Makalah Limbah Udang POTENSI LIMBAH UDANG SEBAGAI PENYERAP LOGAM BERAT (TIMBAL, KADMIUM, DAN TEMBAGA) DI PERAIRAN
Oleh : Marganof P. 062030111 PSLE-mail : Marganof@yahoo.com
http://rudyct.topcities.com/pps702_71034/marganof.htm
Abstrak
Pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam-logam berat seperti kadmium, timbal dan tembaga yang berasal dari limbah industri sudah lama diketahui. Untuk menghilangkan bahan pencemar perairan tersebut hingga kini masih terus dikembangkan. Penggunaan biomaterial merupakan salah satu teknologi yang dapat dipertimbangkan, mengingat meterialnya mudah didapatkan dan membutuhkan biaya yang realtif murah sebagai bahan penyerap senyawa beracun dalam air limbah.
Limbah udang yang berupa kulit, kepala, dan ekor dengan mudah didapatkan mengandung senyawa kimia berupa khitin dan khitosan. Senyawa ini dapat diolah dan dimanfaatkan sebagai bahan penyerap logam-logam berat yang dihasilkan oleh limbah industri. Hal ini dimungkinkan karena senyawa khitin dan khitosan mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi, reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berpungsi sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah.
Kata kunci : logam berat, khitin, khitosan, koagulasi, absorben
Pendahuluan
Pembangunan yang pesat dibidang ekonomi disatu sisi akan meningkatkan kualitas hidup manusia, yaitu dengan meningkatnya pendapatan masyarakat, tetapi di sisi lain akan berakibat pada penurunan kesehatan akibat adanya pencemaran yang berasal dari limbah industri dan rumahtangga. Hal ini karena kurangnya atau tidak memadainya fasilitas atau peralatan untuk menangani dan mengelola limbah tersebut.
Salah satu pencemaran pada badan air adalah masuknya logam berat. Peningkatan kadar logam berat di dalam perairan akan diikuti oleh peningkatan kadar zat tersebut dalam organisme air seperti kerang, rumput laut dan biota laut lainnya. Pemanfatan organisme ini sebagai bahan makanan akan membahayakan kesehatan manusia.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan maka berkembang pulalah industri-industri. Akibatnya lingkungan menjadi salah satu sasaran pencemaran, terutama sekali lingkungan perairan yang sudah pasti terganggu oleh adanya limbah industri, baik industri pertanian maupun industri pertambangan. Kebanyakan dari limbah itu biasanya dibuang begitu saja tanpa pengolahan terlebih dahulu.
Berbagai metode seperti penukar ion, penyerapan dengan karbon aktif (Rama, 1990) dan pengendapan secara elektrolisis telah dilakukan untuk menyerap bahan pencemar beracun dari limbah, tetapi cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi dalam pengoperasiannya. Penggunaan bahan biomaterial sebagai penyerap ion logam berat merupakan alternatif yang memberikan harapan. Sejumlah biomaterial seperti lumut (Low et al., 1977), daun teh (Tan dan Majid, 1989), sekam padi (Munaf , 1997), dan sabut kelapa sawit (Munaf, 1999), begitu juga dari bahan non biomaterial seperti perlit, tanah gambut, lumpur aktif dan lain-lain telah digunakan sebagai bahan penyerap logam-logam berat dalam air limbah.
Kulit udang yang mengandung senyawa kimia khitin dan khitosan merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak, yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal.
Dengan adanya sifat-sifat khitin dan khitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat, maka menyebabkan khitin dan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah ( Hirano, 1986). Karena berperan sebagai penukar ion dan sebagai absorben maka khitin dan khitosan dari limbah udang berpotensi dalam memcahkan masalah pencemaran lingkungan perairan dengan penyerapan yang lebih murah dan bahannya mudah didapatkan.
Limbah Udang sebagai Material Penyerap Logam Berat
Sebagian besar limbah udang berasal dari kulit, kepala, dan ekornya. Fungsi kulit udang tersebut pada hewan udang (hewan golongan invertebrata) yaitu sebagai pelindung (Neely dan Wiliam, 1969). Kulit udang mengandung protein (25 % - 40%), kalsium karbonat (45% - 50%), dan khitin (15% - 20%), tetapi besarnya kandungan komponen tersebut tergantung pada jenis udangnya. sedangkan kulit kepiting mengandung protein (15,60% - 23,90%), kalsium karbonat (53,70 – 78,40%), dan khitin (18,70% - 32,20%), hal ini juga tergantung pada jenis kepiting dan tempat hidupnya (Focher et al., 1992)
Kandungan khitin dalam kulit udang lebih sedikit dari kulit kepiting, tetapi kulit udang lebih mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak sebagai limbah.
Khitin berasal dari bahasa Yunani yang berarti baju rantai besi, pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan fungiue. Pada tahun 1823 Odins mengisolasi suatu senyawa kutikula serangga janis ekstra yang disebut dengan nama khitin (Neely dan Wiliam, 1969). Khitin merupakan konstituen organik yang sangat penting pada hewan golongan orthopoda, annelida, molusca, corlengterfa, dan nematoda. Khitin biasanya berkonyugasi dengan protein dan tidak hanya terdapat pada kulit dan kerangkanya saja, tetapi juga terdapat pada trachea, insang, dinding usus, dan pada bagian dalam kulit pada cumi-cumi (Neely dan Wiliam, 1969). Adanya khitin dapat dideteksi dengan reaksi warna Van Wesslink. Pada cara ini khitin direaksikan dengan I2-KI yang memberikan warna coklat, kemudian jika ditambahkan asam sulfat berubah warnanya menjadi violet. Perubahan warna dari coklat hingga menjadi violet menunjukan reaksi positif adanya khitin.
Khitin termasuk golongan polisakarida yang mempunyai berat molekul tinggi dan merupakan melekul polimer berantai lurus dengan nama lain -(1-4)-2-asetamida-2-dioksi-D-glukosa (N-asetil-D-Glukosamin) (Hirano, 1986; Tokura, 1995). Struktur khitin sama dengan selulosa dimana ikatan yang terjadi antara monomernya terangkai dengan ikatan glikosida pada posisi -(1-4). Perbedaannya dengan selulosa adalah gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon yang kedua pada khitin diganti oleh gugus asetamida (NHCOCH2) sehingga khitin menjadi sebuah polimer berunit N-asetilglukosamin (The Merck Indek, 1976).
Khitin mempunyai rumus molekul C18H26N2O10 (Hirano, 1976) merupakan zat padat yang tak berbentuk (amorphous), tak larut dalam air, asam anorganik encer, alkali encer dan pekat, alkohol, dan pelarut organik lainnya tetapi larut dalam asam-asam mineral yang pekat. Khitin kurang larut dibandingkan dengan selulosa dan merupakan N-glukosamin yang terdeasetilasi sedikit, sedangkan khitosan adalah khitin yang terdeasetilasi sebanyak mungkin.
Khitosan yang disebut juga dengan -1,4-2 amino-2-dioksi-D-glukosa merupakan turunan dari khitin melalui proses deasetilasi. Khitosan juga merupakan suatu polimer multifungsi karena mengandung tiga jenis gugus fungsi yaitu asam amino, gugus hidroksil primer dan skunder. Adanya gugus fungsi ini menyebabkan khitosan mempunyai kreatifitas kimia yang tinggi (Tokura, 1995).
Khitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl dan HNO3, dan H3 PO4, dan tidak larut dalam H2SO4. Khitosan tidak beracun, mudah mengalami biodegradasi dan bersifat polielektrolitik (Hirano, 1986). Disamping itu khitosan dapat dengan mudah berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein. Oleh karena itu, khitosan relatif lebih banyak digunakan pada berbagai bidang industri terapan dan induistri kesehatan (Muzzarelli, 1986)
Saat ini budi daya udang dengan tambak telah berkembang dengan pesat, karena udang merupakan komoditi ekspor yang dapat dihandalkan dalam meningkatkan ekspor non -migas dan merupakan salah satu jenis biota laut yang bernilai ekonomis tinggi. Udang di Indonesia pada umumnya diekspor dalam bentuk udang beku yang telah dibuang bagian kepala, kulit, dan ekornya.
Limbah yang dihasilkan dari proses pembekuan udang, pengalengan udang, dan pengolahan kerupuk udang berkisar antara 30% - 75% dari berat udang. Dengan demikian jumlah bagian yang terbuang dari usaha pengolahan udang cukup tinggi (Anonim, 1994). Limbah kulit udang mengandung konstituen utama yang terdiri dari protein, kalsium karbonat, khitin, pigmen, abu, dan lain-lain (Anonim, 1994)
Meningkatnya jumlah limbah udang masih merupakan masalah yang perlu dicarikan upaya pemanfaatannya. Hal ini bukan saja memberikan nilai tambah pada usaha pengolahan udang, akan tetapi juga dapat menanggulangi masalah pencemaran lingkungan yang ditimbulkan, terutama masalah bau yang dikeluarkan serta estetika lingkungan yang kurang bagus (Manjang, 1993).
Saat ini di Indonesia sebagian kecil dari limbah udang sudah termanfaatkan dalam hal pembuatan kerupuk udang, petis, terasi, dan bahan pencampur pakan ternak. Sedangkan di negara maju seperti Amerika Serikat dan Jepang, limbah udang telah dimanfaatkan di dalam industri sebagai bahan dasar pembuatan khitin dan khitosan. Manfaatnya di berbagai industri modern banyak sekali seperti industri farmasi, biokimia, bioteknologi, biomedikal, pangan, kertas, tekstil, pertanian, dan kesehatan. Khitin dan khitosan serta turunannya mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi dan penebal emulsi (Lang, 1995).
Isolasi khitin dari limbah kulit udang dilakukan secara bertahap yaitu tahap pemisahan protein (deproteinasi) dengan larutan basa, demineralisasi, tahap pemutihan (bleancing) dengan aseton dan natrium hipoklorit. Sedangkan transformasi khitin menjadi khitosan dilakukan tahap deasetilasi dengan basa berkonsentrasi tinggi, seperti terlihat pada gambar 1 (Ferrer et al., 1996; Arreneuz, 1996., dan Fahmi, 1997)
Khitin dan khitosan yang diperoleh dari limbah kulit udang digunakan sebagai absorben untuk menyerap ion kadmium, tembaga, dan timbal dengan cara dinamis dengan mengatur kondisi penyerapan sehingga air yang dibuang ke lingkungan menjadi air yang bebas dari ion-ion logam berat. Mengingat besarnya manfaat dari senyawa khitin dan khitosan serta tersedianya bahan baku yang banyak dan mudah didapatkan maka perlu pengkajian dan pengembangan dari limbah ini sebagai bahan penyerap terhadap logam-logam berat diperairan.
Gambar 1. Diagram Alir Metode Isolasi khitin dari Limbah Udang
Logam Berat Beracun di Perairan
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Sebagian logam berat seperti timbal (Pb), kadmium (Cd), dan merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang berbahaya. Afinitas yang tinggi terhadap unsur S menyebabkan logam ini menyerang ikatan belerang dalam enzim, sehingga enzim bersangkutan menjadi tak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium, timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transpormasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau mengkatalis penguraiannya (Manahan, 1977).
Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, maka tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co) (Sutamihardja dkk, 1982). Menurut Darmono (1995) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+ >Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+. Sedangkan menurut Kementrian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu bersifat toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co, sedangkan bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.
Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Hal ini berkaitan dengan sifat-sifat logam berat ( PPLH-IPB, 1997; Sutamihardja dkk, 1982) yaitu :
1. Sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan)
2. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut
3. Mudah terakumulasi di sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam dalam air. Disamping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan masa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu
Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan. Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalam penyepuhan listrik, pada pembuatan alloy, dan baterai alkali. Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek keracunan yang dapat ditimbulkannya berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan pada sistem ginjal dan kelenjer pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang (Clarkson, 1988; dan Saeni, 1997)
Tembaga merupakan logam yang ditemukan dialam dalam bentuk senyawa dengan sulfida (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan listrik, gelas , dan alloy. Tembaga masuk keperairan merupakan faktor alamiah seperti terjadinya pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik.
Pada konsentrasi 2,3 – 2,5 mg/l dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan pada selaput lendir (Saeni, 1997). Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa hemoglobin dan tidak mudah dieksresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan protein, sebagian dieksresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang kefeses, sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan tuberkulosis.
Logam timbal (Pb) berasal dari buangan industri metalurgi, yang bersifat racun dalam bentuk Pb-arsenat. Dapat juga berasal dari proses korosi lead bearing alloys. Kadang-kadang terdapat dalam bentuk kompleks dengan zat organik seperti hexaetil timbal, dan tetra alkil lead (TAL) (Iqbal dan Qadir, 1990)
Pada hewan dan manusia timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan minuman yang dikomsumsi serta melalui pernapasan dan penetrasi pada kulit. Di dalam tubuh manusia, timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, kolik khusus, muntah dan pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan saraf dan mengganggu sistem reproduksi, kelainan ginjal, dan kelainan jiwa (Iqbal dkk 1990; Pallar, 1994)
Proses perjalanan logam berat dari sumber pencemar hingga sampai ke tubuh manusia digambarkan dalam gambar 1 (Suwirma, 1988).
Gambar 2. Skema perjalanan logam berat dari sumber pencemar sampai ke tubuh manusia
Penutup
Berdasarkan urian di atas dapat dinyatakan bahwa pemanfaatan limbah udang sebagai bahan penyerap ion logam berat pada perairan sudah seharusnya dapat dikembangkan. Hal ini memungkinkan untuk dilaksanakan mengingat limbah udang yang mudah didapat dengan proses yang relatif mudah dan sekaligus dapat meningkatkan estetika lingkungan dari bau yang ditimbulkan limbah. Disamping itu dengan mengembangkan alternatif penyerapan logam berat yang bersifat racun bagi kehidupan organime akan dapat meningkatkan kesehatan masyarakat dan juga dapat meningkatkan taraf hidup bangsa Indonesia.
Daftar Pustaka
Anonim, 1994. Pengolahan dan Pemanfaatan Limbah Hasil Perairan Seri I. Dirjen Perikanan, Jakarta.
Arreneuz, S. 1996. Isolasi Khitin dan Transformasinya menjadi Khitosan dari Limbah Kepiting Bakau (Seylla Serrata) [Skripsi]. Bandung: Universitas Jendral Ahmad Yani, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Fahmi, R. 1997. Isolasi dan Transformasi Khitin Menjadi Khitosan. Jurnal Kimia Andalas. 3 (1) : 61 – 68.
Ferrer, J., G. Paez, Z. Marmol, E. Ramons, H. Garcia and C.F. Forster. 1996. Acid hydrolysis of Shrimp ShellWastes and The Production of Single Chell Protein from The Hydrolysate. Journal Bioresour Technology. 57 (1) : 55 – 60.
Focher, B., Naggi, A., Tarri, G., Cosami, A. and Terbojevich, M. 1992. Structural Differences Between Chitin Polymorphs and Their Precipitates from Solution Evidence from CP-MAS 13 C-NMR, FT-IR and FT-Raman Spectroscopy. Charbohidrat Polymer. 17 (2) : 97 – 102.
Hirano, S. 1986. Chitin and Chitosan. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Republicka of Germany. 5th . ed. A 6: 231 – 232.
------------ 1995. Biomedical and Animal Feed Additive Application of Chitin and Chitosan. Collerction of Working Papers 28. Universiti Kebangsaan Malaysia. 24 : 221 –0 226.
Iqbal, H. Z. and M.A. Qodir. 1990. AAS determination of Lead and Cadmium in Leaves Polluted by Vehicles Exhoust. Interface. Juornal Environmental Analytic Chemistry. 38 (4) : 533 – 538
KPPL DKI Jakarta dan PPLH IPB. 1997. Studi Potensi Kawasan Perairan Teluk Jakarta, Laporan Akhir
Lang, G. 1995. Chitosan Derivatives-Preparation and Potential Uses. Collection of working Papers 28. Universiti Kebangsaan Malaysia. 11 : 109 – 114
Low, K.S., C.K. Lee and S.G. Tan. 1997. Sorption of Trivalent Chromium from Tannery Waste by Moss. Juornal Environmental Technology. 18 : 449 – 454
Manahan, S.E. 1977. Environmental Chemistry. Second Ed. Williard Press. Boston
Manjang, Y. 1993. Analisa Ekstrak Berbagai Jenis Kulit Udang Terhadap Mutu Khitosan. Jurnal Penelitian Andalas. 12 (V) : 138 – 143
Mittinen, J.K. 1977. Inorganic Trace Element as Water Pollutan to Healt and Aquatic Biota dalam F. Coulation an E. Mrak, Ed. Water Quality Procced of an Int. Forum. Academic Press. New york
Munaf, E dan R. Zein. 1999. Pemanfaatan Sabut Kelapa Sawit untuk Menyerap Ion Logam Kadmium dan Kromium Dalam Air Limbah. Jurnal Kimia Andalas. 5 (1) : 10 – 14
Muzzarelli, R.A.A. 1986. Chitin. Faculty of Medicine Univeersity of Ancona. Italy. Pergamon Press. 81 –87
Neely, M.C.H and William. 1969. Chitin and Its Derivates in Industrial. Gums Kelco Company California. 193 – 212
Pallar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta. Jakarta. pp.61 –73, 116 – 137
Rama, D.P., and Rama Krisha Naidu, G. 1990. Enrichment of Trace Metals in Water on Activated Carbon. Analyst. 115 : 1469 – 1471
Saeni, M.S. 1997. Penentuan Tingkat Pencemaran Logam Berat dengan Analisis Rambut. Orasi Ilmiah, Guru Besar Tetap Ilmu Kimia Lingkungan, Fakultas Matematika dan IPA IPB. Bogor
Sutamihardja, R.T.M., Adnan, K. dan Sanusi. 1982. Perairan Teluik Jakarta Ditinjau dar Tingkat Pencemarannya. Fakultas Pascasarjana, Jurusan PSL. IPB
Suwirma, S., Surtipanti, S., dan Thamsil, L. 1988. Distribusi Logam Berat Hg, Pb, Cd, Cr, Cu, dan Zn dalam Tubuh Ikan. Majalah Batan. 9 (8) : 9 – 16
Tan, W. T. and A.r. Majid Khan. 1989. Removal of Lead, Cadmium and Zinc by Waste Tea Leaves. Journal Environmental Technology. 9: 1223 – 1232
The Merck Indek an Encyclopedia of Chemicals and Drugs. 1976. Chitin. 9th . Ed. Merck and Co. Int.Rahway. N.J. USA. pp. 259
Tokura, S. and N. Nishi. 1995. Specification and Characterization of Chitin and Chitosan. Collection of Working Papers. 28. Univesiti Kebangsaan Malaysia 8 : 67 – 78
Biologi Resources > Biology - Dasar Pengolahan Limbah > Pengelolaan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah Melalui Penerapan Konsep Produksi Bersih
Pengelolaan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah Melalui Penerapan Konsep Produksi Bersih
oleh : Hidayatullah, Gunawan, Kooswardhono Mudikdjo1, dan Erliza, N.2
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Bengkulu, Jl. Irian Km 615 Bengkulu 38119
Insitut Pertanian Bogor, Jl. Raya Padjadjaran Bogor
ABSTRACT
Development activities should take into account the environment capacity and quality. Dairy farm business with scale more than 20 cattle’s and located in same place tends to pollute environment, but better waste management applied will give an aditional benefit to the environment. Dairy farm system applying cleaner production was an alternative in minimizing cattle waste. This study aimed to evaluate the benefit of dairy farm system life cycle applying cleaner production and how much the pollutant concentration in liquid waste could be minimized. Data collected were life cycle process of dairy farm system, waste management system and characteristics of liquid waste of dairy farm. Water samples collected three times from liquid waste tanks were analyzed in Chemistry Laboratory Faculty of Mathematics and Life Sciences, University of Sebelas Maret, Solo. The results were compared to the quality standard of liquid waste. The result showed that integrated farming system applying cleaner production as able to increase additional benefit for the farming system (B/C Ratio > 1) and reduced the liquid waste discharged to the environment. The result, of water quality were (pH = 7.25; Total Dissolved Suspension (TDS) = 804 mg/L; Total Solid Suspension (TSS) =356 mg/L; Chemistry Oxigen Demand (COD) = 48 mg/L; Biology Oxigen Demand (BOD) = 240 mg/L; Nitrite = 0.06 mg/L; Nitrate = 0.09 mg/L; NH3-N = 0.39 mg/L; H2S = 0.54 mg/L). These concentrations were still below the maximum quality standard allowed.
Key words : dairy cattle, wastes, cleaner production, Solo
ABSTRAK
Kegiatan pembangunan peternakan perlu memperhatikan daya dukung dan kualitas lingkungan. Usaha peternakan sapi perah dengan skala usaha lebih dari 20 ekor dan relatif terlokalisasi akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Pencemaran ini disebabkan oleh pengelolaan limbah yang belum dilakukan dengan baik, tetapi kalau dikelola dengan baik, limbah tersebut memberikan nilai tambah bagi usaha peternakan dan lingkungan di sekitarnya. Sistem usaha peternakan dengan penerapan produksi bersih merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam meminimisasi limbah ternak. Penelitian tentang Pengelolaan Limbah Cair Sapi Perah Melalui Penerapan Produksi Bersih ini telah dilakukan di CV. Lembah Hijau Multifarm (LHM) Solo, Jawa Tengah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengelolaan limbah padat dan cair sapi perah melalui penerapan produksi bersih dan berapa besar kadar polutan dalam limbah cair ternak dapat diminimisasi. Data yang dikumpulkan meliputi proses daur hidup sistem usaha peternakan, sistem pengelolaan limbahnya dan karateristik limbah cair sapi perah. Contoh air diambil sebanyak tiga kali dan dianalisis di Lab. Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Solo dan dibandingkan dengan baku mutu limbah cair. Hasil penelitian menunjukkan daur hidup sistem usahatani yang dilakukan mampu meningkatkan keuntungan bagi sistem tersebut (B/C Ratio >1) dan mengurangi limbah yang terbuang ke lingkungan. Hasil analisis kualitas air adalah Derajat Keasaman (pH) = 7,25; Total Dissolved Suspention (TDS) = 804 mg/L; Total Solid Suspention (TSS) = 356 mg/L; Chemistry Oxigen Demand (COD) = 483 mg/L; Biology Oxigen Demand (BOD) = 240 mg/L; Nitrit = 0,003 mg/L; Nitrat = 0,09 mg/L; NH3-N = 0,39 mg/L; H2S = 0,54 mg/L. Kadar polutan dalam limbah cair tersebut semuanya masih berada di bawah baku mutu limbah cair maksimum yang diperbolehkan. Kata kunci : usaha peternakan sapi perah, limbah, produksi bersih, Solo.
PENDAHULUAN
Usaha peternakan sapi perah, dengan skala lebih besar dari 20 ekor dan relatif terlokalisasi akan menimbulkan masalah terhadap lingkungan (SK.Mentan. No.237/Kpts/RC410/ 1991 tentang batasan usaha peternakan yang harus melakukan evaluasi lingkungan). Populasi sapi perah di Indonesia terus meningkat dari 334.371 ekor pada tahun 1997 menjadi 368.490 ekor pada tahun 2001 dan limbah yang dihasilkan pun akan semakin banyak (BPS, 2001). Satu ekor sapi dengan bobot badan 400–500 kg dapat menghasilkan limbah padat dan cair sebesar 27,5-30 kg/ekor/hari. Limbah peternakan umumnya meliputi semua kotoran yang dihasilkan dari suatu kegiatan usaha peternakan, baik berupa limbah padat dan cairan, gas, ataupun sisa pakan (Soehadji, 1992). Ditambahkan oleh Soehadji (1992), limbah peternakan adalah semua buangan dari usaha peternakan yang bersifat padat, cair dan gas. Limbah padat merupakan semua limbah yang berbentuk padatan atau dalam fase padat (kotoran ternak, ternak yang mati atau isi perut dari pemotongan ternak). Limbah cair adalah semua limbah yang berbentuk cairan atau berada dalam fase cair (air seni atau urine, air pencucian alat-alat). Sedangkan limbah gas adalah semua limbah yang berbentuk gas atau berada dalam fase gas. Menurut Juheini (1999), sebanyak 56,67 persen peternak sapi perah membuang limbah ke badan sungai tanpa pengelolaan, sehingga terjadi pencemaran lingkungan. Pencemaran ini disebabkan oleh aktivitas peternakan, terutama berasal dari limbah yang dikeluarkan oleh ternak yaitu feses, urine, sisa pakan, dan air sisa pembersihan ternak dan kandang (Charles, 1991; Prasetyo et al., 1993). Adanya pencemaran oleh limbah peternakan sapi sering menimbulkan berbagai protes dari kalangan masyarakat sekitarnya, terutama rasa gatal ketika menggunakan air sungai yang tercemar, di samping bau yang sangat menyengat. Pengelolaan limbah yang kurang baik akan menjadi masalah serius pada usaha peternakan sapi perah. Sebaliknya bila limbah ini dikelola dengan baik dapat memberikan nilai tambah. Salah satu upaya untuk mengurangi limbah adalah mengintegrasikan usaha tersebut dengan beberapa usaha lainnya, seperti penggunaan suplemen pada pakan, usaha pembuatan kompos, budidaya ikan, budidaya padi sawah, sehingga menjadi suatu sistem yang saling sinergis. Upaya memadukan tanaman, ternak dan ikan di lahan per-tanian memiliki manfaat ekologis dan ekonomis. Laju pertumbuhan produktivitas usaha pertanian merupakan interaksi di antara berbagai faktor yang ada dalam sistem usahatani. Sebagai upaya bagi peningkatan sistem usahatani diperlukan teknologi alternatif untuk memperbaiki produkti-vitas lahan dan meningkatkan pendapatan petani, antara lain melalui teknologi sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih. Bapedal (1998) menyatakan bahwa produksi bersih merupakan suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif dan terpadu yang perlu diterapkan terus menerus pada proses produksi dan praproduksi, sehingga mengurangi risiko terhadap manusia dan lingkungan. Produksi bersih tidak hanya menyangkut proses produksi, tetapi juga menyangkut pengelolaan seluruh daur hidup produksi, yang dimulai dari pengadaan bahan baku dan pendukung, proses dan operasi, hasil produksi dan limbahnya sampai ke distribusi serta konsumsi. Semua industri di seluruh dunia semakin menyadari keuntungan yang dapat diperoleh dari produksi bersih dan mereka telah mengembangkan program tersebut di perusahaannya. Strategi produksi bersih yang telah diterapkan di berbagai negara menunjukkan hasil yang lebih efektif dalam mengatasi dampak lingkungan dan juga memberikan beberapa keuntungan Bapedal (1998), antara lain a). Penggunaan sumberdaya alam menjadi lebih efektif dan efisien; b). Mengurangi atau mencegah terbentuknya bahan pencemar; c). Mencegah berpindahnya pencemaran dari satu media ke media yang lain; d).
Mengurangi terjadinya risiko terhadap kesehatan manusia dan lingkungan; e). Mengurangi biaya penaatan hukum; f). Terhindar dari biaya pembersihan lingkungan (clean up); g). Produk yang dihasilkan dapat bersaing di pasar internasional; h). Pendekatan pengaturan yang bersifat fleksibel dan sukarela. Berdasarkan permasalahan dan konsep produksi tersebut, maka penelitian ini perlu dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui manfaat daur hidup sistem usahatani tersebut dan mengetahui berapa besar zat pencemar yang dihasilkan dapat diminimisasi. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan gambaran tentang sistem usaha peternakan yang menerapkan produksi bersih, sekaligus sebagai informasi dan masukan bagi pemerintah dan swasta dalam pengembangan sistem usaha peternakan yang ramah lingkungan.
METODE PENELITIAN
Kerangka Pikir Kerangka pikir dalam penelitian ini disajikan dalam Gambar 1. Berdasarkan kerangka pikir tersebut tampak bahwa salah satu kegiatan yang dilakukan oleh CV. LHM, Solo dalam sistem usaha peternakannya adalah penambahan probiotik starbio pada pakan sebelum diberikan kepada sapi perah. Selanjutnya dilakukan evaluasi dan analisis terhadap sistem tersebut, yaitu dengan melihat kualitas limbah usaha peternakan sapi perah di CV. LHM, Solo. Pengumpulan Data Data dalam penelitian ini terdiri dari data primer dan sekunder. Data primer adalah data sampel air untuk mengukur kadar polutan yang
terkandung dalam limbah cair sapi perah. Sampel air ini diambil tiga kali sebulan pada keluaran bak sedimentasi 1, II, dan III (Gambar 2). Parameter kualitas air dan metode yang digunakan disajikan pada Tabel 1, sedangkan Analisis kualitas air dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA, UNS, Solo. Tahap-tahap sistem pengelolaan limbah pada CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo (Gambar 2), yaitu : (1) Penambahan starbio (bioaktivator) pada pakan sapi, sehingga mikroorganisme yang ada dalam starbio akan menguraikan protein, karbohidrat dan lemak yang ada dalam pakan dengan sempurna, sehingga mudah diserap dan dicerna oleh ternak; (2) Proses sedimentasi awal (Bak I), merupakan pengelolaan secara fisik. Dengan proses ini diharapkan terjadi pemisahan antara limbah padat dan limbah cair; (3) Limbah, kemudian dialirkan ke Bak II. Pada bak ini limbah akan mengalami proses sedimentasi ke-2 yaitu proses sedimentasi yang waktunya diperpanjang (Extended Aeration); (4) Selanjutnya limbah ditampung pada Bak III. Bak ini ditanami dengan eceng gondok (Eichornia crassipes) untuk membantu menguraikan limbah cair tersebut, sehingga mengurangi zat-zat pencemar yang ada dalam limbah cair; dan (5) Akhirnya limbah padat yang sudah mengendap diangkat ke atas pelataran dan dibiarkan mengering. Selanjutnya diangkut ke tempat pengomposan untuk diproses menjadi pupuk organik/kompos. Data sekunder berupa manajemen usaha ternak, usaha budidaya padi sawah, budidaya ikan dan proses penanganan limbah ternak, yang akan digunakan untuk melihat berapa besar manfaat sistem usaha peternakan dengan pendekatan konsep produksi bersih yang dilakukan. Data ini diperoleh dari CV, Lembah Hijau Multifarm yang berlokasi di Desa Triyagan Kec, Mojolaban Kab. Sukoharjo, Solo-Jawa Tengah yang disertai wawancara dengan manajer dan staf perusahaan.
Analisis DataAnalisis yang digunakan dalam peneltian ini adalah analisis komparatif, yaitu dengan membandingkan parameter kualitas air limbah yang diperoleh dengan baku mutu limbah yang telah ditetapkan (KEP-51/MENLH/10/1995). Selanjutnya data ditabulasi sesuai dengan tujuan penelitian dan dianalisis secara deskriptif. Sedangkan untuk melihat manfaat ekonomi sistem usaha peternakan, maka dilakukan analisis ekonomi usahatani, yaitu analisis B/C Ratio.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses Produksi dalam Usaha Peternakan Sapi Perah Proses produksi dimulai dengan sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih dengan harapan agar kegiatan tersebut ramah lingkungan (Gambar 3). Bagan alir tersebut menunjukkan bahwa semua produk yang dihasilkan oleh perusahaan seperti daging (sapi apkir), susu, feces, urine, sisa pakan, pupuk organik, ikan, dan eceng gondok (Eichornia crassipes) dapat dimanfaatkan dengan baik untuk masing-masing cabang usahatani dan memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Limbah-limbah yang dihasilkan, baik limbah padat maupun cair dapat dimanfaatkan kembali melalui proses daur ulang. Limbah padat diproses menjadi pupuk organik (Fine Compost) yang dimanfaatkan untuk tanaman di persawahan ataupun di lahan kering, sehingga lahan, di samping hasil utama berupa padi dan palawija, juga menghasilkan jerami yang dimanfaatkan sebagai pakan sapi. Kolam ikan, di samping menghasilkan ikan, juga menghasilkan lumpur kolam untuk bahan pembuatan kompos. Dengan demikian tidak ada limbah yang terbuang langsung ke lingkungan.
Analisis Karakteristik Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah
Hasil analisis karakteristik limbah cair pada keluaran masing-masing bak (I, II dan III) menunjukkan bahwa hampir semua parameter kualitas limbah yang diamati mengalami penurunan yang cukup signifikan (Tabel 2). Hasil pemeriksaan kualitas limbah cari sapi perah di CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo terutama pada bak III (Bak Pengelolaan akhir) menunjukkan bahwa pH, TDS, Nitrit & Nitrat masih berada di bawah baku mutu limbah cair golongan I. NH3-N masih berada di bawah baku mutu limbah cair golongan II. Sedangkan TSS, BOD, COD, & H2S (Tabel 2) masih berada di
bawah baku mutu limbah cair golongan IV. Hal ini sesuai dengan Surat Keputusan Menteri Lingkungan Hidup : KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku mutu limbah cair. Hal ini berarti kualitas limbah cair sapi perah tersebut relatif masih baik dan belum mencemari lingkungan, karena belum melewati batas maksimum yang diperbolehkan.
Hasil tersebut, dikarenakan adanya sistem usahatani terpadu dengan penerapan produksi bersih, penambahan suplemen starbio pada pakan, sistem manajemen pengelolaan limbah mulai dari awal produksi, proses produksi maupun di akhir produksi, penanaman eceng gondok (Eichornia crassipes) pada bak pengelolaan akhir (III) cukup berperan dalam meminimisasi beban pencemaran yang ada. Kemampuan tanaman eceng gondok untuk menyerap senyawa kimia dalam air tidak terlepas dari aspek fisiologis tumbuhan itu sendiri. Hasil analisis tersebut, juga sejalan dengan penelitian Salundik (1998) yang menyatakan bahwa eceng gondok dapat menurunkan beban pencemaran dalam limbah cair ternak. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa pengelolaan limbah cair dengan sistem sedimentasi yang diintegrasikan dengan usaha lainnya dan penggunaan enceng gondok sebagai penyaring biologis cukup efektif dalam meminimisasi beban pencemaran yang ditimbulkan oleh usaha peternakan sapi perah.Keragaan analisis ekonomi dari masingmasing usahatani yang dilakukan dalam sistem usahatani terpadu di CV. LHM tersaji dalam Tabel 3. Analisis ekonomi tersebut memberikan keuntungan yang cukup signifikan, karena mempunyai B/C ratio yang lebih besar dari satu. B/C Ratio terkecil diperoleh pada usaha budidaya padi sawah yang berarti keuntungan yang diperoleh dari usaha ini relatif kecil, jika dibandingkan dengan usaha lainnya. Tetapi hal ini dapat ditutupi dari keuntungan yang diperoleh dari usaha lainnya, yang keuntungannya relatif lebih besar. Sedangkan B/C ratio terbesar diperoleh pada usaha pembuatan starbio yang berarti keuntungan yang diperoleh dari usaha ini relatif besar, jika dibandingkan dengan usaha lainnya, ini dapat digunakan untuk menambah keuntungan usaha lainnya yang relatif kecil. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Sudaryanto dan Jamal (2000) yang menyebutkan bahwa penggunaan sumberdaya pertanian yang optimum lebih mudah dicapai melalui diversifikasi cabang-cabang usahatani yang dilaksanakan secara terpadu.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Sistem pengelolaan limbah mulai dari awal produksi, proses produksi dan akhir produksi dapat memberikan nilai tambah bagi limbah pertanian, sehingga limbah tersebut dapat dimanfaaatkan oleh masing-masing usahatani yang ada.
2. Sistem pengelolaan limbah yang dilakukan dapat menurunkan konsentrasi Total Solid Suspension (TSS): 26,60 persen, Chemistry Oxygen Demand (COD): 83,33 persen, Nitrit : 57,14 persen dan H2S : 54,15 persen.
3. Kualitas limbah cair sapi perah di CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo relatif masih baik, artinya belum melewati batas maksimum yang diperbolehkan.
4. Hasil analisis ekonomi menunjukkan bahwa sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih dapat memberikan keuntungan yang cukup signifikan, karena mempunyai B/C Ratio yang lebih besar dari satu.
Saran
1. Sistem Usaha Peternakan dengan penerapan produksi bersih, seperti yang dilakukan oleh CV. LHM dapat dijadikan acuan bagi usaha peternakan lainnya, termasuk bagi pengambil kebijakan atau pemerintah daerah dalam upaya membentuk suatu usaha peternakan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai skala usahatani yang optimal yang harus dilakukan, sehingga dapat memberikan keuntungan yang lebih besar.
DAFTAR PUSTAKA
Balai Pusat Statistik, 2001. Buku Statistik Peternakan Departemen Pertanian. Jakarta.
BAPEDAL, 1998. Produksi Bersih di Indonesia. Laporan Tahunan. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta.
Bapedal, 1998. Produksi Bersih di Indonesia. Laporan Tahunan. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta.
Charles RT dan Hariono, B. 1991. Pencemaran Lingkungan oleh Limbah Peternakan dan Pengelolaannya. Bull.FKH-UGM Vol. X: 2. Direktorat Pengembangan Laboratorium Rujukan dan Pengelolaan Data, 1994. Standar Nasional Indonesia : Pengujian Kualitas Air Sumber dan Limbah Cair. BAPEDAL. Jakarta.
Juheini, N dan Sakryanu, KD. 1998. Perencanaan Sistem Usahatani Terpadu dalam Menunjang Pembangunan Pertanian yang Berkelanjutan : Kasus Kabupaten Magetan, Jawa Timur. Jurnal Agro Ekonomi (JAE) Vol. 17 (1). Pusat Penelitian Sosial Ekonomi Pertanian. Balitbangtan. Deptan. Jakarta.
Prasetyo, S dan Padmono, J. 1993. Alternatif Pengelolaan Limbah Cair dan Padat RPH. Prosiding Workshop Teknologi Lingkungan. BPPT. Jakarta.
Salundik, 1998. Pengolahan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah dengan Eceng Gondok (Eichornia crassipes (Mart) Solms). Tesis Program Pascasarjana IPB. Bogor. (Tidak dipublikasikan).
Soehadji, 1992. Kebijaksanaan Pemerintah dalam Pengembangan Industri Peternakan dan Penanganan Limbah Petemakan. Makalah Seminar. Direktorat Jenderal Peternakan. Departemen Pertanian. Jakarta
Sudaryanto, M. dan Jamal, E. 2000. Pengembangan Agribisnis Petemakan Melalui Pendekatan "Corporate Farming" untuk Mendukung Ketahanan Pangan Nasional. Makalah Seminar Nasional Teknologi Petemakan dan Veteriner dalam Upaya Meningkatkan Ketahanan Pangan, Balitnak-Ciawi, 18-19 September 2002.
Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, 1995. Kep-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair.
Surat Keputusan Menteri Pertanian, 1991. SK. Mentan No. 273/Kpts/RC410/1991 tentang Batasan Usaha Peternakan yang harus Melakukan Evaluasi Lingkungan. Departemen Pertanian. Jakarta.
Source :
http://www.disnak.jabar.go.id/data/arsip/pengelolaan%20limbah%20cair.pdf
http://rudyct.topcities.com/pps702_71034/marganof.htm
Abstrak
Pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam-logam berat seperti kadmium, timbal dan tembaga yang berasal dari limbah industri sudah lama diketahui. Untuk menghilangkan bahan pencemar perairan tersebut hingga kini masih terus dikembangkan. Penggunaan biomaterial merupakan salah satu teknologi yang dapat dipertimbangkan, mengingat meterialnya mudah didapatkan dan membutuhkan biaya yang realtif murah sebagai bahan penyerap senyawa beracun dalam air limbah.
Limbah udang yang berupa kulit, kepala, dan ekor dengan mudah didapatkan mengandung senyawa kimia berupa khitin dan khitosan. Senyawa ini dapat diolah dan dimanfaatkan sebagai bahan penyerap logam-logam berat yang dihasilkan oleh limbah industri. Hal ini dimungkinkan karena senyawa khitin dan khitosan mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi, reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berpungsi sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah.
Kata kunci : logam berat, khitin, khitosan, koagulasi, absorben
Pendahuluan
Pembangunan yang pesat dibidang ekonomi disatu sisi akan meningkatkan kualitas hidup manusia, yaitu dengan meningkatnya pendapatan masyarakat, tetapi di sisi lain akan berakibat pada penurunan kesehatan akibat adanya pencemaran yang berasal dari limbah industri dan rumahtangga. Hal ini karena kurangnya atau tidak memadainya fasilitas atau peralatan untuk menangani dan mengelola limbah tersebut.
Salah satu pencemaran pada badan air adalah masuknya logam berat. Peningkatan kadar logam berat di dalam perairan akan diikuti oleh peningkatan kadar zat tersebut dalam organisme air seperti kerang, rumput laut dan biota laut lainnya. Pemanfatan organisme ini sebagai bahan makanan akan membahayakan kesehatan manusia.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan maka berkembang pulalah industri-industri. Akibatnya lingkungan menjadi salah satu sasaran pencemaran, terutama sekali lingkungan perairan yang sudah pasti terganggu oleh adanya limbah industri, baik industri pertanian maupun industri pertambangan. Kebanyakan dari limbah itu biasanya dibuang begitu saja tanpa pengolahan terlebih dahulu.
Berbagai metode seperti penukar ion, penyerapan dengan karbon aktif (Rama, 1990) dan pengendapan secara elektrolisis telah dilakukan untuk menyerap bahan pencemar beracun dari limbah, tetapi cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi dalam pengoperasiannya. Penggunaan bahan biomaterial sebagai penyerap ion logam berat merupakan alternatif yang memberikan harapan. Sejumlah biomaterial seperti lumut (Low et al., 1977), daun teh (Tan dan Majid, 1989), sekam padi (Munaf , 1997), dan sabut kelapa sawit (Munaf, 1999), begitu juga dari bahan non biomaterial seperti perlit, tanah gambut, lumpur aktif dan lain-lain telah digunakan sebagai bahan penyerap logam-logam berat dalam air limbah.
Kulit udang yang mengandung senyawa kimia khitin dan khitosan merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak, yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal.
Dengan adanya sifat-sifat khitin dan khitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat, maka menyebabkan khitin dan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah ( Hirano, 1986). Karena berperan sebagai penukar ion dan sebagai absorben maka khitin dan khitosan dari limbah udang berpotensi dalam memcahkan masalah pencemaran lingkungan perairan dengan penyerapan yang lebih murah dan bahannya mudah didapatkan.
Limbah Udang sebagai Material Penyerap Logam Berat
Sebagian besar limbah udang berasal dari kulit, kepala, dan ekornya. Fungsi kulit udang tersebut pada hewan udang (hewan golongan invertebrata) yaitu sebagai pelindung (Neely dan Wiliam, 1969). Kulit udang mengandung protein (25 % - 40%), kalsium karbonat (45% - 50%), dan khitin (15% - 20%), tetapi besarnya kandungan komponen tersebut tergantung pada jenis udangnya. sedangkan kulit kepiting mengandung protein (15,60% - 23,90%), kalsium karbonat (53,70 – 78,40%), dan khitin (18,70% - 32,20%), hal ini juga tergantung pada jenis kepiting dan tempat hidupnya (Focher et al., 1992)
Kandungan khitin dalam kulit udang lebih sedikit dari kulit kepiting, tetapi kulit udang lebih mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak sebagai limbah.
Khitin berasal dari bahasa Yunani yang berarti baju rantai besi, pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan fungiue. Pada tahun 1823 Odins mengisolasi suatu senyawa kutikula serangga janis ekstra yang disebut dengan nama khitin (Neely dan Wiliam, 1969). Khitin merupakan konstituen organik yang sangat penting pada hewan golongan orthopoda, annelida, molusca, corlengterfa, dan nematoda. Khitin biasanya berkonyugasi dengan protein dan tidak hanya terdapat pada kulit dan kerangkanya saja, tetapi juga terdapat pada trachea, insang, dinding usus, dan pada bagian dalam kulit pada cumi-cumi (Neely dan Wiliam, 1969). Adanya khitin dapat dideteksi dengan reaksi warna Van Wesslink. Pada cara ini khitin direaksikan dengan I2-KI yang memberikan warna coklat, kemudian jika ditambahkan asam sulfat berubah warnanya menjadi violet. Perubahan warna dari coklat hingga menjadi violet menunjukan reaksi positif adanya khitin.
Khitin termasuk golongan polisakarida yang mempunyai berat molekul tinggi dan merupakan melekul polimer berantai lurus dengan nama lain -(1-4)-2-asetamida-2-dioksi-D-glukosa (N-asetil-D-Glukosamin) (Hirano, 1986; Tokura, 1995). Struktur khitin sama dengan selulosa dimana ikatan yang terjadi antara monomernya terangkai dengan ikatan glikosida pada posisi -(1-4). Perbedaannya dengan selulosa adalah gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon yang kedua pada khitin diganti oleh gugus asetamida (NHCOCH2) sehingga khitin menjadi sebuah polimer berunit N-asetilglukosamin (The Merck Indek, 1976).
Khitin mempunyai rumus molekul C18H26N2O10 (Hirano, 1976) merupakan zat padat yang tak berbentuk (amorphous), tak larut dalam air, asam anorganik encer, alkali encer dan pekat, alkohol, dan pelarut organik lainnya tetapi larut dalam asam-asam mineral yang pekat. Khitin kurang larut dibandingkan dengan selulosa dan merupakan N-glukosamin yang terdeasetilasi sedikit, sedangkan khitosan adalah khitin yang terdeasetilasi sebanyak mungkin.
Khitosan yang disebut juga dengan -1,4-2 amino-2-dioksi-D-glukosa merupakan turunan dari khitin melalui proses deasetilasi. Khitosan juga merupakan suatu polimer multifungsi karena mengandung tiga jenis gugus fungsi yaitu asam amino, gugus hidroksil primer dan skunder. Adanya gugus fungsi ini menyebabkan khitosan mempunyai kreatifitas kimia yang tinggi (Tokura, 1995).
Khitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl dan HNO3, dan H3 PO4, dan tidak larut dalam H2SO4. Khitosan tidak beracun, mudah mengalami biodegradasi dan bersifat polielektrolitik (Hirano, 1986). Disamping itu khitosan dapat dengan mudah berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein. Oleh karena itu, khitosan relatif lebih banyak digunakan pada berbagai bidang industri terapan dan induistri kesehatan (Muzzarelli, 1986)
Saat ini budi daya udang dengan tambak telah berkembang dengan pesat, karena udang merupakan komoditi ekspor yang dapat dihandalkan dalam meningkatkan ekspor non -migas dan merupakan salah satu jenis biota laut yang bernilai ekonomis tinggi. Udang di Indonesia pada umumnya diekspor dalam bentuk udang beku yang telah dibuang bagian kepala, kulit, dan ekornya.
Limbah yang dihasilkan dari proses pembekuan udang, pengalengan udang, dan pengolahan kerupuk udang berkisar antara 30% - 75% dari berat udang. Dengan demikian jumlah bagian yang terbuang dari usaha pengolahan udang cukup tinggi (Anonim, 1994). Limbah kulit udang mengandung konstituen utama yang terdiri dari protein, kalsium karbonat, khitin, pigmen, abu, dan lain-lain (Anonim, 1994)
Meningkatnya jumlah limbah udang masih merupakan masalah yang perlu dicarikan upaya pemanfaatannya. Hal ini bukan saja memberikan nilai tambah pada usaha pengolahan udang, akan tetapi juga dapat menanggulangi masalah pencemaran lingkungan yang ditimbulkan, terutama masalah bau yang dikeluarkan serta estetika lingkungan yang kurang bagus (Manjang, 1993).
Saat ini di Indonesia sebagian kecil dari limbah udang sudah termanfaatkan dalam hal pembuatan kerupuk udang, petis, terasi, dan bahan pencampur pakan ternak. Sedangkan di negara maju seperti Amerika Serikat dan Jepang, limbah udang telah dimanfaatkan di dalam industri sebagai bahan dasar pembuatan khitin dan khitosan. Manfaatnya di berbagai industri modern banyak sekali seperti industri farmasi, biokimia, bioteknologi, biomedikal, pangan, kertas, tekstil, pertanian, dan kesehatan. Khitin dan khitosan serta turunannya mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi dan penebal emulsi (Lang, 1995).
Isolasi khitin dari limbah kulit udang dilakukan secara bertahap yaitu tahap pemisahan protein (deproteinasi) dengan larutan basa, demineralisasi, tahap pemutihan (bleancing) dengan aseton dan natrium hipoklorit. Sedangkan transformasi khitin menjadi khitosan dilakukan tahap deasetilasi dengan basa berkonsentrasi tinggi, seperti terlihat pada gambar 1 (Ferrer et al., 1996; Arreneuz, 1996., dan Fahmi, 1997)
Khitin dan khitosan yang diperoleh dari limbah kulit udang digunakan sebagai absorben untuk menyerap ion kadmium, tembaga, dan timbal dengan cara dinamis dengan mengatur kondisi penyerapan sehingga air yang dibuang ke lingkungan menjadi air yang bebas dari ion-ion logam berat. Mengingat besarnya manfaat dari senyawa khitin dan khitosan serta tersedianya bahan baku yang banyak dan mudah didapatkan maka perlu pengkajian dan pengembangan dari limbah ini sebagai bahan penyerap terhadap logam-logam berat diperairan.
Gambar 1. Diagram Alir Metode Isolasi khitin dari Limbah Udang
Logam Berat Beracun di Perairan
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Sebagian logam berat seperti timbal (Pb), kadmium (Cd), dan merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang berbahaya. Afinitas yang tinggi terhadap unsur S menyebabkan logam ini menyerang ikatan belerang dalam enzim, sehingga enzim bersangkutan menjadi tak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium, timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transpormasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau mengkatalis penguraiannya (Manahan, 1977).
Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, maka tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co) (Sutamihardja dkk, 1982). Menurut Darmono (1995) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+ >Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+. Sedangkan menurut Kementrian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu bersifat toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co, sedangkan bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.
Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Hal ini berkaitan dengan sifat-sifat logam berat ( PPLH-IPB, 1997; Sutamihardja dkk, 1982) yaitu :
1. Sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan)
2. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut
3. Mudah terakumulasi di sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam dalam air. Disamping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan masa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu
Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan. Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalam penyepuhan listrik, pada pembuatan alloy, dan baterai alkali. Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek keracunan yang dapat ditimbulkannya berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan pada sistem ginjal dan kelenjer pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang (Clarkson, 1988; dan Saeni, 1997)
Tembaga merupakan logam yang ditemukan dialam dalam bentuk senyawa dengan sulfida (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan listrik, gelas , dan alloy. Tembaga masuk keperairan merupakan faktor alamiah seperti terjadinya pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik.
Pada konsentrasi 2,3 – 2,5 mg/l dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan pada selaput lendir (Saeni, 1997). Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa hemoglobin dan tidak mudah dieksresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan protein, sebagian dieksresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang kefeses, sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan tuberkulosis.
Logam timbal (Pb) berasal dari buangan industri metalurgi, yang bersifat racun dalam bentuk Pb-arsenat. Dapat juga berasal dari proses korosi lead bearing alloys. Kadang-kadang terdapat dalam bentuk kompleks dengan zat organik seperti hexaetil timbal, dan tetra alkil lead (TAL) (Iqbal dan Qadir, 1990)
Pada hewan dan manusia timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan minuman yang dikomsumsi serta melalui pernapasan dan penetrasi pada kulit. Di dalam tubuh manusia, timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, kolik khusus, muntah dan pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan saraf dan mengganggu sistem reproduksi, kelainan ginjal, dan kelainan jiwa (Iqbal dkk 1990; Pallar, 1994)
Proses perjalanan logam berat dari sumber pencemar hingga sampai ke tubuh manusia digambarkan dalam gambar 1 (Suwirma, 1988).
Gambar 2. Skema perjalanan logam berat dari sumber pencemar sampai ke tubuh manusia
Penutup
Berdasarkan urian di atas dapat dinyatakan bahwa pemanfaatan limbah udang sebagai bahan penyerap ion logam berat pada perairan sudah seharusnya dapat dikembangkan. Hal ini memungkinkan untuk dilaksanakan mengingat limbah udang yang mudah didapat dengan proses yang relatif mudah dan sekaligus dapat meningkatkan estetika lingkungan dari bau yang ditimbulkan limbah. Disamping itu dengan mengembangkan alternatif penyerapan logam berat yang bersifat racun bagi kehidupan organime akan dapat meningkatkan kesehatan masyarakat dan juga dapat meningkatkan taraf hidup bangsa Indonesia.
Daftar Pustaka
Anonim, 1994. Pengolahan dan Pemanfaatan Limbah Hasil Perairan Seri I. Dirjen Perikanan, Jakarta.
Arreneuz, S. 1996. Isolasi Khitin dan Transformasinya menjadi Khitosan dari Limbah Kepiting Bakau (Seylla Serrata) [Skripsi]. Bandung: Universitas Jendral Ahmad Yani, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Fahmi, R. 1997. Isolasi dan Transformasi Khitin Menjadi Khitosan. Jurnal Kimia Andalas. 3 (1) : 61 – 68.
Ferrer, J., G. Paez, Z. Marmol, E. Ramons, H. Garcia and C.F. Forster. 1996. Acid hydrolysis of Shrimp ShellWastes and The Production of Single Chell Protein from The Hydrolysate. Journal Bioresour Technology. 57 (1) : 55 – 60.
Focher, B., Naggi, A., Tarri, G., Cosami, A. and Terbojevich, M. 1992. Structural Differences Between Chitin Polymorphs and Their Precipitates from Solution Evidence from CP-MAS 13 C-NMR, FT-IR and FT-Raman Spectroscopy. Charbohidrat Polymer. 17 (2) : 97 – 102.
Hirano, S. 1986. Chitin and Chitosan. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Republicka of Germany. 5th . ed. A 6: 231 – 232.
------------ 1995. Biomedical and Animal Feed Additive Application of Chitin and Chitosan. Collerction of Working Papers 28. Universiti Kebangsaan Malaysia. 24 : 221 –0 226.
Iqbal, H. Z. and M.A. Qodir. 1990. AAS determination of Lead and Cadmium in Leaves Polluted by Vehicles Exhoust. Interface. Juornal Environmental Analytic Chemistry. 38 (4) : 533 – 538
KPPL DKI Jakarta dan PPLH IPB. 1997. Studi Potensi Kawasan Perairan Teluk Jakarta, Laporan Akhir
Lang, G. 1995. Chitosan Derivatives-Preparation and Potential Uses. Collection of working Papers 28. Universiti Kebangsaan Malaysia. 11 : 109 – 114
Low, K.S., C.K. Lee and S.G. Tan. 1997. Sorption of Trivalent Chromium from Tannery Waste by Moss. Juornal Environmental Technology. 18 : 449 – 454
Manahan, S.E. 1977. Environmental Chemistry. Second Ed. Williard Press. Boston
Manjang, Y. 1993. Analisa Ekstrak Berbagai Jenis Kulit Udang Terhadap Mutu Khitosan. Jurnal Penelitian Andalas. 12 (V) : 138 – 143
Mittinen, J.K. 1977. Inorganic Trace Element as Water Pollutan to Healt and Aquatic Biota dalam F. Coulation an E. Mrak, Ed. Water Quality Procced of an Int. Forum. Academic Press. New york
Munaf, E dan R. Zein. 1999. Pemanfaatan Sabut Kelapa Sawit untuk Menyerap Ion Logam Kadmium dan Kromium Dalam Air Limbah. Jurnal Kimia Andalas. 5 (1) : 10 – 14
Muzzarelli, R.A.A. 1986. Chitin. Faculty of Medicine Univeersity of Ancona. Italy. Pergamon Press. 81 –87
Neely, M.C.H and William. 1969. Chitin and Its Derivates in Industrial. Gums Kelco Company California. 193 – 212
Pallar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta. Jakarta. pp.61 –73, 116 – 137
Rama, D.P., and Rama Krisha Naidu, G. 1990. Enrichment of Trace Metals in Water on Activated Carbon. Analyst. 115 : 1469 – 1471
Saeni, M.S. 1997. Penentuan Tingkat Pencemaran Logam Berat dengan Analisis Rambut. Orasi Ilmiah, Guru Besar Tetap Ilmu Kimia Lingkungan, Fakultas Matematika dan IPA IPB. Bogor
Sutamihardja, R.T.M., Adnan, K. dan Sanusi. 1982. Perairan Teluik Jakarta Ditinjau dar Tingkat Pencemarannya. Fakultas Pascasarjana, Jurusan PSL. IPB
Suwirma, S., Surtipanti, S., dan Thamsil, L. 1988. Distribusi Logam Berat Hg, Pb, Cd, Cr, Cu, dan Zn dalam Tubuh Ikan. Majalah Batan. 9 (8) : 9 – 16
Tan, W. T. and A.r. Majid Khan. 1989. Removal of Lead, Cadmium and Zinc by Waste Tea Leaves. Journal Environmental Technology. 9: 1223 – 1232
The Merck Indek an Encyclopedia of Chemicals and Drugs. 1976. Chitin. 9th . Ed. Merck and Co. Int.Rahway. N.J. USA. pp. 259
Tokura, S. and N. Nishi. 1995. Specification and Characterization of Chitin and Chitosan. Collection of Working Papers. 28. Univesiti Kebangsaan Malaysia 8 : 67 – 78
Biologi Resources > Biology - Dasar Pengolahan Limbah > Pengelolaan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah Melalui Penerapan Konsep Produksi Bersih
Pengelolaan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah Melalui Penerapan Konsep Produksi Bersih
oleh : Hidayatullah, Gunawan, Kooswardhono Mudikdjo1, dan Erliza, N.2
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Bengkulu, Jl. Irian Km 615 Bengkulu 38119
Insitut Pertanian Bogor, Jl. Raya Padjadjaran Bogor
ABSTRACT
Development activities should take into account the environment capacity and quality. Dairy farm business with scale more than 20 cattle’s and located in same place tends to pollute environment, but better waste management applied will give an aditional benefit to the environment. Dairy farm system applying cleaner production was an alternative in minimizing cattle waste. This study aimed to evaluate the benefit of dairy farm system life cycle applying cleaner production and how much the pollutant concentration in liquid waste could be minimized. Data collected were life cycle process of dairy farm system, waste management system and characteristics of liquid waste of dairy farm. Water samples collected three times from liquid waste tanks were analyzed in Chemistry Laboratory Faculty of Mathematics and Life Sciences, University of Sebelas Maret, Solo. The results were compared to the quality standard of liquid waste. The result showed that integrated farming system applying cleaner production as able to increase additional benefit for the farming system (B/C Ratio > 1) and reduced the liquid waste discharged to the environment. The result, of water quality were (pH = 7.25; Total Dissolved Suspension (TDS) = 804 mg/L; Total Solid Suspension (TSS) =356 mg/L; Chemistry Oxigen Demand (COD) = 48 mg/L; Biology Oxigen Demand (BOD) = 240 mg/L; Nitrite = 0.06 mg/L; Nitrate = 0.09 mg/L; NH3-N = 0.39 mg/L; H2S = 0.54 mg/L). These concentrations were still below the maximum quality standard allowed.
Key words : dairy cattle, wastes, cleaner production, Solo
ABSTRAK
Kegiatan pembangunan peternakan perlu memperhatikan daya dukung dan kualitas lingkungan. Usaha peternakan sapi perah dengan skala usaha lebih dari 20 ekor dan relatif terlokalisasi akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Pencemaran ini disebabkan oleh pengelolaan limbah yang belum dilakukan dengan baik, tetapi kalau dikelola dengan baik, limbah tersebut memberikan nilai tambah bagi usaha peternakan dan lingkungan di sekitarnya. Sistem usaha peternakan dengan penerapan produksi bersih merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam meminimisasi limbah ternak. Penelitian tentang Pengelolaan Limbah Cair Sapi Perah Melalui Penerapan Produksi Bersih ini telah dilakukan di CV. Lembah Hijau Multifarm (LHM) Solo, Jawa Tengah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengelolaan limbah padat dan cair sapi perah melalui penerapan produksi bersih dan berapa besar kadar polutan dalam limbah cair ternak dapat diminimisasi. Data yang dikumpulkan meliputi proses daur hidup sistem usaha peternakan, sistem pengelolaan limbahnya dan karateristik limbah cair sapi perah. Contoh air diambil sebanyak tiga kali dan dianalisis di Lab. Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Solo dan dibandingkan dengan baku mutu limbah cair. Hasil penelitian menunjukkan daur hidup sistem usahatani yang dilakukan mampu meningkatkan keuntungan bagi sistem tersebut (B/C Ratio >1) dan mengurangi limbah yang terbuang ke lingkungan. Hasil analisis kualitas air adalah Derajat Keasaman (pH) = 7,25; Total Dissolved Suspention (TDS) = 804 mg/L; Total Solid Suspention (TSS) = 356 mg/L; Chemistry Oxigen Demand (COD) = 483 mg/L; Biology Oxigen Demand (BOD) = 240 mg/L; Nitrit = 0,003 mg/L; Nitrat = 0,09 mg/L; NH3-N = 0,39 mg/L; H2S = 0,54 mg/L. Kadar polutan dalam limbah cair tersebut semuanya masih berada di bawah baku mutu limbah cair maksimum yang diperbolehkan. Kata kunci : usaha peternakan sapi perah, limbah, produksi bersih, Solo.
PENDAHULUAN
Usaha peternakan sapi perah, dengan skala lebih besar dari 20 ekor dan relatif terlokalisasi akan menimbulkan masalah terhadap lingkungan (SK.Mentan. No.237/Kpts/RC410/ 1991 tentang batasan usaha peternakan yang harus melakukan evaluasi lingkungan). Populasi sapi perah di Indonesia terus meningkat dari 334.371 ekor pada tahun 1997 menjadi 368.490 ekor pada tahun 2001 dan limbah yang dihasilkan pun akan semakin banyak (BPS, 2001). Satu ekor sapi dengan bobot badan 400–500 kg dapat menghasilkan limbah padat dan cair sebesar 27,5-30 kg/ekor/hari. Limbah peternakan umumnya meliputi semua kotoran yang dihasilkan dari suatu kegiatan usaha peternakan, baik berupa limbah padat dan cairan, gas, ataupun sisa pakan (Soehadji, 1992). Ditambahkan oleh Soehadji (1992), limbah peternakan adalah semua buangan dari usaha peternakan yang bersifat padat, cair dan gas. Limbah padat merupakan semua limbah yang berbentuk padatan atau dalam fase padat (kotoran ternak, ternak yang mati atau isi perut dari pemotongan ternak). Limbah cair adalah semua limbah yang berbentuk cairan atau berada dalam fase cair (air seni atau urine, air pencucian alat-alat). Sedangkan limbah gas adalah semua limbah yang berbentuk gas atau berada dalam fase gas. Menurut Juheini (1999), sebanyak 56,67 persen peternak sapi perah membuang limbah ke badan sungai tanpa pengelolaan, sehingga terjadi pencemaran lingkungan. Pencemaran ini disebabkan oleh aktivitas peternakan, terutama berasal dari limbah yang dikeluarkan oleh ternak yaitu feses, urine, sisa pakan, dan air sisa pembersihan ternak dan kandang (Charles, 1991; Prasetyo et al., 1993). Adanya pencemaran oleh limbah peternakan sapi sering menimbulkan berbagai protes dari kalangan masyarakat sekitarnya, terutama rasa gatal ketika menggunakan air sungai yang tercemar, di samping bau yang sangat menyengat. Pengelolaan limbah yang kurang baik akan menjadi masalah serius pada usaha peternakan sapi perah. Sebaliknya bila limbah ini dikelola dengan baik dapat memberikan nilai tambah. Salah satu upaya untuk mengurangi limbah adalah mengintegrasikan usaha tersebut dengan beberapa usaha lainnya, seperti penggunaan suplemen pada pakan, usaha pembuatan kompos, budidaya ikan, budidaya padi sawah, sehingga menjadi suatu sistem yang saling sinergis. Upaya memadukan tanaman, ternak dan ikan di lahan per-tanian memiliki manfaat ekologis dan ekonomis. Laju pertumbuhan produktivitas usaha pertanian merupakan interaksi di antara berbagai faktor yang ada dalam sistem usahatani. Sebagai upaya bagi peningkatan sistem usahatani diperlukan teknologi alternatif untuk memperbaiki produkti-vitas lahan dan meningkatkan pendapatan petani, antara lain melalui teknologi sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih. Bapedal (1998) menyatakan bahwa produksi bersih merupakan suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif dan terpadu yang perlu diterapkan terus menerus pada proses produksi dan praproduksi, sehingga mengurangi risiko terhadap manusia dan lingkungan. Produksi bersih tidak hanya menyangkut proses produksi, tetapi juga menyangkut pengelolaan seluruh daur hidup produksi, yang dimulai dari pengadaan bahan baku dan pendukung, proses dan operasi, hasil produksi dan limbahnya sampai ke distribusi serta konsumsi. Semua industri di seluruh dunia semakin menyadari keuntungan yang dapat diperoleh dari produksi bersih dan mereka telah mengembangkan program tersebut di perusahaannya. Strategi produksi bersih yang telah diterapkan di berbagai negara menunjukkan hasil yang lebih efektif dalam mengatasi dampak lingkungan dan juga memberikan beberapa keuntungan Bapedal (1998), antara lain a). Penggunaan sumberdaya alam menjadi lebih efektif dan efisien; b). Mengurangi atau mencegah terbentuknya bahan pencemar; c). Mencegah berpindahnya pencemaran dari satu media ke media yang lain; d).
Mengurangi terjadinya risiko terhadap kesehatan manusia dan lingkungan; e). Mengurangi biaya penaatan hukum; f). Terhindar dari biaya pembersihan lingkungan (clean up); g). Produk yang dihasilkan dapat bersaing di pasar internasional; h). Pendekatan pengaturan yang bersifat fleksibel dan sukarela. Berdasarkan permasalahan dan konsep produksi tersebut, maka penelitian ini perlu dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui manfaat daur hidup sistem usahatani tersebut dan mengetahui berapa besar zat pencemar yang dihasilkan dapat diminimisasi. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan gambaran tentang sistem usaha peternakan yang menerapkan produksi bersih, sekaligus sebagai informasi dan masukan bagi pemerintah dan swasta dalam pengembangan sistem usaha peternakan yang ramah lingkungan.
METODE PENELITIAN
Kerangka Pikir Kerangka pikir dalam penelitian ini disajikan dalam Gambar 1. Berdasarkan kerangka pikir tersebut tampak bahwa salah satu kegiatan yang dilakukan oleh CV. LHM, Solo dalam sistem usaha peternakannya adalah penambahan probiotik starbio pada pakan sebelum diberikan kepada sapi perah. Selanjutnya dilakukan evaluasi dan analisis terhadap sistem tersebut, yaitu dengan melihat kualitas limbah usaha peternakan sapi perah di CV. LHM, Solo. Pengumpulan Data Data dalam penelitian ini terdiri dari data primer dan sekunder. Data primer adalah data sampel air untuk mengukur kadar polutan yang
terkandung dalam limbah cair sapi perah. Sampel air ini diambil tiga kali sebulan pada keluaran bak sedimentasi 1, II, dan III (Gambar 2). Parameter kualitas air dan metode yang digunakan disajikan pada Tabel 1, sedangkan Analisis kualitas air dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA, UNS, Solo. Tahap-tahap sistem pengelolaan limbah pada CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo (Gambar 2), yaitu : (1) Penambahan starbio (bioaktivator) pada pakan sapi, sehingga mikroorganisme yang ada dalam starbio akan menguraikan protein, karbohidrat dan lemak yang ada dalam pakan dengan sempurna, sehingga mudah diserap dan dicerna oleh ternak; (2) Proses sedimentasi awal (Bak I), merupakan pengelolaan secara fisik. Dengan proses ini diharapkan terjadi pemisahan antara limbah padat dan limbah cair; (3) Limbah, kemudian dialirkan ke Bak II. Pada bak ini limbah akan mengalami proses sedimentasi ke-2 yaitu proses sedimentasi yang waktunya diperpanjang (Extended Aeration); (4) Selanjutnya limbah ditampung pada Bak III. Bak ini ditanami dengan eceng gondok (Eichornia crassipes) untuk membantu menguraikan limbah cair tersebut, sehingga mengurangi zat-zat pencemar yang ada dalam limbah cair; dan (5) Akhirnya limbah padat yang sudah mengendap diangkat ke atas pelataran dan dibiarkan mengering. Selanjutnya diangkut ke tempat pengomposan untuk diproses menjadi pupuk organik/kompos. Data sekunder berupa manajemen usaha ternak, usaha budidaya padi sawah, budidaya ikan dan proses penanganan limbah ternak, yang akan digunakan untuk melihat berapa besar manfaat sistem usaha peternakan dengan pendekatan konsep produksi bersih yang dilakukan. Data ini diperoleh dari CV, Lembah Hijau Multifarm yang berlokasi di Desa Triyagan Kec, Mojolaban Kab. Sukoharjo, Solo-Jawa Tengah yang disertai wawancara dengan manajer dan staf perusahaan.
Analisis DataAnalisis yang digunakan dalam peneltian ini adalah analisis komparatif, yaitu dengan membandingkan parameter kualitas air limbah yang diperoleh dengan baku mutu limbah yang telah ditetapkan (KEP-51/MENLH/10/1995). Selanjutnya data ditabulasi sesuai dengan tujuan penelitian dan dianalisis secara deskriptif. Sedangkan untuk melihat manfaat ekonomi sistem usaha peternakan, maka dilakukan analisis ekonomi usahatani, yaitu analisis B/C Ratio.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses Produksi dalam Usaha Peternakan Sapi Perah Proses produksi dimulai dengan sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih dengan harapan agar kegiatan tersebut ramah lingkungan (Gambar 3). Bagan alir tersebut menunjukkan bahwa semua produk yang dihasilkan oleh perusahaan seperti daging (sapi apkir), susu, feces, urine, sisa pakan, pupuk organik, ikan, dan eceng gondok (Eichornia crassipes) dapat dimanfaatkan dengan baik untuk masing-masing cabang usahatani dan memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Limbah-limbah yang dihasilkan, baik limbah padat maupun cair dapat dimanfaatkan kembali melalui proses daur ulang. Limbah padat diproses menjadi pupuk organik (Fine Compost) yang dimanfaatkan untuk tanaman di persawahan ataupun di lahan kering, sehingga lahan, di samping hasil utama berupa padi dan palawija, juga menghasilkan jerami yang dimanfaatkan sebagai pakan sapi. Kolam ikan, di samping menghasilkan ikan, juga menghasilkan lumpur kolam untuk bahan pembuatan kompos. Dengan demikian tidak ada limbah yang terbuang langsung ke lingkungan.
Analisis Karakteristik Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah
Hasil analisis karakteristik limbah cair pada keluaran masing-masing bak (I, II dan III) menunjukkan bahwa hampir semua parameter kualitas limbah yang diamati mengalami penurunan yang cukup signifikan (Tabel 2). Hasil pemeriksaan kualitas limbah cari sapi perah di CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo terutama pada bak III (Bak Pengelolaan akhir) menunjukkan bahwa pH, TDS, Nitrit & Nitrat masih berada di bawah baku mutu limbah cair golongan I. NH3-N masih berada di bawah baku mutu limbah cair golongan II. Sedangkan TSS, BOD, COD, & H2S (Tabel 2) masih berada di
bawah baku mutu limbah cair golongan IV. Hal ini sesuai dengan Surat Keputusan Menteri Lingkungan Hidup : KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku mutu limbah cair. Hal ini berarti kualitas limbah cair sapi perah tersebut relatif masih baik dan belum mencemari lingkungan, karena belum melewati batas maksimum yang diperbolehkan.
Hasil tersebut, dikarenakan adanya sistem usahatani terpadu dengan penerapan produksi bersih, penambahan suplemen starbio pada pakan, sistem manajemen pengelolaan limbah mulai dari awal produksi, proses produksi maupun di akhir produksi, penanaman eceng gondok (Eichornia crassipes) pada bak pengelolaan akhir (III) cukup berperan dalam meminimisasi beban pencemaran yang ada. Kemampuan tanaman eceng gondok untuk menyerap senyawa kimia dalam air tidak terlepas dari aspek fisiologis tumbuhan itu sendiri. Hasil analisis tersebut, juga sejalan dengan penelitian Salundik (1998) yang menyatakan bahwa eceng gondok dapat menurunkan beban pencemaran dalam limbah cair ternak. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa pengelolaan limbah cair dengan sistem sedimentasi yang diintegrasikan dengan usaha lainnya dan penggunaan enceng gondok sebagai penyaring biologis cukup efektif dalam meminimisasi beban pencemaran yang ditimbulkan oleh usaha peternakan sapi perah.Keragaan analisis ekonomi dari masingmasing usahatani yang dilakukan dalam sistem usahatani terpadu di CV. LHM tersaji dalam Tabel 3. Analisis ekonomi tersebut memberikan keuntungan yang cukup signifikan, karena mempunyai B/C ratio yang lebih besar dari satu. B/C Ratio terkecil diperoleh pada usaha budidaya padi sawah yang berarti keuntungan yang diperoleh dari usaha ini relatif kecil, jika dibandingkan dengan usaha lainnya. Tetapi hal ini dapat ditutupi dari keuntungan yang diperoleh dari usaha lainnya, yang keuntungannya relatif lebih besar. Sedangkan B/C ratio terbesar diperoleh pada usaha pembuatan starbio yang berarti keuntungan yang diperoleh dari usaha ini relatif besar, jika dibandingkan dengan usaha lainnya, ini dapat digunakan untuk menambah keuntungan usaha lainnya yang relatif kecil. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Sudaryanto dan Jamal (2000) yang menyebutkan bahwa penggunaan sumberdaya pertanian yang optimum lebih mudah dicapai melalui diversifikasi cabang-cabang usahatani yang dilaksanakan secara terpadu.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Sistem pengelolaan limbah mulai dari awal produksi, proses produksi dan akhir produksi dapat memberikan nilai tambah bagi limbah pertanian, sehingga limbah tersebut dapat dimanfaaatkan oleh masing-masing usahatani yang ada.
2. Sistem pengelolaan limbah yang dilakukan dapat menurunkan konsentrasi Total Solid Suspension (TSS): 26,60 persen, Chemistry Oxygen Demand (COD): 83,33 persen, Nitrit : 57,14 persen dan H2S : 54,15 persen.
3. Kualitas limbah cair sapi perah di CV. Lembah Hijau Multifarm, Solo relatif masih baik, artinya belum melewati batas maksimum yang diperbolehkan.
4. Hasil analisis ekonomi menunjukkan bahwa sistem usaha peternakan yang menerapkan konsep produksi bersih dapat memberikan keuntungan yang cukup signifikan, karena mempunyai B/C Ratio yang lebih besar dari satu.
Saran
1. Sistem Usaha Peternakan dengan penerapan produksi bersih, seperti yang dilakukan oleh CV. LHM dapat dijadikan acuan bagi usaha peternakan lainnya, termasuk bagi pengambil kebijakan atau pemerintah daerah dalam upaya membentuk suatu usaha peternakan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai skala usahatani yang optimal yang harus dilakukan, sehingga dapat memberikan keuntungan yang lebih besar.
DAFTAR PUSTAKA
Balai Pusat Statistik, 2001. Buku Statistik Peternakan Departemen Pertanian. Jakarta.
BAPEDAL, 1998. Produksi Bersih di Indonesia. Laporan Tahunan. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta.
Bapedal, 1998. Produksi Bersih di Indonesia. Laporan Tahunan. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta.
Charles RT dan Hariono, B. 1991. Pencemaran Lingkungan oleh Limbah Peternakan dan Pengelolaannya. Bull.FKH-UGM Vol. X: 2. Direktorat Pengembangan Laboratorium Rujukan dan Pengelolaan Data, 1994. Standar Nasional Indonesia : Pengujian Kualitas Air Sumber dan Limbah Cair. BAPEDAL. Jakarta.
Juheini, N dan Sakryanu, KD. 1998. Perencanaan Sistem Usahatani Terpadu dalam Menunjang Pembangunan Pertanian yang Berkelanjutan : Kasus Kabupaten Magetan, Jawa Timur. Jurnal Agro Ekonomi (JAE) Vol. 17 (1). Pusat Penelitian Sosial Ekonomi Pertanian. Balitbangtan. Deptan. Jakarta.
Prasetyo, S dan Padmono, J. 1993. Alternatif Pengelolaan Limbah Cair dan Padat RPH. Prosiding Workshop Teknologi Lingkungan. BPPT. Jakarta.
Salundik, 1998. Pengolahan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah dengan Eceng Gondok (Eichornia crassipes (Mart) Solms). Tesis Program Pascasarjana IPB. Bogor. (Tidak dipublikasikan).
Soehadji, 1992. Kebijaksanaan Pemerintah dalam Pengembangan Industri Peternakan dan Penanganan Limbah Petemakan. Makalah Seminar. Direktorat Jenderal Peternakan. Departemen Pertanian. Jakarta
Sudaryanto, M. dan Jamal, E. 2000. Pengembangan Agribisnis Petemakan Melalui Pendekatan "Corporate Farming" untuk Mendukung Ketahanan Pangan Nasional. Makalah Seminar Nasional Teknologi Petemakan dan Veteriner dalam Upaya Meningkatkan Ketahanan Pangan, Balitnak-Ciawi, 18-19 September 2002.
Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, 1995. Kep-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair.
Surat Keputusan Menteri Pertanian, 1991. SK. Mentan No. 273/Kpts/RC410/1991 tentang Batasan Usaha Peternakan yang harus Melakukan Evaluasi Lingkungan. Departemen Pertanian. Jakarta.
Source :
http://www.disnak.jabar.go.id/data/arsip/pengelolaan%20limbah%20cair.pdf
Komentar