AIR ASAM TAMBANG PADA PERTAMBANGAN BATUBARAA. Pengertian Air Asam Tambang

Air Asam Tambang (AAT) atau Acid Mine Drainage (AMD), adalah air tambang dengan pH rendah yang berasal dari oksidasi pirit yang mengandung sulfida dengan air dan udara sehingga menghasilkan asam sulfida (H2SO4) yang mengandung sulfat bebas. Batuan atau tanah yang banyak mengandung pirit dan menjadi sumber AAT disebut dengan Acid Rock Drainage (ARD). Jika material ARD terus-menerus dibiarkan terbuka dan mengalami oksidasi maka produksi AAT akan terus berlangsung bahkan dapat bertahan hingga ratusan tahun (hasil studi Nordstrom dan Alpers (1999) dan Kalin et al. (2006)). B. Karakteristik Air Asam Tambang

AAT dalam kegiatan pertambangan batubara dapat berupa sebagai air lindi, air rembesan, atau air penirisan dari batuan atau tanah yang mengandung pirit yang mengalami proses oksidasi mineral sulfida, sebagai akibat dari kegiatan eksploitasi atau eksplorasi bahan galian tambang batubara. AAT dapat menampilkan satu atau beberapa karakteristik kimia sebagai berikut :

1. pH rendah (nilainya berkisar antara 1,5 hingga 4)

2. konsentrasi logam dapat larut yang tinggi (seperti besi, alumunium, mangan, kadmium, tembaga, timah, seng, arsenik dan merkuri)

3. nilai kemasaman yang meningkat (seperti misalnya setara 50-15.000 mg/L CaCO3)

4. salinitas (sulfat) yang tinggi (konsentrasi sulfat umumnya antara 50010.000 mg/L; salinitas umumnya antara 100020.000 S/cm)

5. konsentrasi yang rendah dari oksigen terlarut (seperti kurang dari 6 mg/L)

6. tingkat kekeruhan (turbiditas) atau total padatan tersuspensi yang rendah (dikombinasikandengan satu atau lebih karakteristik di atas).

Indikator-indikator utama kehadiran AAT, yaitu :1. air berwarna merah atau jernih tidak alami

2. endapan-endapan oksida besi oranye-coklat pada saluran-saluran drainase

3. matinya ikan atau organisme-organisme air lainnya

4. terbentuknya lapisan endapan di campuran DAL dan air latar belakang (penerima), atau pada pertemuan-pertemuan aliran

5. produktivitas yang buruk dari areal-areal yang terganggu (seperti pada tutupan-tutupan dari tumpukan batuan sisa tambang)

6. vegetasi yang mengalami mati ranting (dieback) atau tanah-tanah seperti bekas terbakar (seperti tanah-tanah bera)

7. korosi pada struktur beton atau baja.

Gambar 1. Salah Satu Indikator Utama Kehadiran Air Asam Tambang

C. Faktor faktor yang mempengaruhi terbentuknya AATFaktor pembentukan AAT dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :

1. Faktor primerFaktor primer adalah faktor yang secara langsung berpengaruh pada pembentukan oksidan mineral sulfida yang meliputi karakteristik fisik material, ketersediaan air untuk oksidasi dan transport, dan ketersediaan oksigen. Selain itu juga adalah temperatur, pH, kesetimbangan besi-feri dan besi-fero, dan aktivitas mikroba lingkungan. 2. Faktor sekunderFaktor sekunder akan mengalterasi produk oksidasi mineral sulfida. Faktor ini antara lain adalah kehadiran mineral yang dapat menetralisir asam. Sampai saat ini, karbonat merupakan satu-satunya mineral alkali yang secara efektif dianggap dapat mengontrol dan mencegah pembentukan air asam. Meskipun mineral silica seperti mica juga memiliki kemampuan menyerap asam tetapi dalam kapasitas yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan karbonat. 3. Faktor tersier Faktor tersier adalah kondisi fisik (material, topografi wilayah, iklim, dan lain-lain) yang yang secara signifikan mempengaruhi proses oksidasi mineral sulfide sehingga memiliki potensi penyebaran ke wilayah yang lebih luas. Pada faktor tersier ini, hujan dan temperatur merupakan faktor yang paling signifikan pengaruhnya.

Banyak faktor yang akan mempengaruhi pembentukan dan perpindahan AAT dan karena itu menentukan pula konsentrasi dan kandungan polutan-polutan di satu titik di bagian hilir dari suatu sumber. Faktor utama yang mempengaruhi pembentukan DAL adalah oksidasi dari mineral-mineral sulfida. Oksidasi mineral sulfida merupakan proses yang terjadi secara alamiah sebagai akibat kontak dengan udara bebas. Pada areal pertambangan proses tersebut akan dipercepat dengan meningkatnya volume mineral sulfide yang kontak langsung dengan udara bebas. Mineral sulfide yang berpotensi membentuk AAT antara lain adalah:

Pirit (FeS2)

Markasit (FeS2)

Arsenopirit (FeAsA)

Kalkosit (Cu2S)

Kovelit (CuS)

Kalkopirit (CuFeS2)

Molibdenit (MoS2)

Sinabar (HgS)

Galena (PbS)

Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut, maka dapat dikatakan bahwa pembentukan AAT sangat tergantung pada kondisi tempat pembentukannya. Perbedaan salah satu faktor tersebut diatas menyebabkan proses pembentukan dan hasil yang berbeda. Oleh karena itu, terkait dengan faktor iklim di Indonesia, dengan temparatur dan curah hujan yang tinggi, proses pembentukan AAT memiliki karakteristik yang berbeda dengan negara-negara lain yang memiliki kondisi iklim yang berbeda.Gambar 2. Warna Kecoklatan, Hasil Oksidasi Mineral Sulfida pada Singkapan BatubaraD. Faktor faktor yang Mempengaruhi Pencemaran Air Tanah oleh AirAsam Tambanga. Lapisan Tanah tempat air asam terbentuk

Tergantung pada jenis pertambangannya, kebanyakan air asam tambang terjadi pada tambang terbuka karena terjadi kontak langsung dengan udara dan air. Tanah sendiri terdiri dari beberapa lapisan. Air asam tambang yang terbentuk nantinya akan melewati beberapa lapisan tanah sebelum sampai ke muka air tanah. Air asam tambang yang lewat tadi dapat melarutkan logam-logam berat yang terkandung sewaktu berada di cebakan maupun logam-logam berat yang sudah terkandung di dalam tanah, yang nantinya logam berat tersebut dapat terakumulasi di air tanah yang tercemari sehingga menjadi air asam tambang.b. Porositas dan Permeabilitas Tanah

Porositas adalah kemampuan tanah dalam menahan cairan sedangkan permeabilitasnya adalah kebalikannya yaitu kemampuan tanah dalam melewatkan cairan. Semakin tinggi tingkat porositas dan semakin tinggi permeabilitas tanah semakin cepat juga air asam tambang sampai ke sumber air tanah. Jenis tanah dengan permeabilitas tinggi akan mudah dilalui oleh air asam tambang, yang kemudian mengalirkannya sampai bertemu muka air tanah. Curah hujan yang tinggi pada daerah-daerah tertentu (daerah permeabel) dapat menyebabkan infiltrasi air menjadi lebih cepat.

c. Letak muka air tanah terhadap air asam tambang

Semakin dekat tempat cebakan tambang dengan muka air tanah semakin tinggi kemungkinan pencemaran yang terjadi pada air tanah oleh asam tambang, karena lapisan tanah yang dilewati tidak jauh sehingga tingkat keasamannya juga tidak sempat dinetralkan oleh lapisan lapisan tanah.E. Mekanisme Pencemaran Air Tanah oleh Air Asam TambangHidrogeologi adalah suatu studi interaksi antara kerja kerangka batuan dan airtanah yang dalam prosesnya menyangkut aspek-aspek kimia dan fisika yang terjadi di dekat atau di bawah permukaan bumi. Berbicara hidrogeologi tidak akan lepas dari daur hidrologi sebagai berikut : evaporasi dari tanah atau air laut dan transpirasi dari tumbuh-tumbuhan kondensasi dalam awan presipitasi dalam bentuk hujan infiltrasi dan perkolasi ke dalam tanah atau menjadi air limpasan (sungai dan danau) kembali evapotranspirasi. (Iskandarsyah, T. 2008)

Di daerah pedataran dan kaki pegunungan yang memiliki vegetasi sangat lebat hujan akan meresap (infiltrasi) dengan baik ke dalam tanah, sedangkan di daerah lereng pegunungan yang cukup terjal hujan akan lebih cepat melimpas ke dalam saluran-saluran sungai daripada berinfiltrasi ke dalam tanah (kecepatan runoff atau kecepatan infiltrasi) (Iskandarsyah, T. 2008).Air yang meresap ke dalam tanah akan membentuk suatu sistem aliran air bawah permukaan (air tanah), yang akan berbeda pada masing-masing daerah, tergantung dari litologi dan bentang alamnya. Litologi atau lapisan batuan yang mengandung airtanah disebut lapisan akifer. Berdasarkan sifat fisik dan kedudukannya dalam kerak bumi, akifer dapat dibedakan menjadi empat jenis, yaitu :

1. Akifer bebas, yaitu akifer tak tertekan (unconfined aquifer) dan merupakan air tanah dangkal (umumnya 40 m) dan terletak di bawah akifer bebas. Air tanah dalam adalah air tanah yang kualitas dan kuantitasnya lebih baik daripada air tanah dangkal, oleh karenanya umum dipergunakan oleh kalangan industri termasuk di dalamnya kawasan pertambangan (Iskandarsyah, T. 2008).4. Akuifer terangkat (perched aquifer), merupakan kondisi khusus, di mana air tanah pada akuifer ini terpisah dari air tanah utama oleh lapisan yang relatif kedap air dengan penyebaran terbatas, dan terletak di atas muka air tanah.

Tanah adalah lapisan penutup permukaan bumi yang tidak terkonsolidasi, terdiri dari mineral dan bahan organik yang terbentuk akibat pelapukan batuan penyusun kerak bumi. Tanah tersebut dapat terbentuk dari batuan yang berada di bawahnya (residual soil) atau berasal dari batuan yang tererosi dari tempat lain (transported soil). Tanah residu dapat terdiri dari lapisan-lapisan yang disebut horison, mulai dari horison O (top-soil, didominasi oleh bahan organik), horison A (sub-soil, prosentase mineral lebih besar daripada bahan organik), horison B (didominasi oleh mineral yang menyusun partikel-partikel batuan yang sangat halus), dan horison C (bedrock, lapisan batuan yang belum teralterasi penuh).

Air tanah mengalir dari daerah yang lebih tinggi (daerah tangkapan) ke daerah yang lebih rendah (daerah buangan) menuju laut. Daerah tangkapan didefinisikan sebagai bagian dari suatu daerah aliran (catchment area) dimana aliran airtanah jenuh menjauhi permukaan tanah, sedangkan daerah buangan didefinisikan sebagai bagian dari catchment area dimana aliran airtanah menuju permukaan tanah. Kedudukan muka air tanah (pada akifer bebas) maupun muka pisometrik (pada akifer tertekan) merupakan hal yang penting untuk diketahui, karena mencerminkan kesetimbangan hidrodinamika airtanah di suatu daerah. Pengukuran kedudukan air tanah dapat dilakukan pada sumur gali penduduk atau pada sumur bor dalam waktu yang relatif sama dan dibedakan antara muka airtanah bebas dengan muka air tanah tertekan, sehingga hasil pengukuran hanya menggambarkan kondisi air tanah pada suatu waktu tertentu. Hasil pengukuran ini dituangkan menjadi suatu peta yang menggambarkan bentuk morfologi permukaan air tanah beserta arah alirannya (termasuk di dalamnya aliran permukaan), berdasarkan peta tersebut dapat dihitung gradien hidrolika (kemiringan muka airtanah) daerah bersangkutan. Namun demikian, kadang-kadang arah aliran airtanah pada daerah pertambangan agak sulit untuk ditentukan, seperti misalnya daerah satuan batugamping yang memiliki sistem rekahan yang cukup kompleks (Iskandarsyah, T. 2008).Seperti yang telah disebutkan diatas, air tanah sendiri utamanya bersumber dari air hujan yang meresap (berinfiltrasi) ke bawah melewati ruang pori di antara butiran tanah. Jadi mekanisme air asam tambang sendiri karena bentuk dasarnya adalah cairan maka utamanya pencemaran air tanah tidak lepas dari siklus hidrologi yaitu seperti dijelaskan diatas melibatkan diantaranya adanya presipitasi (hujan) dan infiltrasi.

Proses pencemaran air tanah di kawasan pertambangan dimulai dengan menyerapnya air dari presipitasi yang jatuh di atas landfill (timbunan overburden), bercampur dengan cairan yang telah terdapat dan terbentuk sebelumnya, membentuk suatu larutan yang disebut air asam tambang. Air asam tambang ini kemudian bergerak ke bawah menuju muka air tanah. Tanah dengan kandungan mineral lempungnya yang cukup besar dapat bertindak sebagai filter bagi terjadinya pencemaran airtanah. Namun karena keberadaan lempung pada tanah berbeda-beda, maka pada beberapa tempat dan situasi kemampuan tanah untuk memfilter akan berbeda sehingga tingkat pencemaran air tanahnya juga berbeda.F. Cara Mengatasi Air Asam Tambang Pada Pertambangan Batubara1. Penetralan Air Asam Tambang dengan Proses Pengapuran

Cara ini dilakukan dengan menggunakan mesin pompa yang berfungsi memompa air asam tambang yang ada di kolam air asam tambang kemudian dicampur dengan kapur baik itu secara manual ataupun menggunakan mesin khusus sehingga menghasilkan ph yang normal. Penangan seperti ini diterapkan di tambang batubara KPC (Kaltim Prima Coal). Untuk selengkapnya berikut flowchart proses pengapuran baik secara manual maupun dengan alat atau mesin khusus di KPC.

Gambar 3. Proses Pengapuran dengan cara manual

Gambar 4. Proses Pengapuran dengan Menggunakan Mesin Khusus2. Meminimalkan Air Asam Tambang dengan Lapisan PenutupCara ini dilakukan dengan penutupan tanah yang mengandung mineral-mineral sulfida atau daerah acid forming dengan tanah liat (clay) atau lapisan Non Acid Forming. Tidak hanya sampai disitu, setelah di tutup dengan lapisan tersebut, kemudian ditambah top soil yang tebalnya 1 meter. Cara ini juga sudah dilakukan oleh perusahaan tambang batubara Kaltim Prima Coal (KPC).G. Kesimpulan1.Terbentuknya air asam tambang disebabkan karena teroksidasinya mineral sulfida yang terdapat pada tanah / batuan penutup, dan lapisan roof/ floor batubara dengan air dan oksigen.

2.Batuan penyusun selain batubara sangat mempengaruhi akan terjadinya pembentukan air asam tambang pada sekitar daerah penambangan terlebih lagi apabila batuan itu mengandung mineral-meniral sulfida.3.Masuknya atau meresapnya air hujan menuju air tanah yang kemungkinan besar melewati lapisan yang mengandung mineral sulfida dan logam-logam berat sehingga berpotensi terciptanya air asam tambang.4. Air asam tambang dapat dicegah salah satunya dengan cara proses pengapuran baik itu secara manual atau mengunakan mesin khusus yang dapat dilakukan dengan biaya yang relatif murah.

H. Saran1. Lokasi yang akan ditambang, sedang dilakukan penambangan dan bekas penambangan harus selalu dikontrol agar pembentukan air asam tambang dapat diantisipasi.2. Melakukan Kateristik batuan di area penambangan dan sekitarnya agar mengetahui dimana lokasi yang mengandung mineral sulfida dan logam berat yang dapat mendukung pembentukan AAT.3. Segera lakukan penutupan pada lahan bekas penambangan menggunakan batuan penutup dan top soil agar terbentuknya air asam tambang dapat dicegah.4. Seiring dengan kemajuan teknologi terutama dalam bidang pertambangan tentunya diharapkan adanya penanganan AAT yang lebih efektif dan efisian agar didapat cara yang aman, mudah dan ekonomis.10