i
JEJAK KARBON PENGELOLAAN SAMPAH DI
KOTA MALANG BERBASIS PENGOLAHAN
Disertasi
Untuk memperoleh gelar Doktor
dalam Ilmu Lingkungan
Untuk dipertahankan di hadapan
Direktur Pascasarjana dan Tim Penguji pada Ujian Promosi
Program Pascasarjana Universitas Diponegoro
pada tanggal 25 Bulan Februari Tahun 2015 pukul 18.00 WIB.
Oleh
Sunarto
NIM L5K009009
Tempat Lahir di Temanggung
ii
JEJAK KARBON PENGELOLAAN SAMPAH DI
KOTA MALANG BERBASIS PENGOLAHAN
Oleh :
Sunarto
NIM: L5K009009
Telah diuji dan dinyatakan lulus ujian pada tanggal 25 Bulan Februari Tahun
2015 oleh tim penguji Program Studi Doktor Ilmu Lingkungan,
Program Pascasarjana Universitas Diponegoro.
Promotor
Ko Promotor
Prof. Sudharto P. Hadi, MES, Ph.D
----------------------------------------------- NIP. 19540309 198003 1 003
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
--------------------------------------- NIP. 19611228 198603 0 004
Mengetahui:
Direktur Program Pascasarjana
Universitas Diponegoro
Ketua Program Doktor Ilmu Lingkungan
Program Pascasarjana Universitas
Diponegoro
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
--------------------------------------- NIP. 19611228 198603 0 004
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
--------------------------------------- NIP. 19611228 198603 0 004
iii
JEJAK KARBON PENGELOLAAN SAMPAH DI KOTA
MALANG BERBASIS PENGOLAHAN
Oleh:
Sunarto
NIM: L5K009009
Telah disetujui oleh:
Pimpinan Sidang:
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
Dr. Henna Rya Sunoko, Apt., MES
Anggota Tim Penguji:
Prof. Dr. La Ode M Kamaludin, M.Sc, M.Eng
(Penguji Eksternal)
Prof. Dr. dr. Anies, M.Kes, PKK
(Penguji)
Dr. Henna Rya Sunoko, Apt., MES
(Penguji)
Dr. Hartuti Purnaweni, MPA
(Penguji)
Dr. Ir. Syafrudin, CES, MT
(Penguji)
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
(Ko-Promotor)
Prof. Sudharto P. Hadi, MES, Ph.D
(Promotor)
iv
Pernyataan Orisinalitas
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Sunarto
NIM : L5K009009
Mahasiswa : Program Studi Doktor Ilmu Lingkungan
Pascasarjana Universitas Diponegoro
Dengan ini menyatakan bahwa:
1) Disertasi yang berjudul “Jejak Karbon Pengelolaan Sampah di Kota
Malang Berbasis Pengolahan” adalah karya ilmiah asli dan belum pernah
diajukan untuk mendapatkan gelar akademik (doktor) di perguruan tinggi
manapun.
2) Disertasi ini adalah murni ide, rumusan dan hasil penelitian saya serta
dilakukan tanpa bantuan orang lain, kecuali Tim Promotor dan narasumber.
3) Disertasi ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau
dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dicantumkan sebagai acuan
dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan judul aslinya serta
dicantumkan dalam daftar pustaka.
4) Pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari
terdapat penyimpangan dan ketidak benaran dalam pernyataan ini, saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah saya
peroleh, dan sanksi lain sesuai dengan norma yang berlaku di Universitas
Diponegoro.
Semarang, 25 Februari 2015
Yang Membuat Pernyataan,
Meterai
Sunarto
v
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT,
karena atas segala rahmat dan karunia -Nya penulis dapat menyelesaikan disertasi
dengan judul “Jejak Karbon Pengelolaan Sampah di Kota Malang Berbasis
Pengolahan”. Disertasi ini merupakan salah satu syarat dalam rangka
penyelesaian studi pendidikan S3 pada Program Studi Ilmu Lingkungan
Pascasarjana Universitas Diponegoro.
Pada kesempatan ini, izinkanlah penulis dengan segala kerendahan hati
dan tulus menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Prof. Sudharto P. Hadi, MES, Ph.D selaku Rektor Universitas Diponegoro
yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk studi lanjut S3 dan
selaku promotor yang telah banyak memberikan ilmu, arahan, nasehat,
bimbingan, dan koreksi.
2. Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA selaku Direktur Program Pascasarjana
Universitas Diponegoro merangkap Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan
Program Pascasarjana Universitas Diponegoro dan sekaligus selaku Ko
Promotor yang telah memberikan ilmu, arahan, dukungan, bimbingan, dan
nasehat hingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan S3.
3. Dr. Henna Rya Sunoko, Apt., MES selaku Sekretaris Program Doktor Ilmu
Lingkungan Program Pascasarjana Universitas Diponegoro sekaligus selaku
penguji internal yang telah memberikan arahan dan koreksi pada saat seminar
dan ujian.
4. Prof. Dr. dr. Anies, M.Kes, PKK selaku penguji yang telah memberikan
koreksi yang berharga untuk menyempurnaan disertasi sejak sidang
kelayakan hingga ujian promosi.
5. Prof. Dr. La Ode M Kamaludin, M.Sc, M.Eng selaku penguji eksternal yang
telah memberikan saran dan koreksi yang berharga sejak ujian komprehensif
hingga ujian promosi.
vi
6. Dr. Hartuti Purnaweni, MPA selaku Sekretaris Program Magister Ilmu
Lingkungan Program Pascasarjana Universitas Diponegoro sekaligus penguji
internal yang telah memberikan arahan dan koreksi sejak ujian komprehensif
hingga dan ujian promosi.
7. Dr. Ir. Syafrudin, CES, MT selaku penguji yang telah memberikan saran dan
koreksi yang berharga untuk penyempurnaan disertasi sejak seminar hasil
hingga ujian promosi.
8. Dr. Ir. KRMT Haryo Santosa H., MT penguji yang telah memberikan saran
dan koreksi yang berharga untuk penyempurnaan disertasi pada saat sidang
kelayakan disertasi.
9. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan dan
Kebudayaan RI yang telah memberikan dukungan beasiswa pendidikan
penulis melalui Program BPPS.
10. Prof. Dr. Muhajir Effendy, MPA selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Malang yang telah memberikan ijin, dorongan moril, dan bantuan biaya studi
kepada penulis untuk melanjutkan studi S3 pada Program Studi Ilmu
Lingkungan Program Pascasarjana Universitas Diponegoro.
11. Pimpinan Fakultas Teknik dan Pimpinan Jurusan Teknik Sipil UMM beserta
staf dosen yang telah memberikan kesempatan dan dukungan sehingga
penulis dapat menyelesaikan studi.
12. Kepala Dinas Kebersihan dan Pertamanan (DKP) Kota Malang beserta staf
yang telah memberikan ijin kepada penulis dan memberikan data yang
diperlukan untuk penyelesaian disertasi.
13. Segenap dosen Program Doktor Ilmu Lingkungan Program Pascasarjana
Universitas Diponegoro yang telah memberikan ilmu di bidang lingkungan
dan segenap staf adminstrasi Program Studi Ilmu Lingkungan Program
Pascasarjana Universitas Diponegoro yang telah memberikan layanan yang
baik selama studi.
14. Sandi Wahyudiono, ST dari BP2K UMM yang telah membantu pengumpulan
data di lapangan dan Hasyim Yusuf Ashari, ST dari Teknik Industri ITS yang
vii
telah membantu pembuatan model dinamik dengan perangkat lunak Stella
9.1.3.
15. Rekan-rekan seangkatan Program Doktor Ilmu Lingkungan Angkatan ke-3:
Agus Hadiyarto, Badrus Zaman, Edy Suhartono, RM Bagus Irawan,
Sudarsono, Widi Astuti, Yusniar Hanani, yang telah memberikan masukan
selama proses penyusunan disertasi.
16. Tri Sulistyaningsih, istri tersayang dan anak-anak tercinta (Lia, Ali, dan
Lina), yang telah memberikan toleransi dan selalu mendoakan penulis untuk
menyelesaikan studi S3 ini.
17. Yang amat mulia kedua orang tua penulis, Sulastri - ibu dan Amat Soemardjo
- ayah (alm) yang telah bersusah payah membesarkan, menyekolahkan,
membiayai serta mendidik penulis dengan penuh kasih sayang dan kesabaran
yang tiada hentinya.
18. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah
banyak membantu penulis selama penyelesaian S3 ini.
Sekali lagi, penulis mengucapkan terima kasih atas segala dukungan dan
bantuan yang telah Bapak/Ibu berikan kepada penulis dalam studi S3 dan
penyusunan disertasi. Semoga Allah SWT membalas kebaikan Bapak/Ibu dengan
balasan kebaikan yang berlipat ganda. Jazakumullah Khairan Katsiro.
Akhirnya penulis juga sangat menyadari bahwa disertasi ini masih belum
sempurna, untuk itu penulis dengan hati yang terbuka mengharapkan kritik dan
saran untuk pengembangan penelitian semacam di masa yang akan datang.
Semarang, Februari 2015
Penulis
viii
ix
DAFTAR ISI
Bagian Awal
Halaman Penjelasan Judul i
Halaman Pengesahan ii
Halaman Persetujuan iii
Pernyataan Orisinalitas iv
Kata Pengantar v
Daftar Isi ix
Daftar Tabel xii
Daftar Gambar xiv
Daftar Lampiran xviii
Daftar Lambang xix
Daftar Singkatan xx
Glosari xxi
Abstrak xxv
Abstract xxvi
Ringkasan xxvii
Summary xxxv
Bagian Utama
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang 1
B. Perumusan Masalah 9
C. Orisinalitas 11
D. Tujuan Penelitian 15
E. Manfaat Penelitian 16
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Dampak Sampah Terhadap Pemanasan Global dan Masa Layan 19
B. Pengolahan Sampah Untuk Mengendalikan Pencemaran 22
x
C. Pengelolaan Sampah Dengan Pendekatan Penilaian Daur Hidup 27
Dan Sistem Dinamik
D. Landasan Teori 31
1. Pengertian Sampah 31
2. Sumber, Komposisi, Karakteristik, dan Timbulan Sampah 32
3. Pengelolaan Sampah Terpadu 37
4. Pengolahan Sampah 44
5. Jejak Karbon 56
6. Pendekatan Penilaian Daur Hidup 59
7. Sistem Dinamik 68
BAB III KERANGKA TEORITIS & KERANGKA KONSEP
A. Kerangka Teori 73
B. Kerangka Konsep 78
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian 83
B. Desain Penelitian 84
1. Tujuan dan Ruang Lingkup 85
2. Inventarisasi 89
3. Analisis Dampak 98
4. Interpretasi 99
5. Validasi 100
BAB V HASIL PENELITIAN DAN BAHASAN
A. Hasil Penelitian 103
1. Gambaran Umum 103
2. Pengelolaan Sampah Terpadu di Kota Malang 109
a. Elemen Sistem Sampah 109
b. Aspek-aspek 128
c. Pihak-pihak yang Berkepentingan (stakeholders) 134
xi
B. Bahasan 138
1. Pengembangan Model Jejak Karbon Pengelolaan Sampah 139
a. Struktur Model 139
b. Analisis Inventarisasi 141
c. Analisis Model 144
i. Jejak Karbon Penimbunan Akhir 145
ii.. Jejak Karbon Daur Ulang 148
iii. Masa Layan TPA 151
iv. Nilai Ekonomi Pemungutan Sampah 152
v. Rancang Bangun Model 153
vi. Pemodelan Sistem 154
2. Jejak Karbon Pengelolaan Sampah Tahun 2012 - 2022 172
a. Simulasi Model Jejak Karbon 173
b. Validasi Model 178
3. Potensi Reduksi Jejak Karbon Pengelolaan Sampah 184
a. Jejak Karbon Pengelolaan Sampah Skenario 0 186
b. Jejak Karbon Pengelolaan Sampah Skenario 1 191
c. Jejak Karbon Pengelolaan Sampah Skenario 2 197
d. Jejak Karbon Pengelolaan Sampah Skenario 3 203
e. Analisis Dampak dan Interpretasi 200
4. Potensi Peningkatan Masa Layan TPA 218
5. Potensi Nilai Ekonomi dan Penurunan Biaya Pengelolaan Sampah 226
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan 239
B. Saran 241
Bagian Akhir
Daftar Pustaka 245
Lampiran 253
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Penelitian sebelumnya yang dijadikan rujukan 12
Tabel 2 Beberapa pilihan teknologi reduksi emisi GRK 24
dari timbunan sampah
Tabel 3 Pendekatan manajemen tradisional dan ekosentris 44
Tabel 4 Faktor emisi GRK daur ulang sampah 95
Tabel 5 Luas kecamatan (km2) dan kepadatan penduduk Kota Malang 107
Tabel 6 Penyebaran dan bentuk TPS di Kota Malang 116
Tabel 7 Jumlah minimal TPS Sesuai SNI 03-1733-2004 119
Tabel 8 Jenis dan jumlah kendaraan pengangkut sampah 120
Tabel 9 Lokasi dan tahun pengoperasian TPS Kompos di Kota Malang 123
Tabel 10 Peralatan pemrosesan sampah di TPA Supit Urang Malang 126
Tabel 11 Produk hukum Pemerintah Kota Malang di bidang kebersihan 129
Tabel 12 Prestasi Kota Malang di bidang lingkungan 130
Tabel 13 Perkembangan populasi Kota Malang tahun 2005 – 2012 142
Tabel 14 Komposisi sampah di Kota Malang 142
Tabel 15 Faktor Emisi (EF) 151
Tabel 16 Faktor recovery dan faktor penyusutan 152
Tabel 17 Simulasi perkembangan jumlah penduduk dan sampah 173
Tabel 18 Simulasi jejak karbon pengolahan sampah di BSM 175
Tabel 19 Simulasi jejak karbon pengolahan sampah oleh Warga 175
Tabel 20 Simulasi jejak karbon pengolahan sampah di TPS 176
Tabel 21 Simulasi jejak karbon pengolahan sampah di TPA 176
Tabel 22 Simulasi jejak karbon total pengelolaan sampah 177
Tabel 23 Simulasi perkembangan populasi penduduk dan jejak karbon 178
Tabel 24 Uji Kalman Filter sub-model penduduk 182
Tabel 25 Uji Kalman Filter sub-model sampah di TPA 183
Tabel 26 Skenario pengendalian jejak karbon berbasis pengolahan 185
Tabel 27 Hasil simulasi kesetimbangan masa sampah 189
di Kota Malang tahun 2012 – 2022 pada Skenario 0
Tabel 28 Hasil simulasi kesetimbangan masa sampah 192
xiii
di Kota Malang tahun 2012 – 2022 pada Skenario 1
Tabel 29 Hasil simulasi kesetimbangan masa sampah 198
di Kota Malang tahun 2012 – 2022 pada Skenario 2
Tabel 30 Hasil simulasi kesetimbangan masa sampah 204
di Kota Malang tahun 2012 – 2022 pada Skenario 3
Tabel 31 Perbandingan hasil simulasi masa layan TPA 220
Tabel 32 Simulasi biaya pengelolaan sampah Skenario 0 234
Tabel 33 Simulasi biaya pengelolaan sampah Skenario 1 234
Tabel 34 Simulasi biaya pengelolaan sampah Skenario 2 235
Tabel 35 Simulasi biaya pengelolaan sampah Skenario 3 235
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Proporsi sampah yang didaur ulang di sumber asalnya, 27
di TPS, dan di TPA
Gambar 2 Komposisi sampah berdasarkan sumbernya di 34
negara maju dan di Indonesia
Gambar 3 Komposisi sampah berdasarkan jenisnya di negara maju, 35
di negara berkembang Asia, dan di Indonesia
Gambar 4 Prediksi volume sampah di dunia 36
Gambar 5 Pengelolaan sampah kota terpadu 38
Gambar 6 Pendekatan pengelolaan sampah kota terpadu 39
Gambar 7 Dimensi pengelolaan sampah pengelolaan sampah terpadu 40
Gambar 8 Hirarki pengelolaan sampah dan dampaknya terhadap 43
lingkungan dan biaya
Gambar 9 Pengembangan hirarki pengelolaan sampah 43
Gambar 10 Elemen pengelolaan sampah terpadu 44
Gambar 11 Diagram alir pengelolaan sampah pemukiman 48
secara terpadu
Gambar 12 Jejak karbon per kapita di berbagai kelompok negara 59
Gambar 13 Tahapan daur hidup suatu produk 61
Gambar 14 Fase dan aplikasi LCA 64
Gambar 15 Hubungan data foreground dan data background 65
Gambar 16 Prosedut penilaian dampak pemanasan global 67
Gambar 17 Batasan sistim untuk LCA pengelolaan sampah 68
Gambar 18 Notasi Causal-Loop Diagram 70
Gambar 19 Elemen Dasar Sistem Dinamik 71
Gambar 20 Tahapan simulasi model dinamik 72
Gambar 21 Kerangka teori penelitian 78
Gambar 22 Kerangka konsep penelitian 79
Gambar 23 Desain dan alur penelitian 85
Gambar 24 Batasan sisten untuk LCI pengelolaan sampah di TPS 88
Gambar 25 Peta wilayah adminstratif Kota Malang 105
Gambar 26 Skema pengelolaan sampah di Kota Malang 110
xv
Gambar 27 Bentuk pewadahan sampah di pemukiman dan pertokoan 112
Gambar 28 Pengumpulan sampah ke TPS oleh petugas kebersihan 114
Gambar 29 Peta penyebaran TPS di Kota Malang 115
Gambar 30 Pemindahan sampah dari gerobak ke container 120
di TPS Dinoyo
Gambar 31 Pengangkutan ke TPA dengan dump truck & arm roll truck 121
Gambar 32 Peta penyebaran TPS Komposting di Kota Malang 122
Gambar 33 Proses pembuatan kompos di TPS Malabar Malang 123
Gambar 34 Layout TPA Supit Urang Malang 125
Gambar 35 Pintu gerbang masuk Supit Urang Malang 125
Gambar 36 Penimbunan sampah di TPA Supit Urang Malang 127
Gambar 37 Penutupan timbunan dengan tanah di TPA Supit Urang 127
Gambar 38 Penangkapan dan pemanfaatan gas metan 127
Gambar 39 Struktur organisasi Dinas Kebersihan dan Pertamanan 132
Gambar 40 Sosialisasi pengelolaan sampah di sekolah oleh Kepala DKP 135
Gambar 41 Keranjang untuk sampah kering dan komposter di RW 3 136
Kelurahan Sukun
Gambar 42 Kegiatan di Bank Sampah Kota Malang 138
Gambar 43 Batasan struktur model sistem pengelolaan sampah 140
terpadu untuk pengendalian jejak karbon
Gambar 44 Diagram ingkar sebab-akibat model jejak karbon 154
pengelolaan sampah berbasis pengolahan
Gambar 45 Struktur model jejak karbon pengelolaan sampah 156
Gambar 46 Diagram alir sub-model sampah penduduk 157
Gambar 47 Diagram alir sub-model jejak karbon di BSM 158
Gambar 48 Diagram alir sub-model jejak karbon di masyarakat 160
Gambar 49 Diagram alir sub-model jejak karbon di TPS 162
Gambar 50 Diagram alir sub-model jejak karbon di TPA 164
Gambar 51 Diagram alir sub-model jejak karbon total 166
Gambar 52 Diagram alir sub-model masa layan TPA 167
Gambar 53 Diagram alir sub-model nilai ekonomi sampah di BSM 169
xvi
Gambar 54 Diagram alir sub-model nilai ekonomi sampah di 169
masyarakat
Gambar 55 Diagram alir sub-model nilai ekonomi sampah di TPS 170
Gambar 56 Diagram alir sub-model nilai ekonomi sampah di TPA 170
Gambar 57 Diagram alir sub-model nilai ekonomi sampah total 171
Gambar 58 Sub-model biaya pengelolaan sampah 171
Gambar 59 Simulasi pertumbuhan volume sampah 2012 – 2022 174
Gambar 60 Simulasi jejak karbon pengelolaan sampah 2012 – 2022 179
Gambar 61 Grafik perbandingan jumlah penduduk hasil simulasi 182
dengan data empirik
Gambar 62 Grafik perbandingan volume sampah ditimbun di TPA 183
antara hasil simulasi dengan data empirik
Gambar 63 Kesetimbangan masa sampah Tahun 2022 Skenario 0 187
Gambar 64 Jejak karbon total pengelolaan sampah 2012 – 2022 190
Skenario 0
Gambar 65 Kesetimbangan masa sampah Tahun 2022 Skenario 1 193
Gambar 66 Jejak karbon total pengolahan sampah 2012 – 2022 195
Skenario 1
Gambar 67 Jejak karbon total pengelolaan sampah 2012 – 2022 196
Skenario 1
Gambar 68 Kesetimbangan masa sampah Tahun 2022 Skenario 2 199
Gambar 69 Jejak karbon total pengolahan sampah 2012 – 2022 201
Skenario 2
Gambar 70 Jejak karbon total pengelolaan sampah 2012 – 2022 202
Skenario 2
Gambar 71 Kesetimbangan masa sampah Tahun 2022 Skenario 0 205
Gambar 72 Jejak karbon total pengolahan sampah 2012 – 2022 207
Skenario 3
Gambar 73 Jejak karbon total pengelolaan sampah 2012 – 2022 208
Skenario 3
Gambar 74 Jejak karbon total pengolahan sampah 2012 – 2022 210
Gambar 75 Jejak karbon total pengelolaan sampah 2012 – 2022 210
xvii
Gambar 76 Perbandingan jejak karbon pengolahan sampah 215
antar skenario Tahun 2012, 2020, dan 2022
Gambar 77 Perbandingan hasil simulasi masa layan TPA 221
Gambar 78 Simulasi nilai ekonomi pemungutan sampah Tahun 2022 228
Gambar 79 Perbandingan nilai ekonomi pemungutan sampah 229
Tahun 2022
Gambar 80 Biaya pengelolaan sampah Tahun 2012 dan 2022 236
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Surat ijin penelitian 253
Lampiran 2 Petunjuk penggunaan model dinamik jejak karbon 255
Pengelolaan sampah berbasis pengolahan
Lampiran 3 Bahasa pemogramaan model dinamik dengan perangkat 261
Lunak Stella 9.1.3
Lampiran 4 Data pengolahan sampah untuk kompos oleh 273
Masyarakat
Lampiran 5 Data sampah yang dikelola Bank Sampah Malang 279
Lampiran 6 Volume sampah di TPS 290
Lampiran 7 Besaran retribusi pelayanan kebersihan Kota Malang 292
Lampiran 8 Daftar harga di Bank Sampah Malang 295
xix
DAFTAR LAMBANG
Simbol Arti Satuan
% Persentase
0C Suhu derajat
CH4 Metana
CO2 Kabon dioksida
CO2e Karbon dioksida ekuivalen ton
DOC Fraksi degradasi karbon organik
DOCF Fraksi darti DOC total yang terdegradasi
EFrecycled Faktor emisi pabrikasi material dari bahan baku
daur ulang
EFvirgin Faktor emisi pabrikasi material dari bahan baku
murni
EOLSrecycled Emisi yang dihasilkan pada tahap usia akhir
pemakaian dari bahan baku daur ulang
ton CO2eq
EOLSvirgin Emisi yang dihasilkan pada tahap usia akhir
pemakaian dari bahan baku murni
ton CO2eq
F Fraksi metana dalam biogas sampah
ha Luas hektar
LCAtotal Daur hidup emisi gas rumah kaca dari daur ulang
material
ton CO2eq
M Berat material ton
MCF Faktor koreksi metana
MSrecycled Emisi yang dihasilkan pada tahap pabrikasi material
dari 100% bahan baku daur ulang
ton CO2eq
MSvirgin Emisi yang dihasilkan pada tahap pabrikasi material
dari 100% bahan baku murni
ton CO2eq
MSWF Fraksi sampah yang ditimbun di TPA %
MSWT Timbulan sampah total ton
R tingkat daur ulang %
USrecycled emisi yang dihasilkan pada tahap penggunaan
material dari bahan baku daur ulang
ton CO2eq
USvirgin emisi yang dihasilkan pada tahap penggunaan
material dari bahan baku murni
ton CO2eq
xx
DAFTAR SINGKATAN
Simbol Arti
4R Reduce, Re-use, Recycle, Recovery
BPS Badan Pusat Statistik
BSM Bank Sampah Malang
BSN Badan Standardisasi Nasional
CLD causal loop diagrams
DKP Dinas Kebersihan dan Pertamanan
FP Faktor penyusutan
FR Faktor recovery
GRK Gas Rumah Kaca
GWP Global Warming Potential
IPPC Intergovernmental Panel on Climate Change
ISWM Integrated Solid Waste Management
KNLH Kementerian Negara Lingkungan Hidup
KW Kilo Watt
LCA Life Cycle Assessment
LSM Lembaga Swadaya Masyarakat
MRF Material recycling facility
MWh Mega Watt hours
PDRB Produk Domestik Regional Bruto
SNI Standar Nasional Indonesia
TPA Tempat Penampungan Sementara
TPS Tempat Pemrosesan Akhir
UNDP United Nations Development Programme
UNEP United Nations Environment Programme
USEPA United State Environmental Egency
UU Undang-Undang
WCED World Comission on Environment and Development
WRI World Resources Institue
WWF World Wildlife Fund
xxi
GLOSARI
Aglomerasi Pengumpulan atau pemusatan di lokasi atau kawasan
tertentu
Anaerobic digestion Proses degradasi material organik ini tak melibatkan
oksigen
Aspek Pemunculan atau penginterpretasian gagasan, masalah,
situasi, dan sebagainya, pertimbangan yang dilihat dari
sudut pandang tertentu
Atmosfer Lapisan udara yang menyelebungi bumi sampai
ketinggian 300 km (terutama terdiri atas campuran
berbagai gas, yaitu nitrogen, oksigen, argon, dan
sejumlah kecil gas lain)
Converter Variabel antara yang digunakan untuk perhitungan lain-
lain.
Daur ulang Proses untuk menjadikan suatu bahan bekas menjadi
bahan baru dengan tujuan mencegah adanya sampah
yang sebenarnya dapat menjadi sesuatu yang berguna,
mengurangi penggunaan bahan baku yang baru,
mengurangi penggunaan energi, mengurangi polusi,
kerusakan lahan, dan emisi gas rumah kaca jika
dibandingkan dengan proses pembuatan barang baru.
Dekomposisi Perubahan secara kimia yang membuat objek, biasanya
makhluk hidup yang mati dapat mengalami perusakan
susunan/struktur yang dilakukan oleh dekomposer
(termasuk semut, belatung, bakteri dan jamur).
Ekologi Ilmu tentang hubungan timbal balik antara makhluk
hidup dan (kondisi) alam sekitarnya (lingkungan)
Emisi Pencemaran yang dihasilkan oleh suatu proses, misal
emisi gas buang dari kendaraan bermotor
End-of-pipe Sitem pengelolaan sampah yang bertumpu pada
pembuangan akhir
Energi Kemampuan untuk melakukan kerja, daya (kekuatan)
yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai proses
kegiatan
Flaring Pembakaran gas metana di TPA sehingga menjadi gas
karbondioksida
Gas rumah kaca Gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek
rumah kaca
xxii
Global warming
potential
Sistem indeks yang membandingkan potensi gas rumah
kaca untuk memanaskan bumi dibandingkan dengan
potensi gas karbon dioksida.
Insinirasi Metode pemusnahan sampah dengan cara membakar
secara besar-besaran dengan menggunakn fasilitas
pabrik.
Jejak ekologi Luas lahan dan air dalam yang diperlukan oleh
penduduk di suatu wilayah untuk menyediakan secara
kontinyu seluruh sumberdaya yang dikonsumsi saat ini
dan menyediakan kemampuan secara kontinyu dalam
menyerap seluruh limbah yang dihasilkan.
Jejak karbon Emisi GRK yang secara langsung dan tidak langsung
dihasilkan oleh aktifitas yang terakumulasi selama usia
produk atau layanan, yang dinyatakan dalam ton karbon
dioksida ekuivalen
Life cycle assessment Suatu pendekatan “from the cradle to the grave”
mencakup keseluruhan dari daur hidup produk, yaitu:
proses, pengekstrakan, pemrosesan bahan mentah,
pemanukfakuran, transportasi dan distribusi,
penggunaan/penggunaan ulang/ pemeliharaan, daur
ulang, dan penyelesaian akhir
Lingkungan Sering disebut “lingkungan hidup”. Lingkungan hidup
adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya,
keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia dan
perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan
perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta makhluk
hidup lain.
Lingkungan Daerah atau kawasan dan sebagainya yang termasuk di
dalamnya
Model Suatu pola yang benar-benar ada secara fisik, atau
formulasi matematika yang dapat mempresentasikan
sistem aktual
Pemanasan global Suatu proses meningkatnya suhu rata-rata atmosfir, laut,
dan daratan bumi
Pembangunan
berkelanjutan
Pembangunan yang diorientasikan untuk memenuhi
kebutuhan sekarang tanpa mengorbankan kemampuan
generasi yang akan datang untuk memenuhi
kebutuhannya
Pencemaran Masuk atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi
dan/ atau komponen lain ke dalam air atau udara.
Kegiatan yang sistematis, menyeluruh, dan
xxiii
Pengelolaan sampah berkesinambungan yang meliputi pengurangan dan
penanganan sampah.
Pengolahan sampah Proses untuk mengubah karakteristik, komposisi, dan
jumlah sampah
Sampah Sisa kegiatan sehari-hari manusia dan/atau proses alam
yang berbentuk padat.
Sanitary landfill Metode pembuangan sampah di tanah atau di antara
mantel bumi tanpa menimbulkan bahaya dan gangguan
terhadap kesehatan publik.
Controlled landfill Metode pempbuangan sampah di tanah dengan cara
memadatkan dan menutupnya dengan tanah penutup
yang dilengkapi dengan instalasi pengolahan lindi.
Simulasi Penggambaran suatu sistem atau proses dengan
peragaan berupa model
Sistem Gabungan beberapa elemen yang saling bekerja
bersama-sama untuk mencapai tujuan
Sistem dinamik Istilah yang diberikan untuk mempelajari perilaku
dinamis dari berbagai sistem yang kompleks untuk
memecahkan masalah dinamika industri, sosial,
ekonomi, manajemen, dan lingkungan hidup
Skenario Gambaran situasi yang mungkin di masa yang akan
datang
Stakeholders Segenap pihak yang terkait dengan isu dan
permasalahan yang sedang diangkat
Stock Variabel stock (disimbolkan dengan persegi panjang)
adalah variabel tertentu yang mewakili akumulasi
utama dalam sistem.
Tempat pemrosesan
akhir (TPA)
Tempat untuk memroses dan mengembalikan sampah
ke media lingkungan secara aman bagi manusia dan
lingkungan.
Tempat penampungan
sementara (TPS)
Tempat sebelum sampah diangkut ke tempat pendauran
ulang, pengolahan, dan/atau tempat pengolahan
sampah terpadu.
Timbulan sampah Merupakan volume sampah atau berat sampah yang
dihasilkan dari jenis sumber sampah di suatu wilayah
Validasi Analisis yang ditujukan untuk mengetahui kesesuaian
antara hasil simulasi dengan gejala atau proses yang
ditirukan
xxiv
xxv
ABSTRAK
Peningkatan timbulan sampah karena pertumbuhan penduduk dan
meningkatnya pola konsumsi menyebabkan pencemaran dan kerusakan
lingkungan seperti pencemaran air dan tanah oleh lindi, dan pencemaran dalam
lingkup global karena emisi gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2)
dari timbunan sampah di TPA sebagai hasil dekomposisi sampah organik. Kedua
komponen gas rumah kaca (GRK) tersebut merupakan jejak karbon yang
berkontribusi terhadap pemanasan global.
Penelitian ini ditujukan untuk mengembangkan model dinamik jejak
karbon pengelolaan sampah untuk menganalisis dan memprediksi jejak karbon
yang dihasilkan oleh pengelolaan sampah pada tahun 2012 dan 10 tahun yang
akan datang jika diterapkan skenario pengolahan sampah cara daur ulang dari
hulu hingga hilir. Penelitian dilakukan di Kota Malang karena adanya pengolahan
sampah di hulu oleh warga dan di hilir oleh pengelola di 11 TPS dan TPA Urang.
Jenis penelitian adalah deskriptif kuantitatif dengan metode dinamik dan
pendekatan penilaian daur hidup. Tahapannya mengikuti ISO 14040 (1997). Jejak
karbon dari gas metana di TPA dianalisis berdasarkan model persamaan yang
dikembangkan oleh IPPC (2001), dan jejak karbon daur ulang dianalisis dengan
pendekatan penilaian daur hidup berdasarkan persamaan yang dikembangkan
oleh CEPA (2011) dan faktor emisi berdasarkan Ifeu (2009). Model dinamis jejak
karbon dibuat dengan perangkat lunak Stella 9.1.3.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jejak karbon pengelolaan sampah
pada tahun 2012 (Skenario 1) adalah 192.291,19 tCO2e dan pada 10 tahun yang
akan datang adalah 254.548,93 tCO2e (> 32,19%) sehingga semakin
meningkatkan potensi pemanasan global. Penerapan Skenario 2 dan Skenario 3
menghasilkan jejak karbon 134.290,38 tCO2e ( < 30,16 %) dan 37.741,56 tCO2e
(< 80,37%). Pengolahan sampah juga meningkatkan masa layan TPA Supit
Urang dari 10,86 tahun (Skenario 1) menjadi 15,21 tahun (Skenario 2) dan 24,01
tahun (Skenario 3). Sebagai rekomendasi, jejak karbon dan masa layan TPA
dapat dijadikan sebagai acuan perencanaan pengelolaan sampah terpadu yang
berkelanjutan dengan menyusun beberapa skenario penanganan sampah.
Kata kunci: pengelolaan sampah terpadu, jejak karbon, emisi gas rumah kaca
masa layan
xxvi
ABSTRACT
Increased waste generation due to population growth and increasing
consumption patterns cause pollution and degradation such as water and soil
contamination by leachate, and the pollution in global scale due to the emission
of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) from the waste in the landfill as a
result of decomposition organic waste. Both greenhouse gas (GHG) emissions is
a carbon footprint that contributes to global warming.
The study purposed to develop a dynamic model of the carbon footprint
of waste management to predict the carbon footprint generated by waste
management at 2012 and in the next 10 years through the application of waste
recycling from upstream to downstream. The study was conducted in Malang due
to waste processing in the upstream by residents and downstream in 11 temporary
waste stations and landfill Supit Urang.
Type of the research was descriptive quantitative by using dynamic
method and life cycle assessment (LCA) approach. The steps follow ISO 14040
(1997). The production of methane (CH4) in the landfill were analyzed using the
model equations developed by IPPC (2001) and the reduction of the carbon
footprint were analyzed using the model equations developed by CEPA (2011)
and GHG emission factors developed by Ifeu (2009). Dynamic model of the
carbon footprint created by the software Stella 9.1.3.
The study revealed that carbon footprint of waste management at 2012
(Scenario 1) is 192,291.19 tCO2e and in the next 10 years is 254,548.93 tCO2e
(>32.19%). Application of Scenario 2 and Scenario 3 produces carbon footprint
134,290.38 tCO2e (<30.16%) and 37,741.56 tCO2e (<80.37%). Recycling
activities are also increasing the service life of the landfill Supit Urang from
10.86 years (Scenario 1) to 15.21 years (Scenario 2) and 24.01 years (Scenario 3).
As a recommendation, carbon footprint and landfill life span can be used as a
reference for planning sustainable waste management by arranging several waste
management scenarios.
Key words: integrated solid waste management, GHG emissions, carbon
footprint, life span
xxvii
RINGKASAN
Selain menimbulkan pencemaran dalam lingkup lokal seperti pencemaran
air dan tanah oleh lindi, sampah juga menyebabkan pencemaran dalam lingkup
global karena emisi gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2) dari
timbunan sampah sebagai hasil dekomposisi sampah organik pada timbunan
sampah di TPA pada kondisi anaerob (Themelis et al, 2006). Kedua emisi gas
tersebut termasuk emisi gas rumah kaca (GRK) atau jejak karbon yang
menyebabkan kenaikan konsentrasi GRK di atmosfir sehingga menyebabkan
terjadinya pemanasan global. Berdasarkan UNEP (2012), dari keseluruhan emisi
GRK sebesar 50,1 GtC02e, memberikan kontribusi sebesar 4% atau sebesar 2,00
GtCO2eq dan berada di urutan yang terakhir setelah sektor energi (35%), industri
(18%), transportasi (13%), pertanian (11%), kehutanan (11%), dan bangunan
(8%). Kontribusi jejak karbon dari sampah akan terus meningkat seiring dengan
terus bertambahnya volume sampah karena pertumbuhan penduduk dan pola
konsumsi. Untuk itu, pengelolaan sampah terpadu harus diterapkan secara
berkelanjutan sesuai dengan syarat nilai dalam pembangunan berkelanjutan, yaitu
pembangunan yang diorientasikan untuk mencapai tujuan ekologis, sosial dan
ekonomi (Hadi, 2001).
Sebagaimana yang terjadi di negara lain, Indonesia juga menghadapi
permasalahan pengelolaan sampah yang berkelanjutan. Dengan populasi 232,8
juta jiwa, setiap tahunnya Indonesia menghasilkan sampah sebanyak 38,5 juta ton
(Landon, 2013). Sebagian besar pemrosesan sampah di TPA tidak dilakukan
dengan teknologi sanitary landfill dimana dari 492 TPA di Indonesia, sekitar
99% di antaranya adalah TPA open dumping (KKB Perekonomian RI, 2013)
sehingga berpotensi pencemaran bagi tanah, air, dan udara. Sampah yang diolah
dengan cara 3R hanya 0,80% dari total timbulan sampah (KKB Perekonomian
RI, 2013). Secara lebih rinci, Zurbrugg (2003) menguraikan bahwa permasalahan
tersebut timbul karena 1) terbatasnya wilayah layanan dan peralatan operasional
yang tidak efisien, 2) sedikitnya aktifitas daur ulang, 3) keterbatasan tempat
pembuangan akhir, dan 4) pengelolaan limbah berbahaya yang tidak memadai.
xxviii
Adapun kelemahan utama permasalahan pengelolaan sampah di Indonesia adalah
pada aspek pengetahuan pengelolaan sampah yang semestinya tidak diterapkan
secara konsisten (Mangkoedihardjo et al, 2007). Untuk mengatasi masalah
tersebut, salah satu rekomendasi dari Mangkoedihardjo et al. (2007) adalah
dengan mendorong praktek pengurangan, pemilahan, penggunaan kembali, dan
daur ulang sampah di tiap tingkatan pengelolaan.
Indonesia mempunyai komitmen yang kuat untuk mewujudkan
pengelolaan sampah yang baik dan berkelajutan, yaitu dengan menerbitkan UU.
No. 18/2008 tentang Pengelolaan Sampah. Akan tetapi, menurut Meidiana et al.
(2010), undang-undang tersebut tidak segera diimplementasikan sehingga praktek
pengelolaan sampah di sebagian besar kota-kota di Indonesia masih saja
bertumpu pada pembuangan akhir atau end-of-pipe. Bahkan sebagian besar
pemrosesan sampah di TPA hingga berlalunya batas waktu yang ditetapkan UU.
No. 18/2008, masih dilaksanakan dengan cara open dumping. Sangat sedikit
pemrosesan sampah di TPA yang dilaksanakan dengan cara sanitary landfill.
Akibatnya timbul berbagai masalah karena sampah di TPA tidak diproses dengan
baik seperti timbulnya bau dan pencemaran air tanah. Masyarakat yang tinggal di
sekitar TPA akan terganggu kenyamanan dan kesehatannya sehingga beberapa
TPA di Indonesia diprotes keberadaannya oleh warga sekitar dan demikian
halnya dengan relokasi TPA ke lokasi yang baru (Hadi, 2004). Adanya potensi
gangguan terhadap kenyamanan dan kesehatan tersebut, keberadaan TPA juga
mempengarui harga lahan di sekitarnya (Hadi, 2004 dan Suhan, 2009). Selain
kedua masalah tersebut, TPA di Indonesia juga dihadapkan pada keterbatasan
umur teknis atau masa layan karena sebagian besar sampah diangkut ke TPA.
Data statistik persampahan (KNLH, 2008) menunjukkan bahwa hanya sebagian
kecil sampah yang diproses menjadi produk daur ulang, yaitu sebesar 2,26% di
sumber asalnya, 2,01% di TPS, dan 1,6% di TPA. Hal inilah yang menyebabkan
usia pakai TPA menjadi terbatas karena hampir semua sampah dibuang ke TPA.
Sebanyak 60% TPA di Indonesia hanya memiliki umur teknis atau masa layan
hingga tahun 2015.
xxix
Karena potensi pencemaran lingkungan oleh sampah terus meningkat
maka pengelola sampah harus mengurangi volume sampah yang dibuang ke TPA
dengan melakukan inovasi-inovasi pengelolaan dan pengolahan sampah. Strategi
pengelolaan sampah bisa dilakukan berdasarkan prinsip hirarki yang terbaik
(Cheremisinoff, 2003 dan Themelis, 2008) atau pengelolaan sampah terpadu
yang diperkenalkan oleh Hickman (1999) dan dikembangkan oleh McDougall et
al. (2001) dan oleh Tchobanoglous et al. (2002). Jika inovasi-inovasi dalam
pengelolaan dan pengolahan sampah tersebut diterapkan, maka pencemaran
lingkungan oleh sampah bisa dikurangi, termasuk pengurangan emisi GRK.
Penelitian ini ditujukan untuk mengembangkan model dinamik jejak
karbon pengelolaan sampah berbasis pengolahan sampah. Jejak karbon tersebut
dihasilkan secara langsung oleh berkurangnya volume sampah yang dibuang ke
TPA dan secara tidak langsung oleh penggunaan material daur ulang sehingga
mengurangi eksploitasi sumber daya alam. Secara langsung, jejak karbon yang
berasal dari gas metana (CH4) pada dekomposisi sampah di TPA dianalisis
dengan menggunakan model persamaan yang dikembangkan oleh IPPC (2006)
sebagai berikut.
CH4, ton = MSWT × MSWF × MCF × DOC × DOCF× F ×16/12
Dimana, CH4 = Emisi gas metana
MSWT = Timbulan sampah total (ton)
MSWF = Fraksi sampah yang ditimbun di TPA
MCF = Faktor koreksi metana
DOC = Fraksi degradasi karbon organik
DOCF = Fraksi darti DOC total yang terdegradasi,
F = Fraksi metana dalam biogas sampah
Sedangkan reduksi jejak karbon daur ulang total (LCAtotal) dikembangkan dari
persamaan CEPA (2011) dan faktor emisi yang dikemukakan oleh Ifeu (2009).
LCAtotal = M x EFemission – M x EFavoided emission
xxx
Dimana:
M = berat sampah (ton)
EFemission = faktor emisi GRK yang dihasilkan pada pabrikasi
(kg CO2-eq/t sampah)
EFavoided emission = faktor emisi GRK yang dihindari pada pabrikasi
(kg CO2-eq/t sampah)
Kota Malang dipilih sebagai lokasi penelitian karena pengolahan sampah
telah diterapkan di Kota Malang dari hulu sampai hilir. Pengolahan sampah di
hulu atau di sumber asalnya, dilakukan baik oleh sebagian warga secara individu
maupun berkelompok dengan mengolah sampah organik menjadi kompos dan
mengumpulkan sampah anorganik dan disetor ke Bank Sampah Malang (BSM)
untuk diolah menjadi bahan yang baru oleh pabrik. Sedangkan Dinas Kebersihan
dan Pertamanan (DKP) melakukan pengolahan sampah di sebagian Tempat
Pemrosesan Sementara (TPS) dan Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) dengan
mengolah sampah organik menjadi kompos.
Desain penelitian yang dipergunakan adalah deskriptif kuantitatif dengan
metode dinamis dan pendekatan penilaian daur hidup. Metode deskriptif
kuantitatif digunakan untuk menjelaskan hubungan antar variabel dengan
menganalisis data numerik dari hasil simulasi model dinamis dengan metode
statistik. Adapun tahapan penelitiannya mengikuti tahapan dalam penilaian daur
hidup (life cycle assessment, LCA) sesuai ISO 14040 (1997) seperti, yaitu: 1)
penentuan tujuan dan ruang lingkup; 2) analisis inbentarisasi; 3) analisis dampak;
dan 4) interpretasi. Pengembangan model dinamik jejak karbon pengolahan
sampah dilakukan pada tahap analisis daur hidup. Pada tahapan ini, selain
dilakukan analisis inventarisasi data, juga dilakukan analisis emisi. Validasi
model yang dipergunakan adalah validasi struktur untuk melihat kesesuaian
struktur model yang dibangun mendekati struktur sistem nyata dan validasi
kinerja untuk melihat kesesuaian kinerja model yang dibangun (output model)
sesuai dengan kinerja sistem nyata. Langkah terakhir pada tahapan ini adalah
xxxi
analisis dampak jejak karbon dan interpretasinya. Untuk mendukung perencanaan
pengelolaan sampah terpadu, pada penelitian ini juga dianalisis masa layan TPA.
Penelitian disertasi ini menghasilkan model yang merupakan merupakan
kebaruan penelitian, yaitu model dinamis jejak karbon pengelolaan sampah
berbasis pengolahan dari hulu sampai hilir dengan pendekatan penilaian daur
hidup. Berdasarkan hasil studi dan pembahasan, untuk pengelolaan sampah di
Kota Malang, kesimpulan yang dapat diambil sebagai berikut.
1. Sistem pengelolaan sampah terpadu yang berkelanjutan telah diterapkan oleh
Pemerintah Kota Malang karena pengelolaan sampah dilakukan secara
interaktif meliputi pengolahan sampah di sumber asalnya (rumah tangga,
instansi, sekolah, dan BSM) dengan melibatkan masyarakat selaku
stakeholders, pengolahan sampah di tempat pemrosesan (11 TPS dan TPA
Supit Urang), dan penyiapan aspek terkait pengelolaan sampah, sehingga
mengurangi volume sampah yang ditimbun di TPA Supit Urang.
2. Model jejak karbon pengelolaan sampah berbasis pengolahan dari hulu
sampai hilir yang dihasilkan pada penelitian ini yang dibuat dengan perangkat
lunak Stella 9.1.3 memiliki struktur utama yang terdiri atas beberapa sub
model, yaitu: a) sub model pertumbuhan penduduk dan sampah; b) sub model
pengolahan sampah di BSM; c) sub model pengolahan sampah oleh warga; d)
sub model pengolahan sampah di TPS; e) sub model pengolahan sampah di
TPA; f) sub model jejak karbon/emisi GRK dan nilai ekonomi pemungutan
sampah; dan g) sub model masa layan TPA.
3. Jejak karbon sistem pengelolaan sampah di Kota Malang berbasis pengolahan
adalah sebagai berikut.
a. Jejak karbon pada tahun 2012 (Skenario 1) adalah 192.291,19 tCO2e lebih
rendah daripada jejak karbon pada kondisi apabila tidak ada pengolahan
sampah (Skenario 0), yaitu sebesar 206.277,65 tCO2e atau berkurang
sebesar 7,27%
b. Jejak karbon 10 tahun yang akan datang (Skenario 1) adalah 254.548,93
tCO2e atau meningkat 32,19% dari jejak karbon pada tahun 2012.
xxxii
4. Reduksi jejak karbon pengelolaan sampah dapat dilakukan dengan
menerapkan skenario peningkatan kapasitas pengolahan sampah yang
dilakukan di hulu oleh warga dan di hilir yang dilakukan pengelola di TPS
dan TPA di Kota Malang. Prediksi jejak karbon yang dihasilkan pada 10
tahun yang akan datang adalah sebagai berikut.
a) Penerapan Skenario 2 menghasilkan jejak karbon 134.290,38 tCO2e lebih
kecil 30,16 % daripada jejak karbon dari kondisi pada tahun 2012 dari
Skenario 1.
b) Penerapan Skenario 3 menghasilkan jejak karbon 37.741,55 tCO2e lebih
kecil 80,37% daripada jejak karbon dari kondisi pada saat ini dari
Skenario 1.
c) Jika mengacu pada target reduksi emisi GRK dari sektor sampah di
Indonesia pada tahun 2020 sebesar 82% dari emisi GRK pada saat ini,
maka Pemerintah Kota Malang harus menerapkan Skenario 3. Pada tahun
2020, penerapan Skenario 3 ini menghasilkan jejak karbon 35.692,57
tCO2e lebih kecil 81,44% daripada jejak karbon pada tahun 2012 dari
Skenario 1.
5. Penerapan pengolahan sampah memperpanjang masa layan TPA Supit Urang
sebagai berikut.
a) Pada Skenario 1, masa layan tersisa selama 10,86 tahun sejak awal
simulasi, lebih lama 0,48 tahun daripada kondisi jika tidak diterapkan
pengolahan sampah sama sekali (Skenario 0), yaitu selama 10,38 tahun.
b) Pada Skenario 2, masa layan TPA Supit Urang tersisa 15,21 tahun sejak
awal tahun simulasi, lebih lama 4,34 daripada Skenario 1.
c) Pada Skenario 3, masa layan TPA Supit Urang tersisa 24,07 tahun sejak
awal tahun simulasi, lebih lama 13,21 daripada Skenario 1.
Saran-saran untuk pengembangan dan pemanfaatan penelitian adalah
sebagai berikut.
1. Indikator-indikator lain yang bisa diukur perlu dikembangkan untuk
merencanakan sistem pengelolaan sampah terpadu berkelanjutan di suatu kota
yang mempertimbangkan keseimbangan tiga aspek pembangunan
xxxiii
berkelanjutan, yaitu aspek ekologi atau lingkungan, aspek ekonomi, dan
aspek sosial.
2. Dalam perencanaan sistem pengelolaan sampah kota perlu diperhitungkan
masa layan TPA yang sifatnya dinamis sesuai berat sampah yang selalu
meningkat karena pertumbuhan penduduk dan pola konsumsi.
3. Peningkatan TPS menjadi TPS 3R bisa menjadi salah solusi utama
pengelolaan sampah karena sistem pengelolaan sampah di Indonesia
mengandalkan banyak TPS dan keberadaannya di tengah kota tidak
menimbulkan kontrovesi.
4. Agar tidak mencemari lingkungan, teknologi sanitary landfill tetap harus
diterapkan untuk pemrosesan sisa sampah yang tidak terolah pada pengolahan
yang telah dilakukan sebelumnya.
xxxiv
xxxv
SUMMARY
In addition to local impacts such as water and soil contamination caused
by leachate coming from landfill, global pollution can also occurs due to
emissions of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) from the waste as a result
of the decomposition of organic waste within landfill in anaerobic conditions
(Themelis et al., 2006). Both of these gas emissions including greenhouse gas
emissions (GHG) emissions or carbon footprint that cause an increase in
greenhouse gas concentrations in the atmosphere, causing global warming. Based
on the UNEP (2012), of the total GHG emissions by 50.1 GtC02e, waste sector
contributes 4% or 2.00 GtCO2eq, ranked last after the sector of energy (35%),
industry (18%), transport (13%), agriculture (11%), forestry (11%), and
construction (8%). Contribution to the carbon footprint of waste will continue to
increase along with the continued increase in the volume of waste due to
population growth and consumption patterns. Therefore, an integrated sustainable
waste management should be in accordance with the requirements of the value in
sustainable development, ie development that is oriented to achieve ecological,
social and economic (Hadi, 2001).
As has happened in other countries, Indonesia is also facing problems in
sustainable waste management. With a population of 232.8 million, annually
Indonesia produced 38.5 million tons of waste (Landon, 2013). Most of the wate
processing in the landfill is not done with the technology of sanitary landfill
where approximately 99% of 492 landfill in Indonesia are open dumping landfill.
(KKB Perekonomian RI, 2013). In more detail, Zurbrugg (2003) describes that
these problems arise because of 1) the limited area of service and operational
inefficiencies equipment, 2) at least recycling activities, 3) lack of landfills, and
4) the management of hazardous waste are inadequate. The main drawback of
waste management issues in Indonesia is on knowledge of waste management
should not be applied consistently (Mangkoedihardjo et al., 2007). To overcome
this problem, one of the recommendations of Mangkoedihardjo et al.. (2007) is to
xxxvi
encourage the practice of reduction, sorting, reuse, and recycling bins at each
level of management.
Indonesia has a strong commitment to achieve better waste management
and a sustainable, i.e. by issuing the Act. No. 18/2008 on Waste Management.
However, according Meidiana et al. (2010), these laws are not immediately
implemented so that waste management practices in most of the cities in
Indonesia still relies on final disposal or end-of-pipe. Even most of the processing
of waste in the landfill until the passing of the deadline set by law. No. 18/2008,
still carried out by means of open dumping. Very little processing waste in the
landfill are implemented by means of sanitary landfill. As a result, problems arise
because the waste in the landfill is not processed well as odor and groundwater
contamination. People living around the landfill will be disrupted comfort and
health so that some landfill in Indonesia protested by the presence of local people
and so with the relocation of the landfill to a new location (Hadi, 2004). The
potential disruption to the health and comfort, the presence of TPA also affects
the price of land in the vicinity (Hadi, 2004 and Suhan, 2009). In addition to
these two problems, landfill in Indonesia are also faced with the limitations of life
span because most of the waste is transported to the landfill. Waste statistics
Indonesia (KNLH, 2008) showed that only a small percentage of waste that is
processed into recycled products, which amounted to 2.26% in the source, 2.01%
in the temporary processing facility, and 1.6% in the landfill. Therefore, the life
span of the landfill is limited because almost all waste is disposed of to landfill. A
total of 60% TPA in Indonesia only has a lifespan up to 2015.
Because of the potential for environmental pollution by waste continues
to increase, the waste management should reduce the volume of waste disposed
to landfill by making innovations in waste management and processing.Waste
management strategies can be based on the principle of the best hierarchy
(Cheremisinoff, 2003 and Themelis, 2008) or integrated waste management
introduced by Hickam (1999) and developed by McDougall et al (2001) and by
Tchobanoglous et al. (2002). If innovations in waste management and processing
is implemented, then the greenhouse gas emissions (GHG) emissions from the
xxxvii
sector could be reduced, either directly due to the reduced volume of waste
disposed to landfill or indirectly due to the use of recycled materials that will
reduce the exploitation natural resources.
This study aimed to develop a dynamic model of the carbon footprint of
waste management based on waste processing. The carbon footprint is generated
directly by the reduction in the volume of waste disposed to landfill and
indirectly by the use of recycled material, thereby reducing the exploitation of
natural resources. Directly, the carbon footprint comes from methane (CH4) in the
decomposition of waste in the landfill were analyzed using the model equations
developed by the IPPC (2006) as follows.
CH4 = MSWT × MSWF × MCF × DOC × DOCF× F ×16/12
Where:
CH4 = Methane gas emission (Gg/year)
MSWT = total MSW generated (Gg/yr)
MSWF = fraction of MSW disposed to solid waste disposal sites
MCF = methane correction factor (fraction)
DOC = degradable organic carbon (fraction) (kg C/ kg SW)
DOCF = fraction DOC dissimilated
F = fraction of CH4 in landfill gas (IPCC default is 0.5)
16/12 = conversion of C to CH4
While the reduction of the carbon footprint of recycling (LCAtotal) developed
from the equation CEPA (2011) and GHG emission factors for recycling
developed by Ifeu (2009). follows.
LCAtotal = M x EFemission – M x EFavoided emission
Where:
M = mass of waste (ton)
EFemission = GHG emission factors for recycling (emission)
xxxviii
(kg CO2-eq/t waste)
EFavoided emission = GHG emission factors for recycling (avoided emission)
(kg CO2-eq/t waste)
The study took place in the city of Malang since waste processing has
been applied in Malang, from upstream to downstream. Waste processing in the
upstream or at the source of origin, carried out either by some people individually
and collectively to process organic waste into compost and inorganic waste
collecting and sent to the Bank Sampah Malang (BSM) to be processed into new
materials by the factory. Waste processing also carried out by Dinas Kebersihan
Pertamanan (DKP) to process organic waste into compost.
The study design used is descriptive quantitative by using dynamic
method and life cycle assessment approach. Quantitative descriptive method is
used to describe the relationship between variables to analyze numerical data of
the dynamic model simulation results with statistical methods. The stages of
research to follow the stages in the life cycle assessment (life cycle assessment,
LCA) according to ISO 14040 (1997), namely: 1) the determination of the
purpose and scope; 2) analysis inbentarisasi; 3) analysis of the impact; and 4)
interpretation. The development of dynamic models of the carbon footprint of
waste processing is done at this stage of life cycle analysis. At this stage, other
than the data inventory analysis, also conducted emission analysis. Validation of
the model used is the validation of the structure to look at the suitability of the
model structure is built closer to the structure of the real system and the
validation of performance to see the appropriateness of performance models built
(output model) in accordance with the performance of the real system. The final
step in this phase is the carbon footprint impact analysis and interpretation. To
support integrated solid waste management planning, in this study also analyzed
service life of the landfill.
This research resulted in a dynamic model of the carbon footprint based
on waste processing from upstream to downstream with a life cycle assessment
xxxix
approach. Based on the results of the study and discussion, for waste
management in the city of Malang, conclusions can be drawn as follows.
1. The integrated sustainable solid waste management has been implemented by
the Government of Malang. Waste management is done interactively includes
processing waste at the source of origin (household, institutions, schools, and
waste bank) by involving the community as stakeholders, waste processing at
the processing site (11 TPS and TPA Supit Urang), and preparation of
relevant aspects of waste management.
2. The dynamic model of the carbon footprint generated in this study were made
by software Stella 9.1.3 has a main structure consisting of: a) Sub-model of
population growth and waste; b) Sub-model of waste processing in the BSM;
c) sub-model of waste processing by the citizens; d) Sub-model of waste
processing in the TPS; e) Sub-model of waste processing in the landfill; f)
sub-model of the carbon footprint and economic value of waste collection;
and g) sub-model of service life of the landfill.
3. The results of the analysis of the carbon footprint of waste management based
on processing in Malang is as follows:
a. The carbon footprint in 2012 (Scenario 1) is 192,291.19 tCO2e, lower
than the total carbon footprint on the condition where there is no waste
reduction at all of processing waste (Scenario 0), in the amount of
206,277.65 tCO2e or reduced by 7.27%.
b. The carbon footprint in the next 10 years (Scenario 1) is 254,548.93
tCO2e, higher than the total carbon footprint Scenario 1, in the amount of
192,291.70 tCO2e or increased by 32.19%.
4. The reduction of the carbon footprint of waste management can be done by
applying two scenarios to improve the processing capacity.
a. Application of Scenario 2, in the next 10 years, the carbon footprint
generated is 133,219.69 tCO2e, 30.16% lower than the carbon footprint in
Scenario 1
xl
b. Implementation Scenario 3, at the next 10 years, the carbon footprint
generated is 37,741.55 tCO2e, 80.37% lower than the carbon footprint in
Scenario 1.
5. Application of waste management as the main element of integrated solid
waste management system in the city of Malang will increase the service life
Supit Urang landfill. The results of the analysis of the three scenarios of
waste processing and its influence on the service life is as follows.
a) In 2012 (Scenario 1) where waste processing has been applied even
though the rate of processing is very small, the remaining life span of
landfill Supit Urang is 10.86 years, 0.48 years longer when waste
treatment is not applied at all (Scenario 0), ie for 10.38 years.
b) In Scenario 2, , the remaining life span of landfill Supit Urang is 15.21
years, 4.34 years longer than Scenario 1.
c) In Scenario 3, the remaining life span of landfill Supit Urang is 24.07
years, 13.21 years longer than Scenario 1.
Suggestions for the development and utilization of research are as
follows.
1. Other indicators needs to be developed to plan sustainable waste management
system in a city by considering the balance of the three aspects of sustainable
development, i.e. ecological or environmental aspects, economic, and social
aspects.
2. In the planning of solid waste management systems, service life of landfill
needs to be analyzed. The service life is dynamic according to the increase in
weight of waste due to population growth and consumption patterns.
3. Temporary waste station (TPS) can be increased to material recovery facility
(MRF) because waste management system in Indonesia relies on many
temporary stations in the city center and its presence does not cause
controversy.
4. To protect the environment, sanitary landfill must be implemented to process
the rest of untreated waste on the processing has been done before.