## KETERLINDIAN LOGAM BERAT DARI PEMANFAATAN LIMBAH SLAG BESI DAN BAJA SEBAGAI AGREGAT CAMPURAN LAPIS PERMUKAAN JALAN

## HEAVY METALS LEACHABILITY FROM IRON AND STEEL SLAG UTILIZATION AS ASPHALT CONCRETE – WEARING COURSE AGGREGATE
1* Airine Luhnira Perdana , dan 2 Sukandar 1,2 Program Magister Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl Ganesha 10 Bandung 40132
1 perdana.airine@gmail.com dan 2 sukandar11@gmail.com Abstrak: Pencemaran lindi slag menjadi fokus utama lingkungan akibat tingginya produksi limbah slag dari industri pengolahan besi dan baja. Slag terpapar hujan asam berpotensi meningkatkan keterlindian logam berat ke badan air permukaan dan air tanah. Pemanfaatan slag sebagai agregat campuran lapis permukaan jalan merupakan upaya meminimasi pencemaran dengan membatasi pergerakkan logam berat. Permen LH No.2 Tahun 2008 menuntut pemanfaatan limbah slag dengan kriteria aman bagi lingkungan dan layak secara teknis. Penelitian bertujuan untuk mengkaji keterlindian logam berat dari limbah slag besi dan baja sebelum dan setelah dimanfaatkan sebagai subtitusi bahan baku campuran lapis permukaan jalan (AC-WC) melalui solidifikasi. Jenis slag yang diteliti adalah BF dan BOF. Keterlindian logam berat limbah slag serta produk solidifikasi dianalisis melalui pengujian ANC, TCLP standar dan modifikasi, uji pelindian statis dan dinamis. Uji karakteristik fisik dan kimia menunjukkan slag BF dan BOF berpotensi untuk dimanfaatkan melalui metode solidifikasi. Secara teknis, slag BF dan BOF layak digunakan sebagai bahan baku lapis permukaan jalan karena memenuhi spesifikasi Dep. PU melalui uji mutu agregat dan kinerja. Jenis logam berat yang berkontribusi sebagai pencemar utama untuk slag BF dan BOF yaitu Fe (641,5; 692,25 mg/kg), Ba (17,25; 17,75 mg/kg), Zn (17,25; 17,75 mg/kg), Cr (7,75; 9,75 mg/kg) dan Cd (5,25; 5,75 mg/kg). Uji TCLP standar dan modifikasi mengindikasikan slag besi dan baja tidak memiliki karakteristik  toksik  karena  konsentrasi  logam  berat  dalam  lindi  tidak  melampaui  baku  mutu  TCLP mengacu PP No.101 Tahun 2014. Urutan laju pelindian logam berat statis Ba>Fe>Zn>Cd>Cr, dinamis Zn>Ba>Cr>Fe>Cd. Kandungan Cd dalam lindi statis AC-WC berpotensi menimbulkan efek karsinogen, sedangkan efek non-karsinogen ditimbulkan oleh lindi statis AC-WC berbahan baku slag BOF.
Kata kunci: slag, agregat, keterlindian logam berat, solidifikasi, lapis permukaan jalan.
Abstract:  Slag  leachate  pollution  can  be  a  great  environmental  concern  due  to  generation  of  slag  in numerous amounts of iron and steel-making industries. During periods of acid rain, these exposed slags release heavy metals into surface and groundwater. Slag utilization as asphalt concrete-wearing course (AC-WC) is a minimization effort to limit heavy metals migration. Ministry Regulation No.2/2008 requires two  criteria  of  slag  utilization  that  are  safety  for  environmental  and  technical  feasibility.  The  aim  of research is investigating heavy metals leachability from iron and steel slag, before and after utilizing as AC-WC  aggregate  through  solidification.  Leachability  of  heavy  metals  produced  from  slag  and solidification products were analyzed by ANC test, standard and modified TCLP test, static and dynamic leaching  test.  Materials  that  used  in  this  research  are  BF  and  BOF  slag.  Physical  and  chemical characterization test show BF and BOF slags potentially utilize through solidification method. Technically, BF and BOF slags feasible used as raw materials of AC-WC, aggregate quality and performance test result show both of slag meet the Dep. of Public Works specifications. Fe (641.5; 692.25 mg/kg), Ba (17.25; 17.75 mg/kg), Zn (17.25; 17.75 mg/kg), Cr (7.75; 9.75 mg/kg), and Cd (5.25; 5.75 mg/kg) are the major pollutants that contain in both type of slags. Standard and modified TCLP test show BF, BOF slag, and solidification products  are  have  no  toxic  character,  heavy  metals  concentration  in  leachate  not  exceed  the  quality standards  refer  to  GR  No.101/2014.  Static  leaching  rate  of  metals  show  Ba>Fe>Zn>Cd>Cr  and
Zn>Ba>Cr>Fe>Cd for dynamic. Cd in static AC-WC leachate has carcinogenic effect potential, while non-carcinogenic effects caused by static BOF AC-WC leachate.
Keywords: slag, aggregate, heavy metals leachability, solidification, asphalt concrete – wearing course.

## PENDAHULUAN
Pada tahun 2012–2013 perekonomian Indonesia mengalami pertumbuhan sebesar 5,68%. Pertumbuhan ekonomi Indonesia tak luput dari perkembangan sektor industri pengolahan yaitu sebesar  5,56%  di  tahun  2013,  hal  tersebut  memberikan  dampak  positif  terhadap  percepatan pembangunan dan peningkatan kesejahteraan masyarakat. Namun, perkembangan sektor industri pengolahan memberikan implikasi negatif terhadap timbulan jumlah limbah B3. Maka dari itu, tantangan pengelolaan limbah B3 akan semakin besar di tahun mendatang.
Industri pengolahan besi dan baja menghasilkan 20% limbah slag dari setiap ton produksi baja  (Gunawan  et  al.,  2011).  Mengacu  pada  PP  RI  No.101  Tahun  2014  tentang  Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, limbah slag dikategorikan sebagai limbah B3 dari sumber spesifik khusus dengan kode limbah B402. Slag merupakan produk samping proses pirometalurgi dari beragam bijih logam dan diklasifikasikan sesuai dengan jenis tungku slag tersebut dihasilkan (Piatak et al., 2014). Upaya pengelolaan limbah slag di Indonesia terbatas pada penimbunan di lahan urug. Namun, luas lahan landfill yang memenuhi syarat KLH semakin berkurang. Untuk menghidari timbulnya limbah, maka pengelolaan limbah B3 perlu menerapkan prinsip minimisasi dengan menerapkan konsep 4R (reduce, reuse, recycle dan recovery). Salah satu aplikasi recycle yaitu pemanfaatan limbah B3 sebagai substitusi bahan baku.
Pemanfaatan limbah slag besi dan baja melalui solidifikasi dalam bidang konstruksi jalan adalah  sebagai  subtitusi  agregat  campuran  lapis  permukaan  jalan  (Asphalt  Concrete-Wearing Course, AC-WC). Lapis permukaan jalan merupakan lapisan paling atas dari struktur perkerasan yang berhubungan langsung dengan roda kendaraan. Lapisan ini berupa campuran beton aspal antara  agregat  dan  aspal  dimana  sifat-sifat  campuran  harus  sesuai  dengan  spesifikasi  Dep. Pekerjaan Umum (2010). Agregat yang digunakan terdiri dari berbagai fraksi yaitu agregat kasar, sedang, dan halus. Limbah slag baja memiliki strukur padat, keras, tahan abrasi, dan daya gesek tinggi, sehingga layak dimanfaatkan sebagai agregat lapis permukaan jalan dimana memerlukan ketahanan aus yang tinggi, kuat dan tahan lama (Sofilic et al., 2012).
Slag mengandung logam berat (Sb, As, Ba, Be, Ca, Cr, Co, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Th, dan V)  dengan  konsentrasi  lebih  tinggi  dari  tanah  pada  umumnya.  Konsumsi  kromium  dari  air terkontaminasi dapat menyebabkan anemia dan kanker lambung. Konsumsi zat besi dalam jumlah besar  mengakibatkan  kondisi  heamochromatosis  atau  kerusakan jaringan  akibat  akumulasi  zat besi  (Tiwari  et  al.,  2015).  Penimbunan  slag  besi  dan  baja  di  lahan  terbuka  menimbulkan kekhawatiran  akan  lindi  yang  terbentuk  akibat  paparan  air  hujan  terhadap  limbah  slag  akan menyebabkan pencemaran lingkungan terutama masalah perubahan kualitas air permukaan dan air tanah. Pemanfaatan limbah slag besi dan baja melalui solidifikasi bukan hanya upaya untuk meminimasi timbulan jumlah limbah B3, tetapi juga sebagai upaya untuk membatasi kelarutan pencemar terutama logam berat. Di Indonesia, terdapat dua kriteria pemanfaatan limbah B3 yang harus dipenuhi mengacu pada Permen LH No.2 Tahun 2008 yaitu pemanfaatan limbah bersifat aman  bagi  lingkungan  dan  kesehatan  manusia  serta  layak  secara  teknis.  Berdasarkan permasalahan tersebut, diperlukan penelitian komprehensif untuk mengkaji keterlindian logam berat dari limbah slag besi dan baja sebelum dan setelah dimanfaatkan sebagai subtitusi bahan baku  campuran  lapis  permukaan  jalan  melalui  proses  solidifikasi.  Penelitian  ini  diharapkan mampu  memberikan  informasi  awal  berupa  penjelasan  ilmiah  bagi  pemerintah  Indonesia mengenai pemanfaatan limbah slag besi dan baja sebagai agregat campuran meliputi kinerja lapis permukaan jalan serta dampak terhadap lingkungan.

## METODOLOGI
Penelitian difokuskan pada keterlindian logam berat setiap fraksi limbah slag besi dan baja,  campuran  fraksi slag besi  dan baja  sebelum  solidifikasi,  dan  produk  solidifikasi  melalui beberapa metode pelindian. Bahan yang digunakan adalah limbah slag bersumber dari tungku blast furnace (BF) pengolahan besi dan basic oxygen furnace (BOF) pengolahan baja yang berasal dari  industri  pengolahan  besi  dan  baja  di  Pulau  Jawa,  Indonesia.  Kedua  jenis slag digunakan sebagai subtitusi bahan penyusun campuran perkerasan yaitu agregat standar.
Dalam penelitian ini dilakukan solidifikasi dengan memanfaatkan limbah slag besi dan baja sebagai agregat campuran lapis permukaan jalan (AC-WC). Limbah slag dipreparasi melalui proses mesin pemecah batu ( crusher ) untuk mendapatkan agregat yang memenuhi persyaratan ukuran yang diperlukan sesuai spesifikasi Dep. Pekerjaan Umum 2010 yaitu terdiri dari agregat kasar (1 – 2 cm), sedang (0,5 – 1 cm), dan halus (0 – 0,5 cm). Jumlah benda uji yang digunakan dalam penelitian adalah 10 buah yaitu tiga fraksi slag BF dan BOF, campuran fraksi slag sebelum solidifikasi  serta  produk  solidifikasi  berbahan  baku slag BF  dan  BOF.  Tahap  pekerjaan laboratorium  dibagi  menjadi  dua  bagian  utama  mengacu  pada  Permen  LH  No.2  Tahun  2008 mengenai  kriteria  pemanfaatan  limbah  B3.  Namun,  terlebih  dahulu  dilakukan  identifikasi karakteristik limbah slag dengan parameter fisik dan kimia.
Kriteria  pertama,  kelayakan  teknis  produk  akhir  berupa  lapis  permukaan  jalan  dinilai melalui pengujian mutu agregat dan aspal, solidifikasi (perencanaan dan pelaksanaan campuran lapis  permukaan  jalan),  dan  pengujian  kinerja  campuran  lapis  permukaan  jalan  sehingga dihasilkan  produk  solidifikasi  pada  kondisi  optimum.  Kriteria  kedua,  pemanfaatan  limbah  B3 bersifat aman bagi lingkungan dan kesehatan manusia ditentukan melalui uji keterlindian logam berat dengan empat jenis metode yakni uji ANC, uji TCLP standar dan modifikasi, uji pelindian statis dan dinamis terhadap tiga fraksi limbah slag besi dan baja, campuran fraksi, serta produk solidifikasi.  Data  yang  diperoleh  dianalisis  menggunakan  uji  statistik Analysis  of  Variance (ANOVA)  untuk  mengetahui  apakah  terdapat  perbedaan  signifikan  keterlindian  logam  berat antara sebelum dan setelah pemanfaatan limbah slag besi dan baja.

## Uji ANC (Acid Neutralizing Capacity)
Pengujian ANC bertujuan untuk mengetahui kestabilan/ketahanan sampel uji terhadap asidifikasi mengacu pada modifikasi uji ANC Sobek yang didasari prosedur EPA-600/2-78-054. Untuk mengetahui kemampuan satu gram limbah slag dalam menetralkan asam, maka dilakukan asidifikasi  dengan  mereaksikan  sampel  uji  dengan  kelebihan  HCl  yang  telah  diketahui konsentrasinya. Modifikasi uji ANC Sobek terletak pada tahap filtrasi residu setelah asidifikasi sampel limbah slag . Kemudian filtrat dititrasi balik menggunakan NaOH hingga mencapai pH 7. Perhitungan ANC (meq/g limbah slag ) mengikuti Persamaan 1 berikut.
𝐴𝑁𝐶 = [𝑉 𝐻𝐶𝑙 −(𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑉𝐻𝐶𝑙𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜 )]×𝐶 𝐻𝐶𝑙 ×𝐵𝐸 𝑊 𝑠
(Persamaan 1)
Dimana  V HCL adalah volume larutan HCl pada asidifikasi (mL), V NaOH adalah volume larutan NaOH  pada  titrasi  balik  (mL).  C HCl adalah  konsentrasi  larutan  HCl  yang  digunakan  (N),  BE adalah Berat ekivalen H (Ar H/muatan ion H + =1), dan W s adalah berat sampel limbah slag (gr).

## Uji TCLP Standar dan Modifikasi
Uji TCLP termasuk kedalam uji pelindian dengan ekstraksi secara batch yang bertujuan untuk mengidentifikasi limbah yang berpotensi untuk melindikan pencemar berbahaya terutama logam berat ke air tanah yang mengacu pada TCLP USEPA Test Method 1311. Perbedaan uji
TCLP  standar  dan  modifikasi  terletak  pada  penggunaan  larutan  ekstrak/pelindi,  dimana  asam asetat  glasial  pada  uji  TCLP  standar  digantikan  dengan  air  hujan  asam  artifisial  berupa  asam karbonat yang diperoleh dengan mengalirkan gas CO 2 ke dalam aquadest .

## Uji Pelindian Statis
Uji pelindian statis merupakan simulasi penimbunan limbah slag dan lapis permukaan jalan ketika terendam air hujan. Air asam yang digunakan sebagai larutan pelindi memiliki pH sebesar 4,5 sesuai dengan pH terendah hujan asam dan larutan pelindi tidak diganti baru untuk mempertahankan  kondisi  ekuilibrium.  Limbah slag dan  produk  solidifikasi  disiapkan  dalam tabung berbahan akrilik seperti ditunjukkan pada Gambar 1a , dengan rasio L/S yaitu 20:1. Uji ini dilakukan selama 12 hari dengan pemeriksaan logam berat yang terkandung dalam lindi pada hari ke-1, 3, 6, 9 dan 12.

## Uji Pelindian Dinamis dengan Simulasi Cuaca
Uji pelindian dinamis merupakan simulasi penimbunan limbah slag dan lapis permukaan jalan terhadap perubahan cuaca dalam satu siklus. Satu siklus terdiri dari dua tahap perlakuan. Tahap pertama, simulasi hujan asam dilakukan menggunakan reaktor yang memapar benda uji dengan air asam seperti ditunjukkan pada Gambar 1b dengan rasio L/S yaitu 20:1, debit 90 – 130 mL/detik, selama 3 jam dengan pemeriksaan logam berat setiap satu jam. Tahap kedua, benda uji  dikeringkan  selama  24  jam  dalam  oven  bersuhu  60°C  (ASTM  D4843-88).  Pengujian  ini diulangi selama 3 siklus berturut-turut.
Gambar 1. Skema a) uji pelindian statis dan b) dinamis.

## Estimasi Analisis Risiko Kesehatan Manusia
Karakterisasi  risiko  merupakan  tahapan  ke-4  dari  keseluruhan  tahapan  analisis  risiko kesehatan. Persamaan 2 dan Persamaan 4 menyatakan perhitungan Chronic Daily Intake (CDI) untuk  mengestimasi  efek  karsinogen  dan  HI  ( Hazard  Index )  untuk  efek  non-karsinogen  dari pemanfaatan limbah slag besi dan baja. Kedua perhitungan menggunakan data konsentrasi logam berat dalam lindi yang diperoleh dari hasil uji pelindian statis dan dinamis, masing-masing untuk logam berat yang berperan sebagai sumber pencemar utama.
𝐶𝐷𝐼 = 𝐶 × 𝐼𝑅 × 𝐸𝐹 × 𝐸𝐷 𝐵𝑊 × 𝐴𝑇 (Persamaan 2) 𝐻𝑄 = 𝐶𝐷𝐼 𝑅𝑓𝐷 (Persamaan 3) 𝐻𝐼 = ∑ 𝐻𝑄 𝑛 𝑖=1 (Persamaan 4)
Dimana C adalah konsentrasi logam berat (mg/L), IR adalah Ingestion Rate (laju konsumsi air minum harian orang dewasa, 2 L/hari), EF adalah Exposure Frequency (frekuensi pajanan, 365 hari/tahun), ED adalah Exposure Duration (durasi pajanan, 70 tahun), BW adalah Body Weight
(a)
(b)
(berat badan, 70 kg), AT adalah Averaging Time (waktu rata-rata pajanan, 70 tahun masa hidup x  365  hari/tahun). Hazard  Quotient (HQ)  dihitung  menggunakan Persamaan  3 .  RfD  adalah Reference Dose (mg/kg-hari) spefisik untuk setiap logam mengacu pada USEPA.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Fisik dan Kimia Slag Besi dan Baja
Penelitian  dilakukan  terpusat  di  Laboratorium  Buangan  Padat  dan  B3,  ITB.  Analisis kandungan  logam  berat  dilakukan  di  Puslitbang  tekMIRA,  Bandung.  Kandungan  mineral dianalisis  di  Laboratorium  Pengujian  Metalurgi  dan  Karakterisitik,  ITB.  Pengujian  SEM dilakukan di Laboratorium SEM, BSC-A ITB. Pengujian mutu agregat diadakan di Laboratorium Jalan Raya, Pusjatan Bandung. Pola difraksi X-ray slag BF dan BOF menunjukkan kemiripan puncak  mineral  utama  penyusun  struktur  yaitu  Ca2SiO4  (larnite),  CaFe2O4  (oksida  besi kalsium), SiO2 (cristobalite/ kuarsa), CaCO3 (calcite), FeO (wustite), dan Ca(OH)2 (portlandite) serta tambahan FeFe2O4 (magnetite) untuk slag BF..
Gambar 2. Mikrograf SEM a) slag BF pembesaran 300x b) slag BF pembesaran 5000x c) slag BOF pembesaran 300x d) slag BOF pembesaran 5000x.
Hasil uji SEM untuk mengetahui topologi slag BF dan BOF ditampilkan pada Gambar 2 . Mikrograf SEM slag BF dan BOF memiliki topologi permukaan berpori. Namun, jika dilihat lebih  seksama  ( Gambar  2b dan 2d )  permukaan  kedua  jenis slag cenderung  bertekstur  kasar. Keuntungan  dari  agregat  berpori  yaitu  peningkatan  kelekatan  aspal  terhadap  agregat, menyebabkan naiknya ketahanan terhadap cuaca serta kestabilan terhadap panas (Hainin et al. , 2012).
Tabel 1. Kadar logam berat slag BF dan BOF. No. Parameter Konsentrasi (mg/kg BK) Kadar maksimum Kep No.4/BAPEDAL/9/1995 (mg/kg BK) BF BOF Aspal Kolom A Kolom B 1 Arsen (As) 2,75 3 2,25 300 30 2 Barium (Ba) 17,25 17,75 18,75 - - 3 Kadmium (Cd) 5,25 5,75 7 50 5 4 Kromium (Cr) 7,75 9,75 9 2500 250 5 Cobalt (Co) 2 1,75 2,25 500 50 6 Tembaga (Cu) 2,25 2,75 1,75 1000 100 7 Timbal (Pb) 1,5 0,75 0,75 3000 300 8 Merkuri (Hg) 0,02 0,0225 0,02 20 2 9 Molibdenum (Mo) 0,25 0,25 0,25 400 40 10 Nikel (Nikel) 1,75 2 2,25 1000 100 11 Timah (Sn) 0,5 0,5 0,25 500 50 12 Selenium (Se) 1 1,25 0,75 100 10 13 Perak (Ag) 0,25 0,25 0,25 - - 14 Zinc (Zn) 17,25 17,75 16,5 5000 500 15 Besi (Fe) 641,5 692,25 0,5 - -
a b d c
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 Kadar aspal, % V F B Kepadatan V M A VIM Marshall VIM PRD Kelelehan MQ Stabilitas
Mengacu pada Tabel 1 , kadar logam berat tertinggi slag BF dan BOF berturut-turut yaitu Ba,  Fe,  Zn,  Cr  dan  Cd.  Kelima  logam  tersebut  menjadi  fokus  utama  dalam  pengujian  tahap selanjutnya  yaitu  uji  keterlindian logam  berat tiga fraksi  limbah slag BF dan  BOF,  campuran fraksi slag , serta produk solidifikasi.

## Kelayakan Teknis Produk Akhir Lapis Permukaan Jalan (AC-WC)
Hasil pengujian mutu agregat kasar, sedang, dan halus menunjukkan sifat dan kualitas slag BF dan BOF sebagian besar memenuhi spesifikasi yang ditentukan Dep. Pekerjaan Umum (2010).  Berdasarkan  analisis  saringan  penggunaan slag BF  sebagai  agregat  campuran  laston, diperoleh gradasi gabungan dengan komposisi agregat kasar, sedang, halus sebesar 15%, 28%, dan  57%,  sedangkan  untuk slag BOF  10%,  32%  dan  58%.  Kadar  Aspal  Optimum  (KAO) ditentukan dengan menggunakan metode Marshall dan Kepadatan Mutlak (PRD).
(a) Slag BF (b) Slag BOF
Gambar 3. Hasil Pengujian Marshall dan Kepadatan Mutlak.
Hubungan  antara  kadar  aspal  dengan  parameter  Marshall  yang  memenuhi  seluruh persyaratan kriteria campuran beraspal ditunjukkan pada Gambar 3 . KAO ditentukan dengan metode skala balok ( bar-chart ). Berdasarkan hubungan VIM-Marshall terhadap kadar aspal yang telah  digabungkan  dengan VIM-PRD,  KAO  kedua jenis agregat slag diperoleh 5,9%.  Kinerja lapis permukaaan jalan ditentukan melalui uji perendaman Marshall untuk mengukur ketahanan campuran terhadap perusakan oleh air (durabilitas campuran). Durabilitas campuran agregat slag BF  dan  BOF  berturut-turut  857  kg  dan  817,3  kg.  Nilai  tersebut  memenuhi  spesifikasi  yang ditetapkan  yaitu  800  kg.  Hasil  pengujian  ketahanan  alur  menunjukkan  nilai  stabilitas  dinamis untuk  agregat slag BF  dan  BOF  adalah  2863,6  dan  3315,8  lintasan/mm,  lebih  besar  dari persyaratan  stabilitas  dinamis  beton  aspal  untuk  lalu  lintas  berat  minimum  2500  lintasan/mm (Dep. Pekerjaan Umum, 2010).

## Kriteria Produk Solidifikasi Aman bagi Lingkungan
Kriteria  aman  bagi  lingkungan  hidup  dikaji  menggunakan  parameter  keterlindian pencemar terutama logam berat sebagai upaya kontrol terhadap disposal limbah B3. Tujuan utama kriteria ini yaitu memastikan konsentrasi logam berat produk solidifikasi berada di bawah batas aman bagi kesehatan maupun lingkungan hidup, terutama informasi mengenai konsentrasi logam berat yang masih diperbolehkan dalam air tanah sebagai sumber air minum.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 Kadar aspal, % V F B Kepadatan V M A VIM Marshall VIM PRD Kelelehan MQ Stabilitas

## ANC (Acid Neutralizing Capacity)
Kapasitas limbah slag untuk menetralkan sejumlah asam ditentukan melalui perhitungan asam-basa. Slag BF memiliki nilai ANC (14,54 meq/g sampel) lebih tinggi dari nilai ANC slag BOF (13,75 meq/g sampel). Kemampuan slag BF untuk menetralkan asam lebih besar karena tingginya kandungan Fe 2 O 3 (35,21%). Nilai ANC dipengaruhi oleh kehadiran Al, Si, Na, K, Mg, dan Ca, terutama Fe karena mampu menetralkan mol H + 1,5 kali lebih besar dari Ca dan Mg.

## Keterlindian Logam Berat melalui Uji TCLP Standar dan Modifikasi
Prosedur  pengujian  TCLP  modifikasi  hampir  sama  dengan  TCLP  standar,  namun penggunaan larutan ekstrak 1 dan 2 digantikan oleh asam karbonat dengan pH 4,5. Penggantian asam karbonat bertujuan untuk merepresentasikan kondisi faktual dimana timbunan limbah slag di  area  terbuka  terpapar  langsung  oleh  air  hujan.  Air  hujan  secara  alami  mengandung  asam karbonat bersifat asam lemah akibat terlarutnya CO 2 di udara dalam air hujan. Penggunaan pH 4,5 didasari oleh batas pH minimum hujan asam yang ditetapkan KLH.
Tabel 2 menunjukkan konsentrasi keterlindian logam As, Ba, B, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Se, Ag  dan  Zn  untuk  limbah slag BF,  BOF  serta  aspal  pada  pengujian  TCLP  standar  tidak  jauh berbeda dengan TCLP modifikasi. Penggunaan larutan pelindi asam asetat glasial (pH 2,88 dan 4,9)  dan  asam  karbonat  (pH  4,5)  tidak  mampu  melarutkan  konsentrasi  logam  berat  yang terkandung dalam limbah slag secara keseluruhan. Asam lemah kurang efektif dalam melarutkan mineral yang terkandung dalam slag (Moustakas et al. , 2012). Konsentrasi logam-logam berat untuk ketiga bahan baku dan produk solidifikasi tidak memiliki karakteristik beracun karena tidak memiliki konsentrasi logam berat lebih kecil dari atau sama dengan konsentrasi logam berat pada kolom TCLP-A dan tidak memiliki konsentrasi logam berat lebih besar dari konsentrasi logam berat pada kolom TCLP-B.
Tabel 2. Hasil pengujian TCLP Standar dan Modifikasi.

## Keterlindian Logam Berat melalui Uji Pelindian Statis
Kondisi  perendaman  statis  memfasilitasi  limbah slag dan  produk  solidifikasi  kontak dengan pelindi pada volume dan jangka waktu tertentu tanpa adanya pergantian larutan pelindi (Tiwari,  2015).  Selama  12  hari  pengamatan  konsentrasi  logam  cenderung  menurun  terhadap waktu,  disebabkan  oleh  kenaikan  pH  pelindi  akibat  terlarutnya  logam  alkali  dari slag . Peningkatan  pH  pelindi  menyebabkan  keterlindian  logam  menurun.  Konsentrasi  Ba  pada Gambar 4 menunjukkan keterluruhan tertinggi dalam limbah slag . Kelarutan mineral Ba (BaSO 4 ,
Slag BF Slag
BO F Aspal AC-WC BF AC-WC BO F Slag BF Slag BO F Aspal AC-WC BF AC-WC BO F TCLP- A TCLP- B As mg/L 0,003 0,003
0,004 0,001 0,001 0,002 0,004 0,003 0,001 0,001 3 0,5
Ba mg/L 0,047 0,028 0,019 0,026 0,029 0,033 0,031 0,037 0,016 0,013 210 35 B mg/L 0,009 0,007 0,009 0,004 0,002 0,008 0,008 0,008 0,004 0,002 150 25 Cd mg/L 0,006 0,005 0,005 0,002 0,003 0,006 0,008 0,006 0,001 0,001 0,9 0,15 Cr mg/L 0,002 0,002
0,011 0,001 0,001 0,002 0,003 0,008 0,001 0,001 15 2,5
Cu mg/L 0,002 0,002 0,011 0,001 0,001 0,002 0,002 0,009 0,001 0,001 60 10
Pb mg/L 0,003 0,003
0,002 0,001 0,001 0,002 0,003 0,003 0,001 0,001 3 0,5
Hg mg/L 0,002 0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 0,002 0,003 0,001 0,001 0,3 0,05 Se mg/L 0,005 0,003
0,004 0,003 0,002 0,004 0,004 0,004 0,001 0,003 3 0,5
Ag mg/L 0,001 0,001
0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 40 5
Zn mg/L 0,022 0,023
0,023 0,011
0,014 0,024 0,021 0,037 0,009 0,01 300 50 Parameter Satuan
Baku Mutu Pelindi Asam Asetat
Pelindi Asam Karbonat
barite) menurun seiring kenaikan pH. Slag BF dan BOF cenderung mudah melepaskan logam Ba dalam struktur padat menjadi bentuk ion yang terlarut oleh larutan pelindi bersifat asam (Yildirim, 2011). Kontak produk solidifikasi dan campuran fraksi dengan asam karbonat pH 4,5 selama 12 hari menyebabkan korosi pada permukaan sehingga berkontribusi atas tingginya konsentrasi Fe terluruh.Terdapat  perbedaan  laju  pelindian  antara  produk  solidifikasi  dengan  campuran  fraksi sebelum dilakukan solidifikasi pada Gambar 5a . Laju pelindian produk solidifikasi slag BF dan BOF  untuk  logam  Ba,  Cd,  dan  Cr  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  campuran  fraksi  karena logam terimobilisasi dan terikat oleh aspal dalam kondisi matrik padat.
Gambar 4. Konsentrasi logam yang terlindikan pada uji pelindian statis.
(a) Uji pelindian statis
(b) Uji pelindian dinamis
Gambar 5 . Laju pelindian rata-rata logam Ba, Cd, Cr, Fe, dan Zn.

## Uji Pelindian Dinamis dengan Simulasi Cuaca
Sistem pelindian simulasi cuaca berjeda 24 jam antara tahap basah-kering. Menyerupai pelindian statis, pola keterlindian logam menurun terhadap waktu (Gambar 6). Ketika air hujan memapar  benda  uji  terjadi  pertukaran  kation  antara  ion  H + dengan  kation  bebas  sehingga konsentrasi logam berat terukur lebih besar diawal pelindian. Dari Gambar 5b produk solidifikasi mampu membatasi laju pelindian logam Ba, Cd, Cr, dan Fe pada simulasi cuaca namun tidak termasuk Zn. Zn terdistribusi pada permukaan slag , sedangkan Ba, Cr, dan Fe berada pada lapisan antara permukaan dan matriks slag . Cd pun terdistribusi di permukaan, namun kandungan Cd dalam slag sebatas trace  metal .  Pemanasan  mampu  merubah  struktur  mineral  yang mempengaruhi proses pelepasan logam berat dalam lindi. Hal ini menyebabkan kosentrasi Zn terluruh pada pelindian dinamis lebih besa dari pelindian statis.
Gambar 6. Konsentrasi logam yang terlindikan pada uji pelindian dinamis.

## Analisis Risiko Kesehatan Manusia
CDI digunakan untuk mengukur logam berat yang masuk secara oral pada usia dewasa dalam satuan waktu yang memberikan efek karsinogen, dengan asumsi lindi produk solidifikasi berupa lapis permukaan jalan mencemari air tanah yang digunakan sebagai persediaan air minum penduduk. Tabel 3 menunjukkan nilai CDI untuk logam Cd pada sampel uji pelindian statis dan dinamis  melampaui  baku  mutu  mengacu  Permenkes  No.492  Tahun  2010  tentang  Persyaratan Kualitas Air Minum. Artinya, asupan air minum mengandung logam Cd per hari meningkatkan risiko terkena kanker. Lapis permukaan jalan berbahan baku slag BOF dengan kondisi terendam air hujan memiliki nilai HI >1, mengindikasikan sumber air minum yang tercemar lindi tersebut berpotensi menimbulkan efek non-karsinogen. Namun, hasil tersebut mengandung ketidakpastian akibat asumsi-asumsi yang digunakan dalam perhitungan.
Tabel 3. Estimasi CDI dan HI.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  karakteristik  fisik  dan  kimia,  limbah  slag  besi  dan  baja  berpotensi untuk dimanfaatkan melalui metode solidifikasi. Kinerja campuran meliputi pengujian durabilitas dan stabilitas dinamis menunjukkan limbah slag besi maupun baja dapat digunakan sepenuhnya sebagai subtitusi agregat campuran lapis permukaan jalan. Urutan laju pelindian logam berat statis Ba>Fe>Zn>Cd>Cr, dinamis Zn>Ba>Cr>Fe>Cd. Tidak ada satupun logam berat dalam lindi yang melampaui baku mutu konsentrasi logam berat tercantum dalam PP 101/ 2014. Namun, terdapat potensi bahaya kesehatan berupa efek karsinogen (Cd) dan efek non-karsinogen dalam lindi statis AC-WC berbahan baku BOF.

## DAFTAR PUSTAKA
Gunawan,  G.,  Oetojo,  P.D.,  Kusminingrum,  N.,  Rahmawati,  T.,  dan  Leksminingsih.  (2011)  : Pemanfaatan  Slag  Baja  untuk  Teknologi  Jalan  yang  Ramah  Lingkungan.  Pusjatan. Bandung, 5 – 6.
Hainin, M. R., Yusoff, N. I., Sabri, M. F. M., Aziz, M. A. A., Hameed, M. A. S., dan Reshi, W. F. (2012) : Steel Slag as an Aggregate Replacement in Malaysian Hot Mix Asphalt. ISRN Civil Engineering. 2012, 459016, 1 – 5.
Moustakas, K.,  Mavropoulos,  Al., Katsou,  E.,  Haralambous,  K. J.,  dan  Loizidou,  M.  (2012) : Leaching Properties of Slag Generated by a Gasification/Vitrification Unit: The Role of pH, Particle Size, Contact Time and Cooling Method Used, ScienceDirect: Journal of Hazardous Material, 207–208, 44 – 50.
Piatak, N.M., Michael B.P., dan Robert, R.S. (2014) : Characteristics and environmental aspects of slag: A review, Applied Geochemistry, 1 – 31.
Sofilic, T., Sofilic, U., dan Brnardic, I.  (2012) : The Significance of Iron And Steel Slag as By- Product  for  Utilization  in  Road  Construction.  12th  International  Foundrymen Conference Sustainable Development in Foundry Materials and Technologies, 419 – 436.
Tiwari, M. K., Bajpai, S., Dewangan,. U. K. (2015) : Suitability of Leaching Test Methods for Fly Ash and Slag: A Review, Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 1 – 15.
Ba 0,0200 0,0005 Cd 0,0001 0,0004 Cr 0,0014 0,0001 Fe 0,0086 0,0022 Zn 0,0857 0,0005 Ba 0,0200 0,0005 Cd 0,0001 0,0005 Cr 0,0014 0,0001 Fe 0,0086 0,0021 Zn 0,0857 0,0023 Ba 0,0200 0,0002 Cd 0,0001 0,00002 Cr 0,0014 0,0003 Fe 0,0086 0,0001 Zn 0,0857 0,0042 Ba 0,0200 0,0002 Cd 0,0001 0,00002 Cr 0,0014 0,0003 Fe 0,0086 0,0001 Zn 0,0857 0,0042 AW-WC BF AW-WC BOF
CDI (mg/kg-hari
1,073
0,158
0,116 Uji pelindian Produk solidifikasi Parameter logam
Statis AW-WC BF AW-WC BOF Dinamis
Baku mutu CDI (mg/kg-hari) HI 0,928