1 ANALISIS KANDUNGAN LOGAM PADA LIMBAH TAILING (RED MUD)
TAMBANG BAUKSIT Andi Zulfikar
Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan, Universitas Maritim Raja Ali Haji, Tanjungpinang, Kepulauan Riau, 29125
ABSTRAK
Pulau Bintan merupakan salah-satu daerah di Indonesia yang kegiatan penambangan bauksitnya cukup tinggi. Keberadaan bauksit di alam biasanya berasosiasi dengan unsur-unsur logam lainnya seperti besi, silika, titan dan lain-lain. Salah-satu tahap dalam penambangan bauksit adalah proses pencucian yang menghasilkan limbah tailing berupa lumpur merah (red mud) yang dialirkan ke kolam pengendapan.
Tujuan riset ini adalah untuk mengetahui jenis logam yang terdapat pada limbah tailing/red mud dan konsentrasinya mengingat mineral bauksit berasosiasi dengan logam-logam lain ketika terpendam dalam tanah.
Limbah bauksit diambil dari lokasi penambangan bauksit di Daerah Wacopek Pulau Bintan Provinsi Kepulauan Riau. Sampel limbah diambil langsung pada 6 titik di lokasi pengeluaran limbah tailing pencucian bauksit. Sampel kemudian dibawa ke BTKL Batam untuk di analisis. Data dianalisis dengan metode deskriptif untuk mencari sebaran data replikasi hasil uji kandungan logam pada limbah bauksit.
Kategori logam hasil uji pda penelitian adalah sebagai berikut Besi (Fe) dan Mangan (Mn) termasuk ion minor dalam perairan, sedangkan tembaga (Cu), Kromium (Cr), Kadmium (Cd), Timbal (Pb), Nikel (Ni) dan Seng (Zn) merupakan ion renik/trace element (Effendi, 2003). Pada beberapa sampel kandungan kromium, kadmium, timbal dan seng malah tidak ditemukan (Tabel 1). Analisis confidence interval (CI95%)/true value dari logam-logam tersebut dengan selang kepercayaan 95%, t-value 2.57 dan 6 kali ulangan, berturut-turut adalah 0.0021±0.0053, 0.0027±0.0070, 0.0124±0.0216 dan 0.0134±0.0157. Sedangkan untuk besi, mangan, tembaga dan nikel berturut-turut adalah 0.2747±0.2430, 0.0402±0.0234, 0.0087±0.0088 dan 0.0621±0.0221.
Kesimpulan yang dapat diambil adalah jenis logam yang terdeteksi pada limbah tailing/red mud bauksit berupa unsur minor yaitu besi (Fe) dan mangan (Mn), unsur renik/trace element : tembaga (Cu), kromium (Cr), kadmium (Cd), timbal (Pb), nikel (Ni) dan seng (Zn). Rata-rata kandungan logam dari yang terbesar sampai terkecil adalah : Fe, Ni, Mn, Zn, Pb, Cu, Cd dan Cr. Nilai hasil uji kandungan logam pada semua logam yang terdeteksi masih di bawah ambang baku mutu yang ditetapkan.
Pendahuluan
Pulau Bintan merupakan salah-satu daerah di Indonesia yang kegiatan penambangan bauksitnya cukup tinggi. Keberadaan bauksit di alam biasanya berasosiasi dengan unsur-unsur logam lainnya seperti besi, silika, titan dan lain-lain. Salah-satu tahap dalam penambangan bauksit adalah proses pencucian yang menghasilkan limbah tailing berupa lumpur merah (red
2 mud) yang dialirkan ke kolam pengendapan. Proses pencucian yang dilakukan pada instalasi pencucian bertujuan untuk meliberasi bijih bauksit (dalam bentuk Al2O3.xH2O) dari unsur-unsur pengotornya seperti silika, besi oksida, titanium dioksida dan mineral pengotor lainnya (Krishna, 2003) untuk mempertinggi kualitas bijih bauksit, dimana akan didapatkan kadar alumina yang lebih tinggi. Selama proses pencucian, bijih bauksit mengalami tiga tahap proses pencucian yaitu: proses penghancuran untuk memperkecil ukuran bijih bauksit yang berasal dari front penambangan, proses pembebasan (liberasi) bijih bauksit dari unsur–unsur pengotor dan proses pemisahan (sorting) terhadap bijih bauksit yang berdasarkan perbedaan ukuran dan pemisahan terhadap fraksi yang tidak diinginkan (<2 mm).
Hasil pencucian (tailing) yang tampakannya berupa cairan lumpur berwarna merah ini (red mud) karena banyak mengandung besi oksida. Air dan lumpur bercampur pasir sebagai limbah pencucian bauksit tersebut dialirkan ke kolam-kolam pengendapan sebelum air limbah dialirkan ke laut atau lingkungan sekitar. Rosenthal et al. (1973) menyatakan bahwa red mud mempunyai efek fisiologi terhadap organisme Laut Utara dimana ikan lebih cepat terpengaruh dibandingkan alga. Efek tidak langsung dari red mud tersebut adalah potensi terjadinya akumulasi logam-logam tertentu pada ikan yang walaupun tidak berpengaruh terhadap fisiologi ikan, tetapi dapat membahayakan bila ikan tersebut dikonsumsi oleh manusia (biomagnifikasi melalui rantai makanan).
Tujuan
Tujuan riset ini adalah untuk mengetahui jenis logam yang terdapat pada limbah tailing/red mud dan konsentrasinya mengingat mineral bauksit berasosiasi dengan logam-logam lain ketika terpendam dalam tanah.
Hasil studi ini diharapkan dapat menjadi informasi awal dalam mencari metode penanganan dan pengendalian limbah tambang bauksit yang tepat dan ekonomis serta menjadi titik tolak untuk riset-riset selanjutnya terkait limbah bauksit.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei 2011 sampai bulan Juli 2011. Uji kandungan logam dilakukan di Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pemberantasan Penyakit Menular (BTKL PPM) Kelas I Sekupang-Batam.
Metodologi Penelitian
1.1. Pengambilan Sampel Limbah Bauksit
Limbah bauksit diambil dari lokasi penambangan bauksit di Daerah Wacopek Pulau Bintan Provinsi Kepulauan Riau. Sampel limbah diambil langsung pada 6 titik di lokasi
3 pengeluaran limbah tailing pencucian bauksit. Sampel kemudian dibawa ke BTKL Batam untuk di analisis.
1.2. Metode Uji
Metode Uji, parameter dan baku mutu yang digunakan mengacu pada SNI untuk pengujian fisika-kimia perairan yang disajikan pada Tabel 1. Baku mutu berdasarkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.34 Tahun 2009 Tanggal 05 Oktober 2009 mengenai Persyaratan Kualitas Air Limbah.
Tabel 1. Metode Uji, Parameter dan Baku Mutu yang Digunakan dalam Penelitian
No Parameter Satuan Baku Mutu Metode Uji
A Fisika
1 Temperatur oC 40 SNI 06.6989.23-2005
2 TSS mg/l 400 SNI 06.6989.25-2005
B Kimia
1 pH 6,0-9,0 SNI 06.6989.11-2004
2 Fe (Besi Terlarut) mg/l 10 SNI 06.6989.05-2009
3 Mn (Mangan) mg/l 5 SNI 06.6989.04-2009
4 Cu (Tembaga) mg/l 3 SNI 06.6989.06-2009
5 Krom Total (Cr) mg/l 1 SNI 06.6989.04-2009
6 Kadmium (Cd) mg/l 0,1 SNI 06.6989.04-2009
7 Timbal (Pb) mg/l 1 SNI 06.6989.08-2009
8 Nikel (Ni) mg/l 0,5 SNI 06.6989.18-2009
9 Zinc (Zn) mg/l 10 SNI 06.6989.07-2009
Analisis Data
Distribusi data dianalisis dengan metode deskriptif untuk mencari sebaran data replikasi hasil uji kandungan logam pada limbah bauksit.
Hasil dan Pembahasan
Hasil Uji dan Analisis Data Kandungan Logam
4 Tabel 1. Hasil Uji dan Analisis Data Kandungan Logam
Hasil Uji
Parameter Satuan Baku Mutu Sampel
1 2 3 4 5 6 Fisika Temperatur oC 40 25.6 25.6 26 25.7 25.6 25.7 TSS mg/l 400 5 8 2 2 4 7 Kimia pH 6,0-9,0 4.37 4.34 4.72 4.52 4.08 4.24 Fe mg/l 10 0.1362 0.187 0.7405 0.1369 0.2148 0.2325 Mn mg/l 5 0.0345 0.05 0.0138 0.0172 0.0556 0.07 Cu mg/l 3 0.009 0.001 0.0207 0.0168 0.002 0.0024 Cr mg/l 1 0 0 0 0 0.0124 0 Cd mg/l 0,1 0 0 0 0.0164 0 0 Pb mg/l 1 0 0 0.0257 0 0.0487 0 Ni mg/l 0,5 0.064 0.037 0.0658 0.0505 0.0997 0.0555 Zn mg/l 10 0 0 0.022 0 0.0284 0.0302 Analisis Sampel
Analisis data kandungan logam disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Analisis Data Kandungan logam No Parameter Rata-rata (x) Standard Deviation (s) Standard Uncertainty (ux) Confidence Deviation (Cd95%) Confidence Interval (CI95%) 1 Temperatur 25.7 0.1549 0.0633 0.1625 25.7±0.1625 2 TSS 4.6667 2.5033 1.0222 2.6265 4.6667±2.6265 3 pH 4.3783 0.2220 0.0907 0.2330 4.3783±0.2330 4 Fe 0.2747 0.2316 0.0946 0.2430 0.2747±0.2430 5 Mn 0.0402 0.0223 0.0091 0.0234 0.0402±0.0234 6 Cu 0.0087 0.0084 0.0034 0.0088 0.0087±0.0088 7 Cr 0.0021 0.0051 0.0021 0.0053 0.0021±0.0053 8 Cd 0.0027 0.0067 0.0027 0.0070 0.0027±0.0070 9 Pb 0.0124 0.0205 0.0084 0.0216 0.0124±0.0216 10 Ni 0.0621 0.0211 0.0086 0.0221 0.0621±0.0221 11 Zn 0.0134 0.0150 0.0061 0.0157 0.0134±0.0157 Ket : df = 5, α = 0.05, t-value = 2.57 Sampel 1 2 3 4 5 6 Sample variance (s2) 0.0024 0.0042 0.0651 0.0022 0.0051 0.0063
5 Menurut Moore (1991) urutan toksisitas logam dari yang sangat rendah sampai yang sangat tinggi berturut-turut adalah Sn<Ni<Pb<Cr<Co<Cd<Zn<Cu<Ag<Hg. Dari hasil uji yang disajikan pada Tabel 1 semua kandungan logam yang terdapat pada limbah tailing bauksit sampel masih dibawah ambang batas baku mutu yang ditetapkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.34 Tahun 2009 Tanggal 05 Oktober 2009 mengenai Persyaratan Kualitas Air Limbah. Kajian Lahar, H dan kawan-kawan (2003) mengenai analisis kimia limbah bauksit di Daerah Kijang Pulau Bintan yang meliputi kandungan timbal, arsenik, air raksa, kadmium dan lain-lain juga menyatakan kandungan logam-logam tersebut masih dibawah baku mutu yang ditetapkan oleh Surat Keputusan Gubernur Provinsi Riau.
Kategori logam hasil uji adalah sebagai berikut Besi (Fe) dan Mangan (Mn) termasuk ion minor dalam perairan, sedangkan tembaga (Cu), Kromium (Cr), Kadmium (Cd), Timbal (Pb), Nikel (Ni) dan Seng (Zn) merupakan ion renik/trace element (Effendi, 2003). Pada beberapa sampel kandungan kromium, kadmium, timbal dan seng malah tidak ditemukan (Tabel 1). Analisis confidence interval (CI95%)/true value dari logam-logam tersebut dengan selang kepercayaan 95%, t-value 2.57 dan 6 kali ulangan, berturut-turut adalah 0.0021±0.0053, 0.0027±0.0070, 0.0124±0.0216 dan 0.0134±0.0157. Sedangkan untuk besi, mangan, tembaga dan nikel berturut-turut adalah 0.2747±0.2430, 0.0402±0.0234, 0.0087±0.0088 dan 0.0621±0.0221. Nilai variasi sampel terbesar terdapat pada sampel 3. Gambaran beberapa analisis ke 8 logam tersebut disajikan pada grafik.
Gambar 1. Grafik Perbandingan nilai s, Rata-rata, Median, Max, Min dan Cd95%
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Fe Mn Cu Cr Cd Pb Ni Zn Standard Deviation (s) Confidence Deviation (Cd95%) Rata-rata Median Maximal Value Minimal Value
6 Gambar 2. Grafik Perbandingan Nilai Variasi Sampel (s2)
Sebaran nilai sampel kandungan logam limbah bauksit pada penelitian ini terhadap titik pusat rata-rata yang ditunjukkan dengan nilai sample variance (s2)dengan nilai tertinggi adalah sampel 3 sebesar 0.0651. Nilai terkecil ditunjukkan oleh sampel 4.
Kandungan tertinggi diantara logam tersebut adalah ion minor Fe (besi) dengan nilai maksimal yang ditemukan pada sampel sebesar 0,7405 ppm walaupun masih jauh dari ambang batas baku mutu yaitu 10 ppm. Warna merah pada limbah tailing bauksit (red mud) akibat tingginya kandungan besi oksida. Lahar, H dan kawan-kawan (2003) juga menyimpulkan cadangan bauksit PT. Aneka Tambang mempunyai kadar silika (Si0
2) dan Fe203 tinggi sehingga tidak memenuhi spesifikasi untuk diekspor. Kadar besi yang dianggap membahayakan kehidupan akuatik adalah >1 ppm (Moore, 1991). Besi dalam jumlah terbatas merupakan unsur yang esensial bagi makhluk hidup. Namun kadar besi yang berlebihan dapat menghambat fiksasi unsur lainnya. Unsur minor yang terdeteksi keberadaannya dalam limbah bauksit selain besi adalah mangan (Mn). Meskipun tidak bersifat toksik mangan dapat mengendalikan unsur kadar unsur toksik diperairan, misalnya logam berat (Effendi, 2003).
Unsur renik/trace element (tembaga, kromium, kadmium, timbal, nikel dan seng) dengan kandungan tertinggi pada sampel limbah bauksit adalah nikel (Ni) dengan nilai maksimal 0,0997 ppm/baku mutu 0,5 ppm. Nikel termasuk unsur yang memiliki toksisitas rendah. Moore (1991) menyatakan untuk melindungi kehidupan organisme akuatik kadar nikel sebaiknya tidak melebihi 0,025 ppm. Nilai LC50 nikel terhadap beberapa jenis ikan tawar dan ikan laut berkisar antara 1-100 ppm. Nikel, seng dan tembaga memiliki sifat aditif (Effendi, 2003). Tembaga (Cu) merupakan salah-satu unsur esensial bagi tumbuhan dan hewan. Pada alga tembaga merupakan penyusun plastocyanin yang berfungsi dalam transpor elektron dalam proses
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 1 2 3 4 5 6 Sample Variance
7 fotosintesis (Boney, 1989). Tembaga yang berlebihan menyebabkan perubahan rasa pada air, nilai LC50 tembaga bagi avertebrata air tawar dan laut biasanya < 0,5 ppm, sedangkan terhadap ikan-ikan air tawar berkisar antara 0,02-1,0 ppm (Moore, 1991). Sumber alami kromium (Cr) sangat sedikit, diantaranya adalah batuan chromite/FeCr2O4 (Novotny dan Olem, 1994). Kromium trivalen merupakan unsur esensial bagi tumbuhan dan hewan, sedangkan kromium heksavalen bersifat toksik (Canadian Council of Resources and Environment Ministers, 1987). Toksisitas kromium LC50 terhadap ikan-ikan air tawar berkisar antara 0,015-0,10 ppm (Moore, 1991). Kadmium (Cd) dan timbal (Pb) merupakan logam-logam yang hingga saat ini belum diketahui peranannya bagi hewan, tumbuhan atau makhluk hidup lain (Effendi, 2003). Pada ekosistem akuatik kandungan kadmium seharusnya tidak melebihi 0,0002 ppm, sedangkan untuk timbal 0,5-5,0 ppm (Moore, 1991). Seng (Zn) termasuk unsur esensial bagi makhluk hidup, yakni membantu kerja enzim. Bersama-sama kalium, Mg dan Cd, seng bersifat aditif (toksisitasnya merupakan penjumlahan dari masing-masing logam). LC50 48 jam seng bagi Daphnia hyalina adalah 0,04 ppm (Moore, 1991).
Kesimpulan
A. Jenis logam yang terdeteksi pada limbah tailing/red mud bauksit adalah : 1. Unsur minor : Besi (Fe) dan Mangan (Mn)
2. Unsur renik/trace element : Tembaga (Cu), Kromium (Cr), Kadmium (Cd), Timbal (Pb), Nikel (Ni) dan Seng (Zn)
B. Rata-rata kandungan logam dari yang terbesar sampai terkecil adalah : Fe, Ni, Mn, Zn, Pb, Cu, Cd dan Cr
C. Nilai hasil uji kandungan logam pada semua logam yang terdeteksi masih di bawah ambang baku mutu yang ditetapkan.
Saran
Perlu dikaji efek kumulatif kandungan logam baik pada tanah, vegetasi dan hewan disekitar area pembuangan limbah bauksit.
8 Daftar Pustaka
Boney, A.D. 1989. Phytoplankton. Second Edition. Edward Arnold, London. 118 p.
Canadian Council of Resources and Environment Ministers. 1987. Canadian Water Quality. Ontario, Canada.
Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air. Penerbit Kanisius. Jakarta. 258 hal.
Krishna, P. 2003. Bioremediation of Bauxite Residue (Red mud) Using Microbes. Dissertation. Department of Biotechnology and Environmental Sciences Thapar Institute of Engineering and Technology. Patiala. Punjab.
Lahar, Hartono, Iwan Aswan, M. Bagdja. 2003. Pemantauan dan Evaluasi Konservasi Sumber Daya Mineral di Daerah Kijang, Kabupaten Kijang Provinsi Riau. Kolokium Hasil Kegiatan Inventarisasi Sumber Daya Mineral.
Moore, J.W. 1991. Inorganic Contaminant of Surface Water. Springer-Verlag, New York. 334 p. Novotny, V. And Olem, H. 1994. Water Quality. Van Nostrans Reinhold, New York. 1054 p. Rosenthal H, Dethlefsen V and Tiews K 1973. Chem Abstract. 73:118-21
