PEMODELAN HIDROLOGI DALAM PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

PEMODELAN HIDROLOGI DALAM PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

Email : Madaniyah@sampulu.co.id Webinar Dunia Tambang

Madaniyah

Enviromental Consultant PT. Sampullu Adijaya Prakarsa

AGENDA

❖ Apa itu Air Asam Tambang??

❖ Karakteristik Air Asam Tambang

❖ Prinsip Pengelolaan Air Asam Tambang

❖ Pengolahan Air Asam Tambang

❖ Pemodelan Hidrologi Untuk pengelolaan Air Asam Tambang Bisakah??

PENGANTAR

❖Kegiatan Penambangan, pengolahan serta pemurnian berpotensi

menimbulkan dampak penting terhadap lingkungan

❖Ciri Kegiatan Penambangan

adanya aktivitas penggalian dan penimbunan.

• Akan mengubah kondisi lingkungan, terutama komponen tanah atau

batuan.

• Akan berdampak terhadap

komponen biota yang terdapat di permukaan atau yang terkandung dalam tanah atau batuan

• Lahan terbuka peningkatan Erosi akan mengganggu kualitas air

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

❖Kegiatan penggalian dan penimbunan juga akan menimbulkan terdedahnya (exposed) batuan sehingga memungkinkan kontak dengan udara dan air hujan sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan fisika maupun kimia dari batuan tersebut.

• Kimia : terjadi reaksi kimia antara batuan (atau mineral yang terkandung) dengan udara atau air

• Hasil reaksi kimia antara udara dan mineral bila ter”cuci” oleh air limpasan (air hujan atau rembesan air tanah) dan juga reaksi antara mineral dan air dapat mengakibatkan perubahan kualitas air limpasan atau air tanah.

❖Jika perubahan yang terjadi ditunjukkan dengan tingkat keasaman

yang tinggi hal ini di sebut dengan Air Asam Tambang disingkat

AAT (Acid Mine Drainage atau AMD)

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

❖Air asam tambang – AAT (acid mine drainage - AMD atau air asam batuan –

acid rock drainage - ARD) adalah air yang bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang rendah di bawah 5) sebagai

hasil dari oksidasi mineral sulfida yang terpajan atau terdedah (exposed) di udara dengan kehadiran air dan mikroorganisme.

❖Di dunia pertambangan juga dikenal dengan Neutral Mine Drainage jika pH yang terbentuk netral atau alkalin (basa) tetapi mengandung logam terlarut atau sulfat yang dapat melampaui baku mutu lingkungan.

• AAT/AMD : tambang batubara

• AAB/ARD : tambang bijih

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

❖Komponen Pembentuk AAT

• Mineral sulfida – sumber sulfur / asam

• Oksigen (dalam udara) - Pengoksidasi

• Air - Pencuci hasil oksidasi

• Bakteri

❖Sulfur yang mudah teroksidasi adalah sulfur yang terdapat dalam bentuk mineral sulfida :

• FeS² – pirit

• FeS² – marcasite

• Fe^xSx – pyrrhotite

• FeAsS - arsenopirit

• Cu²S – chalcocite

• CuS – covellite

• CuFeS

• PbS – galena

• ZnS – sphalerite

• MoS² – molybdenite

FeS

2

Air

O

²

PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG

2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O 2 Fe²⁺ + 4 SO⁴²⁻ + 4 H⁺

Pyrite + Oxygen + Water Ferrous Iron + Sulfate + Acidity

(1)

FeS² + 14 Fe ³⁺ + 8 H²O 15 Fe²⁺ + 2 SO⁴²⁻ + 16 H⁺

Pyrite + Ferric Iron + Water Ferrous Iron + Sulfate + Acidity (2)

4 Fe²⁺ + O² + 4 H⁺ 4 Fe³⁺ + 8 H2O

Ferrous Iron + Oxygen + Acidity Ferric Iron + Water (3)

• Kehadiran bakteri acidithiobacillus ferrooxidans dapat mempercepat reaksi ini (5-6 kali).

Fe²⁺ + ¼ O²+ 5/2 H² 4 Fe(OH)³ + 2 H⁺ ⁽⁴⁾

FeS²+ 15/4 O²+ 7/2 H²O Fe(OH)³ + 2 SO4²⁻ + 4 H ⁺

Pyrite+ Oxigen + Water “Yellow boy” + Sulfuric acid ⁽⁵⁾

• Jika Reaksi (1) dan (4) digabungkan maka akan diperoleh reaksi :

KARAKTERISTIK AIR ASAM TAMBANG

• Memiliki kandungan sulfat yang tinggi

• pH rendah berkisar 2-4 (meningkatkan konsentrasi logam terlarut)

• Memiliki kandungan logam berat (Fe, cu, Pb, Zn, Cd,Co, Cr, Ni, Hg), metalloid (As dan Sb) dan unsur lain (Al, Si, Ca, Na, Mg, Ba dan F) yang tinggi.

• Kehadiran mineral sekunder seperti kalsium, magnesium, kalium dan natrium

• Panas

PEMBENTUKAN AAT PADA WILAYAH PERTAMBANGAN

• Pit Penambangan

• Timbunan batuan penutup (Overburden disposal)

• Timbunan komoditas penambangan - Air hujan yang jatuh dan terinfiltrasi pada timbunan batubara atau bijih hasil

penambangan (run of mine, ROM), timbunan tailing dan timbunan mineral sisa pencucian batubara.

• Air tanah atau rembesan air tanah yang mengalir kedalam

bukaan tambang bawah tanah dan kontak dengan batuan

dinding bukaan.

Genangan di Pit

Sumber Gambar : Gautama, 2012

PRINSIP PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

❖AAT menjadi salah satu dampak penting dari kegiatan pertambangan yang harus dikelola tidak saja karena dampaknya terhadap lingkungan perairan atau air tanah, tetapi juga karena:

– Sekali telah terbentuk akan sulit untuk menghentikannya (kecuali salah satu komponennya habis)

– Bisa berdampak sangat lama, melampaui umur tambang; pengalaman menunjukkan bisa berlangsung sampai ratusan tahun

❖Risiko yang dihadapi oleh pertambangan terhadap AAT tidak saja pada masa operasi tetapi yang lebih penting adalah pada masa pascatambang.

❖Lebih baik mencegah daripada mengolah (prevention is better than treatment)

PENCEGAHAN PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG

❖Pencegahan pembentukan AAT dengan 2 tahap : 1. Karakterisasi batuan

2. Pengelolaan Overburden (OB management plan)

❖Karakterisasi batuan untuk mengetahui apakah batuan yang akan tergali pada saat penambangan maupun batuan yang akan terpapar oleh udara berpotensi membentuk asam (Potentially Acid Forming /PAF) atau batuan yang tidak

berpotensi membentuk asam (Non-Acid Forming /NAF).

❖Identifikasi batuan dengan cara pengujian sampel batuan (Tahap Ekplorasi)

❖Pengujian sampel batuan bisa menggunakan :

1. Uji statik (digunakan untuk menentukan potensi pembentukan asam) 2. Uji kinetik (dapat menentukan laju reaksi pembentukan AAT)

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

• Metode yang umum diterapkan dalam penimbunan overburden adalah encapsulation dan layering → menempatkan material PAF dan NAF sedemikian rupa untuk menghindari terjadinya

pembentukan AAT (mencegah oksidasi mineral sulfida dan/atau

aliran air)

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

Sumber : Candra Nugraha, 2012, PT. Kaltim Prima Coal

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG

❖Pengolahan AAT diperlukan agar memenuhi baku mutu lingkungan sebelum dilepaskan ke badan perairan alami.

❖Prinsip utama pengelolaan AAT → sedapat mungkin mencegah terbentuknya AAT = upaya preventif.

❖Tetapi pada kenyataannya pada kegiatan penambangan terbuka hal tersebut tidak dapat mencegah secara total terjadinya AAT

❖AAT yang tak dapat dicegah pembentukannya, misalnya:

– Dari mine pit

– Pengotor hasil dari pencucian batubara – Stockpile batubara

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG

❖ Pengolahan AAT dapat digolongkan menjadi:

– Pengolahan aktif (active treatment) – Pengolahan pasif (passive treatment)

❖ Pengolahan secara aktif adalah metode untuk menetralisasi air asam tambang dengan penambahan material alkali.

❖ Pengolahan aktif dengan penambahan berbagai jenis material alkali untuk meningkatkan pH, menjernihkan air dan mengendapkan logam berat.

❖ Bahan alkali yang sering digunakan adalah batu kapur (CaCO³), kapur tohor (CaO), hydrated lime (Ca(OH)2) soda-ash (Na2CO3), atau caustic soda

(NaOH).

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG : AKTIF TREATMENT

Contoh instalasi penambah kapur

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG : PASSIVE TREATMENT

❖ Pengolahan AAT secara

aktif : biaya besar, terbatas pada saat operasi penambangan.

❖ Pengolahan secara pasif adalah metode untuk menetralisasi air asam

tambang dengan cara memanfaatkan proses kimia dan proses biologi di alam

❖ Pengolahan pasif yang sering digunakan oleh perusahaan tambang di

Indonesia yaitu lahan basah buatan (constructed wetland), saluran anoksik batu kapur (anoxic limestone drain, ALD), Sistem aliran vertikal (vertical flow system), dan saluran terbuka batu kapur (open limestone channe, OLC).

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

❖ Konsep lahan basah buatan sama dengan konsep rawa, dimana lahan selalu tergenang, tetapi tidak terlalu dalam.

❖ Membutuhkan bahan organik / media berupa gravel, batu kapur, kompos atau kombinasi dari batu kapur dan kompos.

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

❖ Tanaman yang digunakan di lahan basah buatan adalah Typha angustifolia.

❖ Typha angustifolia adalah tanaman jenis rumput yang banyak digunakan di negara negara lain, di Indonesia yang telah berhasil menggunakan rumput thypa yaitu di PT. Bukit asam dan PT. Berau coal.

❖Banyak literatur yang menyebutkan bahwa R umput Typha angustifolia dapat menaikkan pH dan menyerap logam berat.

❖Di Indonesia juga sedang dikembangkan seleksi jenis-jenis pohon yang dapat ditanam di lahan basah. Yang telah digunakan adalah jenis pohon longkida

dan kayu putih.

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

PASSIVE TREATMENT

PEMODELAN HIDROLOGI UNTUK PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

❖ kajian hidrologi adalah kegiatan penelitian untuk mempelajari dan

mengetahui pergerakan, distribusi, kuantitas, dan kualitas air permukaan dalam rangka perencanaan dan kegiatan pertambangan.

❖ Kajian Hidrologi wajib dilakukan dan dicantumkan pada dokumen studi kelayakan tambang.

❖Jenis data yang digunakan pada kajian hidrologi adalah data curah hujan, Peta topografi, Data luas daerah tangkapan hujan, data lubang bor dan data slug test.

❖ pemodelan hidrologi menjadi penting dalam pengelolaan AAT karena untuk memprediksi kualitas dan kuantitas aliran air dalam pendekatan daerah

PEMODELAN HIDROLOGI UNTUK PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

❖Pendekatan pengelolaan AAT melalui Pemodelan hidrologi dapat

memprediksi aspek perubahan hidrologi yang terjadi di pit penambangan sehingga upaya preventif pengelolaan AAT dapat direncanakan sebelum penambangan dimulai

❖ Dalam kontek operasional penambangan telah terjadi Pemodelan hidrologi dapat mengidentifikasi pit penambangan yang memberikan kontribusi besar dalam menghasilkan air asam tambang sehingga dapat digunakan Untuk menentukan skala prioritas dan metode pengelolaan AAT yang terbentuk.

PENUTUP

❖ Air asam tambang menjadi isu lingkungan yang penting pada kegiatan

penambangan karena sekali sekali terbentuk akan sulit menghentikannya dan dapat berlangsung untuk jangka waktu yang sangat lama melampaui umur

tambang

❖Pengelolaan AAT perlu perhatian dari semua pelaku tambang dan memerlukan perencanaan yang terintegrasi sejak tahap ekplorasi, tahap operasi produksi sampai tahap pascatambang

❖Pendekatan pengelolaan AAT melalui Pemodelan hidrologi dapat memprediksi aspek perubahan hidrologi yang terjadi di pit penambangan sehingga upaya preventif pengelolaan AAT dapat direncanakan sebelum penambangan dimulai

❖Jika penambangan telah berjalan, maka pemodelan hidrologi berguna untuk

REFERENSI

• Manege, et all, 2014. Penerapan dan Kinerja Selective Overburden Dumping dalam Rangka Pencegahan Pembentukan AAT PT. KPC, Seminar Air Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gautama, R. S, 2014. Bahan Ajar Kursus Air Asam Tambang :Bandung

• Mansur, irdika, 2014. Potensi Konstruksi Hutan Rawa Sebagai Alternantif Wetland Air Asam Tambang: Pemilihan Jenis Pohon Kehutanan. Seminar Air Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gunawan, et all, 2014. Penelitian dan Pengembangan Sistem Pengelolaan Air Asam Tambang di Lati Mine Operation. Seminar Air Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gautama, R.S, 2012. Bahan ajar Pengelolaan Air Asam Tambang,.Bimbingan Teknis Reklamasi Dan Pascatambang Pada Kegiatan Pertambangan Mineral & Batubara Ditjen Mineral & Batubara, KESDM, Yogyakarta

• Abfertiawan, sonny. 2010. Tantangan Pengelolaan Air Asam Tambang. https://www.gesi.co.id/pengelolaan-air-asam-tambang/

• Abfertiawan, sonny. 2015. Model Transport Air Asam Tambang Melalui Pendekatan Daerah Aliran Sungai Pada Tambang Terbuka Batubara. Disertasi. Institut Teknologi Bandung.

TERIMAKASIH