## KARAKTERISTIK KIMIAWI FLY ASH BATU BARA DAN POTENSI PEMANFAATANNYA SEBAGAI BAHAN PUPUK ORGANIK

## Sari Widya Utami
Politeknik Negeri Cilacap Email: sariwidyautami@gmail.com

## ABSTRACT
The purpose of the research was to study the content of chemistry of fly ash and the its potention of fly ash as the matterial of organic fertilizer. The research was conducted by mixing  fly  ash  with  some  organic  matterials    with  comparison  1:9.  The  materials  that used in this research were 10% of fly ash of PLTU Karang kandri Cilacap, 40% of dusk of ripsaw, 20% of dung of laying pullet, 20% of leguminosa leaves, and 10 % of ‘Ares’ of banana stalk. All organic fertilizer materials were mixed and done incubation for 3 weeks. The  result  of  analysis  was  compared  to  the  standard  of  organic  fertilizer  quality according to the regulation of Agriculture Department (Permentan) No. 70 year 2011. The result of the research showed that the main composer of fly ash that used was iron (71.2%), silicate (16he ratio of C/N of organic fertilizer which was 24.77. The fertilizer had  low  content  of  macro  nutri,2%)  and  alumunium  (7.67%).The  ph  value  of  the fertilizers which made was alkalis i.e 8.52.  T ent i.e  total- N (1.36%), total-P (1.13%) and total-K (2.23%).The heavy metal content of the fertilizer was low category, i.e  3.38 pmm of As, 0.53 ppm of Cd, 0.005 ppm of Hg and 8.18 ppm of Pb.
Keywords: fly ash, organic fertilizer, heavy metal, potention

## PENDAHULUAN
Kegiatan PLTU sebagai penyumbang energi  listrik  menyisakan  limbah  dalam jumlah yang sangat besar setiap tahunnya. Berdasarkan  data  komposisi  data  energi listrik  per  jenis  energi  primer  Indonesia diproyeksikan  penggunaan    batu  bara mencapai  56.91%    pada  tahun  2016  dan mengalami kenaikan sebesar 2.15%  pada tahun  2017  yaitu  mencapai  59.06% (Kementerian  ESDM,  2016).  Departemen Energi  Amerika  Serikat  melaporkan produk pembakaran batu bara
menghasilkan  limbah fly  ash sebanyak
52%  (Brown  et  al.,  2015).  Peningkatan penyediaan energi listrik melalui
pembangunan  PLTU  baru,  berkorelasi dengan peningkatan jumlah limbah fly ash yang dihasilkan. Ardha (2003) menyebutkan  bahwa  jika  limbah fly  ash tidak dimanfaatkan secara maksimal maka akan menjadi masalah pencemaran lingkungan. Dampak dari hal tersebut yaitu
tempat  pembuangan  akan  memerlukan lahan  semakin  luas  dan  berpengaruh  juga terhadap efek cemarannya.
Pemanfaatan  limbah fly  ash sudah dilakukan dalam beberapa bidang keteknikan.  Salah  satunya  limbah fly  ash sudah  dimanfaatkan  dalam  bidang  teknik sipil,  seperti  sebagai  bahan  pencampur beton.  Maryoto  (2008)  menyampaikan pemanfaatan fly ash pada konstruksi beton dapat  meningkatkan  mutu  dan  ketahanan beton di daerah agresif. Hai ini disebabkan terjadi  reaksi  pozolanik  yang  akan mengikat kapur bebas oleh silikat fly  ash , sehingga  membentuk  permukaan  yang lebih padat dan kedap air. Menurut Brown et  al  (2015), fly  ash dapat  menyementasi secara mandiri ketika terhidrasi.
Pemanfaatan  limbah  dalam  bidang pertanian sudah banyak dilakukan, khususnya  limbah  organik.  Pemanfaatan limbah  sebagai  pupuk  organik  seperti limbah biogas (Utami dkk., 2014), limbah
sampah  kota  (Yazdanpanah  et  al.,  2016), limbah abu sekam  dan abu serbuk gergaji (Zuraida,  2013)  dan  berbagai  limbah lainnya  mampu  meningkatkan  status kesuburan tanah dan mendukung produktivitas tanaman. Sedangkan, pemanfaatan fly  ash dalam  bidang pertanian  terutama  sebagai  bahan  pupuk organik  di  Indonesia  belum  banyak dilakukan walaupun ketersediaannya melimpah.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini dilaksanakan untuk mengetahui karakteristik kimiawi penyusun limbah fly ash batu  bara  dan  bagaimana  potensi fly ash sebagai  campuran  bahan    pupuk organik.

## METODE
Bahan  pupuk  organik  yang  sudah disiapkan dimasukan ke dalam wadah/tong sesuai  dengan  rancangan  perbandingan proporsi  bahan.  Perbandingan  banyaknya fly ash dengan bahan organik lain yaitu 1:9. Adapun  komposisi  bahan  pupuk  tersebut yaitu fly  ash sebanyak  10%,  ares  batang pisang  10%,  daun  leguminosa  20%, kotoran  ayam  petelur  20%  dan  serbuk gergaji  sebanyak  40%.  Semua  bahan dicampur  dan  diaduk  hingga  rata.  Proses dekomposisi dipercepat dengan penambahan  EM-4.  Proses  pengomposan berlangsung  selama  3  minggu  setelah pencampuran bahan.
Analisis  komposisi fly  ash dilakukan dengan  menggunakan  alat  XRF  yang dilaksanakan  di  Laboratorium  Teknik
Geologi Fakultas Teknik Unsoed Purwokerto.  Penyusun  dominan fly  ash
diurutkan  berdasarkan  dari  urutan  dengan komposisi terbesar. Unsur yang diuji yaitu unsur  dominan  penyusun fly  ash seperti Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO dan CaO.
Analisis kimia pupuk organik dilaksanakan  di laboratorium  Tanah fakultas Pertanian Unsoed Purwokerto dan LPPM Universitas Gadjah Mada. Parameter  pupuk  organik  yang  diuji  yaitu pH  (H
2 O),  C-organik,  N,  P,  K  dan
kandungan logam berat antara lain As, Hg, Pb,  dan  Cd.  Analisa  logam  berat  As,  Cd dan  Pb  menggunakan  metode  AAS, sedangkan analisa Hg dengan menggunakan metode analisa merkuri.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Komposisi Utama Penyusun Fly ash
Hasil  analisa  laboratorium fly  ash PLTU  Karang  Kandri  yang  digunakan mempunyai  beberapa  komposisi    kimia yang  disajikan  pada  Tabel  1.  Tabel  1 menunjukkan bahwa unsur terbanyak pada fly  ash yang  digunakan  adalah  besi  yaitu mencapai 71.2 %. Silikat dan alumina  jauh lebih  sedikit  dibandingkan  besinya  yaitu sebesar 16.2 % dan 7.67 %. Hasil tersebut berbeda dengan beberapa penelitian sebelumnya  yang melaporkan  (Umardani dan  Sudrajat,  2007;  Widyaningsih  et  al, 2011)  bahwa  unsur  terbanyak    menyusun fly ash berupa silikat.
Perbedaan komposisi fly ash
disebabkan perbedaan jenis batu bara yang digunakan. Jenis fly ash dapat ditentukan berdasarkan perbandingan kandungan beberapa  unsurnya.  Pengklasifikasian fly ash ke dalam kelas Batuminous dan Lignit di  dasarkan  pada  perbandingan  Fe 2 O 3 dengan  jumlah  CaO  dan  MgO.  Apabila Fe 2 O 3 lebih besar dari CaO dan MgO maka digolongkan  menjadi  kelas  Batuminous, sedangkan  apabila  Fe 2 O 3 lebih  kecil  dari CaO dan MgO maka digolongkan menjadi kelas Lignit. Berdasarkan Tabel 1, maka fly ash yang  digunakan  merupakan  kelas Batuminous.
Tabel 1 Urutan unsur penyusun fly ash PLTU Karangkandri Cilacap (2017) Parameter Satuan Hasil Fe 2 O 3 % 71.2 SiO 2 % 16.2 Al 2 O 3 % 7.67 CaO % 2.79 MgO % 1.05
Karakteristik  Kimia  Pupuk  Organik  +

## Fly ash
Data  Tabel  2,  menunjukkan  nilai  pH pada  kisaran  8-9    yang  mengindikasikan pupuk  organik  yang  dihasilkan  bersifat basa,  dan  tidak  berpotensi  menyebabkan penurunan pH tanah apabila nanti diaplikasikan ke tanah. Biasanya  Selain itu
nilai  pH  termasuk  masih  berada  pada standar  mutu  organik  (Permentan  no  70 tahun 2011). Nilai pH pada kisaran tersebut mengindikasikan  kemampuan  buffering yang tinggi pula. Hal ini menjadi salah satu indikator  pengaruh fly  ash dalam peningkatan  nilai  pH,  dimana fly  ash memberikan nilai pH antara 8-9 (Garavaglia dan Caramuscio,1994). Tabel 2 Hasil analisa uji pupuk organik yang ditambahkan fly ash No Parameter Satuan Hasil Standar kualitas pupuk* 1. pH H 2 O 8.52 4 – 9 2. C-organik % 33.71 ≥ 12 3. N total % 1.36 > 4 4. C/N 24.77 15 – 25 5. P 2 O 5 total % 1.13 > 4 6. K2O total % 2.23 > 4 7. As Ppm 3.38 ≤ 10 8. Cd Ppm 0.53 ≤ 2 9. Hg Ppm 0.005 ≤  1 10. Pb Ppm 8.18 ≤ 50
Keterangan  :    *Standar  kualitas  pupuk yang  digunakan  berdasarkan  Permentan  No  70  Tahun 2011
Kadar C-organik cukup tinggi, dengan kandungan N total kurang dari 4%.  Nilai C/N  sudah  memenuhi  standar  mutu organik pada pupuk tersebut menunjukkan bahwa  pupuk  yang  dihasilkan  sudah matang  (15-25).  Nisbah  C/N  pupuk organik  yang  diberi fly  ash berada  pada kisaran nilai tersebut, menunjukkan bahan organik sudah terdekomposisi atau kompos tersebut  sudah  matang.  Pupuk  organik yang  sudah  matang  mengindikasikan ketiadaan  dari  Pytotoxin  (Komilis  and Tziouvaras,  2009),  sehingga  aman  untuk diaplikasikan pada tanah dan tanaman.
Kandungan  hara  makro  seperti  N,P dan  K  kurang  dari  4%  (Tabel  2).  Hal tersebut  memang  umum  terjadi  dimana kebanyakan pupuk organik hanya mengandung  sedikit  hara  dengan  sifatnya yang  slow  release.  Rendahnya  kandungan N total  tersebut diduga tidak dipengaruhi oleh  adanya  penambahan fly  ash .  Hal tersebut didasarkan pada tidak
ditemukannya  kandungan  N  pada fly  ash . Fly  ash yang  merupakan  limbah  dari batubara,  tentunya  sudah  mengalami proses  pembakaran  dengan  suhu  tinggi, sehingga  unsur  N  tidak  ditemukan. Ketiadaaan  unsur  N  pada fly  ash mengindikasikan  bahwa  N  total  pada pupuk  berasal  dari  bahan  pencampur  lain yaitu  daun  leguminosa  maupun  dari kotoran  ayam  petelur.  Hal  tersebut berimplikasi pada kandungan total N yang rendah yaitu 1.36%.
Penggunaan fly  ash sebagai  bahan pencampur bahan pupuk organik juga tidak menunjukkan  adanya  pengaruh  yang signifikan terhadap besarnya kandungan P total pupuk. Kandungan P total pupuk yang rendah  yaitu  1.13%  diduga  berasal  bukan dari penambahan fly ash , yang berkorelasi dengan tidak masuknya P sebagai penyusun  dominan fly  ash (Tabel  1). Rendahnya  nilai  P  diduga  karena  sumber unsur tersebut proporsinya kecil yaitu ares
batang  pisang  (10%).  Ares  batang  pisang merupakan  salah  satu  sumber  P  walau dalam  jumlah  yang  kecil.  Seperti  yang disampaikan oleh Saraiva et al. (2012), ares batang  pisang  mempunyai  kandungan  P total pada kisaran 0.2-0.4 %.
Kandungan  K  total  pupuk  juga  tidak dipengaruhi  oleh  penambahan fly  ash . Akan  tetapi    besarnya  kandungan  K  total pada  pupuk  lebih  besar  dibandinganya jumlah  P  totalnya.  Kandungan  K  total sebesar  2.23%  yaitu  2  kali  dibandingkan jumlah  P  totalnya.  Sumber  K  pada  pupuk tersebut diduga  berasal dari serbuk gergaji, dimana  unsur  K  merupakan  unsur penyusun  ke-2  yang  dominan  pada material tersebut yaitu sebesar 31% (Hasil analisa,
2017
dan data
tidak dipublikasikan).  Selain  itu  jumlah  serbuk gergaji  yang  sebesar  20%  dari  total material  bahan  organik  yang  digunakan menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi jumlah K total pada pupuk yang dihasilkan.
Penggunaan fly  ash sebagai  bahan pupuk  organik  tidak  memberikan  dampak yang  negatif  pada  pupuk,  walaupun  tidak dapat  meningkatkan  besarnya  kandungan hara makro pupuk. Hal ini dapat dilihat dari besarnya  kandungan  logam  berat  pada pupuk seperti  As, Cd, hg dan Pb (Tabel 2). Kadar As pada pupuk yaitu 1/3 dari batas maksimal  yang  diizinkan  pada  standar mutu  pupuk  organik.  Hasil  pengujian untuk  unsur  Cd  juga  menunjukkan  hasil yang  positif  yaitu  hanya  ¼  dari  batas maksimal  yang  diizinkan.  Demikian  juga untuk  unsur  Pg,  dimana  hasil  analisa menunjukkan  besarnya  unsur  tersebut  1/6 dari  batas  yang  diizinkan.  Kadar  logam berat terendah ditunjukkan pada unsur Hg yaitu  0.005  ppm  dan  sangat  rendah dibandingkan  pada  batas  maksimal  yang diizinkah.  Hasil  analisa  keempat  unsur tersebut  menunjukkan  kandungan  logam berat pada pupuk tersebut masih di bawah batas aman sesuai dengan standar kualitas
yang  digunakan.  Selain  itu  rendahnya kandungan  logam  berat  mengindikasikan bahwa  pupuk  tersebut  aman  untuk digunakan untuk tanah dan tanaman.
Potensi  dari fly  ash sebagai  bahan pupuk  organik  lebih  kepada  kemampuan dari  material  tersebut  sebagai  bahan pencampur pupuk organik. Potensi tersebut dapat  dilihat  dari  kandungan  Sililkat danAlumina  (Tabel  1),  dimana  unsur tersebut  merupakan    salah  satu  agen sementasi  yang  baik.  Harapannya  apabila pupuk  organik  yang  diberi  bahan fly  ash tersebut dapat menahan kehilangan air dan unsur  hara  dari  tanah  apabila  pupuk tersebut  di  aplikasikan pada tanah dengan porositas yang tinggi seperti  tanah dengan tekstur berpasir.

## KESIMPULAN
Unsur dominan penyusun fly ash yang digunakan berupa besi oksida  sebesar 71.2 %,  kemudian  baru  diikuti  silikat  dan alumina  yaitu  16.2  %  dan  7.67  %.
Penggunaan fly  ash sebagai  campuran bahan pupuk organik mampu meningkatkan pH pupuk yaitu dengan pH sebesar  8.52  .  Penggunaan fly  ash tidak memberikan efek pada besarnya kandungan  N,  P  dan  K.  Besarnya kandungan NPK pada pupuk organik yang dihasilkan  lebih  dipengaruhi  dari  bahan organik lain yang digunakan, seperti daun leguminosa, ares batang pisang dan serbuk gergaji.  Nilai  positif  dari  penggunaan fly ash sebagai  bahan  pupuk  organik  yaitu tidak  berpotensi  meracuni  tanah  karena mempunyai  kandungan  logam  berat  yang rendah  yaitu jauh dibawah dari nilai/batas yang  diizinkan  pada  standar  mutu  pupuk organik.Oleh karena itu, fly ash berpotensi untuk  digunakan  dalam  bidang  pertanian sebagai  pupuk  organik  yang  dapat mengurangi kehilangan air dan unsur hara pada tanah dengan tekstur pasiran.

## DAFTAR PUSTAKA
Ardha,  N.  2003.  Pemanfaatan  Abu Terbang PLTU-Suralaya Untuk Castable Refractory (Penelitian Pendahuluan).  Litbang  Pengolahan Mineral, Jakarta. Brown, B.L., S. Bradshaw., T.B Edil., C.H Benson. 2015. Leaching from
Roadways  Stabilized  with Fly  ash :
Data  Assessment  and  Synthesis. World of Coal Ash (WOA)
Conference in Nasvhille. TN May 5- 7.
Garavaglia  R  and  Caramuscio  P.  1994.
Coal Fly ash Leaching Behavior And Solubility  Controlling  Solids.  In Proceeding  Of  The  International Conference On Environmental Implications Of Construction Materials And Technology Developments ; Environmental Aspects  of    Construction  Waste Management. Netherland
Kementerian  ESDM.  2016.  Rencana
Usaha  Penyediaan  Tenaga  Listrik
PT.  Perusahaan  Listrik  Negara (PLN) Tahun 2016 s.d Tahun 2025. Komilis D.P and I.S Tziouvaras (2009). A
Statistical  Analysis  to  Assess  the Maturity  and  Stability  of  Six Composts. Journal of Waste
Management 29 : pp 1504-1513
Maryoto,  A.  2008.  Pengaruh  Penggunaan High  Volume Fly  ash pada  Kuat Tekan Mortar.  Jurnal Teknik Sipil & Perencanaan, Nomor 2 Volume 10 , hal 103-114. Saraiva,  B.,  Pacheco,  E.B.V.,  Visconte, L.L.Y.,  Bispo,  E.P.,  Escócio,  V.A., de  Sousa,  A.M.F.,  Soares,  A.G., Junior,  M.F.,  Motta,  L.C.D.C.,  dan
Brito,  G.F.D.C.  2012.  Potentials  for Utilization  of  Post-Fiber  Extraction Waste From Tropical Fruit Production  in  Brazil  –  the  Example of Banana Pseudo-Stem. International Journal of Environment
and Bioenergy. 4 (2) : 101 – 119.
Umardani, Y dan E.Sudrajat. 2007. Analisa Penggunaan Fly ash Sebagai Material  Dasar    Pengganti  Cetakan Pasir  Pada  Pengecoran  Besi  Cor Ditinjau  Dari  Komposisi  Campuran
Cetakan Utami, S.W., B.H Sunarminto, E. Hanudin. 2014. Pengaruh Limbah Biogas Sapi terhadap  Ketersediaan  Hara  Makro- Mikro  Inceptisol.  Jurnal  Tanah  dan Air    Volume  11  No  1  ISSN  1411- 5719 Widyaningsih,  S.,  E.Setyawan.  dan  T.
Setyaningtyas.  2011.  Karakterisasi Abu  Terbang  PLTU  Cilacap  Untuk Menurunkan Kesadahan Air di Desa Darmakradenan Kecamatan Ajibarang  Kabupaten  Banyumas. Molekul Volume 6 No 1: 35-39
Yazdanpanah,  M.,  M.  Mahmoodabadi,  A.
Cerda. 2016. The Impact of Organic Amandments  on  Soil  Hydrology, Structure  and  Microbial  Respiration in Semiarid Lands. Geoderma (266) : 58 – 65
Zuraida. 2013. Penggunaan Berbagai Jenis Bahan  Amelioran  Terhdap  Sifat Kimia Bahan Tanah Gambut Hemik.
J.Floratek (8) : 101 – 109