang berisi Na 2SO4 Penambahan n-hexane diulangi sebanyak 2 x 5 ml dengan pengocokan masing-masing 5 menit Contoh uji dipanaskan dalam hot plate sampai n-hexane menguap lalu dioven selama 1 jam Didinginkan pada desikator selama 15-30 menit lalu ditimbang (b)
Selesai
Gambar 1 Langkah-langkah penentuan oil and grease Tahapan ke dua yaitu penentuan Total Petroleum Hydrocarbon (THP). Langkah pertama yaitu silica dimasukkan ke dalam vial yang berisi oil and grease, kemudian ditambahkan n-hexane sebanyak 20 ml. Kemudian campuran oil and grease, silica, dan n-hexane dikocok dengan strirer selama 15 menit. Kemudian contoh uji didiamkan hingga terjadi pemisahan fasa padatan dan supernatan. 3
Supernatan yang telah terpisah dengan padatan, diambil dengan menggunakan pipet dan dimasukkan kedalam botol vial melalui kertas saring yang berisi Na2SO4. Kemudian, ulangi penambahan n-Hexane 2 x 5 ml dengan pengocokan masing-masing selama 5 menit. Setelah itu, dimasukkan kedalam hot plate hingga n-hexane menguap , lalu dioven selama 1 jam. Kemudian, contoh uji yang telah dioven, didinginkan pada desikator 15 – 30 menit, lalu ditimbang (b). Kadar Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2). TPH (%) = Keterangan
: a2 c
……………….. (2)
= Berat botol vial kosong (gram) = Berat botol vial + sampel (gram)
Langkah-langkah penelitian TPH dapat dilihat pada Gambar 2. Mulai
Botol vial ditimbang (a 2) silica dimasukkan ke dalam vial yang berisi oil and grease ditambahkan n-hexane 20 ml dikocok dengan stirrer selama 15 menit Contoh uji didiamkan hingga terjadi pemisahan fasa padatan dan supernatan Supernatan diambil dengan pipet dan dimasukkan ke dalam vial melalui kertas saring yang berisi Na 2SO4 Penambahan n-hexane diulangi sebanyak 2 x 5 ml dengan pengocokan masing-masing 5 menit Contoh uji dipanaskan dalam hot plate sampai n-hexane menguap lalu dioven selama 1 jam Didinginkan pada desikator selama 15-30 menit lalu ditimbang (c)
Selesai
Gambar 2 Langkah-langkah penentuan TPH Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah, botol semprot, timbangan analitik, desikator, botol vial, waterbath, stiler dan
4
erlenmeyer, pipet dan pinset, kertas saring, oven, hot plate, Silika , Tanah percobaan dan oli bekas, N-hexane dan Na2SO4 (dalam bentuk serbuk). PEMBAHASAN Bioremediasi merupakan proses biodegradasi yang produktif menghilangkan bahan berbahaya (B3) yang ada di lingkungan dan dapat mengancam kehidupan manusia, dan biasanya terdapat pada tanah, air dan sedimen (Crawford dan Crawford 1996). Bioremediasi merupakan proses penyehatan (remediasi) secara biologis terhadap komponen lingkungan, tanah dan air yang telah tercemar oleh senyawa senobiotik (asing di alam) dan bersifat rekalsitran (sulit didegradasi), sehingga senyawa tersebut memiliki ketahanan yang tinggi di alam. Pada saat ini teknologi bioremediasi banyak dimanfaatkan untuk menangani limbah senyawa hidrokarbon seperti oil sludge, poly aromatic hidrocarbon ( PAHs), minyak tanah, gasolin, dan minyak diesel. Upaya bioremediasi dengan penambahan nutrien dan mikroba secara umum sudah banyak dilakukan terutama pada hidrokarbon spesifik. Untuk mempercepat proses degradasi bahan pencemar hidrokarbon di tanah, penambahan kompos dapat dilakukan, selain sebagai sumber inokulan juga sumber nutrien dalam tanah. Penambahan nutrien dan mikroba mempercepat terjadinya degradasi bahan pencemar hidrokarbon. Penambahan nutrisi menyebabkan perubahan ekologi mikroba yang dapat mempercepat proses bioremediasi. Kelarutan nitrogen dalam sedimen berpengaruh terhadap proses biodegradasi dan keberhasilan bioremediasi (Lee dan Merlin 1999). Teknik bioremediasi pada umumnya dipakai untuk mengolah lingkungan yang terkena pencemaran, antara lain tanah yang tercemar pestisida, tumpahan minyak di laut, serta tanah yang tercemar minyak bumi atau produk – produk minyak bumi. Pada umumnya bioremediasi dilakukan dengan memakai mikroorganisme dan penambahan nutrisi yang dibutuhkan. Ada beberapa teknik yang dapat dipakai dalam proses bioremediasi, antara lain Bioremediasi in-situ, yaitu proses bioremediasi dimana pencemar, media yang tercemar serta pengolahannya dilakukan pada tempat aslinya (tidak berpindah tempat). Bioremediasi ex-situ, yaitu proses bioremediasi yang dilaksanakan dengan cara mengolah media yang tercemar diluar lokasi pencemaran (berpindah tempat) seperti, land farming yaitu bioremediasi yang dilakukan pada lahan pertanian yang menggunakan alat – alat pertanian untuk prosesnya, dan composting yaitu bioremediasi yang dikondisikan, seteri proses pengomposan yang ditambahakan bahan penggembur ( Ali 2009). Proses composting memiliki 3 tipe , antara lain Sistem windrow, Statik Pile ( Biopile), dan Reaktor Tertutup. Sistem windrow Merupakan salah satu tipe dari composting dengan cara material yang akan diuraikan (dikomposkan) ditumpuk pada satu piringan ( platform) dan berupa gundukan tanah. Statik Pile ( Biopile) yaitu, material yang akan didegradasi dipersiapkan pada suatu tempat, kemudian diberi udara dengan sistem perpipaan yang dihubungkan dengan blower atau kompresor. Reaktor Tertutup yaitu, suatu proses pengomposan yang dilakukan dalan kondisi ruang tertutup (Ali 2009). Penelitian yang dilakukan pada tahapan pra-bioremediasi yaitu mencampurkan tanah dengan oli bekas. Data perhitungan oil and grease pada penelitian ini disajikan dalam Tabel 1.
5
Tabel 1 Hasil perhitungan Oil and Grease No Tabung 9
a1
Berat Vial + Isi (gram) b
Berat Sampel (gram)
Oil and Grease (%)
36.82
37.223
10.006
4.028
Berat Vial (gram)
Berdasarkan Tabel 1, bahwa berat vial kosong yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, 36.82 gram. Setelah melewati beberapa proses berat vial dan contoh uji sebesar 37.223 gram. Berat sampel atau contoh uji yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, 10.006 gram. Sehingga pada pra-bioremediasi didapatkan kandungan oil and grease sebesar 4.028%. Selain perhitungan oil and grease, pada tahap pra-bioremediasi juga dihitung nilai Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) sebagai parameter pra-bioremediasi. Tingkat degradasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) merupakan salah satu parameter dalam menentukan keberhasilan proses bioremediasi limbah hidrokarbon minyak bumi beserta turunannya. Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) menggambarkan jumlah hidrokarbon dengan berbagai macam panjang rantainya tanpa melihat jenisnya yaitu alisiklik, aromatik, atau alifatik. Menurut Kepmen LH Nomor 128 tahun 2003, TPH awal sebelum proses bioremediasi adalah tidak lebih dari 15%, sedangkan nilai hasil akhhir pengolahannya 10000 mgkg-1 atau 1%. Data perhitungan Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) pada penelitian ini disajikan dalam Tabel 2. Tabel 2 Hasil perhitungan Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) No Tabung 18
Berat Vial (gram) a2 36.422
Berat Vial + Isi (gram) c 36.662
Berat Sampel (gram)
TPH (%)
1.209
19.851
Berdasarkan Tabel 2, berat vial kosong yang digunakan dalam penelitian Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) sebesar 36.422 gram. Berat contoh uji atau sampel yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebesar 1.209 gram. Setelah melewati beberapa proses berat botol vial dan contoh uji sebesar 36.662 gram. Sehingga dalam perhitungan Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapatkan sebesar 19.851 %. Menurut Kepmen LH Nomor 128 Tahun 2003 tentang Tata Cara dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi Oleh Minyak Bumi Secara Biologis , bahwa kosentrasi Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) maksimum yang diijinkan untuk mengolah tanah tercemar dengan bioremediasi adalah 15%. Konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapatkan pada penelitian ini diatas 15%. Konsentrasi hidrokarbon minyak bumi diatas 15%, harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu yang tujuannya adalah pemanfaatan. Salah satu contohnya adalah oil recovery. KLH mempertimbangkan bahwa konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) lebih dari 15% masih memiliki potensi pemanfaatan. Perlu dicermati bahwa pengolahan yang dimaksudkan dalam dalam Kepmen LH Nomor 128 Tahun 2003 adalah pengolahan yang tujuannya untuk pemanfaatan. Tidak diijinkan pengolahan yang ditujukan untuk mengencerkan konsentrasi limbah misalnya dengan pencampuran.
6
SIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian konsentrasi oil and grease dan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) pada tanah pra bioremediasi digunakan sebagai acuan keberhasilan dari proses bioremediasi. Hasil kosentrasi oil and grease yang didapatkan dengan berat sampel tanah sebesar 10.006 gram yaitu, sebesar 4.028%. Sedangkan konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapatkan dengan sampel sebesar 1.209 gram yaitu, 19.851 %. Menurut Kepmen LH Nomor 128 Tahun 2003 tentang Tata Cara dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi Oleh Minyak Bumi Secara Biologis , bahwa kosentrasi TPH maksimum yang diijinkan untuk mengolah tanah tercemar dengan bioremediasi adalah 15%. Sedangkan konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) yang didapat lebih dari 15%, sehingga perlu dilakukan pengolahan seperti, oil recovery. Saran Pelaksanaan penelitian yang dilakukan seharusnya lebih kodusif, dan pemahaman mengenai metode yang digunakan harus lebih diperhatikan, agar hasil data yang didapatkan sesuai atau akurat. Daftar Pustaka Ali M. 2009. Pembersihan Lahan Tercemar Tumpahan Hidrokarbon dengan Teknik Biopile. Surabaya (ID) : UPN Veteran Jawa Timur. Baker KH, Herson DS. 1994. Bioremediation. New York (US) : McGraw-Hill Inc. Crawford LD, Crawford LR. 1996. Bioremediation: Principles and Application. England (GB) : Cambridge University Press. Fermor TR, Reid BJ, Semple KT. 2001. Impact of composting strategi on the treatment of soil contaminated with organik pollution. Review Environmental Pollution.11 (2) : 269 - 283. Kitts LC, Kaplan WC. 2004. Bacterial succession in a petroleum land treatment. Applied and Environmental Microbiology. 70 (3) : 1777-1786. Lee K, Merlin FX. 1999. Bioremediation of oil on shoreline envionments: development of techniques and guidelines. Pure and Applied Chemistry. 7 (1): 161-171. Nugroho A. 2006. Biodegradasi sludge minyak bumi dalam skala mikrokosmos. Makara Teknologi. 10 (2) : 82-89. Rezvani R. 2006. Analisis Penerapan Dissolved Air Flotation sebagai Metode Alternatif Penanganan Limbah Kapal pada Rancangan Port Reception Facility di Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya [Skripsi]. Surabaya (ID) : Institut Teknologi Sepuluh November. Soeparman, Suparmin. 2002. Pembuangan Tinja dan Limbah Cair Suatu Pengantar . Jakarta (ID) : EGC. Tiwary RK. 2001. Environmental impact of coal mining on water regime and its management. Water Air and Soil Pollution. 13 (2) : 185-199.
7
Lampiran 1 Contoh Perhitungan konsentrasi oil and grease dan Total Petroleum Hidrokarbon (TPH)
Oil and Grease (%)
= =
% %
= 4.028 %
TPH (%)
= =
%
%
= 18.851 %
8
