ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Penggunaan Modified Triangular Method dalam Memprediksi Emisi Gas Metan di Tempat Pemrosesan Akhir Sampah Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah Muhammad Sadiqul Iman1 Chairul Irawan2 Muhammad Abrar Firdausy3 1 Pelaksana.
Bidang Cipta Karya dan Penataan Ruang Dinas Pekerjaan Umum dan Penataan Ruang Kabupaten Hulu Sungai Tengah 2 Program Studi Teknik Kimia.
Universitas Lambung Gas metan (CH.
menjadi salah satu kontributor utama dalam efek GRK.
Sumber utama penghasil gas metan salah satunya adalah Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) sampah.
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui emisi gas metan di TPA Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah menggunakan Modified Triangular Method (MTM).
MTM sendiri dapat digunakan dalam memprediksi volume emisi metan dengan mengasumsikan bahwa Default Method Intergovernmental Panel on Climate Change dan degradasi sampah meliputi 2 tahapan.
Dibawah kondisi normal, fase pertama dimulai setelah satu tahun timbunan sampah di TPA dan timbulan gas akan mencapai puncaknya pada tahun ke-3 hingga ke-6 dan setelahnya akan berkurang hingga nol pada tahun ke16 di fase kedua.
Hasil perhitungan emisi CH4 di TPA Telang mencapai puncaknya pada tahun 2021 yaitu sebesar 6,21 x 105 m3/tahun dan total emisi hingga tahun ke-16 atau tahun 2031 mencapai 4,66 x 106 m3/tahun.
Kata kunci: emisi, metan.
Modified Triangular Method.
TPA Telang Mangkurat 3 Program Studi Teknik Lingkungan.
Universitas Lambung Mangkurat AA 2230811310132@mhs.
Diajukan: 28 April 2023 Direvisi: 22 Juli 2023 Diterima: 29 Juli 2023 Dipublikasikan online: 30 Juli 2023 msi@gmail.
Pendahuluan Banyak aktivitas manusia berkontribusi pada Gas Rumah Kaca (GRK) yang saat ini terakumulasi di Gas yang paling penting adalah karbon dioksida (CO.
, diikuti oleh metana (CH.
, klorofluorokarbon, dan dinitrogen oksida (N.
Sumber emisi metana ke atmosfer dapat dipecah menjadi enam kategori besar: sumber daya alam, pertanian, peternakan, produksi bahan bakar fosil, pembakaran biomassa, dan tempat pemrosesan akhir (TPA) sampah.
Sumber terkecil yaitu TPA menghasilkan metana melalui dekomposisi organik.
Environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat memprediksi bahwa penimbunan sampah tidak akan meningkat terlalu banyak di negara-negara seperti Amerika Serikat di masa depan, tetapi dapat diperkirakan akan meningkat secara dramatis di negara-negara berkembang (Tchobanoglous & Kreith, 2.
TPA Telang terletak di Kabupaten Hulu Sungai Tengah Provinsi Kalimantan Selatan, tepatnya berada pada Desa Telang Kecamatan Batang Alai Utara.
Sesuai Keputusan Bupati Hulu Sungai Tengah Nomor 660/233/660.
1/Tahun 2015 tentang Penetapan Lokasi Tempat Pemrosesan Akhir Sampah (TPA) Kabupaten Hulu Sungai Tengah, luasan TPA sebesar A9 Ha.
Pada tahun 2020 luas TPA menjadi A19,8 Ha, dengan 9,98 Ha merupakan luasan lahan yang belum digunakan.
Luasan zona aktif eksisting dari lahan urug terkendali adalah 1,7 Ha yang mulai dioperasikan dari tahun 2016 hingga Berdasarkan data Sistem Informasi Pengelolaan Sampah Nasional, sampah yang masuk ke TPA Telang dari tahun 2019 hingga tahun 2022 berturut-turut sebanyak 45,20 ton/hari.
44,00 ton/hari.
55,06 ton/hari dan 52,63 ton/hari (Sistem Informasi Pengelolaan Sampah Nasional, 2019, 2020, 2021, 2.
Selain air lindi sampah, produk yang dihasilkan dari sampah adalah gas metan (CH.
dan karbon dioksida (CO.
Oleh sebab itu penanganan gas sangat diperlukan agar pencemaran udara di sekitar kawasan TPA sampah dapat ditangani dan dikurangi.
Hal positif dari penanganan gas metan yang baik adalah manfaatnya bagi pengelola TPA dan masyarakat sekitar sebagai bahan bakar gas dan energi listrik.
Produksi Gas CH4 dengan pengaruh resirkulasi lindi ternyata memiliki hasil signifikan, seperti yang dilakukan oleh Priyambada et al.
, dimana di dapat hasil penelitian bahwa nilai puncak produksi gas CH4 dengan resirkulasi lindi pada reaktor sampah segar yaitu sebesar 0,292 liter pada waktu tinggal ke-22, sedangkan untuk reaktor sampah umur 3-4 bulan sebesar 5,195 liter pada hari ke-34.
Suhu menjadi faktor penting dalam degradasi sampah, dimana dari hasil penelitian Priyambada et al.
, suhu yang paling baik dalam proses pembentukan biogas berada pada suhu antara 32-37O C.
Hal tersebut juga didukung oleh Cara mensitasi artikel ini:
Iman.
Irawan.
, dan Firdausy.
Penggunaan Modified Triangular Method dalam Memprediksi Emisi Gas Metan di Tempat Pemrosesan Akhir Sampah Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah.
Buletin Profesi Insinyur 6.
This is an open access article under the CC BY-NC-SA license BPI, 2023 | 83
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Asri et al.
, dimana produksi gas optimum berada pada suhu konstan 35O C dengan volume produksi gas metan 602,7 arb.
unit dan laju produksi biogas 76,65 A 5,22.
Emisi gas metan sebagai GRK ke atmosfer menunjukkan produksi yang meningkat pada sore hari dimana suhu rata-rata antara 36-40O C, seperti penelitian yang dilakukan oleh Lestari et al.
, di TPA Sumur Batu Kota Bekasi dengan sistem TPA open dumping, dimana didapat konsentrasi terendah yang terjadi di sore hari sebesar 328.
004,3 g/m3 dan konsentrasi tertinggi sebesar 820.
010,7 g/m3.
Tujuan penelitian ini adalah memperkirakan emisi gas metan di TPA Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah menggunakan Modified Triangular Method (MTM).
Mengapa model ini digunakan, karena termasuk dalam First-Order Models.
Dalam pemodelan ini, peluruhan bahan organik pada sampah dimodelkan mengikuti urutan pertama.
Beberapa model yang umum digunakan di seluruh dunia untuk First-Order Models yang menonjol meliputi: Triangular Method (TM).
Netherlands Single-Phase Model.
Netherlands Multiphase Model.
European Pollutant Emission Registrar: France Model dan United States LandGEM Model (Rao et al.
, 2.
Perhitungan emisi ini nantinya diharapkan dapat digunakan dalam pengelolaan emisi GRK di TPA Telang, yang mana belum memanfaatkan gas metan sebagai sumber energi listrik atau lainnya (Dinas Lingkungan Hidup dan Perhubungan Kabupaten Hulu Sungai Tengah, 2.
Tentu jika dimanfaatkan secara maksimal, gas metan ini akan mendatangkan kebermanfaatan bagi masyarakat sekitar dan menjadi solusi dalam penanganan emisi gas metan tersebut.
Metode Lokasi/ Tempat Penelitian Pengukuran lapangan komposisi sampah dilaksanakan pada bulan Juli 2022 dan berasal dari Dump Truck dengan nomor polisi DA 926 E yang melayani jalur angkutan di Kecamatan Barabai.
Sedangkan lokasi TPA Telang berada di Desa Telang Kecamatan Batang Alai Utara Kabupaten Hulu Sungai Tengah.
Komposisi Sampah Komposisi sampah merupakan salah satu faktor kunci dalam menghasilkan timbulan gas metan pada TPA (Chakraborty et al.
, 2.
Hasil pengukuran lapangan pada Juli 2022, didapatkan data bahwa komposisi sampah di Kecamatan Barabai terdiri dari sampah sisa makanan dan dedaunan sebesar 42,96%.
Disusul oleh sampah plastik yang menyumbang persentase sebesar 20,00% serta ditempat ketiga adalah sampah popok dan pembalut yang mencapai 17,73%.
Lebih lengkap persentase komposisi sampah di Kabupaten Hulu Sungai Tengah dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil Pengukuran Komposisi Sampah Lepas Rata-Rata Jenis Sampah Berat .
Komposisi
(%)
Sisa-sisa makanan daundaunan .
42,96 42,96 % Kertas 11,31 11,31 % Kayu
0,78
0,78 %
Kain/tekstil 0,91 0,91 % Karet/kulit 0,27 0,27 % Plastik
20,00
20,00 %
Logam
0,43
0,43 %
Gelas/kaca 0,84 0,84 % Sampah B3
1,24
1,24 %
Popok & Pembalut 17,73 17,73 % Dan lain-lain 3,53 3,53 % Jumlah 100,00 100,00 % Sumber: Survey Primer-Juli 2022 Modified Triangular Method (MTM) Perhitungan emisi gas metan saat ini banyak sekali metode yang digunakan.
Sedangkan pada penelitian ini.
TPA Telang akan menggunakan IPCC Default Method (DM) dan Modified Triangular Method (MTM).
merupakan metode yang sangat mudah digunakan dalam memperkirakan emisi gas metan pada TPA berdasarkan pendekatan kesetimbangan massa (Mali et , 2.
Persamaan perhitungan emisi metan dapat dilihat pada persamaan berikut.
MSWT = Total sampah yang dihasilkan (Gg/tahu.
MSWF = Total sampah yang diangkut ke TPA .
%) MCF = Faktor koreksi metan .
,4.
< 5 m dept.
DOC
= Karbon organik yang dapat terdekomposisi DOCF = Fraksi DOC terdekomposisi saat anaerobik = Fraksi (%) metan di timbulan gas TPA .
% dari LFG) 16/12 = Rasio berat molekul CH4/C = Recovery metan di TPA .
= Faktor oksidasi .
1 Gigagram (G.
= 1000 ton (Chakraborty et al.
, 2.
DOC = 0,4A 0,17B 0,15C 0,3D .
Dimana:
A = % Komposisi sampah kertas, kain serta popok dan B = % Komposisi sampah sisa makanan dan dedaunan C = % Komposisi sampah sayuran dan buah D = % Komposisi sampah kayu (Mali et al.
, 2012.
Qazi et al.
, 2.
Volume CH4 didapatkan dengan persamaan rumus
BPI, 2023 | 84
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
! 10 /
Dimana:
V = Volume CH4 .
3/tahu.
X = Emisi CH4 dihitung dengan rumus DM (Gg/tahu.
D = Densitas CH4 .
,714 kg/m.
(Chakraborty et al.
MTM sendiri dapat digunakan dalam memprediksi volume emisi metan dengan mengasumsikan bahwa DM dan degradasi sampah meliputi 2 fase (Mali et al.
Dibawah kondisi normal, fase pertama dimulai setelah satu tahun timbunan sampah di TPA dan timbulan gas akan mencapai puncaknya pada tahun ke3 hingga ke-6 dan setelahnya akan berkurang hingga nol pada tahun ke-16 di fase kedua, dapat dilihat pada Gambar 1.
(Chakraborty et al.
, 2.
Untuk menghitung puncak segitiga produksi gas metan pada tahun ke-6, maka digunakan rumus sebagai Ea= ! 2/ 15 .
Dimana:
h = tinggi kurva segitiga .
V = Volume CH4 .
3/tahu.
(Chakraborty et al.
, 2.
Hasil dan Pembahasan Proyeksi Timbulan Sampah Kabupaten Hulu Sungai Tengah Proyeksi timbulan sampah di Kabupaten Hulu Sungai Tengah menggunakan beberapa data yang tersedia meliputi laju timbulan dan jumlah penduduk dari tahun 2012 hingga 2021 yang bersumber dari Badan Pusat Statistik.
Laju timbulan sampah sesuai hasil survey primer yang dilakukan pada bulan Juli tahun 2022 didapatkan nilai sebesar 0,176 kg/orang/hari (Iman et , 2.
Jika dibandingkan dengan hasil penelitian pada tabel 2.
berikut, maka nilai laju timbulan sampah Kabupaten Hulu Sungai Tengah terbilang kecil.
Namun untuk perhitungan ini akan menggunakan nilai laju timbulan 0,4 kg/orang/hari, sesuai dengan laporan persampahan TPA Telang (Dinas Lingkungan Gambar 1 Hidup dan Perhubungan Kabupaten Hulu Sungai Tengah, 2.
Tabel 2 Perbandingan Laju Timbulan Sampah pada Penelitian Daerah Lain di Provinsi Kalimantan Selatan Kabupaten/Kota Hulu Sungai Selatan Banjar Banjar Banjarbaru Banjarmasin Tanah Laut Satuan kg/orang/hari Nilai 0,35 liter/orang/hari 2,26 kg/orang/hari liter/orang/hari kg/orang/hari liter/orang/hari kg/orang/hari liter/orang/hari kg/orang/hari liter/orang/hari kg/orang/hari liter/orang/hari 0,43 4,11 0,44 3,17 0,36 2,64 0,26 2,08 0,36 2,505 Sumber Maulida et al.
dalam (Sabrina, (Saufi, 2.
(Ananda, (Rizkiannur, (Sabrina et al.
(Yustina et al.
Nilai laju timbulan sampah hasil survey primer tersebut terbilang kecil bisa disebabkan karena hanya berasal dari wilayah permukiman penduduk dan dari 1 Kecamatan Barabai saja.
Kemudian data jumlah penduduk berguna untuk memproyeksi jumlah penduduk dari tahun 2022 hingga tahun 2031.
Zona aktif di TPA Telang sendiri berfungsi dari tahun 2016 hingga sekarang, dan untuk mendapatkan hitungan emisi gas metan dengan triangular method maka perlu data hingga tahun ke-16 atau tahun 2031.
Proyeksi volume dan berat sampah yang masuk ke TPA Telang dapat dilihat pada Tabel 3.
dan Tabel 4.
Default Methodology (DM) Berdasarkan Tabel 4.
maka didapat bahwa total sampah yang masuk ke TPA Telang dari Tahun 2016 hingga 2022 762,60 ton/tahun = 128 Gg/tahun.
Diasumsikan bahwa semua sampah yang dihasilkan per harinya diangkut 100% ke TPA, maka nilai MSWF Untuk mendapatkan nilai DOC, maka akan digunakan rumus .
dan Tabel 1.
, sehingga didapatkan nilai sebagai berikut.
Produksi Gas Menggunakan Triangular Method (Sumber : Mali et al.
, 2.
BPI, 2023 | 85
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Tabel 3 Volume Sampah yang diangkut ke TPA Telang Tahun 2016-2022 dan Proyeksinya Tahun 2023-2031 No.
Tahun Jumlah Penduduk .
% Penduduk Terlayani Laju Timbulan Sampah (Kg/Orang/Har.
Laju Timbulan Sampah (L/Orang/Har.
Penduduk Terlayani .
48,02% 48,04% 47,66% 41,48% 42,52% 52,33% 48,75% 60,00% 61,00% 62,00%
63,00%
64,00%
65,00%
66,00%
67,00%
68,00%
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
1,810
Volume Sampah Terlayani .
3/har.
228,94 231,78 232,41 204,57 199,14 249,19 238,19 294,83 301,41 308,06
314,75
321,50
328,31
335,17
342,08
349,06
Volume Sampah diangkut ke TPA .
3/tahu.
Tabel 4 Berat Sampah yang diangkut ke TPA Telang Tahun 2016-2022 dan Proyeksinya Tahun 2023-2031 No.
Tahun Jumlah Penduduk .
% Penduduk Terlayani Laju Timbulan Sampah (Kg/Orang/Har.
Penduduk Terlayani .
Berat Sampah Total on/tahu.
Berat Sampah Total on/har.
48,02% 48,04% 47,66% 41,48% 42,52% 52,33% 48,75% 60,00% 61,00% 62,00%
63,00%
64,00%
65,00%
66,00%
67,00%
68,00%
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
0,400
38452,90
38909,15
39330,06
39773,17
37773,27
38403,99
39407,85
39628,99
39850,12
40071,26
40292,39
40513,52
40734,66
40955,79
41176,93
41398,06
105,35
106,60
107,75
108,97
103,49
105,22
107,97
108,57
109,18
109,78
110,39
111,00
111,60
112,21
112,81
113,42
= 0,.
0,17, 0,15 0,3
DOC = 0,4 .
,95%) 0,17 .
,96% 0,15 .
%) 0,3
,78%)
DOC = 0,19516
DOCF menggunakan nilai angka default dari IPCC yaitu 0,5.
Fraksi (F) gas metan menggunakan angka default IPCC yaitu sebesar 0,5, hal ini mengasumsikan bahwa TPA Telang menghasilkan 50% gas CH4.
OX merupakan faktor oksidasi yang menggunakan angka default IPCC yaitu 0,1, dikarenakan TPA Telang menerapkan sistem lahan urug terkendali yang menggunakan tanah Berdasarkan informasi dari pengelola TPA Telang, kedalaman landfill eksisting adalah 4,5 meter (Dinas Lingkungan Hidup dan Perhubungan Kabupaten Hulu Sungai Tengah, 2.
Sehingga dapat didefinisikan bahwa TPA yang tidak terkelola dengan baik dan memiliki kedalaman kurang dari 5 meter, maka nilai MCF sesuai default dari IPCC adalah sebesar 0,4.
Berat Sampah diangkut ke sel TPA on/tahu.
Berat Sampah diangkut ke sel TPA .
on/har.
50,59 51,21 51,35 45,20 44,00 55,06 52,63 65,14 66,60 68,07
69,55
71,04
72,54
74,06
75,59
77,13
Nilai R yang berdasarkan nilai default IPCC diperoleh untuk pemulihan CH4 adalah sebesar 0.
Kemudian dengan menggunakan rumus .
, maka didapatkan nilai emisi metan yaitu :
Emisi CH4 = 128 Gg/tahun x 1 x 0,4 x 0,19516 x 0,5 x 0,5 x .
/12 Ae .
Ae 0,.
Emisi CH4 = 3,3245 Gg/tahun Volume metan kemudian dapat dihitung dengan persamaan .
, sehingga didapat nilai sebagai berikut.
! 10 /
V = 3,3245 Gg/tahun x 106 kg/Gg / 0,714 kg/m3 V = 4.
237,12 m3/tahun V = 4,66 x 106 m3/tahun Estimasi Metan Menggunakan Modified Triangular
Method (MTM) Setelah mendapatkan nilai volume metan, maka perhitungan selanjutnya adalah mendapatkan nilai emisi metan tiap tahunnya berdasarkan kurva segitiga
BPI, 2023 | 86
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
pada Gambar 1.
dan persamaan .
Sehingga hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.
Gambar 2.
Nilai puncak emisi metan berada pada tahun 2021 atau tahun ke-6, yaitu sebesar 620831,62 m3/tahun = 6,21 x 105 m3/tahun.
Berdasarkan Tabel 5.
dan Gambar 2.
, maka dapat dijelaskan bahwa emisi metan meningkat dari tahun ke-1 hingga tahun ke-6 atau dari tahun 2016 hingga tahun 2021.
Kemudian mengalami pengurangan hingga tahun ke-16 atau tahun Total emisi metan selama 16 tahun menggunakan MTM mencapai 4,66 x 106 m3/tahun.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan Chakraborty et al.
, diketahui bahwa pengukuran gas metan langsung di lokasi TPA merupakan cara paling akurat untuk mendapatkan estimasi gas metan yang Namun metode lain yang dianggap mendekati pengukuran langsung adalah First Ordey Decay (FOD).
MTM dan terakhir adalah DM.
Penelitian (Mor et al.
, 2.
juga mempertegas bahwa FOD dan MTM memiliki hasil yang sangat mirip dan dapat Penggunaan MTM pada penelitian lainnya yaitu pada lokasi TPST Bantargebang dengan total emisi gas metan hingga tahun ke-16 mencapai 26,68 x 106 m3/tahun (Saragih et al.
, 2.
Melalui Gambar 2.
, maka dapat disimpulkan bahwa besarnya timbulan sampah dapat meningkatkan timbulan GRK yang terbentuk di TPA yang disebabkan oleh peningkatan jumlah penduduk dan pelayanan.
Degradasi lahan seperti zona penyangga yang dapat menyerap karbon dioksida dan metana juga dapat mempengaruhi rentang emisi GRK (Yodi et al.
, 2.
Tabel 5 Estimasi Emisi Metan Menggunakan MTM di TPA Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah Gambar 2 Tahun Ke- Tahun MTM .
3/tahu.
0,00 124166,32 248332,65 372498,97 496665,29 620831,62 558748,45 496665,29 434582,13 372498,97
310415,81
248332,65
186249,48
124166,32
62083,16
0,00
Estimasi Emisi Metan Menggunakan MTM di TPA Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah BPI, 2023 | 87 Buletin Profesi Insinyur 6.
083Ae088 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Kesimpulan Kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian ini adalah estimasi emisi gas metan di TPA Telang Kabupaten Hulu Sungai Tengah menggunakan MTM, dengan menggunakan data sampah yang masuk ke TPA Telang dari Tahun 2016 hingga tahun 2022.
Hasil perhitungan emisi CH4 mencapai puncaknya pada tahun ke-6 atau tahun 2021 yaitu mencapai 6,21 x 105 m3/tahun dan total emisi hingga tahun ke-16 atau tahun 2031 mencapai 4,66 x 106 m3/tahun.
Tentunya emisi metan yang besar ini dapat menjadi sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan jika dapat dikelola dengan baik oleh Pemerintah Kabupaten Hulu Sungai Tengah.
Ucapan Terimakasih Terima kasih ditujukan kepada Bapak Bupati H.
Aulia Oktafiandi S.
AppCom.
Bapak H.
Syahidin.
, selaku Kepala Dinas Pekerjaan Umum dan Penataan Ruang Kabupaten Hulu Sungai Tengah serta Bapak Dr.
SaAodianoor.
Si.
, selaku Kepala Dinas Perumahan Rakyat dan Kawasan Permukiman Kabupaten Hulu Sungai Tengah yang telah membantu penulis dalam penyelesaian karya tulis ilmiah ini.
Saudari Anissa Fitri dan Saudara Arya Wicaksana selaku mahasiswa program studi Teknik Lingkungan ULM yang telah membantu menyediakan data primer komposisi Serta dibantu dengan Bapak Elfha Yunia Rachman.
, selaku Kepala Bidang Cipta Karya & Penataan Ruang dan Bapak H.
Muhammad Fadillah, , selaku Kepala Bidang Pengelolaan Sampah.
Limbah B3, dan Peningkatan Kapasitas.
Dinas Lingkungan Hidup dan Perhubungan Kabupaten Hulu Sungai Tengah, yang telah menyediakan data-data persampahan dalam penelitian ini.
Referensi