PENCEMARAN AIR DAN TANAH DI KAWASAN PERTAMBANGAN BATUBARA DI PT. BERAU COAL, KALIMANTAN TIMUR

Permasalahan lingkungan dalam aktivitas pertambangan batubara umumnya terkait dengan Air Asam Tambang (AAT) atau Acid Mine Drainage (AMD). Air tersebut terbentuk sebagai hasil oksidasi mineral sulfida tertentu yang terkandung dalam batuan oleh oksigen di udara pada lingkungan berair (Sayoga, 2007).

Artikel ini berbasis kepada riset di lingkungan pertambangan PT. Berau Coal yang terletak di Kabupaten Berau, Kalimantan Timur (Gambar 1). Metoda penambangan yang dilakukan pada PT. Berau Coal sampai saat ini adalah tambang terbuka (open pit mining) dengan menggunakan alat mekanis truck dan shovel (Subardja, 2007). Pengupasan tanah penutup (overburden), penggalian batubaranya sendiri, serta waste material menyebabkan tersingkapnya tanah/batuan yang mengandung mineral sulfida, antara lain berupa Pirit (Pyrite) dan Markasit (Marcasite). Mineral sulfida tersebut selanjutnya bereaksi dengan oksidan dan air membentuk air asam tambang. Air asam tambang ini akan mengikis tanah dan batuan yang berakibat pada larutnya berbagai logam seperti besi (Fe), cadmium (Cd), mangan (Mn), dan seng (Zn). Dengan demikian, selain dicirikan oleh pH yang rendah, air asam tambang juga akan mengandung logam-logam dengan konsentrasi tinggi, sehingga dapat berakibat buruk pada kesehatan lingkungan maupun manusia (Juari, 2006).

Kegiatan penambangan batubara di Lati telah dilengkapi dengan sistem pengolahan air limbah menggunakan metode pengendalian aktif. Penetralan pH dilakukan dengan mencampurkan Kalsium Hidroksida (CaOH) secara langsung ke air asam tambang yang ada pada kolam pengendapan dengan menggunakan sistem kincir (Subardja, 2007). Jumlah CaOH yang diberikan disesuaikan dengan aliran (debit) air asam. Cara ini cukup efektif untuk menurunkan tingkat keasaman air secara drastis hingga mencapai pH normal – basa (pH > 6-7) sebelum masuk ke badan sungai. Meskipun demikian, data yang diperoleh dari pengambilan kualitas air di sepanjang Sungai Lati (dari hulu – hilir) memperlihatkan nilai pH yang berfluktuasi dan cenderung asam. Kondisi seperti ini mencerminkan bahwa sepanjang perjalanan aliran sungai terjadi suplai substrat (mineral sulfida) sebagai pemicu terbentuknya air asam tambang yang menyebabkan naiknya keasaman air.

 

Formasi pembawa lapisan batubara pada daerah potensi batubara konsesi PT. Berau Coal adalah Formasi Berau dan Formasi Lati. Formasi ini terdiri dari satuan batupasir, mudstone, batulanau, batulempung, batubara dan batugamping. Ketebalan Formasi Berau atau Formasi Lati berkisar 600 meter hingga 1.600 meter, umur Miosen Tengah hingga Miosen Atas dan diendapkan dalam lingkungan delta dan laut dangkal. Formasi ini jari jemari dengan Formasi Sterile di bagian bawahnya dan tidak selaras dengan Formasi Labanan di bagian atasnya (Subardja, 2007).

Analisis dilakukan dengan melakukan korelasi penurunnya pH dengan parameter lain yang dapat digunakan sebagai data proxy sumber pencemar di lokasi studi yang secara umum mengandung mineral sulfida.

Reaksi-reaksi yang terjadi sebagai akibat terjadinya kontak mineral sulfida (pirit) dengan udara dan air di lapangan digambarkan sebagai berikut (lihat reaksi i). Reaksi pertama adalah oksidasi pirit oleh oksigen. Sulfur dioksidasi menjadi sulfat dan melepaskan besi ferro. Reaksi ini menghasilkan 2 mol asiditas untuk setiap satu mol pirit yang dioksidasi.

2FeS + 7O₂ +2H₂O → 2Fe²⁺ + SO4 ^2- + 4 H⁺............ (i) Pyrite + Oksigen + air → besi ferro + sufat + asiditas

Reaksi kedua adalah reaksi konversi besi ferro menjadi besi ferri dengan mengkonsumsi satu mol asiditas. Laju reaksi ini bergantung pada pH dengan diawali oleh reaksi yang berjalan sangat lambat pada kondisi asam (pH 2 – 3) . Reaksi ini dianggap sebagai tahap penetapan laju (rate determining step) dalam produksi asam secara keseluruhan.

4Fe³⁺ + 0₂ + 4H⁺ → 4Fe³⁺ + 2H₂O...................(ii)

Besi ferro + oksigen + asiditas → Besi ferri + air

Reaksi ketiga merupakan reaksi terjadinya hidrolisa besi. Hidrolisa adalah reaksi pemisahan molekul air. Tiga mol asiditas yang dihasilkan sebagai produk samping (by product). Bentuk ferohidroksida tergantung pada pH. Ferri hidroksida dalam bentuk padatan akan banyak terbentuk pada pH diatas 3,5. Pada nilai pH dibawah itu maka ferri hidroksida solid sedikit yang terbentuk bahkan mungkin tidak mengalami presipitasi.

4Fe³⁺ + 12H₂O → 4Fe(OH)₃→ + 12H⁺.......... (iii)

Reaksi keempat adalah oksidasi penambahan pirit oleh besi ferri. Besi ferri dihasilkan pada reaksi satu dan dua. Ini merupakan siklus pembelahan sendiri dari reaksi secara keseluruhan. Reaksi ini terjadi sangat cepat dan terus menerus sampai besi ferri atau pirit habis. Dalam reaksi ini besi bertindak sebagai agen pengoksidasi.

FeS2 + 14 Fe3+ + 8H2O → 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+ ............... (iv)

Nilai pH di titik inlet setting pond pada dua kondisi (hujan dan tidak hujan) memiliki nilai yang hampir sama. Namun pada titik outlet, artinya setelah mengalami pengolahan secara aktif menggunakan CaOH, nilai pH pada musim hujan dibawah normal (pH < 6,3) sementara pada saat kondisi cerah nilai pH di atas normal bahkan cenderung basa (pH > 9,7). Dengan asumsi bahwa Jumlah CaOH yang diberikan tepat disesuaikan dengan aliran (debit) air asam, maka dengan volume yang lebih besar akan membutuhkan CaOH yang lebih banyak. Dengan demikian pH yang keluar dari outlet tidak akan dipengaruhi oleh perubahan volume aliran. Namun pH hasil pengolahan pada kondisi hujan ternyata lebih rendah daripada kondisi cerah. Ini memberikan indikasi adanya material terlarut yang mengandung mineral sulfida (pirit) terbawa masuk ke settling pond melalui proses run off. Hal ini menyebabkan kandungan asam meningkat. Berdasarkan pengamatan, pada saat hujan memang terdapat aliran air masuk dari daerah sekitarnya, baik dari disposal maupun tanah asli.

Pengenceran secara teoritis akan menurunkan kadar besi sulfat atau asam sulfat yang terbentuk. Namun karena masukan dari beberapa disposal tersebut juga memiliki pH rendah, maka pH di settling pond juga tetap rendah. Lingkungan tanah di sekitar settling pond diwakili oleh hasil analisis tanah dengan kode S1 yaitu dari Disposal Q8. Hasil analisis pH H₂O untuk S1 memberikan nilai pH = 3,6 sampai kedalaman lebih dari 20 cm dan pH = 3,75 pada kedalaman kurang dari 20 cm. Dengan demikian kontribusi lahan di sekitar kolam pengendapan (aliran run off) memberikan potensi peningkatan keasaman.

Fluktuasi pH memberikan gambaran adanya dampak lingkungan baik secara alami maupun pengaruh dari limbah penambangan. Hasil analisis data yang diperoleh baik di lapangan maupun analisis laboratorium, baik dari sampel air maupun sampel tanah, menunjukkan bahwa keasaman air di sepanjang Sungai Lati lebih disebabkan oleh faktor lingkungan di sekitar penambangan batubara, daripada pencemaran dari limbah hasil pengolahan batubara. Hal ini ditunjukkan dengan pH sampel air dari outlet pengolahan sebesar 6,3 pada saat hujan dan 9,7 pada saat tidak hujan. Setelah mendapatkan masukan dari aliran sungai yang berasal dari disposal, pH Sungai Lati kembali turun pada nilai 4. Oleh karena itu pengelolaan lahan bekas tambang perlu dilakukan secermat mungkin untuk menghindari kontak dengan udara dan air dari luar. Untuk meminimalisir polutan dari lokasi bekas tambang ataupun tanah disekitar penambangan batubara yang kaya akan mineral sulfida, bisa diakukan dengan tiga cara. Sistem penanganan yang dimaksud adalah sistem mekanis/teknis, agronomis, dan kemis. Ketiga sistem tersebut bertujuan sama yaitu menghindari kontak langsung antara mineral sulfida dengan udara dan air serta pengikatan besi dan asam sulfat yang terbentuk sebagai hasil dari proses oksidasi. Polutan dari proses pengolahan batubara dapat diantisipasi dengan sistem pengolahan aktif.

Daftar Pustaka:

Badan Pengendalian Lingkungan Hidup Daerah (BPLHD) Provinsi Jawa Barat. 2005. Status Lingkungan Hidup Provisi Jawa Barat.

Juari, S. S. 2006. Potensi Penggunaan Hidrotalsit dalam Remediasi Air Asam Tambang di Lahan Gambut. Seminar Nasional RPKLT Pertanian UGM, 1 Februari 2006.

Keputusan Menteri Kesehatan. 2002. Syarat-syarat dan Pengawasan Kuanitas Ar Minum.

KepMenKes RI No. 907/MENKES/SK/VII/ 2002.

Mason, C.F. 1993. Biology of Freshwater Pollution. Second Edition. Longman Scientifis and Technical, New York. 351 p.

Peraturan Menteri Kesehatan. 1990. Air Minum. Permenkes No. 41/MenKes/Per/IX/1990.

Sayoga, R. G. 2007. Pengelolaan Air Tambang: Aspek Penting dalam Pertambangan yang Berwawasan Lingkungan. Pidato Ilmiah, majelis Guru Besar ITB. Jurusan Teknik Pertambngan ITB.

Subardja, A et al. 2007. Pemulihan Kualitas Lingkungan Penambangan Batubara: Karakterisaasi dan Pengendalian air asam Tambang di Berau. Laporan Teknis, Proyek DIPA Puslit Geoteknologi – LIPI TA 2007.

Suripin. 2004. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. ANDI – Yogyakarta.

Witoro, S. S. 1997. Pengelolaan Lingkungan Pertambangan. Disampaikan pada seminar LINGKUNGAN: Peran Pendidikan Teknik Lingkungan dalam Pembanguan Bangsa, Lustrum IX Pendidiakan Teknik Lingkungan ITB, 15 Desember 2007, Dirjen Mineral, Batubara dan Panas Bumi, Departemen ESDM.