LIMBAH INDUSTRI PULP DAN KERTAS

Seiring pertumbuhan penduduk, bertambah pula permintaan barang kebutuhan sehari-hari manusia, termasuk kebutuhan akan kertas. Pendidikan merupakan salah satu sektor yang turut meningkatkan kebutuhan akan kertas (Madigan et al., 2003 dalam Anonim, 2015). Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan menghasilkan 178 juta ton pulp, 278 juta ton kertas dan karton, serta menghabiskan 670 juta ton kayu. Pertumbuhannya dalam dekade berikutnya diperkirakan antara 2% hingga 3.5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang dihasilkan dari lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun (Yuniarti, 2008).

Di Indonesia industri kertas memberikan kontribusi yang sangat besar dalam ekspor non migas (Isyuniarto, dkk., 2007). Industri kertas menghasilkan beberapa jenis limbah padat antara lain sludge, biosludge, dan pith. Di antara limbah padat tersebut, sludge merupakan limbah dengan volume terbesar. Semakin meningkatnya kebutuhan kertas, semakin tinggi pula limbah sludge yang dihasilkan. Karakteristik sludge industri kertas antara lain lembek, strukturnya lunak seperti bubur, berwarna abu-abu keruh atau kehitaman, dan berbau tidak sedap (Sibagariang, 2011).

Sludge merupakan limbah industri pulp dan kertas yang dihasilkan dalam kuantitas yang besar setiap harinya. Sebagian besar sludge ditumpuk oleh perusahan, sehingga menghasilkan masalah finansial, lingkungan dan kesehatan manusia (Sibagariang, 2011). Limbah padat biosludge industri pulp dan kertas mempunyai karakteristik yang tergantung dari bahan baku, sumber proses dan produk yang dihasilkan dari sumber tersebut. Umumnya sumber limbah padat yang dihasilkan dari industri pulp atau kertas berasal dari reject proses penyediaan stok, unit pemulihan serat dan hasil akhir instalasi pengolahan limbah cair berupa sludge yang keluar dari belt press. Komponen dari limbah padat terdiri dari serat pendek, serta bahan pengisi, plastik, logam, wax dan pengotor lainnya (Sibagariang, 2011).

Kebutuhan akan kertas yang tinggi membuat industri pulp dan kertas di Indonesia semakin berkembang. Akan tetapi layaknya dua sisi mata uang yang tidak dapat dipisahkan, dampak positif dari perkembangan industri juga diikuti oleh dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia akibat dihasilkannya limbah. Limbah merupakan hasil samping dari proses produksi yang tidak dapat digunakan dalam bentuk padat, cair, gas, debu, getaran dan kerusakan lain yang dapat menimbulkan pencemaran jika tidak dikelola dengan baik (Madigan et al., 2003 dalam Anonim, 2015).

Meningkatnya pertumbuhan industri berdampak pada meningkatnya permasalahan lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Beberapa kasus pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh B3 yang dihasilkan industri telah menjadi topik hangat di media masa. Seperti pencemaran teluk Buyat di Sulawesi Utara yang berdampak timbulnya penyakit kulit yang menyerang penduduk sekitar (Prastyo, dkk., 2012).

Sumber B3 padat di industri pulp dan kertas berasal dari proses pengambilan kembali (recovery) bahan kimia yang memerlukan stabilisasi sebelum ditimbun. Sumber limbah lainnya ada pada permesinan kertas, pada pembuangan (blow down) boiler dan proses pematangan kertas yang menghasilkan residu beracun. Setelah residu tersebut diolah, dihasilkan konsentrat lumpur beracun. B3 bagi lingkungan hidup sangat tidak baik untuk kesehatan masyarakat umum dan makhluk hidup yang ada di lingkungan tersebut. B3 yang dihasilkan oleh industri-industri sangat merugikan bagi lingkungan sekitar, jika tidak diolah dengan baik, terutama B3 padat yang banyak ditemukan di sekitar lingkungan kita (Prastyo, dkk., 2012).

Pada umumnya pencemaran lingkungan yang disebabkan industri pulp dan kertas antara lain: 1) membunuh ikan, kerang dan invertebrata akuatik lainnya, 2) masuknya zat kimia karsinogen dan zat pengganggu aktivitas hormon ke dalam lingkungan, 3) menghabiskan jutaan liter air tawar, 4) menimbulkan risiko terpaparnya masyarakat oleh buangan zat kimia berbahaya dari limbah industri yang mencemari lingkungan (Isyuniarto, dkk., 2007). 

Berdasarkan uraian di atas, maka dalam makalah ini akan disajikan terkait industri pulp dan kertas yang meliputi bahan baku, proses pengolahan, karakteristik dan jenis limbah yang dihasilkan; dampak limbah padat industri pulp dan kertas terhadap lingkungan dan kesehatan manusia; serta upaya untuk meminimasi limbah yang dihasilkan oleh industri tersebut.

A.      Industri Pulp dan Kertas

Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia). Pulp terdiri dari serat-serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas (Faisal, 2013). Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa (Rahmani, 2016).

Bahan Baku Industri Pulp dan Kertas

Menurut Rini (2002) dalam Rahmani (2016), kayu sebagai bahan baku dalam industri kertas mengandung beberapa komponen, yaitu:

1)        Selulosa, merupakan komponen yang paling dikehendaki dalam pembuatan kertas karena bersifat panjang dan kuat. Menurut Stanley (2001) dalam kayu mengandung sekitar 50 % komponen selulosa.

2)        Hemiselulosa, lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping.

3)        Lignin, berfungsi merekatkan serat-serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pada proses pulping secara kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan komponen lignin tanpa mengurangi serat selulosa. Menurut Stanley (2001) komponen lignin dalam kayu adalah sekitar 30 %.

4)        Bahan ekstraktif, yang meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam limbah industri kertas. Menurut Stanley (2001), jumlah komponen hemiselulosa dan hidrokarbon dalam kayu adalah sekitar 20 %.

Proses Pengolahan Pulp dan Kertas

Proses Pembuatan Pulp

1)        Fiber Furnish Preparation and Handling

Proses ini mencakup proses logs, debarking, dan chipping. Kayu diambil dari hutan produksi kemudian dipotong-potong yang disebut dengan log. Log disimpan ditempat penampungan beberapa bulan sebelum diolah dengan tujuan untuk melunakan log dan menjaga kesinambungan bahan baku. Kemudian kayu dibuang kulitnya dengan mesin atau dengan proses debarking. Setelah itu kayu dipotong-potong menjadi ukuran kecil (chip) dengan mesin chipping. Chip yang sesuai ukuran diambil dan yang tidak sesuai akan diproses ulang (Rahmani, 2016).

2)        Pulping

Chip dimasak di dalam digester untuk memisahkan serat kayu (bahan yang digunakan untuk membuat kertas) dengan lignin. Dari tempat penampungan chip dibawa dengan konveyor ke bejana pemasak (digester). Steam dimasak dengan beberapa tahap. Pertama di kukus (presteamed), kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel. chip di masak dengan cairan pemasak yang disebut dengan cooking liquor. Proses ini terbagi atas 3 macam, yaitu Chemical Pulp Production Process, Semi-chemical Pulp Production Process, dan Mechanical Production Process. Hasil dari proses ini adalah pulp atau bubur kertas. Pulp ini yang akan diolah menjadi kertas pada mesin kertas (paper machine) (Rahmani, 2016).

a)        Chemical Pulp Production Process

Pembuatan pulp secara kimia biasanya menggunakan NaOH secara langsung maupun tidak langsung. Lignin dilarutkan dari bagian lapisan sehingga fiber terpisah. Dalam proses ini, kulit kayu diambil dan batang kayunya dibuat keping-keping kayu kemudian dihancurkan dalam tekanan temperatur yang dibutuhkan. Proses pembuatan pulp secara kimia, yaitu:

(i)        Proses Sulfat (Kraft Process)

Mula-mula kayu dipotong-potong dengan mesin pemotong kemudian diayak. Kayu yang halus dimasukkan ke dalam tempat penampung yang kemudian akan digester (dimasak). Kemudian kayu-kayu tersebut dipanaskan dengan uap dan diaduk dengan alat pengaduk yang terdapat di dalam digester tersebut dengan tekanan 110lb/in². Pulp yang telah jadi dikeluarkan dan dicuci dengan air dalam tanki pencuci sehingga liquornya akan terpisah. Liquor yang dihasilkan dimasukkan ke dalam tanki penampung untuk di-recovery. Pulp yang sudah dicuci disaring lagi dengan saringan rotary drum filter, kemudian hasilnya diputihkan dengan kalsium hipoklorit sehingga hasilnya sudah sedikit putih. Selanjutnya dinetralkan dengan CaO atau NaOH, dicuci dan dikeringkan. Terbentuklah pulp kering.

(ii)       Proses Soda

Proses ini lebih sederhana daripada proses sulfat karena hanya memakai NaOH. Kayu yang digunakan bisa dari berbagai macam jenis kayu. Waktu memasak 2-3 jam dengan memakai uap (tekanan 118lb/in² dan temperatur 3440 F). pulp yang sudah jadi dikeluarkan dari digester. Liquor yang dihasilkan dimasukkan ke dalam tanki penampung untuk di-recovery. Pulp yang sudah dicuci disaring dengan saringan rotary drum filter, kemudian hasilnya diputihkan dengan kalsium hipoklorit sehingga hasilnya sudah sedikit putih. Selanjutnya dinetralkan dengan NaOH, dicuci dan dikeringkan. Terbentuklah pulp kering.

(iii)      Proses Sulfit

Mula-mula sulfur dicairkan dalam tanki pencair atau pelebur, kemudian dipanaskan dalam pemanas yang berputar sambil dialiri udara untuk mengoksidasi. Dalam pemanasan ini sulfur diuapkan dan selanjutnya dimasukkan dalam ruang pembakaran dengan dialiri udara. Pengaliran udara ini dikontrol agar SO₃ tidak terbentuk. SO₂ terjadi didinginkan dengan cepat dalam suatu pipa yang melingkar-lingkar yang dikelilingi air. Proses selanjutnya adalah absorbs gas oleh air dengan menambahkan senyawa kalisum dan magnesium karbonat.

                  S + O₂ → SO₂

                  2 SO₂ + H₂O + CaCO₃ → Ca(HSO₃)₂ + CO₂

                        2 SO₂ + H₂O + MgCO₃ → Mg(HSO₃)₂ + CO₂

Menara absorbsi dibuat minimal 2 buah. Penguliran air dari atas ke bawah dengan spray berlawanan dengan aliran SO₂ yang dimasukkan ke menara absorbsi. Liquor yang keluar dari menara berisi sejumlah SO₂ yang bebas lalu dimasukkan dalam reclain tank. Akhirnya liquor dimasukkan dalam digester sebagai larutan kalsium dan magnesium bi sulfit. Berdasarkan analisa kira-ira 4,5% total SO₂ dan 3,5% SO₂ bebas. Digester ini diisi penuh dengan potongan-potongan kayu halus dan asam pemasak dengan kapasitas dari 1 ton sampai 35 ton serabut kayu dan 3000 sampai 51000 galon asam-asam. Digester dipanaskan secara langsung dengan steam (uap) dengan tekanan 70-160 lb/in2 tergantung dari jenis kayu yang dipakai. Waktu yang diperlukan 10-11 jam dengan suhu 1050-1550 ^oC.

Setelah pemanasan dalam digester selesai dan sudah masak, pulp dikeluarkan dan masuk dalam blowpit dengan diberi air jernih. Dari blowpit ini pulp dimasukkan, diayak dan seterusnya disaring dengan rotary drum filter untuk dipadatkan dengan jalan membuang airnya dengan mesin ayakan 80. Kemudian pulp dimasukkan dalam tanki pemutih dan diputihkan dengna klorin dengan penambahan cairan kapur sebagai penetralnya. Selesai pemutihan pulp dimasukkan dalam mesin-chest dan dikeringkan. Selanjutnya dibuat roll-roll pulp.  Sifat pulp memiliki kekuatan tinggi, warna tua, sulit diputihkan, tak dapat digunakan sebagai bahan dissolving pulp. Kegunaan pulp ini sebagai kertas bungkus, kertas tulis, kertas cetak, linerboard, dan sebagainya.

b)        Semi-Chemical Pulp Production Process

Semi-chemical pulp process merupakan gabungan metode antara chemical process dengan mechanical process. Tujuan proses ini adalah menghasilkan perolehan yang maksimal setara dengan proses tingkat kekuatan dan kebersihan yang paling baik. Penggunaan dari pulp hasil proses ini adalah lineboard dan karton. Adapun tahap-tahap yang dilakukan dalam proses ini adalah:

(i)        Menggunakan larutan kimia untuk menghancurkan dan mencerna kayu. Larutan kimi yang biasa digunakan adalah NaOh, Na₂CO₃, Na₂SO₄. Dalam proses ini, sebagian besar hemiselulosa harus sudah tercerna.

(ii)       Menghancurkan bahan secara mekanik, salah satu proses terkenal pembuatan pulp secara semikimia adalah proses Neutral Sulfite Semichemical (NSCC). Proses pencernaan kayu merupakan proses yang memiliki arti yang sangat penting. Proses ini diatur sedemikian rupa dengan kondisi terbaik mulai dari temperature, tekanan, dan larutan kimia.

c)        Mechanical Pulp Production Process

Pada Proses ini, pulp dibuat dengan tidak memakai zat-zat kimia, cukup dengan mesin saja tanpa pereaksi-pereaksi kimia. Pembuatan pulp secara mekanis ini memerlukan biaya yang sangat besar, disebabkan di sini tidak dipakai pereaksi-pereaksi kimia untuk menghancurkan potongan-potongan kayu yang akan dijadikan pulp atau kertas secara mudah dan effisien. Sebelumnya kayu diasah dengan refiner. Pada proses ini, terjadi pemberian tekanan pada kayu sehingga menghasilkan panas yang berfungsi untuk mengurangi gesekan antara komponen dalam kayu sehingga fiber terpisah dari lignin. Proses pembuatan pulp secara mekanik sangat jarang digunakan. Sifat pulp pada proses ini memiliki kekuatan rendah, pulp cepat jadi kuning, daya retak baik dan opisitas tinggi. Penggunaan pulp ini untuk koran, tissue, dan kertas buku yang murah.

Process Category	Fiber Separation Method	Fiber Quality	Examples
Mechanical	Mechanical energy	Short, weak, unstable, impure fibers	Stone groundwood, refiner mechanical pulp
Semi-chemical	Combination of chemical and mechanical treatments	“Intermediate” pulp properties (some unique properties)	High-yield kraft, high-yield sulfite
Chemical	Chemicals and heat	Long, strong, stable fibers	Kraft, sulfite, soda

Sumber: Rahmani (2016).

3)        Washing

Proses penyaringan ini ada dua tahap, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi untuk memisahkan pasir dari pulp. Alat – alat yang digunakan dalam proses cleaning adalah :

a)        Magnetic Separator, bekerja secara magnetik yaitu memisahkan kotoran yang mengandung logam seperti serta partikel-partikel lainnya yang bersifat magnet.

b)        HCC (High Consistency Cleaner) bekerja secara sentrifugal, yaitu memisahkan kotoran yang ukurannya hampir sama dengan serat berdasarkan berat jenisnya (Rahmani, 2016).

4)        Oxygen Delignification

Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O₂) dan sodium hidroksida (NaOH) di dalam delignification tower sebelum di cuci didalam washer.  Proses ini bertujuan sebagai proses pra-bleaching untuk mengurangi bilangan kappa (kadar lignin sisa), sehingga mengurangi pemakaian bahan kimia pemutih pada proses pemutihan. Dari proses ini akan dihasilkan pulp berwarna cokelat yang akan dikirim ke unit bleaching dan filtrat yang dikirim ke unit pengolahan limbah cair (Effluent Treatment Plant) (Rahmani, 2016).

5)        Bleaching

Bleaching merupakan proses yang mengubah pulp untuk lebih putih, bersinar, halus dan mudah menyerap. Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan untuk menghilangkan lignin tanpa merusak selulosa.  Apabila pada proses pemutihan digunakan klorin, maka dari unit ini akan dihasilkan limbah cair yang mengandung chlorinated organic compounds yang diketahui sangat berbahaya terhadap lingkungan. Teknologi bleaching yang digunakan adalah:

a)        Elemental Chlorine Free (ECF), pada konsep ini unsur klor masih boleh digunakan, tetapi tidak dalam bentuk Cl₂ melainkan dalam bentuk senyawa lain misalnya ClO₂.

b)        Total Chlorine Free (TCF), pada konsep TCF sama sekali tidak digunakan unsur klor. Sebagai pengganti klorin pada konsep TCF biasanya digunakan oksigen atau ozon (Rahmani, 2016).

Chemical pulp menggunakan NaOH dan ClO₂ sebagai pemutih, semi-chemical pulp menggunakan H₂O₂ sebagai pemutih dan mechanical-pulp menggunakan H₂O₂ dan/atau Na₂SO₃.

Bleaching Chemical	Chemical Formula	ECF/TCF
Sodium hydroxide	NaOH	ECF and TCF
Chlorine dioxide	ClO2	ECF
Hypochlorite	HclO, NaOCl, Ca(Ocl)2	ECF
Oxygen	O2	ECF and TCF
Ozone	O3	ECF and TCF
Hydrogen peroxide	H2O2	ECF and TCF
Sulfur dioxide	SO2	ECF and TCF
Sulfuric acid	H2SO4	ECF and TCF

Sumber: Rahmani (2016).

6)        Screening

Bundel serat yang lebih kecil dan kotoran lainnya dihilangkan dari pulp dalam proses penyaringan untuk mendapatkan bubur bersih (Rahmani, 2016).

7)        Refining

Refining adalah proses penggilingan bubur serat lebih lanjut untuk menghasilkan bubur serat yang lebih halus. Setelah itu bubur serat tersebut diolah kembali dengan cara dipotong dan digiling dengan menggunakan 2 buah pisau pemotong yang berbentuk disc plate (Rahmani, 2016).

Proses Pembuatan Kertas

Sebelum masuk ke areal paper machine pulp diolah dulu pada bagian stock preparation. Bagian ini berfungsi untuk meramu bahan baku seperti: menambahkan pewarna untuk kertas (dye), menambahkan zat retensi, menambahkan filler (untuk mengisi pori-pori di antara serat kayu), dan lain-lain. Bahan yang keluar dari bagian ini disebut stock (campuran pulp, bahan kimia dan air). Dari stock preparation sebelum masuk ke headbox dibersihkan dulu dengan alat yang disebut cleaner. Dari cleaner stock masuk ke headbox. Headbox berfungsi untuk membentuk lembaran kertas (membentuk formasi) di atas fourdinier table. Fourdinier berfungsi untuk membuang air yang berada dalam stock (dewatering). Hasil yang keluar disebut dengan wet (kertas basah). Kadar padatnya sekitar 20% (Rahmani, 2016).

Press part berfungsi untuk membuang air dari wet sehingga kadar padatnya mencapai 50%. Hasilnya masuk ke bagaian pengering (dryer). Cara kerja press part ini adalah kertas masuk diantara dua roll yang berputar. Satu roll bagian atas diberi tekanan sehingga air keluar dari wet. Bagian ini dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat (air sudah dibuang 30%). Dryer berfungsi untuk mengeringkan wet sehingga kadar airnya mencapai 6%. Selanjutnya memasuki tahap calendar stack yang terdiri dari beberapa pasangan silinder dengan jarak tertentu untuk mengontrol ketebalan dan kehalusan hasil akhir kertas. Kemudian memasuki tahap akhir yaitu pope reel. Bagian ini merupakan tahap akhir dari proses pembuatan kertas yaitu pemotongan kertas dari gulungannya. Pada bagian ini, kertas yang digulung dalam gulungan besar, dibelah pada ketebalan yang diinginkan, dipotong menjadi lembaran, dirapikan kemudian dikemas (Rahmani, 2016).

Gambar 1. Proses Pengolahan Pulp dan Kertas (Sumber: http://www.academia.edu)

  

Karakteristik Limbah Industri Pulp dan Kertas

Warnanya yang kehitaman atau abu-abu keruh, bau yang khas, kandungan padatan terlarut dan padatan tersuspensi yang tinggi, COD yang tinggi dan tahan terhadap oksidasi biologis (Rahmani, 2016).

Jenis Limbah Industri Pulp dan Kertas

Menurut Rini (2002) dalam Rahmani (2016), limbah industri pulp dan kertas dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:

1)        Limbah padat, terdiri dari:

a)     Sludge, adalah suatu bahan yang terdiri atas padatan 90% dan air 10%. Sludge didapat dari proses pengendapan pada efflument treatment plant, mengandung bahan organik yang berasal dari bahan baku pulp.

b)     Biosludge, adalah hasil samping dari efflument treatment yakni dari proses biological aeration, tersusun dari bahan baku pulp, selain mengandung mikroorganisme sebagai efek dari biological aeration.

c)     Pith, adalah bahan dari proses depething plant yaitu proses pemisahan secara mekanik bahan baku pulp yaitu antar bahan serat dan bahan bukan serat (Hammer, 1977 dalam Hastutik, dkk., 2004).

2)        Partikulat, terdiri dari:

a)     Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain.

b)     Partikulat zat kimia terutama yang mengandung natrium dan kalsium.

3)        Limbah cair, terdiri dari:

a)     Padatan tersuspensi yang mengandung partikel kayu, serat dan pigmen.

b)     Senyawa organik koloid terlarut seperti hemiselulosa, gula, alkohol, lignin, terpenting, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD (Biological Oxygen Demand) yang tinggi.

c)     Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertas.

d)     Bahan anorganik seperti NaOH, Na₂SO₄ dan klorin.

e)     Limbah panas.

f)      Mikroba seperti golongan bakteri coliform.

2)        Limbah gas, terdiri dari:

a)     Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H₂S yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia.

b)     Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime kiln (tanur kapur).

c)     Uap yang mengganggu jarak pandangan

B.   Dampak Limbah Padat Industri Pulp dan Kertas terhadap Lingkungan dan Kesehatan Manusia

Kebutuhan akan kertas yang tinggi menjadikan industri pulp dan kertas di Indonesia semakin berkembang. Akan tetapi dampak positif dari perkembangan industri juga diikuti oleh dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia akibat limbah yang dihasilkannya (Madigan et al., 2003 dalam Anonim, 2015).

Dampak Limbah Padat Industri Pulp dan Kertas terhadap Lingkungan

Menurut Isyuniarto, dkk (2007), pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh industri pulp dan kertas, antara lain:

1)        Membunuh ikan, kerang dan invertebrata akuatik lainnya, sehingga bisa berdampak pada manusia yang mengkonsumsinya.

2)        Masuknya zat kimia karsinogen dan zat pengganggu aktivitas hormon ke dalam lingkungan.

3)        Menghabiskan jutaan liter air tawar.

Dampak Limbah Padat Industri Pulp dan Kertas terhadap Kesehatan Manusia

Menurut Green (2005) dalam Rahmani (2016), terdapat beberapa senyawa dalam limbah padat industri pulp dan kertas yang berpeluang besar bersifat karsinogenik bagi kesehatan manusia, yaitu:

1)        Asbes, yang dapat menyebabkan kanker paru-paru.

2)        Aditif kertas lainnya termasuk benzidine-base dyes, formaldehid dan epichlorohydrin yang berpeluang menimbulkan kanker pada manusia.

3)        Kromium heksavalen dan senyawa nikel, bersifat karsinogenik terhadap paru-paru dan organ pernafasan lain. Menurut Palar (2008), ion-ion Cr⁶⁺ (kromium heksavalen) dalam proses metabolisme dalam tubuh akan menghalangi atau mampu menghambat kerja dari enzim benzopiren hidroksilase yang dapat mengakibatkan perubahan pada kemampuan pertumbuhan sel, sehingga sel-sel menjadi tumbuh secara liar dan tidak terkontrol (menjadi sel kanker). Hal inilah yang menjadi dasar dari penggolongan kromium ke dalam kelompok logam yang bersifat karsinogenik.

4)        Debu kayu (utamanya kayu keras), yang dikenal sebagai penyebab kanker pada saluran pernafasan.

5)        Hidrazin, styren, minyak mineral, chlorinated phenols dan dioksin yang berpeluang besar menyebabkan kanker. Menurut Yuniarti (2008), dioksin adalah senyawa organik yang sukar terdegradasi dan konsentrasinya akan berlipat ganda jika masuk ke dalam rantai makanan karena adanya proses biomagnifikasi. Hal ini menyebabkan konsentrasi dioksin di dalam jaringan tubuh menjadi ratusan kali lebih besar. Tahun 1998 WHO menetapkan ambang batas aman konsumsi dioksin, yaitu 1-4 pikogram (sepertriliun gram) dioksin per-kilogram berat badan. Dalam jumlah sedikit saja dioksin sudah sangat berbahaya, apalagi dalam jumlah besar maka dioksin akan bersifat karsinogenik (pemicu kanker). Konsentrasi yang lebih tinggi akan menyebabkan penyakit kulit chloracne (jerawat yang parah disertai dengan erupsi kulit dan kista). Dioksin juga akan menyebabkan penurunan hormon reproduksi pria hingga 50% dan menyebabkan kanker prostat dan kanker testis, sedangkan pada wanita dioksin akan menyebabkan kanker payudara dan endometriosis, yakni jaringan selaput lendir rahim yang masih berfungsi tumbuh di luar rongga rahim.

Menurut Rahmani (2016), air limbah industri pulp dan kertas sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia mengingat bahwa banyak penyakit yang dapat ditularkan melalui air limbah tersebut. Air limbah ini ada yang hanya berfungsi sebagai media pembawa saja seperti penyakit kolera, radang usus, hepatitis infektiosa, serta schitosomiasis. Selain sebagai pembawa penyakit di dalam air limbah itu sendiri banyak terdapat bakteri patogen penyebab penyakit seperti:

1)        Virus 

2)        Vibrio cholera

3)        Taenia spp.

4)        Ascaris spp.

5)        Enterobius spp.

Selain sebagai pembawa dan kandungan kuman penyakit, maka air limbah juga dapat mengandung bahan-bahan beracun, penyebab iritasi, bau dan bahkan suhu yang tinggi serta bahan-bahan lainnya yang mudah terbakar (Rahmani, 2016).

C.     Upaya Minimasi Limbah Padat Industri Pulp dan Kertas

Menurut Wagiyanto (2009), program minimisasi limbah yang efektif akan mengurangi biaya produksi dan beban pelaksanaan peraturan pengelolaan limbah berbahaya sehingga akan meningkatkan efisiensi, kualitas produk dan hubungan yang baik dengan masyarakat. Teknik minimasi limbah yang dapat membantu mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan, meliputi:

1)        Perencanaan produksi dan tahapannya

2)        Penyesuaian peralatan/proses atau modifikasi

3)        Penggantian (substitusi) bahan baku

4)        Pemisahan (segregasi) limbah

5)        Daur ulang bahan

6)        Pelatihan dan pengawasan para pekerja operator.

Berbagai cara dilakukan untuk mencapai minimisasi limbah, yang mencakup tiga bagian utama yaitu:

1)        Pengurangan dari sumbernya, mencakup pemeliharan dan perawatan yang baik (good house keeping) dengan menerapkan kebiasaan baru dalam pengoperasian dan pemeliharan alat industri antara lain dengan mencegah terjadinya ceceran dan tumpahan bahan. Perubahan dalam proses produksi juga dapat dilakukan yang mencakup perubahan input bahan, pengawasan proses yang lebih ketat, modifikasi peralatan dan perubahan teknologi. Pemeliharaan peralatan dan lingkungan industri, pemilihan peralatan yang sesuai dengan proses produksi kertas yang diinginkan dan pengoperasian peralatan dengan benar juga ikut mengurangi limbah dari sumbernya.

2)        Daur ulang, dengan melakukan recovery bahan dan energi bekas pakai untuk digunakan kembali dalam proses berikutnya. Menurut Rahmani (2016), masyarakat juga turut andil dalam pengelolaan limbah industri pulp dan kertas. Limbah industri pulp dan kertas dapat didaur ulang menjadi karton yang memiliki nilai jual tinggi. Karton hasil pengolahan limbah ini disebut dengan kertas gembos. Proses pembuatannya relatif sederhana. Sludge dan kertas pemulung diproses menjadi bubur kertas. Kemudian dicetak menjadi lembaran dengan ukuran 66 x 78 cm. Setelah itu, dijemur di bawah terik matahari selama empat jam. Setelah itu, dihaluskan dengan rol kalender, dan di pak dengan berat 25 kg. Hal ini tentu saja terasa lebih bernilai ekonomis serta dapat mengurangi dampak terhadap lingkungan dan kesehatan manusia.

3)        Modifikasi produk, untuk meningkatkan usia produk (tahan lama), untuk mempermudah daur ulang dan minimisasi dampak lingkungan dan kesehatan manusia dari pembuangan produk tersebut.

Menurut Rahmani (2016), pengembangan teknologi pulping pada saat ini bertujuan untuk menghasilkan pulp dengan bilangan kappa rendah, sehingga dalam proses pemutihan pulp lebih aman terhadap pencemaran lingkungan. Di antara inovasi teknologi dalam proses pulping tersebut, ada dua jenis teknologi yang bisa dikatakan bersifat revolusif dan sangat aman terhadap lingkungan serta kemungkinan besar bisa memberikan harapan untuk diterapkan dalam skala pabrik di masa depan. Kedua jenis teknologi pulping tersebut adalah proses bio-pulping dan proses organosolv.

a)        ASAM

ASAM adalah singkatan dari Alkaline-Sulfite-Antrhraquinone-Methanol yang pada dasarnya merupakan modifikasi proses pulping konvensional. Proses ini kombinasi antara proses kraft dan proses sulfit. Penambahan metanol dan antrakuinon dalam proses ini akan mempercepat proses delignifikasi serta dapat mengurangi degradasi karbohidrat selama proses pulping sehingga rendemen pulp meningkat.

Dibandingkan dengan proses kraft konvensional, proses ASAM memiliki beberapa keunggulan, antara lain dapat mengolah semua jenis kayu, rendemen pulp yang dihasilkan lebih tinggi, pulp yang dihasilkan mudah diputihkan dan mempunyai sifat kekuatan yang prima, serta dapat mengurangi emisi gas sulfur yang terjadi pada proses konvensional.

b)        Organosolv

Proses organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain. Proses ini telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan dan sangat efisien dalam pemanfaatan sumber daya hutan.

Dengan menggunakan proses organosolv diharapkan permasalahan lingkungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini karena proses organosolv memberikan beberapa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih aman terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products (hasil sampingan) berupa lignin dan hemiselulosa dengan tingkat kemurnian tinggi. Ini secara ekonomis dapat mengurangi biaya produksi, dan dapat dioperasikan secara ekonomis pada kapasitas terpasang yang relatif kecil yaitu sekitar 200 ton pulp per hari.

Penelitian mengenai penggunaan bahan kimia organik sebagai bahan pemasak dalam proses pulping sebenarnya telah lama dilakukan. Ada berbagai macam jenis proses organosolv, namun yang telah berkembang pesat pada saat ini adalah proses alcell (alcohol cellulose) yaitu proses pulping dengan menggunakan bahan kimia pemasak alkohol, proses acetocell (menggunakan asam asetat), dan proses organocell (menggunakan metanol).

Proses alcell telah memasuki tahap pabrik percontohan di beberapa negara misalnya di Kanada dan Amerika Serikat, sedangkan proses acetocell mulai diterapkan dalam beberapa pabrik di Jerman pada tahun 1990-an. Proses alcell yang telah beroperasi dalam skala pabrik di New Brunswick (Kanada) terbukti mampu manghasilkan pulp dengan kekuatan setara pulp kraft, rendemen tinggi, dan sifat pendauran bahan kimia yang sangat baik.

c)        Memanfaatkan Jamur

Proses pulping konvensional baik dengan cara mekanis maupun cara kimia membutuhkan energi yang sangat tinggi. Di lain pihak, secara alami ada sejumlah mikroorganisme perusak kayu (dalam hal ini jamur) yang mampu mendegradasi lignin. Kemampuan jamur dalam mendegradasi lignin secara alami ini selanjutnya diteliti dan dikembangkan untuk dimanfaatkan sebagai agen dalam proses delignifikasi dalam teknologi pulping dan bleaching. Teknologi ini selanjutnya disebut sebagai teknologi bio-pulping dan teknologi bio-bleaching. Dari sisi lingkungan, penemuan ini merupakan terobosan besar dalam teknologi pulping dan bleaching dan diharapkan mampu menjawab permasalahan lingkungan yang ditimbulkan oleh industri pulp dan kertas karena pemrosesannya tidak menggunakan bahan kimia.

Namun, bila dibandingkan dengan proses pulping secara kimia yang berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi serta pH yang ekstrim, proses ini sangat lambat. Karena prosesnya lambat, maka aplikasi bio-pulping secara penuh belum bisa diterapkan dalam skala industri. Saat ini aplikasi bio-pulping baru pada tahap pre-treatment terhadap kayu yang akan dimasak, baik pada proses mekanis maupun proses kimia. Proses mekanis yang diberi perlakuan biologis disebut biomechanical pulping, sedangkan proses kimia yang diberi perlakuan biologis disebut biochemical pulping.

Beberapa penelitian melaporkan, dengan adanya fungal pre-treatment konsumsi energi pada saat proses pulping menjadi berkurang. Perlakuan ini juga terbukti dapat menurunkan bilangan kappa serta dapat meningkatkan sifat bleachability pulp yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2015. Bioremediasi Limbah Cair Industri Kertas menggunakan Imobilisasi Enzim Kasar dan Sel Bakteri dengan Kalsium Alginat. Electronic Theses and Dissertations (ETD) Gadjah Mada University. [Diakses di http://etd.repository.ugm.ac.id, tanggal 13 Mei 2016].

Efendi, Muchammad. 2015. Dampak Negatif akibat dari Limbah Pabrik Kertas. Makalah Jurusan Teknik Pertambangan, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS), Yogyakarta. [Diakses di http:// http://www.academia.edu, tanggal 13 Mei 2016].

Faisal, Muhammad. 2013. Industri Kertas. [Diakses di http://faisalichal.blogspot.co.id, tanggal 13 Mei 2016].

Hastutik, dkk. 2004. Pengaruh Limbah Padat Kertas terhadap Hasil Tanaman Bawang Merah. Jurnal PKMI: Hal. 1-8. [Diakses di http://directory.umm.ac.id, tanggal 13 Mei 2016].

Isyuniarto, dkk. 2007. Degradasi Limbah Cair Industri Kertas menggunakan Oksidan Ozon dan Kapur. Prosiding PPI - PDIPTN 2007. ISSN 0216-3128: Hal. 55-60. [Diakses di http://digilib.batan.go.id, tanggal 13 Mei 2016].

Palar, Heryando. 2008. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Cetakan ke empat. Jakarta: Rineka Cipta.

Prastyo, dkk. 2012. Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) Padat. [Diakses di http://situsresmierzadiego.blogspot.co.id, tanggal 13 Mei 2016].

Rahmani, Siti Astari. 2016. Proses Pengolahan Pulp dan Kertas. [Diakses di http:// http://www.academia.edu, tanggal 13 Mei 2016].

Sibagariang, YM. 2011. Sludge. [Diakses di http://repository.usu.ac.id, tanggal 13 Mei 2016].

Wagiyanto, Didik. 2009. Minimasi Limbah dalam Industri Pulp and Paper. [Diakses di http://d12x.blog.uns.ac.id, tanggal 13 Mei 2016].

Yuniarti, Ade. 2008. Identifikasi Bahaya-bahaya Zat Kimia pada Industri Pulp/Kertas. [Diakses di http://www.blogster.com, tanggal 13 Mei 2016].