## EduMatSains
Jurnal Pendidikan, Matematika dan Sains
http://ejournal.uki.ac.id/index.php/edumatsains

## POTENSI LIMBAH POPOK BAYI SEBAGAI MATRIKS PENGONTROL PELEPASAN PUPUK UREA PADA TANAMAN CABAI
Nurfika Ramdani 1* , Mariaulfa Mustam 2 , Hijrah Amaliah Azis 3
1,2,3 Jurusan Kimia, Fakultas Teknik Universitas Teknologi Sulawesi Diterima: 13 April 2022     Direvisi: 27 Mei 2022     Diterbitkan : 05 Juli  2022

## ABSTRACT
The  problem  of  disposable  diaper  waste  is  a  serious  problem that  challenges  the  environment. Therefore,  the researchers sought the utilization of diaper waste in agriculture. Efficiency of fertilizer absorption in plants in the environment by 30-40%, remaining in the air and evaporating into ammonia gas. Utilization of baby diaper waste as a matrix and urea as a filler was carried out in this study. This is expected to be able to control the release of nitrogen in fertilizers in accordance with the amount and amount needed by plants (desorption) and maintain  nitrogen  requirements  in  the  soil,  so  that  the  amount  of  fertilizer  given  is  more  efficient  than conventional  methods.  How  the  purpose  of  this  research  is  how  to  make  fertilizer  based  on  diaper  waste, determine  Nitrogen  adsorption capacity  into  the matrix and  determine  the  fertilizer requirements  for  growing chilli  seedlings.  The  study  was  divided  into  5  stages,  the  processing  of  baby  diaper  waste;  second,  the manufacture  of  urea  larvae  (fillers);  three,  filling  the  filler  into  the  matrix;  Rate,  determine  the  Nitrogen adsorption capacity into the matrix; discuss, test on plants. The research results obtained are variations in the contribution  of  urea  used  as  fillers  is  15%.  Based  on  this  research,  it  can  be  said  that  diaper  waste  has  the potential to control the release of urea. Furthermore, it can explain the rate of release of urea in chili plants.
Keywords: diaper, fertilizer, nitrogen, urea

## PENDAHULUAN
Bagi  keluarga  yang  memiliki  bayi  dan balita  pasti  muncul  permasalahan  seperti limbah  popok  bayi.  Popok  bayi  sekali  pakai diciptakan  untuk  kepraktisan  orangtua. Namun,  dibalik  kepraktisan  popok  sekali pakai  tersebut  muncul  permasalahan  serius yang  mengancam  lingkungan  (Dahlena  dkk. 2014).  Berdasarkan  sensus  penduduk  angka kelahiran  bayi  hingga  tahun  2017  mencapai 4,8  juta jiwa  (BPS.  2017).  Bila  diasumsikan seluruh  bayi  menggunakan  popok  sekali pakai  maka  limbah  popok  bayi  mencapai kurang  lebih  5  miliar  popok  per  tahun.
Tingginya  pemakaian  popok  bayi  tanpa diimbangi sistem pengelolaan atau pemanfaatan  limbah  tersebut  maka  akan menjadi  permasalahan  di  bidang  lingkungan (Dahlena  dkk.  2014).  Masalah  yang  timbul mendorong para peneliti untuk mengupayakan  pemanfaatan  limbah  popok bayi  tersebut  sehingga  bisa  memiliki  nilai ekonomi  yang  tinggi.  Pemanfaatan  limbah tersebut  sudah  banyak  dilakukan  seperti pemanfaatan  limbah  popok  bayi  dalam memproduksi  enzim  selulase  (Dahlena  dkk. 2014),  sebagai  bahan  baku  pembuatan metana  (Torrijos  dkk.  2014),  sebagai  media
tanam  dalam  mengontrol  penggunaan pestisida  di  tanah  (Roy  dkk.  2014  dan Millani dkk. 2017).
Popok  merupakan  peralatan  yang berperan sebagai penampungan sisa metabolisme  seperti  air  seni  dan  feses  yang terbuat  dari  polimer  yang  memiliki  daya serap  tinggi.  Polimer  berdaya  serap  tinggi tersebut  adalah  Poliakrilat  dan  selulosa. Polimer  yang  terkandung  di  dalam  popok berupa  natrium  poliakrilat.  Sedangkan selulosa  yang  digunakan  merupakan  bahan wol  yang  berguna  sebagai  perantara  antara kulit  dan  natrium  poliakrilat.  Hal  tersebut disebabkan  sifat  poliakrilat  yang  iritan terhadap  kulit,  apalagi  bila  bersentuhan dengan  kuliat  bayi  yang  hipoalergi  (Counts dkk. 2017).
Poliakrilat  memiliki  struktur  yang berlipat-lipat  dalam  keadaan  padat  (solid), namun  saat  diberi  air  maka  lipatan-lipatan tersebut  mulai  terbuka  dan  diisi  oleh  air sehingga  menjadi  membengkak  (swelling) membentuk  gel.  Interaksi  ion  Na+  pada natrium  poliakrilat  yang  awalnya  sangat berdekatan  dengan  gugus  karbonil  menjadi lebih  renggang  akibat  adanya  air  yang memiliki interaksi kuat yakni ikatan hidrogen antarmolekul  (Kiatkamjornwong.  2007). Polimer  tersebut  dapat  digunakan  sebagai media  tanam  yang  berguna  untuk  menjaga kelembaban  tanah  sehingga  tanah  tidak mengalami kekeringan. Proses ini berlangsung  akibat  pelepasan  air  yang
terkandung  didalam  popok  tersebut  terjadi secara  perlahan  (Abobatta,  2018).  Oleh karena  pada  penelitian  sebelumnya  oleh Kiatkamjornwong  pada  tahun  2007  dan Abobata pada tahun 2018 hanya memanfaatkan polimer superabsorben sebagai  media  tanam,  maka  pada  penelitian ini  memanfaatkan  polimer  pada  limbah popok sebagai media pelepasan pupuk urea.
Indonesia merupakan salah satu negara terbanyak  yang  mengkonsumsi  pupuk  salah satunya  adalah  pupuk  nitrogen.  Unsur nitrogen  merupakan  untur  terpenting  bagi tanaman,  meskipun  tergolong  penting, namun  nitrogen  merupakan  unsur  yang paling  tidak  efisien  pemanfaatannya.  Hal tersebut  karena  nitrogen  mudah  hilang melalui  pencucian  baik  dalam  bentuk  nitrat, menguap  ke  udara  dalam  bentuk  gas ammonia,  dan  berubah  kebentuk  lainnya yang tidak dapat diserap oleh tanaman. Salah satu  contoh  jenis  pupuk  Nitrogen  yang banyak dijumpai di pasaran Indonesia adalah dalam  bentuk  urea  (Co(NH2)2).  Pupuk  ini mudah larut dalam air dan menguap ke udara sehingga  pupuk  nitrogen  merupakan  pupuk yang  rendah  efisiensinya.  Nitrogen  yang diberikan  ke  dalam  tanah,  hanya  sekitar  30- 40%  diambil  oleh  tanaman  dan  60%  hilang dalam  proses  volatilisasi  menjadi  gas amoniak  (Hidayat  dkk.  2014).  Berdasarkan uraian  di  atas,  maka  perlu  dilakukan  suatu inovasi  terbarukan  dengan  memanfaatkan
limbah popok bayi  sebagai  matriks dan urea sebagai filler.

## METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Alat-alat  gelas  yang  umum  yang digunakan di laboratorium penyaring vakum, alat  bercocok  tanam  dan  instrumen  FT-IR model  SHIMADZU  820  1PC.  Bahan  yang digunakan  adalah  popok  bekas,  urea, akuades, kertas saring dan tanah.

## Prosedur kerja
Treatment Bahan dasar limbah popok
Limbah  popok  dikumpulkan  kemudian dikeluarkan  isi  popok  tersebut.  Isi  popok (matriks)  yang  telah  dikeluarkan  kemudian dicuci hingga bersih dan direndam dengan air selama  1x24  jam.  Matriks  yang  telah direndam kemudian ditiriskan.

## Pembuatan Filler
Urea  dengan  konsentrasi  Nitrogen  (N) 15%  dibuat  sebanyak  1  L.  Kemudian diencerkan  dengan  variasi  konsentrasi  N  0; 2,5; 5; 10; dan 15% sebanyak 100 mL.

## Pengisian Popok (Matriks)
Sebanyak  10  gram  sampel  popok  bayi hasil treatment ditimbang kemudian ditambahkan  filler  yang  telah  dibuat sebelumnya.  Kemudian  diaduk  selama  5 menit  dan  didiamkan  selama  10  menit. Selanjutnya disaring menggunakan penyaring
vakum.  Filtrat  hasil  penyaringan  dianalisa kandungan  nitrogennya  untuk  memperoleh jumlah  Nitrogen  terbanyak  yang  terkandung didalam popok dengan menggunakan metode Kjeldhal  (Rosaini  dkk.  2015;  Nasution  dkk. 2020).

## Pengujian Pada Tanaman
Polibag  berisi  tanah  ditimbang  500 gram kemudian dimasukkan bibit cabai hasil pembibitan  1  bulan.  Permukaan  tanaman diberi  produk  pupuk.  Pengujian  tersebut dilakukan  selama  5  minggu  dengan mengukur  tinggi  tanaman,  jumlah  daun,  dan mengidentifikasi perubahan yang terjadi pada tanaman setiap minggu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Adapun  data  yang  diperoleh  selama melakukan penelitian adalah sebagai berikut:

## a. Pengamatan popok bekas
Pengamatan  ini  terdiri  dari  pH  popok setelah  treatment  sebesar  6.  Popok  yang digunakan  adalah  bagian  dalam  dari  popok tersebut.  Bagian  dalam  ini  di treatment lebih lanjut  sehingga  dapat  digunakan  sebagai matriks.  Warna  popok  bekas  berwarna kekuningan  yang  berasal  dari  urin  hasil sekresi bayi. Bagian dalam popok ini diambil untuk  di  analisa  FT-IR.  Warna  popok  bekas setelah  treatment  adalah  putih.  Popok  hasil treatment diambil untuk di analisa FT-IR.

## b. Pembuatan Filler
Dalam pembuatan filler urea dilakukan dengan berbagai konsentrasi Nitrogen. Proses pembuatan  filler  ini  dilakukan  dengan melihat  kondisi  kelarutan  urea  terhadap  air. Dari  hasil  kelarutan  urea  diperoleh  variasi konsentrasi N pada urea sebesar 0; 2,5; 5; 10;
dan 15%. Konsentrasi diatas 15% menyebabkan  urea  menjadi  jenuh  (tidak larut). Derajat keasaman (pH) urea sebesar 6.

## c. Pengisian Filler ke dalam Matriks
Proses  pengisian  filler  dilakukan menggunakan  pompa  vakum.  Filtrat  hasil penyaringan dilakukan pengujian Nitrogen.
Gambar 1. Hasil FT-IR Limbah popok sebelum treatment
Hasil  pengujian  Nitrogen  tersebut  dilakukan untuk  mengetahui  jumlah  N  yang  mampu diserap  oleh  matriks  popok.  Adapun  data hasil pengujian N adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil Pengujian Nitrogen Metode Kjeldahl *) No Kode Sampel N sisa (%) 1 0% 0,02 2 0% 0,04 3 2,50% 1,85 4 2,50% 1,88 5 5% 3,38 6 5% 3,66 7 10% 7,64 8 10% 7,83 9 15% 11,21 10 15% 11,35
*) Pengujian Nitrogen menggunakan metode Kjeldahl secara duplo (dua kali pengerjaan).

## d. Pengujian pada tanaman
Pengujian  pada  tanaman  dilakukan menggunakan produk pupuk dengan konsentrasi  N  terbesar  yang  dapat  diserap oleh  matriks.  Konsentrasi  terbesar  adalah kadar  N  pada  urea  15%.  Proses  pengujian diawali dengan pembibitan kemudian ditambahkan produk pupuk.
Derajat keasaman (pH) produk pupuk: 6 Derajat keasaman (pH) tanah: 6 Derajat keasaman (pH) urea: 6
Pengolahan  data  hasil  pengamatan selama  5  minggu  telah  dilakukan.  Proses  ini diawali dengan mengkarakterisasi data FT-IR popok  sebelum  dan  setelah treatment .
Selanjutnya  menganalisis  hasil  pengujian  N yang  mampu  diserap  oleh  matriks  popok. Tahapan  terakhir  yaitu  analisis  hasil pengamatan pada pengujian tanaman.
- Karakterisasi Data FT-IR popok sebelum dan setelah Treatment
Gambar 3. Hasil FT-IR Limbah Popok Sebelum dan Setelah Treatment
Analisis  FT-IR  dilakukan  untuk mengetahui  perubahan  yang  terjadi  pada popok setelah diberikan treatment.
Berdasarkan  hasil  data  FT-IR  maka  dapat dilihat  bahwa  secara  umum  tidak  ada pergeseran  puncak  yang  signifikan  ataupun munculnya  puncak  baru  setelah  dilakukan treatment.  Namun,  terdapat  perubahan intensitas  puncak  di  daerah  3300-an  setelah dilakukan treatment yang  merupakan  daerah rentangan  O-H.  Pada  daerah  tersebut  terjadi pelebaran puncak setelah dilakukan treatment menandakan  bahwa  terdapat  H 2 O bebas  akibat  pencucian.  Selain  pelebaran puncak  juga  terlihat  penurunan  intensitas pada  rentangan  O-H  tersebut.  Daerah  1500- an  juga  terjadi  perbedaan  puncak  yakni penurunan  intensitas  akibat  pencucian. Perubahan  tersebut  menunjukkan  adanya ikatan – C=O  pada  gugus  fungsi  keton,  ester dan  asam  karboksilat.  Kehadiran  gugus fungsi  tersebut  berperan  dalam  interaksi dengan  filler  (pupuk  urea).  Sesuai  dengan data  yang  tunjukkan  oleh  Sanchez-Orozco dkk. 2017.  Hal ini menandakan bahwa hasil treatment  yang  dilakukan  dapat  dikatakan berhasil.

## - Analisis Hasil Pengujian N
Popok  hasil  treatment  diisi  filler  urea dengan variasi konsnetrasi N adalah 0; 2,5; 5; 10;  dan  15%.  Dari  hasil  pengisian  filler  ini diperoleh sejumlah N yang terserap ke dalam matriks  popok  dan  ada  pula  yang  tidak
terserap.  Oleh  karena  itu,  untuk  mengetahui jumlah  N  yang  terkandung/teradsorb  dalam popok maka dilakukan analisa N. Filtrat hasi pengisian filler dilakukan pengujian Nitrogen menggunakan  metode  Kjeldahl.  Metode  ini digunakan  untuk  mengetahui  jumlah  N organik  yang  tidak  teradsorb  oleh  matriks popok. Metode Kjeldahl adalah metode yang digunakan  untuk  menentukan  jumlah  N organik  dalam  suatu  sampel  dengan mendestruksi N organik tersebut menggunakan  asam  sulfat,  H 2 SO 4 pekat dengan  bantuan  katalis  selenium.  Hasil destruksi  kemudian  didestilasi  dengan menambahkan NaOH. Uap air pada kondesor saat  proses  destilasi  berlangsung  akan ditampung dengan larutan HCl dan indikator metil  merah.  Proses  destilasi  dihentikan ketika  larutan  tidak  bersifat  basa  yang ditandai  dengan  perubahan  lakmus  biru menjadi  merah  atau  lakmus  merah  tetap menjadi  merah.  Hasil  destilasi  kemudian dititrasi  menggunakan  NaOH  (Rosaini  dkk. 2015;  Nasution  dkk.  2020).  Berikut  reaksi yang terjadi pada setiap tahap:
Tahapan Destruksi
Tahapan Destilasi
Tahapan Titrasi
Berdasarkan  penentuan  N  metode kjeldahl  ini  maka  dapat  diketahui  jumlah  N yang  mampu  diserap  oleh  matriks  popok. Adapun  variasi  konsentrasi  N  yang  dibuat adalah 0;  2,5;  5;  10;  dan 15% sebagai  filler. Dari  variasi  tersebut  diperoleh  jumlah  N sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil N terserap berdasarkan Data
Pengujian Nitrogen Metode Kjeldahl
No Kode Sampel N sisa (%) N terserap (%) 1 0% 0,02 -0,02 2 0% 0,04 -0,04 3 2,50% 1,85 0,65 4 2,50% 1,88 0,62 5 5% 3,38 1,62 6 5% 3,66 1,34 7 10% 7,64 2,36 8 10% 7,83 2,17 9 15% 11,21 3,79 10 15% 11,35 3,65
Berdasarkan Tabel 2. di atas dilakukan pengujian  N  metode  Kjeldahl  secara  duplo dengan  tujuan  untuk  membandingkan  data pertama dan kedua dengan variasi konsentrasi  masing-masing  0;  2,5;  5;  10; 15%.  Dari  Tabel  2.  tersebut  maka  dapat dilihat  jumlah  N  terbesar  yang  mampu diserap oleh matriks berada pada konsnetrasi 15%  dengan  konsentrasi  N  yang  mampu diserap sebesar 3,65-3,79%.
- Analisis Hasil Pengamatan pada
Pengujian Tanaman Berdasarkan hasil pengamatan pengujian  pada  tanaman  cabai  maka diperoleh  rata-rata  tinggi  tanaman  cabai  tiap minggu adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Grafik Rata-rata Tinggi Tanaman Cabai
Berdasarkan  Gambar  4.  maka  dapat dilihat  tinggi  tanaman  dengan  menggunakan produk  pupuk  lebih  tinggi  dibandingkan tanpa  menggunakan  pupuk.  Dari  hasil tersebut  dapat  diketahui  bahwa  pengaruh penambahan produk pupuk memberikan hasil yang  lebih  baik.  Untuk  melihat  bagaimana pertumbuhan  tinggi  tanaman  cabai  tiap minggu  maka  dapat  dilihat  pada  grafik  di bawah ini:
Gambar 5. Grafik Pertumbuhan Tanaman Cabai Tiap Minggu
Berdasarkan  Gambar  5.  maka  dapat dilihat  bahwa  pertumbuhan  tanaman  cabai dengan menambahkan produk pupuk menghasilkan  perbedaan  yang  kurang signifikan  jika  dibandingkan  dengan  tanpa penggunaan  produk  pupuk.  Pertumbuhan tanaman  cabai  tiap  minggunya  juga  tidak menunjukkan perbedaan yang cukup signifikan yakni berkisar 1,1-3,1 cm.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  maka  dapat disimpulkan  bahwa  konsentrasi  Nitrogen yang  mampu  diserap  oleh  matriks  (popok) sebesar  3,65-3,79%  dengan  pertumbuhan tanaman tiap minggu menunjukkan perbedaan sebesar 1,1-3,1 cm.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  mengucapkan  banyak  terima kasih  kepada  Kementerian  Riset  dan Pendidikan  Tinggi  yang  telah  memberikan dana  Hibah  Penelitian  Dasar  Pemula  (PDP) Anggaran Tahun 2019.

## DAFTAR PUSTAKA
Abobatta,  W.  2018.  Impact  of  hydrogel polymer  in  agricultural  sector. Adv.
Agr. Environ Sci. 1(2): 59-64.
Counts,  J.,  Weisbrod,  A.  &  Yin,  S.  2017. Common  Diaper  Ingredient  Questions: Modern  Disposable  Diaper  Materials Are  Safe  and  Extensively  Tested.
Clinical Pediatrics 56(5S): 23S-27S.
Dahlena,  M.,  Dahliaty,  A.  &  Sy, S.D.  2014. Pemanfaatan  Selulosa  Popok  Bayi sebagai Substrat untuk Produksi Enzim Selulase  oleh  Isolat  Bakteri  S-16  dan S22  Strain  Lokal  Riau. JOM  FMIPA 2(1): 313-318.
Hidayat,  R.,  Fadillah,  G.,  Chasanah,  U.  &
Wahyuningsih, S. 2014. Peranan Zeolit Nanopori Termodifikasi sebagai Material  Pengontrol  Pelepasan  Pupuk Urea. Prosiding Elektronik (e-
proceedings) PIMNAS, 1(1): 1-8.
Kiatkamjornwong,  S.  2007.  Superabsorbent Polymers  and  Superabsorbent  Polymer Composites. Science Asia 1(1): 39-43.
Millani,  P.,  Franca,  D.,  Balieiro,  A.G.  &
Faez,  R.  2017.  Polymers  and  Its Applications  in  Agriculture. Polimeros
27(3): 256-266.
Nasution,  A.Y.,  Novita,  E.,  Nadela,  O.  &
Arsila,  S.P.  2020.  Penetapan  Kadar
Protein  pada  Nanas  Segar  dan  Keripik Nanas dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS dan Kjehdahl. JOPS (Journal  of Pharmacy and Science) . 4(2): 6-11.
Rosaini,  H.,  Rasyid,  R.  &  Hagramida,  V.
2015.  Penetapan  Kadar  Protein  secara Kjeldahl  Beberapa  Makanan  Olahan Kerang  Remis  ( Corbiculla  moltkiana Prime )  dari  Danau  Singkarak. Jurnal Farmasi Higea . 7(2): 120-127.
Roy,  A.,  Singh,  S.K.,  Bajpai,  J.  &  Bajapai,
A.K.  2014.  Controlled  Pesticide
Release from  Biodegradable Polymers. Central European Journal of Chemistry 12(4): 453-469.
Sanchez-Orozco,    R.,  Timotea-Cruz,  B.,
Torres-Blancas,  T.  &  Urena-Nunez,  F. 2017.  Valorization  of  Superabsorbent Polymers  From  Used  Disposable Diapers  As  Soil  Moisture  Retainer.
International  Journal  of  Research-
Grantaalayah 5(4): 105-117.
Torrijos,  M.,  Sousbie,  P.,  Rouez,  M., Lemunier, M., Lessard, Y., Galtier, L., Simao,  A.  &  Steyer,  J.P.  2014. Treatment  of  The  Biodegradable Fraction  of  Used  Disposable  Diapers by  co-Digestion  with  Waste  Activated Sludge. Waste  Management 34(1): 669-675.