BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Kondisi Eksisting Wilayah SamplingPada praktikum penetapan N total ini praktikan menggunakan sampel berupa kotoran ayam. Sampling dilakukan pada hari selasa, tanggal 23 April 2013. Pengambilan sampel dilakukan dengan botol kecil. Wilayah sampling cukup bersih dan terawat.2.2 UmumSampah didefinisikan sebagai limbah yang bersifat padat terdiri atas zat organik dan zat anorganik yang tidak berguna lagi dan harus dikelola agar tidak mengganggu lingkungan dan melindungi investasi pembangunan. Sampah umumnya dalam bentuk sisa makanan (sampah dapur), daun-daunan, ranting, karton/kertas, plastik, kain bekas, kaleng-kaleng, debu sisa penyapuan dan sebagainya (SNI 19-2454-1991).Karakteristik sampah dapat dikelompokkan menurut sifat-sifatnya, seperti (Damanhuri, 2010):1. Karakteristik fisika: yang paling penting adalah densitas, kadar air, kadar volatile, kadar abu, nilai kalor dan distribusi ukuran;2. Karakteristik kimia: khususnya yang menggambarkan susuan kimia sampah tersebut yang terdiri dari unsur C, N, O, P, H, S, dsb.Berdasarkan kemampuan diurai oleh alam (biodegradability), maka sampah dapat dibagi lagi menjadi (Rafflesia, 2012):1. Biodegradable: yaitu sampah yang dapat diuraikan secara sempurna oleh proses biologi baik aerob atau anaerob, seperti: sampah dapur, sisa-sisa hewan, sampah pertanian dan perkebunan.2. Non-biodegradable: yaitu sampah yang tidak bisa diuraikan oleh proses biologi. Dapat dibagi lagi menjadi: a. Recyclable: sampah yang dapat diolah dan digunakan kembali karena memiliki nilai secara ekonomi seperti plastik, kertas, pakaian dan lain-lain;b. Non-recyclable: sampah yang tidak memiliki nilai ekonomi dan tidak dapat diolah atau diubah kembali seperti tetra packs, carbon paper, thermo coal dan lain-lain.Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur hara utama dalam tanah yang sangat berperan dalam merangsang pertumbuhan dan memberi warna hijau pada daun. Kekurangan nitrogen dalam tanah menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman terganggu dan hasil tanaman menurun karena pembentukan klorofil yang sangat penting untuk proses fotosintetis terganggu. Namun, bila jumlahnya terlalu banyak akan menghambat pembungaan dan pembuahan tanaman (Usman, 2012).Secara garis besar, nitrogen dalam tanah dibagi menjadi dua bentuk, yaitu N-organik dan N-anorganik. Bentuk Norganik meliputi asam amino atau protein, asam amino bebas, gula amino, dan bentuk kompleks lainnya, sedangkan bentuk N-anorganik meliputi NH4+, NO2-, NO3-, N2O, NO, dan N2-. N-organik keberadaannya lebih banyak dibandingkan dengan N-anorganik. Untuk dapat diserap oleh tanaman, N-organik harus diubah atau didekomposisi menjadi N-anorganik (Usman, 2012).Sumber utama nitrogen untuk tanaman adalah gas nitrogen bebas di udara yang menempati 78% dari volume atmosfir. Dalam bentuk unsur, nitrogen tidak dapat digunakan oleh tanaman, sedangkan dalam bentuk gas, agar dapat digunakan oleh tanaman harus diubah terlebih dahulu menjadi bentuk nitrat atau amonium. Nitrogen merupakan unsur hara tanah yang banyak mendapat perhatian karena jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit, sedangkan yang diserap tanaman setiap musim cukup banyak. Pengaruh nitrogen terhadap pertumbuhan tanaman sangat jelas dan cepat. Oleh karena itu, unsur ini harus diawetkan dan diefisienkan penggunaannya (Usman, 2012).Total nitrogen adalah ukuran dari semua bentuk nitrogen yang ditemukan dalam suatu sampel. Asam amonia dan protein secara alami terjadi berupa nitrogen organik. Perbandingan nitrogen total dalam asam amino bisa dilakukan dengan metode kjeldahl. Metode kjeldahl merupakan metode yang sederhana untuk penetapan nitrogen total pada asam amino, protein dan senyawa yang mengandung nitrogen. sampel akan didestruksi dengan asam sulfat dan dikatalis dengan katalisator yang sesuai sehingga dihasilkan ammonium sulfat. Setelah pembebasan dengan alkali kuat, ammonia yang terbentuk dipindahkan secara kuantitatif ke dalam larutan penyerap dan ditetapkan secara titrasi. Metode ini cocok digunakan secara semi mikro karena jumlah sampel dan pereaksi yang diperlukan sedikit dan waktu analisa pendek (Fatmawati, 2009).Salah satu contoh penetapan N total adalah penetapan N total pada asam amino yang bisa dilakukan dengan menggunakan metode Kjeldahl. Cara kjeldahl digunakan untuk menganalisa kadar protein kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung karena yang dianalisa adalah kadar nitrogennya. Metode analisis ini akan berhasil dengan baik bila diasumsikan nitrogen berada dalam bentuk ikatan N-N dan N-O dalam sampel tidak terdapat dalam jumlah yang besar. kekurangan analisis ini adalah keberadaan purin, pirimidin, vitamin-vitamin, asam amino besar, kreatin dan treatin aakan ikut teranalisis dan terukur sebagai nitrogen protein. Walaupun demikian, metode ini masih digunakan dan dianggap cukup teliti untuk pengukuran kadar protein dalam bahan makanan (Fatmawati, 2009). Analisa protein cara cara kjeldahl pada dasarnya dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu (Fatmawati, 2009):1. Tahapan DestruksiTahap destruksi ditandai dengan sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2 dan H2O, sedangkan nitrogen akan berubah menjadi (NH4)2SO4. Untuk mempercepat proses destruksiditambahkan katalisator berupa campuran NaSO4 atau HgO. Selain itu juga ditambahkan penggunaan K2SO4 dan CuSO4. Dengan penambahan katalisator, titik didih asam sulfat akan dipertinggi sehingga detruksi berjalan lebih cepat. Kadang juga ditambahkan selenium. Selenium dapat mempercepat proses oksidasi karena zat ini selain menaikkan titik didih juga memudahkan perubahan dari valensi tinggi ke valensi rendah, dan sebaliknya.2. Tahap DestilasiPada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi ammoni (NH3) dengan penambahan NaOH sampai alkali dan dipanaskan. Gas selama destilasi tidak terjadi superheating ataupun pemercikan cairan atau timbulnya gelembung gas yang besar maka bisa ditambahkan logam zink (Zn). Ammonia yang dibebaskan selanjutnya akan dituangkan oleh asam klorida atau asam borat 4 % dalam jumlah yang berlebihan. Supaya kontak antara asam dan ammonia lebih baik diusahakan ujung tabung destilasi tercelup sedalam mungkin ke dalam larutan asam. Untuk mengetahui asam dalam kadar berlebih digunakan indikator.3. Tahap TitrasiApabila penampang destilasi yang digunakan asam borat, maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan nasam klorida 0,1 N dengan indikator Bcb + MR. Akhir titrasi ditandai dengan terjadinya perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda. Persen nitrogen yang terhitung adalah:% N = N HCl 14 100 %.Jika ingin mengetahui kadar protein dalam sampel maka persen nitrogen yang didapat dikalikan dengan suatu faktor. Besarnya faktor perkalian N bergantung pada persentase N penyusun protein tersebut. Ultimate Analysis meliputi penentuan unsur Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), dan Sulfur (S) sampah. Berdasarkan nilai C dan N ini dapat ditentukan rasio C/N sampah. Ultimate Analysis masing-masing komponen dalam sampah domestik memperlihatkan kadar karbon tertinggi dimiliki oleh komponen karet (78 %), kadar hidrogen tertinggi dimiliki oleh sampah karet (10 %), kadar oksigen tertinggi dimiliki oleh sampah kertas (44 %), kadar nitrogen tertinggi dimiliki oleh sampah kulit (10 %) dan kadar sulfur tertinggi dimiliki oleh sampah makanan dan kulit (0,4 %) (Anonim A, 2010).Perbandingan C/N rasio tinggi, berarti bahan penyusun belum terurai secara sempurna dan akan membusuk lebih lama dibandingkan dengan rasio C/N yang rendah. Dengan rasio C/N yang tinggi akan diurai menjadi senyawa sederhana, seperti NH3, H2, CO2 dan H2O. Mikroorganisme pengurai penyerap unsur hara dari lingkungan sekitarnya untuk pertumbuhannya. Kemudian mikroorganismenya akan berkurang. Unsur hara penyusun tubuh mikroorganisme akan dilepaskan sehingga C/N menjadi rendah karena banyak CO2 yang menyerap ke udara dan karbonnya menjadi banyak. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengomposan antara lain (Damanhuri, 2010):1. Rasio C/NRasio C/N yang efektif untuk proses pengomposan berkisar antara 30:1 hingga 40:1. Apabila nilai C/N terlalu tinggi, mikroba akan kekurangan N untuk sintesis protein sehingga dekomposisi berjalan lambat2. Ukuran partikelPermukaan area yang lebih luas akan meningkatkan kontak antara partikel dan mikroba. Ukuran partikel juga menentukan besarnya ruang antar bahan.3. Aerasi Aerasi secara alami akan terjadi pada saat terjadi peningkatan suhu yang menyebabkan udara hangat keluar dan udara dingin masuk dalam tumpukan kompos.4. PorositasPorositas merupakan ruang diantara partikel di dalam tumpukan kompos.5. KelembabanKelembaban 40-60% adalah kisaran optimum untuk metabolism mikroba6. TemperaturSemakin panas temperatur akan semakin banyak konsumsi oksigen dan akan smakin cepat pula proses dekomposisi7. pHpH optimum untuk pengomposan berkisar antara 6,5-7,58. Kandungan haraUnsur hara akan dimanfaatkan oleh mikroba selama proses pengomposan.2.3 Pengaruh N Terhadap PengomposanDekomposisi merupakan proses kimia yang menghasilkan nitrogen dalam bentuk ammonium dan dioksidasikan lagi menjadi nitrat (Tarigan, 2001).Proses dekomposisi ini dilakukan oleh jasad renik yang peka terhadap keadaan lingkungan, seperti: suhu, pH tanag dan lain-lain. Jika bahan organik yang secara relative mengandung lebih banyak karbon (C) daripada nitrogen (N), maka akan terjadi perbandingan C/N yang tinggi (Tarigan, 2001).Disamping itu karena membutuhkan sumber energi yang banyak maka jasad renik akan menggunakan nitrogen yang ada untuk pertumbuhan dan perkembangannya, sehingga perlu ditambahkan unsure nitrogen (N) (Tarigan, 2001).Timbunan yang bernitrogen terlalu sedikit (zat yang dibutuhkan mikroorganisme penghancur untuk tumbuh dan berbiak) tidak akan menghasilkan panas untuk membusukkan material dengan cepat. Tetapi, kadar C/N yang tinggi bisa menyebabkan timbunan itu membusuk pelan-pelan lewat kerja zat-zat organik suhu rendah (kebanyakan jamur) (Tarigan, 2001).Tercukupinya kebutuhan nitrogen dalam substrat dapat menurunkan nisbah C/N substrat, sehingga aktivitas mikrooorganisme pemgompos dapat meningkat, selanjutnya dapat mempercepat perombakan substrat (Tarigan, 2001).Sampah organik mempunyai C/N yang tinggi sekitar 30-40, sehingga perlu dilakukan penambahan unsur hara nitrogen (N) sebagai starter dalam proses pengomposan. Kebutuhan nitrogen tersebut dapat dipasok melalui pemberian kotoran ternak, seperti kotoran ayam, sapi dan sebagainya. Disamping itu, dapat pula diberikan dalam bentuk pupuk urea, yang mudah diamonifikasikan, dintrifikasi dan dipakai oleh jasad renik dan tanaman (Tarigan, 2001).Zat arang atau karbon (C) dan nitrogen (N) ditemukan diseluruh bagian sampah organik. Dalam proses pengomposan, C merupakan sumber energi bagi mikroba sedangkan N berfungsi sebagai sumber makanan dan nutrisi bagi mikroba. Besarnya rasio C/N tergantung pada jenis sampah, namun rasio C/N yang efektif untuk proses pengomposan berkisar antara 30:1 hingga 40:1 (Paulin and O'malley, 2008).Mikroba memecah senyawa C sebagai sumber energi dan menggunakan N untuk sintesis protein. Pada rasio C/N di antara 30-40, mikroba mendapatkan cukup C untuk energi dan N untuk sintesis protein. Apabila rasio C/N terlalu tinggi, mikroba akan kekurangan N untuk sintesis protein sehingga penguraian berjalan lambat. Berikut disajikan tabel perbandingan kandungan C dan N dalam berbagai bahan organik (Yulianto, 2009):

Tabel 2.1 Perbandingan Karbon dan Nitrogen Berbagai Bahan OrganikJenis BahanRasio C/N

Sampah sayuran12-20 : 1

Sisa dapur campur15 : 1

Jerami70 : 1

Batang jagung100 : 1

Serbuk gergaji500 : 1

Kayu400 : 1

Daun-daunan pohon40-60 : 1

Kotoran sapi20 : 1

Kotoran ayam10 : 1

Kotoran kuda25 : 1

Sisa buah-buahan35 : 1

Perdu/semak15-60 : 1

Rumput-rumputan12-25 : 1

Kulit batang pohon100-130 : 1

Kertas150-200 : 1

Sumber: Yulianto, 2009