STUDI HIDROLOGI DAERAH OPERASI PENAMBANGAN
NIKEL – SOROWAKO, KAITANNYA DENGAN
KONSENTRASI Fe, Ni, Mn DAN Cr TERLARUT
DI SUNGAI LAMOARE
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pertambangan Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral
Institut Teknologi Bandung
Oleh:
FERDINAND LUMBAN TOBING
12103008
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
STUDI HIDROLOGI DAERAH OPERASI PENAMBANGAN
NIKEL – SOROWAKO, KAITANNYA DENGAN KONSENTRASI
Fe, Ni, Mn DAN Cr TERLARUT
DI SUNGAI LAMOARE
TUGAS AKHIR
Oleh:
FERDINAND LUMBAN TOBING
12103008
Disetujui untuk Program Studi Teknik Pertambangan Institut Teknologi Bandung, oleh :
Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng Pembimbing
RINGKASAN
Selain kuantitas, penggunaan air juga memiliki batasan kualitas. Salah satuya adalah kadar maksimum kontaminan terlarut di dalamnya. Studi ini berlokasi di DAS Lamoare yang merupakan bagian dari lokasi operasi penambangan nikel. Tentunya kegiatan industri pertambangan ini akan memberikan dampak pada kualitas air yang ada, khususnya Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui batasan dari DAS Lamoare serta potensi beban kontaminan Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut yang diterima tiap tahunnya, serta mengetahui pemenuhan standar baku mutu limbah cair kawasan industri yang dikeluarkan Kementerian Lingkungan Hidup pada tahun 1995.
DAS Lamoare memiliki luas sekitar 2.042,4 Ha dengan sedikitnya 8 anak sungai yang mengisi dan memberi kontribusi beban kontaminan pada outlet DAS ini. Dengan meggunakan metode rasional, dapat diprediksikan besar debit optimum yang membawa kontaminan pada DAS ini melalui perhitungan koefisine runoff masing-masing subDAS, besar intensitas curah hujan serta luas area yang terkena pengaruh. Debit optimum yang dimiliki DAS ini sebesar 2.317,7 l/det yang mampu membawa potensi beban Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut masing-masing sebanyak 0.6427 mg/l, 0.0678 mg/l, 0.1268 mg/l dan 1.8682 mg/l tiap detiknya. Hasil perhitungan beban pencemaran sebenarnya (BPA) DAS ini lebih kecil dari pada beban pencemaran maksimum (BPM) nya untuk parameter Fe, Ni dan Mn terlarut sedangkan untuk parameter Cr terlarut, besar beban pencemaran sebenarnya masih berada di atas beban pencemaran maksimum, sehingga berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No: 3 Tahun 1998, DAS Lamoare telah memenuhi standar baku mutu limbah cair kawasan industri untuk parameter Fe, Ni dan Mn terlarut. Sedangkan parameter Cr terlarut masih belum memenuhi standar baku mutu limbah cair industri.
ABSTRACT
Quantity and quality are one of water limitation usage. One of these limitations is maximum load of dissolved contaminant. This research takes location at Lamoare Catchment those parts of nickel mining operation location. This condition will make an impact to the quality of water, especially dissolved Fe, Ni, Mn and Cr. This research’s goal is to delineate Lamoare Catchment and to measure loading potential of dissolved Fe, Ni, Mn and Cr as water contaminant and to know if the government’s standard of liquid waste for industrial activity is fulfil.
Lamoare Catchment Area is about 2,042.4 Ha with at least 8 tributary that gives contribution of water contaminant to this catchment’s outlet. With Rational Method, this catchment’s optimum discharge than contains dissolved Fe, Ni, Mn and Cr can be predicted, with measurement of runoff coefficient and rainfall intensity of each subcatchment. Lamoare catchment has optimum discharge about 2,317.7 l/s that can contain dissolved Fe, Ni, Mn and Cr 0.6427 mg/l, 0.0678 mg/l, 0.1268 mg/l and 1.8682 mg/l every second.
Based on Environmental Ministry Decision No: 3 Tahun 1998, the result of actual loading pollution for dissolved Fe, Ni and Mn at LC3 (Lamoare Creek outlet) is under the maximum loading pollution allowed. For dissolved Cr, the actual loading pollution is above the maximum loading pollution. Therefore, based on Environmental Ministry Decision No: 3 Tahun 1998, Lamoare Catchment has fulfil the standard of liquid waste for industrial activity for dissolved Fe, Ni and Mn parameters, but not for dissolved Cr parameter yet.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunianya, penulis dapat meyelesaikan tugas akhir dengan judul “Studi Hidrologi Daerah Operasi Penambangan Nikel - Sorowako, Kaitannya Dengan Konsentrasi Fe, Ni, Mn dan Cr Terlarut Di Sungai Lamoare”.
Tugas akhir ini merupakan salah satu aplikasi dari ilmu yang didapat penulis selama mengikuti pendidikan tahap Strata satu dan sebagai syarat untuk dapat menyelesaikan studi S-1 Program Studi Teknik Pertambangan, Kelompok Keahlian Tambang Eksplorasi ITB.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih penulis kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing Tugas akhir dan Dosen Wali, atas segala bimbingan dan perhatian yang diberikan kepada penulis selama masa kuliah dan penyusunan tugas akhir ini.
2. Dr.Ir Budi Sulistianto, selaku Ketua Program Studi Teknik Pertambangan ITB.
3. Irwan Iskandar, ST., MT., atas bimbingan dan bantuannya selama penyusunan tugas akhir kepada penulis.
4. Bapak Harry Asmar dan Heru Haryadi untuk segala bantuan yang diberikan kepada penulis selama di lapangan dan setelahnya.
5. Kedua orangtuaku, Ir. F.L Tobing dan V. Br Rambe, yang sangat kuhormati dan kukasihi seumur hidup, adik-adikku Yeyen, Nina, Nisa yang selalu mendukung dan mendoakan penulis sampai akhir, Bang Jimmy yang selalu mendukung dan memberi semangat selama ini.
6. Teman-teman Resimen Mahasiswa Mahawarman Batalyon I/ITB, Ekek 38 (Ucok, Manan, Gino, DanYog, Husni, David), Ekek 39 (Joko, Bin, Haryo, Saiko, Rico dan lainnya), Ekek 40 (Boy, Ditya, Mira dan lainnya) atas dukungan dan semangatnya selama ini, KOMANDO!!!. Teman-teman di Program Studi Teknik Pertambangan ITB, terutama Eksplorasi 2003 (Gino, Fajri, Hadi, Ipul, Alvin dan lainnya), Tambang 2003 (Imam, Bedul, Anil, Eeng, Peter, Arif, Yudi dan lainnya) serta rekan-rekan di HMT dan semua pihak yang tidak dapat penulis ingat satu persatu atas pertemanan dan persahabatan selama ini, yang menjadikan masa kuliah terasa lebih menyenangkan.
Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat dan berguna bagi yang memerlukannya.
Bandung, September 2007
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i HALAMAN PENGESAHAN ii RINGKASAN iii ABSTRAK iv KATA PENGANTAR vDAFTAR ISI vii
DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Tujuan Penelitian 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Metodologi Penelitian 4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pelapukan Lateritik Pada Batuan Ultramafik 5 2.1.1 Genesa Nikel Laterit 6 2.1.2 Efek Fe, Ni, Mn dan Cr bagi Kesehatan Manusia 8 2.2 Parameter Fisika – Kimia Air 10 2.2.1 Total Suspended Solid (TSS) 10 2.2.3 Total Dissolved Solid (TDS) 10
2.2.4 Dissolved Oxygen (DO) 11
2.2.5 Potensial Reduksi – Oksidasi (Eh) 11 2.2.6 Derajat Keasaman (pH) 11
2.3 Siklus Hidrologi 13
2.4 Metode Rasional 14
2.4.1 Koefisien Runoff 15
2.4.2 Intensitas Curah Hujan 18
2.4.3 Daerah Tangkapan Air 19
BAB III KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian dan Ketercapaiannya 20
3.2 Iklim dan Curah Hujan 21
3.3 Geologi Regional 21
3.4 Morfologi dan Topografi 24
3.5 Hidrologi dan Hidrogeologi Umum 26 3.5.1 Sistem Airtanah Bebas (A) 27 3.5.2 Sistem Airtanah Tertekan (B) 28
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Pengamatan Lapangan 30
4.1.1 Pemetaan dan Delineasi Catchment 30
4.1.2 Pengukuran Debit 33
4.1.3 Sampling Air Permukaan dan Airtanah 35 4.2 Hasil Analisis Laboratorium 36 4.2.1 Hasil Analisis Laboratorium Air 36 4.2.2 Hasil Analisis Isotop Air 36
4.3 Perhitungan Debit Maksimum 37
4.3.1 Intensitas Curah Hujan 37
4.3.2 Koefisien Runoff 37
4.3.3 Hasil Perhitungan Debit Maksimum 38 4.4 Simulasi Konsentrasi Fe, Ni, Mn dan Cr Terlarut di LC3 41 4.5 Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri 45
4.5.1 Beban Pencemaran Maksimum (BPM) dan Beban Pencemaran Sebenarnya (BPA) di LC3
47
BAB V PEMBAHASAN
5.1 Aspek Geologi 50
5.2 Aspek Hidrologi dan Hidrogeologi 50
5.3 Aspek Hidrokimia 52
5.4 Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri 53
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan 54 6.2 Saran 55 DAFTAR PUSTAKA 56 LAMPIRAN 58 ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Discharge Cr6+ menuju LC3 (Danau Matano) & LMK (Mahalona Lake) – tahun 2001- Sept 2005 (PT INCO) 1 Gambar 1.2 Discharge Nikel di Danau Matano & Danau Mahalona– tahun
2001-2005 (PT INCO) 2
Gambar 1.3 Diagram Alir Penelitian 4
Gambar 2.1 Zonasi pelapukan di atas batuan ultramafik (lubang borCIII-TB1511 endapan Ni-lateritik Gebe) (Darijanto, 1988) 5 Gambar 2.2 Skema pembentukan bijih nikel dalam penampang laterit di atas
batuan ultramafik (Darijanto, 1988) 7 Gambar 2.3 Penampang skematik endapan nikel laterit New Caledonia
(menurut de Chetelat, dalam Boldt, 1967) 7 Gambar 2.4 Diagram Eh-pH untuk Fe, Ni, Mn dan Cr pada temperatur 250C
dan tekanan 1 atm (Takeno, 2005) 12 Gambar 2.5 Siklus hidrologi (Mori,1977) 13 Gambar 3.1. Peta Lokasi Wilayah IUP PT. INCO di Kabupaten Luwu Timur,
Provinsi Sulawesi Selatan 20
Gambar 3.2 Peta Geologi Daerah Penelitian (Peta Geologi Lembar Malili,
PPPG, 1991) 23
Gambar 3.3 Peta Topografi Catchment Area Sungai Lamoare 25 Gambar 3.4 Pola Interaksi S. Lamoare dengan Sistem Airtanah 26 Gambar 3.5 Pola dan Arah Aliran Airtanah di DAS Lamoare 27 Gambar 3.6 Sketsa Sistem dan Arah Aliran di Kedua Sistem Airtanah 29 Gambar 4.1 Peta DASLamoare Hasil Delineasi Menggunakan WMS7.1 32 Gambar 4.2 Kondisi Badan Air Sungai Lamoare dan Pengukuran Debit 35
Gambar 4.3 Meteorik Water Line 37
Gambar 4.4 Model Pola Aliran Air Sungai Lamoare Menuju LC3 39 Gambar 4.5 Pola Aliran Lamoare Untuk Perhitungan Konsentrasi Kontaminan 41
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Koefisien runoff untuk metode rasional (Hassing, 1995) 16 Tabel 2.2 Hydologic Soil Properties Classified by Soil Texture 16 Tabel 2.3 Koefisien Runoff berdasar LandUse dan HydrologicSoil & Slope
Range 17
Tabel 3.1 Curah hujan Sorowako tahun 1992-2003 21 Tabel 4.1 Pengamatan Lapangan dan Sampling 30 Tabel 4.2 Titik Pengamatan pada DAS Lamoare 31
Tabel 4.3 DASLamoare 31
Tabel 4.4 Pengamatan dan Sampling Air 35 Tabel 4.5 Koefisien Runoff Masing-masing Sub-DAS 38 Tabel 4.6 Tabulasi Pengukuran Debit dari Sub-DAS Lamoare 38 Tabel 4.7 Perhitungan Matematis Discharge Sub-DAS Sungai Lamoare 40 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Debit Maksimum LC3 Saat Hujan 40 Tabel 4.9 Hasil Simulasi Perhitungan Debit Maksimum dengan Metode
Rasional 40
Tabel 4.10 Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Fe terlarut di LC3 42 Tabel 4.11 Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Ni terlarut di LC3 42 Tabel 4.12 Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Mn terlarut di
LC3 43
Tabel 4.13 Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Cr terlarut di LC3 43 Tabel 4.14 Tabulasi Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi (mg/L) Beban
Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut di LC3 44 Tabel 4.15 Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri 1995 46 Tabel 4.16 Perbandingan Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri
1995 Terhadap Konsentrasi Pengukuran Pada Sub-DAS Harapan dan LC3
46
