PENGARUH FERMENTASI KOTORAN KAMBING PADA EMISI GAS (CO 2 , CH 4 , N 2 O) VERMICOMPOSTING SAMPAH ORGANIK
Endro Sutrisno, Irawan Wisnu Wardana, Ika Bagus Priyambada
Departemen Teknik Lingkungan Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Sudarto, SH., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah 50275 Email: e.sutrisno@undip.ac.id

## ABSTRAK
Kegiatan  pengelolaan  sampah  dapat  melepaskan  gas  rumah  kaca  (GRK)  ke  atmosfer  dan mengintensifkan  iklim  global. Pengomposan  adalah  proses  komponen  aerobik  karbon degradable  organik  dalam  limbah  diubah  menjadi  karbon  dioksida.  Menggabungkan  pra- kompos  dan  vermicomposting  berpotensi  menimbulkan  emisi  amonia  dan  gas  rumah  kaca. Desain  percobaan  dilakukan  dengan  memberikan  fermentasi  kotoran  kambing  dalam vermicomposting  sampah  organik  dengan  jumlah  yang  berbeda  untuk  mengetahui  pengaruh fermentasi  kotoran  kambing  terhadap  emisi  gas  CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O  saat  kematangan  kompos. Desain penelitian ini menggunakan 4 kombinasi yaitu kombinasi pertama 80% sampah organik, 20% kotoran kambing; kombinasi kedua yaitu 80% sampah organik, 20% kotoran kambing, 100 mL Aspergilus niger; kombinasi ketiga yaitu 60% sampah organik, 40% kotoran kambing;  dan kombinasi  keempat  yaitu  60%  sampah organik,  40%  kotoran  kambing,  100  mL  Aspergilus niger.  Kriteria  pengujian  yang  digunakan  adalah  pengujian  emisi  gas  CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O  di  akhir kematangan kompos. Dengan adanya penambahan kotoran kambing, semakin banyak kotoran kambing  ditambahkan  emisi  gas  CO 2 ,  CH 4 dan  N 2 O  semakin  banyak.  Sedangkan  dengan ditambahkan  Aspergillus  niger,  proses  fermentasi  semakin  cepat  dalam  menghasilkan  emisi gas CO 2 , CH 4 dan N 2 O.
Keywords: Sampah organik, kotoran kambing, Aspergillus niger, CO 2 , CH 4 , N 2 O

## PENDAHULUAN
Pada beberapa tahun terakhir, efek rumah kaca adalah fenomena yang dikhawatirkan  para ilmuwan  lingkungan. Kegiatan  antropogenik  dapat  membuat troposfer, lapisan paling bawah dari atmosfer,  terperangkap  oleh  proses  alami karena  adanya  gas-gas  tertentu.  Karbon dioksida (CO 2 ), Chlorofluorocarbon (CHCs), Metana  (CH 4 )  dan  Nitrous  Oxide  (N 2 O) adalah  efek  gas  dari  proses  industri, pembakaran,  memecah  bahan  organik,  dll yang berkontribusi dalam pemanasan global. Hal ini menjadi tugas kita dan dunia di  masa  depan  untuk  mengurangi  emisi pemanasan global tanpa mengurangi pembangunan ekonomi dan sosial (Calabro, 2009).
Kegiatan pengelolaan sampah dapat  melepaskan  gas  rumah  kaca  ke atmosfer  dan  mengintensifkan  iklim  global (Zhang et  al .,  2014).  Telah  banyak  studi tentang pengolahan sampah kota, misalnya pembakaran  menghasilkan  Green  House Gas  (GHG)  pada prosesnya.  Emisi  di semua  tahap  proses  dari  pembakaran sampah  padat  ( Municipal  Solid  Waste – MSW) menghasilkan  fosil  CO 2 tinggi.  Di Cina emisi CO 2 adalah 111-254 kg CO2-eq t -1 rw  Yang  (2012).  Meskipun  ada recovery energy pada  proses  pembakaran  dan
pemisahan  jenis  MSW  dapat  mengurangi dampak  lingkungan. Pembakaran masih memiliki dampak  yang lebih tinggi  dari Gas Rumah  Kaca.  Jadi,  kita  perlu  proses pengolahan MSW yang ramah lingkungan.
Kompos telah diterima oleh masyarakat sebagai cara pengolahan sampah  organik  yang  ramah  lingkungan (Hellebrand et  al ,  2008).  Pengomposan adalah  proses  komponen  aerobik  karbon degradable  organik  (DOC)  dalam  limbah diubah  menjadi  karbon  dioksida  (CO 2 ). Namun,  pada  tahun  1993,  beberapa  tokoh peneliti  menemukan  terdapat  emisi  amonia (NH 3 )  dan  gas-gas  rumah  kaca,  seperti nitrous  oxide  (N 2 O)  dan  metana  (CH 4 )  dari kompos (Hellebrand et al , 2008; Hobson et al , 2005). Keberlanjutan kompos membutuhkan  kontrol  yang  lebih  baik terhadap beberapa dampak emisi gas yang terjadi. Pemanfaatan  kompos  juga  dapat mengurangi  penggunaan  pupuk  kimia  dan pestisida.  Kompos  berhubungan  dengan transformasi  nitrogen.  Nitrogen  merupakan faktor  kunci  dalam  kaitannya  dengan  baik tidaknya  kualitas  kompos  dan  dampak lingkungan dari cara pengomposan.
Banyak  proses  organik  limbah menggunakan  teknik  tradisional,  tapi  teknik tersebut kurang tepat diterapkan khususnya di  Indonesia  dengan  cuaca  ekstrim  akhir- akhir  ini.  Berbagai  proses  pengomposan
untuk mengurangi emisi gas dan menghasilkan  kompos  yang  baik,  studi yang  dilakukan  Wang et  al .  (2014) menggunakan  cacing  tanah  untuk  pupuk kompos  bebek,  Chen et  al .  (2014) memanfaatkan  energi  surya  di  lumpur limbah  kompos. Biotrickling penyaring
(BTF) untuk mengatasi NH 3 yang dipancarkan  dari  gas  buang  kompos kotoran ternak, Hao et al . (2011) menggantikan  jagung  kering  penyuling  biji- bijian pada pengomposan kotoran makanan ternak.
Pengomposan sampah dapur
dengan  tangki  timbun  dapat  mengurangi emisi  CH 4 dan  N 2 O  (Yang,  F. et  al ,  2013). Menggabungkan pra-kompos
dan
vermicomposting
berpotensi
untuk reklamasi  limbah  padat,  yang  merupakan sumber  signifikan  dari  amonia  (NH 3 ),  dan gas  rumah  kaca  (GRK)  termasuk  nitrous oksida  (N 2 O),  metana  (CH 4 )  dan  karbon dioksida (CO 2 ). Cacing tanah dan perubahan  juga  dapat  mempengaruhi  NH 3 dan  emisi  gas  rumah  kaca  (Wang,  2014). Emisi  N 2 O  rendah  ditemukan  pada  awal proses  dan  selama  tahap  pematangan, fluktuasi  CO 2 memiliki  hubungan  langsung dengan temperatur puncak. Pada penelitian – penelitian  sebelumnya  pengujian  emisi gas  dilakukan  terhadap  pengomposan  satu jenis perlakuan pembuatan kompos. Namun,  pada  penelitian  ini  akan  dilakukan dua tahap pembuatan kompos organik yaitu pembuatan  kompos  dari  sampah  organik melalui tahap vermicomposting dan penambahan  fermentasi  kotoran  kambing. Pengujian  emisi  gas  (CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O) dilakukan pada kompos di akhir kematangan  kompos.  Desain  percobaan dilakukan  dengan  memberikan  fermentasi kotoran  kambing  dalam vermicomposting sampah  organik dengan  jumlah  yang berbeda untuk mengetahui pengaruh fermentasi kotoran kambing terhadap emisi gas  (CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O)  saat  kematangan kompos.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui pengaruh jumlahfermentasi jumlah kotoran kambing terhadap emisi gas (CO 2 ,  CH 4 ,  N 2 O)  pada  vermicomposting limbah padat.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini  adalah  jenis  penelitian lapangan.  Penelitian  dilakukan  selama bulan Agustus – September 2016. Pengambilan  sampel  GRK  dilakukan  di Laboratorium Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro dan analisis sampel gas  dilakukan  di  Laboratorium  Gas  Rumah Kaca,  Balingtan,  Pati  menggunakan Gas Chromatography 14 A . komposisi penelitian
diantara kombinasi a) 80% sampah organik, 20% kotoran kambing; b)
kombinasi  kedua  yaitu  80%  sampah organik,  20%  kotoran  kambing,  100  mL Aspergilus  Niger ;  c)  kombinasi  ketiga yaitu 60% sampah organik, 40% kotoran kambing;    dan  d)  kombinasi  keempat  yaitu 60% sampah organik, 40% kotoran kambing, 100 mL Aspergilus Niger.

## Teknik sampling
Pengambilan  sampel  Gas  Rumah Kaca  (GRK)  dilakukan  sebanyak  5  kali selama  12  hari  untuk  Gas  CO 2 ,  CH 4 ,  dan N 2 O  (hari  ke-0,  3,  6,  9,  dan  12).  Waktu tersebut merupakan waktu proses penguraian sampah daun agar siap dijadikan  makanan  cacing  dalam  proses vermikomposting.  Konsentrasi  GRK  (ppm), kemudian dikonversi menjadi satuan mg/m 3 dengan rumus:
= ( ) 24,5 Analisis nilai fluks digunakan untuk menyempurnakan  hasil  penelitian.  Fluks adalah  kecepatan  mengalirnya  gas  rumah kaca. Hasil  analisis  laboratorium  untuk  gas rumah kaca berupa satuan (ppm), kemudian  dihitung  agar  mendapatkan  nilai fluks (mg/m 2 /menit)  gas  rumah  kaca dengan  menggunakan  rumus  perhitungan. Konsentrasi yang
telah
dikonversi digunakan untuk menghitung fluks GRK:
= ( , , )
Hasil  observasi  serta  hasil  uji  laboratorium selanjutnya  dianalisis  melalui  grafik  serta dijelaskan  secara  deskriptif  dan  kajian pustaka.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengomposan dan Pengambilan Sampel
Sampel  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  kompos  sampah  daun kering.  Kompos  sampah  daun  kering merupakan  kompos  yang  berbahan  baku sampah  dedaunan  yang  berasal  dari beberapa  kegiatan  dan  sudah  dikeringkan sampai  berwarna  coklat. Daun kering  yang termasuk  sampah  coklat  kaya  akan  karbon (C)  yang  menjadi  sumber  energi  atau makanan  untuk  mikroorganisme.  Ciri-ciri sampah  daun  biasanya  kering,  kasar, berserat  dan  berwarna  coklat  (sampah coklat). Pengomposan sampah daun kering ini memanfaatkan campuran kotoran kambing  dan  juga  fungi  Aspergillus  niger. Kotoran  kambing  berperan  sebagai  bahan pengering
yang
dalam proses
dekomposisinya  dapat  menghasilkan  bau yang tidak sedap sehingga dapat meningkatkan mikroorganisme selama proses  dekomposisi  (Syafrudin,  2007). Sedangkan  penambahan  Aspergillus  niger ini berfungsi untuk mempercepat penguraian bahan organik dan meningkatkan  aktivitas  mikroorganisme. Hal  ini  dikarenakan  Aspergillus  niger  dapat memproduksi  asam-asam  organik. Proses komposting dijaga tetap kondisi aerobik.
Pengaruh  Fermentasi  Kotoran  Kambing pada Emisi Gas CO 2
Pengaruh fermentasi kotoran kambing    terhadap  emisi  gas  CO 2 adalah sebagai berikut:
Gambar  4.1 Grafik  Pengaruh  Fermentasi Campuran Kotoran Kambing dengan
Sampah Organik terhadap Fluks CO 2
Berdasarkan  gambar  4.1  di  atas,  dapat diketahui  bahwa  fluks  CO 2 mengalami fluktuatif selama proses penguraian sampah  daun  kering. Gas  CO 2 banyak dihasilkan  pada proses  pengomposan aerobik,  dimana  gas  tersebut  merupakan hasil  samping  dari  aktifitas mikroorganisme dalam  menguraikan  senyawa  organik  dan dapat  menurunkan  kandungan  karbon selama  proses  pengomposan  aerobik. Pada  hari  ke-12  terjadi  kenaikan  fluks  CO 2 dimana  pada  saat  yang  sama  terjadi kenaikan  fluks  CH 4 .  Hal  ini  menandakan bahwa  pada  hari  ke-12  terjadi  kondisi anaerob.  Sementara  itu,  jika  dibandingkan antar  reaktor  dapat  diketahui  apabila reaktor B dan reaktor D memiliki pola grafik fluks yang hampir sama. Hal ini dikarenakan  adanya  aktifitas  dari  fungi Aspergillus  niger  yang  berperan  dalam proses penguraian.
Pengaruh  Fermentasi  Kotoran  Kambing pada Emisi Gas CH 4 Pengaruh  fermentasi  kotoran  kambing terhadap  emisi  gas  CO 2 adalah  sebagai berikut:
Gambar 4.2 Grafik  Pengaruh  Fermentasi Campuran Kotoran Kambing dengan
Sampah Organik terhadap Fluks CH 4
Berdasarkan  gambar  4.2  dapat diketahui  bahwa  fluks  CH 4 mengalami fluktuatif.  Gas  CH 4 yang  terbentuk  lebih sedikit  dari  pada  gas  CO 2 .  Hal  ini dikarenakan proses  penguraian  bersifat aerobik sehingga lebih
banyak menghasilkan  CO 2 dan  bakteri  penghasil metan  tidak  bisa  hidup  dalam  keadaan aerobik.  Pada  grafik  di  atas  juga  dapat dilihat  bahwa  pada  hari  ke-6  terjadi kenaikan CH 4 . Hal ini dikarenakan gas CO 2 yang terbentuk  terkonversi  menjadi  CH 4 (Yokoyama,  2008),  sehingga  gas  CO 2 mengalami  penurunan  pada  hari  ke-6 seperti  pada  gambar  4. Sementara  itu,  jika dibandingkan  antar  reaktor  dapat  diketahui apabila  reaktor  B  dan  reaktor  D  memiliki pola  grafik  fluks  yang  hampir  sama.  Hal  ini dikarenakan  adanya  aktifitas  dari  fungi Aspergillus  niger  yang  berperan  dalam proses penguraian.
Pengaruh  Fermentasi  Kotoran  Kambing pada Emisi Gas N 2 O Pengaruh fermentasi kotoran kambing    terhadap  emisi  gas  N 2 O ditampilkan  pada  gambar  4.3.  Berdasarkan gambar  4.3,  dapat  diketahui  bahwa  fluks gas  N 2 O  mengalami  fluktuatif.  Gas  N 2 O pada  proses  composting  aerobic  sangatlah kecil  nilainya  dikarenakan  oleh  adanya penurunan  nilai  N  pada  kompos  (Hobson, 2005). Menurut Hobson (2005) menyatakan bahwa  jika  adanya  nilai  N 2 O  pada  proses composting berarti pada proses dekomposisi  bahan  organic  terjadi  dalam suasana  mesofilik,  dimana  suhu  kompos antara  25ºC  sampai  35ºC.  Jika  dikaitkan dengan  nilai  suhu  rata-rata  yang  diukur pada saat proses composting yaitu ± 30ºC. Sementara  itu,  jika  dibandingkan  antar reaktor  dapat  diketahui  apabila  reaktor  B dan  reaktor  D  memiliki  pola  grafik  fluks yang  hampir  sama.  Hal  ini  dikarenakan adanya  aktifitas  dari  fungi  Aspergillus  niger yang berperan dalam proses penguraian.
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 0 5 10 15 m g /m 2 /m en it A B C D 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 0 3 6 9 12 m g/ m 2 /m eni t A B C D
Gambar  4.3 Grafik  Pengaruh  Fermentasi Campuran Kotoran Kambing dengan Sampah Organik terhadap Fluks N 2 O

## KESIMPULAN
Berdasarkan uraian hasil dan pembahasan di atas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
Dengan  adanya  penambahan  kotoran kambing, semakin banyak kotoran kambing ditambahkan  emisi  gas  CO 2 ,  CH 4 dan  N 2 O semakin banyak. Sedangkan dengan ditambahkan Aspergillus  niger ,  proses fermentasi
semakin cepat dalam menghasilkan emisi gas CO 2 , CH 4 dan N 2 O

## DAFTAR PUSTAKA
Calabro,  Paolo  S,  2009, Green  house gases emission from municipal waste management  :  The  role  of  separate collection, Waste  Management  29  : 2178 – 2187.
Chen,  Y.,  Yu,  F.,  Liang,  S.,  Wang,  Z.,  Liu, Z.,  Xiong,  Y.  Utilization  of  solar energy in sewage sludge composting : Fertilizer  effect  and  application. Waste Management 34 : 2014-2021.
Hao,  X.,  Benke,  M.B.,  Li,  C.,  Larney,  F.J., Beauchemin,  K.  A.,  McAllister,  T.A.
Nitrogen transpormations
and greenhouse  gas  emissions  during composting of manure from cattle fed diets containing  corn  dried  distillers grains  with  soluble  and  condensed tainnins .  Animal  Feed  Science  and Technology 166 – 167 : 539-549. Hellebrand, H.J, G.W. Scade, 2008, Carbon Monoxide  from  Composting  Due  to Thermal Oxidation of Biomass , Journal Environmental
Quality
37:592-598, USA.
Hobson  A,  Frederickson  J  and  Dise  N.
2005. CH 4 and N 2 O from mechanically  turned  windrow  and vermicomposting  systems  following in-vessel pre-treatment. Waste Management 25: 345–352. Hobson, F., Dise. 2005. CH 4 dan N 2 O From Mechanically  Turned  Windrow  and
vermicomposting  System  Following in-Vessel Pre-treatment. Milton Keynes: Department Of Earth Sciences  The  Open  Of  University Walton Hall Muna,  Neli.  2011. Skripsi  Aplikasi  Kompos Bungkil Jarak Pagar Untuk Mereduksi  Emisi  Gas  Rumah Kaca Karbondioksida (CO2), Metana (CH4)  dan  Dinitro  Oksida  (N2O)  dari
Perkebunan  Jarak  Pagar .  Bogor: Fakultas  Teknologi  Pertanian  Institut Pertanian Bogor. Syafrudin dan Badrus Z. 2007. Pengomposan  Limbah  Teh  Hitam Dengan Penambahan Kotoran Kambing Pada Variasi Yang Berbeda Dengan  Menggunakan  Starter  Em4 (Efective  Microorganism-4). Jurnal Teknik. Universitas Diponegoro.
( http://www.ejournal.undip.ac.id/index .php/teknik/article/view/2143/1881 ) Wang,  J.,  Hu,  Z.,  Xu,  X.,  Jiang,  X.,  Zheng, B.,  Liu,  X.,  Pan,  X.,  Kardol,  P . E,issions of ammonia and greenhouse  gases  during  combined pre-composting and vermicomposting  of  duck  manure.
Waste Management 34:1546-1552. Yang,  N.,  H. Zang,  M.  Chen,  L.  Shao,  P. He,  2012, Greenhouse  gas  emission from  MSW  incineration  in  China  :
Impacts  of  waste  characteristics  and energy recovery , Waste Management 32 : 2552-2560. Yokoyama,  S.  2008. Buku Panduan Biomassa  Asia  (Panduan  untuk Produksi dan Pemanfaatan Biomassa). The  Japan  Institute  of Energy. Zhang, X., G. Huang, 2014, Municipal solid waste management planning considering greenhouse gas emission trading under fuzzy environment. Journal of Environmental  Management  135  :
11 – 18.
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0 3 6 9 12 m g /m 2 /m eni t A B C D