Limbah ternak adalah sisa buangan dari suatu kegiatan usaha peternakan seperti usaha pemeliharaan ternak, rumah potong hewan, pengolahan produk ternak, dll. Limbah tersebut meliputi limbah padat dan limbah cair seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, tulang, dan sebagainya. Apabila usaha peternakan semakin berkembang maka limbah yang dihasilkan juga akan semakin banyak. Limbah ternak terbanyak biasanya dihasilkan dari ternak ruminansia seperti sapi, kerbau kambing, dan domba. Umumnya setiap kilogram susu yang dihasilkan ternak perah menghasilkan 2 kg limbah padat (feses), dan setiap kilogram daging sapi menghasilkan 25 kg feses.
Selain menghasilkan feses dan urine, dari proses pencernaan ternak ruminansia menghasilkan gas metan (CH4) yang cukup tinggi. Pada peternakan di Amerika Serikat, limbah dalam bentuk feses yang dihasilkan tidak kurang dari 1.7 milyar ton per tahun. Di Indonesia, emisi metan per unit pakan atau laju konversi metan lebih besar karena kualitas hijauan pakan yang diberikan rendah. Semakin tinggi jumlah pemberian pakan kualitas rendah, semakin tinggi produksi metan.
Limbah ternak masih mengandung nutrisi atau zat padat yang potensial untuk mendorong kehidupan jasad renik yang dapat menimbulkan pencemaran. Suatu studi mengenai pencemaran air oleh limbah peternakan melaporkan bahwa total sapi dengan berat badannya 5000 kg selama satu hari, produksi manurenya dapat mencemari 9.084 x 107 m3 air. Selain melalui air, limbah peternakan sering mencemari lingkungan secara biologis yaitu sebagai media untuk berkembang biaknya lalat. Kandungan air manure antara 27-86 % merupakan media yang paling baik untuk pertumbuhan dan perkembangan larva lalat, sementara kandungan air manure 65-85 % merupakan media yang optimal untuk bertelur lalat.
Kehadiran limbah ternak dalam keadaan keringpun dapat menimbulkan pencemaran yaitu dengan menimbulkan debu. Pencemaran udara di lingkungan penggemukan sapi yang paling hebat ialah sekitar pukul 18.00, kandungan debu pada saat tersebut lebih dari 6000 mg/m3, jadi sudah melewati ambang batas yang dapat ditolelir untuk kesegaran udara di lingkungan (3000 mg/m3).
Salah satu akibat dari pencemaran air oleh limbah ternak ruminansia ialah meningkatnya kadar nitrogen. Senyawa nitrogen sebagai polutan mempunyai efek polusi yang spesifik, dimana kehadirannya dapat menimbulkan konsekuensi penurunan kualitas perairan sebagai akibat terjadinya proses eutrofikasi, penurunan konsentrasi oksigen terlarut sebagai hasil proses nitrifikasi yang terjadi di dalam air yang dapat mengakibatkan terganggunya kehidupan biota air.
Tinja dan urine dari hewan yang tertular dapat sebagai sarana penularan penyakit, misalnya saja penyakit anthrax melalui kulit manusia yang terluka atau tergores. Spora anthrax dapat tersebar melalui darah atau daging yang belum dimasak yang mengandung spora. Dampak limbah ternak memerlukan penanganan yang serius.
Penanganan Limbah Ternak
Penanganan limbah ternak akan spesifik pada jenis/spesies, jumlah ternak, tatalaksana pemeliharaan, areal tanah yang tersedia untuk penanganan limbah dan target penggunaan limbah. Penanganan limbah padat dapat diolah menjadi kompos, yaitu dengan menyimpan atau menumpuknya, kemudian diaduk-aduk atau dibalik-balik. Perlakuan pembalikan ini akan mempercepat proses pematangan serta dapat meningkatkan kualitas kompos yang dihasilkan. Setelah itu dilakukan pengeringan untuk beberapa waktu sampai kira-kira terlihat kering. Penanganan limbah cair dapat diolah secara fisik, kimia dan biologi. Berikut merupakan penjelasannya :
Pengolahan fisik
Pengolahan secara fisik disebut juga pengolahan primer (primer treatment). Proses ini merupakan proses termurah dan termudah, karena tidak memerlukan biaya operasi yang tinggi. Metode ini hanya digunakan untuk memisahkan partikel-partikel padat di dalam limbah. Beberapa kegiatan yang termasuk dalam pengolahan secara fisik antara lain seperti floatasi, sedimentasi, dan filtrasi.
Pengolahana kimia
Pengolahan secara kimia disebut juga pengolahan sekunder (secondary treatment) yang bisanya relatif lebih mahal dibandingkan dengan proses pengolahan secara fisik. Metode ini umumnya digunakan untuk mengendapkan bahan-bahan berbahaya yang terlarut dalam limbah cair menjadi padat. Pengolahan dengan cara ini meliputi proses-proses sperti netralisasi, flokulasi, koagulasi, dan ekstrasi.
Pengolahan biologi
Pengolahan secara biologi merupakan tahap akhir dari pengolahan sekunder bahan-bahan organik yang terkandung di dalam limbah cair. Limbah yang hanya mengandung bahan organik saja dan tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya, dapat langsung digunakan atau didahului denghan pengolahan secara fisik.
Pemanfaatan Limbah Ternak
Ada banyak manfaat yang dapat dipetik dari limbah ternak, apalagi limbah tersebut dapat diperbaharui selama ada ternak. Limbah ternak masih mengandung nutrisi atau zat padat yang potensial untuk dimanfaatkan. Limbah ternak kaya akan nutrient (zat makanan) seperti protein, lemak, bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN), vitamin, mineral, mikroba atau biota, dan zat-zat yang lain (unidentified subtances). Limbah ternak dapat dimanfaatkan untuk bahan energi, pupuk organik, media tumbuh dan lain-lain.
Limbah Ternak Sebagai Penghasil Gasbio
Permasalahan limbah ternak, khususnya manure dapat diatasi dengan memanfaatkan menjadi bahan yang memiliki nilai yang lebih tinggi. Salah satu bentuk pengolahan yang dapat dilakukan adalah menggunakan limbah tersebut sebagai bahan masukan untuk menghasilkan bahan bakar gasbio. Kotoran ternak ruminansia sangat baik untuk digunakan sebagai bahan dasar pembuatan biogas. Ternak ruminansia mempunyai sistem pencernaan khusus yang menggunakan mikroorganisme dalam sistem pencernaannya yang berfungsi untuk mencerna selulosa dan lignin dari rumput atau hijauan berserat tinggi. Oleh karena itu pada tinja ternak ruminansia, khususnya sapi mempunyai kandungan selulosa yang cukup tinggi. Berdasarkan hasil analisis diperoleh bahwa tinja sapi mengandung 22.59% sellulosa, 18.32% hemi-sellulosa, 10.20% lignin, 34.72% total karbon organik, 1.26% total nitrogen, 27.56:1 ratio C:N, 0.73% P, dan 0.68% K (Lingaiah dan Rajasekaran, 1986).
Gasbio adalah campuran beberapa gas, tergolong bahan bakar gas yang merupakan hasil fermentasi dari bahan organik dalam kondisi anaerob, dan gas yang dominan adalah gas metan (CH4) dan gas karbondioksida (CO2) (Simamora, 1989). Gasbio memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3, untuk gas metan murni (100 %) mempunyai nilai kalor 8900 kkal/m3. Menurut Maramba (1978) produksi gasbio sebanyak 1275-4318 I dapat digunakan untuk memasak, penerangan, menyeterika dan mejalankan lemari es untuk keluarga yang berjumlah lima orang per hari.
Bahan gasbio dapat diperoleh dari limbah pertanian yang basah, kotoran hewan (manure), kotoran manusia dan campurannya. Kotoran hewan seperti kerbau, sapi, babi dan ayam telah diteliti untuk diproses dalam alat penghasil gasbio dan hasil yang diperoleh memuaskan (Harahap et al., 1980). Perbandingan kisaran komposisi gas dalam gasbio antara kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa pertanian dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel Komposisi gas dalam gasbio (%) antara kotoran sapi
dan campuran kotoran ternak dengan sisa pertanian.
| Jenis gas | Kotoran sapi | Campuran kotoran ternak dan sisa pertanian |
| Metan (CH4) Karbondioksida (CO2) Nitrogen (N2) Karbonmonoksida (CO) Oksigen (O2) Propen (C3H8) Hidrogen sulfida (H2S) Nilai kalor (kkal/m3) | 65.7 27.0 2.3 0.0 0.1 0.7 tidak terukur 6513 | 54-70 45-27 0.5-3.0 0.1 6.0 - sedikit sekali 4800-6700 |
Sumber : Harahap et al. (1978).
Pembentukan gasbio dilakukan oleh mikroba pada situasi anaerob, yang meliputi tiga tahap, yaitu tahap hidrolisis, tahap pengasaman, dan tahap metanogenik. Pada tahap hidrolisis terjadi pelarutan bahan-bahan organik mudah larut dan pencernaan bahan organik yang komplek menjadi sederhana, perubahan struktur bentuk primer menjadi bentuk monomer. Pada tahap pengasaman komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari gula-gula sederhana pada tahap ini akan dihasilkan asam asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen dan amoniak. Sedangkan pada tahap metanogenik adalah proses pembentukan gas metan. Sebagai ilustrasi dapat dilihat salah satu contoh bagan perombakan serat kasar (selulosa) hingga terbentuk gasbio.
Sedangkan bakteri-bakteri anaerob yang berperan dalam ketiga fase di atas terdiri dari :
1. Bakteri pembentuk asam (Acidogenic bacteria) yang merombak senyawa organik menjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu berupa asam organik, CO2, H2, H2S.
2. Bakteri pembentuk asetat (Acetogenic bacteria) yang merubah asam organik, dan senyawa netral yang lebih besar dari metanol menjadi asetat dan hidrogen.
3. Bakteri penghasil metan (metanogens), yang berperan dalam merubah asam-asam lemak dan alkohol menjadi metan dan karbondioksida. Bakteri pembentuk metan antara lain Methanococcus, Methanobacterium, dan Methanosarcina.
Limbah Ternak Sebagai Pupuk Organik
Di negara China tidak jarang dapat dilihat pembuangan limbah peternakan disatukan penampungannya dengan limbah manusia, untuk kemudian dijadikan pupuk organik tanaman hortikultura. Selain itu ada juga yang mencampurnya dengan lumpur selokan, untuk kemudian digunakan sebagai pupuk. Sebanyak 8-10 kg tinja yang dihasilkan oleh seekor sapi per hari dapat menghasilkan pupuk organik atau kompos 4-5 kg per hari.
Farida (2000) mengungkapkan bahwa produksi kokon tertinggi diperoleh dari pemanfaatan 50 % limbah feces sapi yang dicampur dengan 50% limbah organik rumah tangga, yang bermanfaat untuk dijadikan pupuk organik.
Limbah Ternak Sebagai Bahan Pakan dan Media Tumbuh
Sebagai pakan ternak, limbah ternak kaya akan nutrien seperti protein, lemak BETN, vitamin, mineral, mikroba dan zat lainnya. Ternak membutuhkan sekitar 46 zat makanan esensial agar dapat hidup sehat. Limbah feses mengandung 77 zat atau senyawa, namun didalamnya terdapat senyawa toksik untuk ternak. Untuk itu pemanfaatan limbah ternak sebagai makanan ternak memerlukan pengolahan lebih lanjut. Tinja ruminansia juga telah banyak diteliti sebagai bahan pakan termasuk penelitian limbah ternak yang difermentasi secara anaerob.
Penggunaan feses sapi untuk media hidupnya cacing tanah, telah diteliti menghasilkan biomassa tertinggi dibandingkan campuran feces yang ditambah bahan organik lain, seperti feses 50% + jerami padi 50%, feses 50% + limbah organik pasar 50%, maupun feses 50% + isi rumen 50% (Farida, 2000).
Manfaat Limbah ternak lainnya :
Kotoran Sapi menjadi meja dan kursi
Para peneliti di Michigan State University bekerja sama dengan Departemen Pertanian AS (USDA) mengembangkan teknik pemrosesan dan pemurnian kotoran sapi agar menjadi serbuk yang siap dipakai sebagai material penguat serat. Kedengarannya menjijikan tapi jangan khawatir karena kotoran sapi yang sudah diolah tidak lagi berbau dan tidak membahayakan.
Sejak lama peternak tradisional memanfaatkan kotoran sapi sebagai pupuk kompos alami yang hanya ditaburkan di sekitar tanamannya. Namun, karena jumlah peternakan yang semakin besar dan tidak sebanding dengan lahan garapan, kotoran sapi menjadi limbah. Bau kotoran sapi menjadi polusi yang mengganggu lingkungan perumahan. Sebagian peternak bahkan harus mengeluarkan uang begitu besar hanya untuk menangani limbah ini.
Menurut Tim Zauche, profesor kimia dari Universitas Winconson seorang peternak sapi perah rata-rata mengeluarkan 200 dollar AS untuk setiap sapinya dalam setahun hanya untuk urusan ini. Bahkan, karena tuntutan pemerintah dan penduduk sekitar, beberapa peternakan besar memasang sistem pengolahan yang mahal. Kotoran sapi diolah sehingga menghasilkan panas dan sumber gas metana sebagai bahan bakar. Residunya tidak lagi berbau serta bermanfaat sebagai kompos atau media bibit.
Namun, para peneliti berusaha memanfaatkannya lebih jauh sebagai material campuran pengganti serbuk gergajian untuk memperkuat serat. Seperti halnya produk yang menggunakan serbuk gergajian, serbuk dari kotoran sapi yang telah diolah dicampur dengan resin kemudian dicetak dengan pemanasan dan penekanan. Sejauh ini, serat yang menggunakan serbuk kotoran sapi sama bahkan lebih kuat daripada serat campuran gergaji kayu. Para ilmuwan di Michigan telah menguji coba berbagai kombinasi untuk menemukan campuran yang paling kuat.
Pembuatan Briket dan pengendali patogen cendawan mentimun
Di India dengan adanya tinja sapi sebanyak 5 kg perekor dan kerbau 15 kg perekor, oleh pemerintah India disarankan untuk dihasilkannya dung cake (briket) secara massal sebagai sumber energi. Dilaporkan dari percobaan Basak and Lee (2001) bahwa tinja sapi yang segar pada perbandingan 1:2 mampu mengendalikan (100%) patogen cendawan akar mentimun (Cucumis sativus L.) dari serangan root rot oleh Fusarium solani f.sp. cucurbitae Synder and Hansen, dan layu oleh Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum Owen. Tinja sapi kemungkinan memiliki mekanisme pertahanan dan memberikan perlindungan pada bagian leher tanaman.
Daftar Pustaka :
Nurtjahya, Eddy. Dkk. 2003. Pemanfaatan limbah ternak ruminansia untuk mengurangi pencemaran lingkungan. Makalah Pengantar Falsafah Sains. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
