BAB II ISI
2.1 2.1
AIR AIR ASAM SAM TAMBAN MBANG G (AA (AAT T) 2.1.1 Pengertian Air Asam Tambang Tambang (AAT) (AAT)
Air Air Asam sam Tamban mbang g (AA (AAT) atau atau dise disebu butt juga juga Acid cid Mi Mine ne Draina Drainage ge (AMD) (AMD),, yang yang disebu disebutt juga juga Ac Acid id Rock Rock Draina Drainage ge (ARD) (ARD) terjadi sebagai akibat proses fisika dan kimia yang cukup kompleks yang yang melib melibatk atkan an beber beberapa apa faktor faktor dalam dalam kegiat kegiatan an perta pertamba mbanga ngan. n. Kegiatan Kegiatan pertamba pertambangan ngan ini dapat dapat berupa berupa tambang tambang terbuka terbuka maupun maupun tambang dalam (baa! tana!). "mumnya keadaan ini terjadi karena sulfur sulfur yang yang terjadi terjadi dalam dalam batuan batuan teroksida teroksidasi si seca secara ra alamia! alamia! (pada (pada proses pembukaan pembukaan tambang). #elanjutnya dengan kondisi kelembaban kelembaban lingku lingkung ngan an yang yang cukup cukup tinggi tinggi akan akan meny menyeba ebabka bkan n oksid oksidaa sulfu sulfur r tersebut beruba! menjadi asam.
$ambar Air Asam Tambang Tambang Kual Kualit itas as air air digu diguna naka kan n seba sebaga gaii pemb pemban andi ding ng dala dalam m usa! usa!aa pemantauan pemantauan ketika tambang sedang berjalan. %engukuran kualitas air dapat ditentukan dari beberapa faktor yaitu & '. Temperatur Temperatur yang terukur adala! su!u yang dianggap
normal pada daera! tersebut. . Derajat Derajat keasaman keasaman (p) *ilai p menunjukk menunjukkan an derajat derajat keasama keasaman n dala dalam m air air diny dinyat atak akan an seba sebaga gaii loga logari ritm tmaa kons konsen entr tras asii ion ion + +.. aruta arutan n bersif bersifat at asa asam m bila bila nilai nilai p kurang kurang dari - dan larutan larutan bersifat basa bila nilai p lebi! dari dari -. . Ke Keke keru ru!a !an n dan dan pada padata tan n terl terlar arut ut Ke Keke keru ru!a !an, n, muat muatan an pada padatt tersuspensi dan residu terlarut merupakan sifat fisik air yang saling berkait. #emakin tinggi muatan padat tersuspensi maka semakin tinggi nilai residu terlarut dan kekeru!an air. /. Daya Daya !antar !antar listri listrik k (D) (D) ata atau u ele electr ctroco ocondu nducti cti0ity 0ity Daya Daya !antar !antar listrik menggambarkan jumla! ion1ion yang terlarut dalam air. 2. D3 3ksig 3ksigen en terlar terlarut ut merup merupaka akan n 3 bebas bebas yang terdapat terdapat dalam dalam perairan dan secara kimia tidak bereaksi dengan air serta berperan dalam proses penguraian ba!an organik secara biologis. 4 ogam ogam Kandungan Kandungan logam1log logam1logam am dapat dapat mempengaru mempengaru!i !i ke!idupan ke!idupan biota air terutama terutama logam berat yang yang dapat meracuni meracuni manusia. #umber #umber1su 1sumb mber er air asa asam m tamban tambang g ini antara antara lain lain berasa berasall dari dari kegiatan kegiatan sebagai berikut & a. Air dari lokasi lokasi penamb penambanga angan n apisa apisan n batua batuan n akan akan terbuk terbukaa sebaga sebagaii akibat akibat dari dari terkup terkupas asny nyaa lapi lapisa san n tana tana! ! penu penutu tup, p, se!i se!ing ngga ga sulf sulfur ur yang yang terd terdap apat at dala dalam m batubara akan muda! teroksidasi dan bila bereaksi dengan air akan membentuk air asam tambang. b. Air dari lokasi lokasi penimbunan Timbunan batubara dapat meng!asilkan air asam tambang karena adany adanyaa kontak kontak langsu langsung ng denga dengan n udara udara bebas bebas yang yang selan selanjut jutny nyaa terjad terjadii pelar pelaruta utan n akibat akibat adany adanyaa air. air. Mas Masala ala! ! ini berka berkaita itan n erat erat deng dengan an pros proses es pemb pemben entu tuka kan n batu batuba bara ra dima dimana na pemb pemben entu tuka kan n batubara terdapat sulfur dan mineral pengotor yang berupa mineral sulfida (pyrit). Air lokasi penimbunan ini merupakan sumber air utama air asam tambang.
normal pada daera! tersebut. . Derajat Derajat keasaman keasaman (p) *ilai p menunjukk menunjukkan an derajat derajat keasama keasaman n dala dalam m air air diny dinyat atak akan an seba sebaga gaii loga logari ritm tmaa kons konsen entr tras asii ion ion + +.. aruta arutan n bersif bersifat at asa asam m bila bila nilai nilai p kurang kurang dari - dan larutan larutan bersifat basa bila nilai p lebi! dari dari -. . Ke Keke keru ru!a !an n dan dan pada padata tan n terl terlar arut ut Ke Keke keru ru!a !an, n, muat muatan an pada padatt tersuspensi dan residu terlarut merupakan sifat fisik air yang saling berkait. #emakin tinggi muatan padat tersuspensi maka semakin tinggi nilai residu terlarut dan kekeru!an air. /. Daya Daya !antar !antar listri listrik k (D) (D) ata atau u ele electr ctroco ocondu nducti cti0ity 0ity Daya Daya !antar !antar listrik menggambarkan jumla! ion1ion yang terlarut dalam air. 2. D3 3ksig 3ksigen en terlar terlarut ut merup merupaka akan n 3 bebas bebas yang terdapat terdapat dalam dalam perairan dan secara kimia tidak bereaksi dengan air serta berperan dalam proses penguraian ba!an organik secara biologis. 4 ogam ogam Kandungan Kandungan logam1log logam1logam am dapat dapat mempengaru mempengaru!i !i ke!idupan ke!idupan biota air terutama terutama logam berat yang yang dapat meracuni meracuni manusia. #umber #umber1su 1sumb mber er air asa asam m tamban tambang g ini antara antara lain lain berasa berasall dari dari kegiatan kegiatan sebagai berikut & a. Air dari lokasi lokasi penamb penambanga angan n apisa apisan n batua batuan n akan akan terbuk terbukaa sebaga sebagaii akibat akibat dari dari terkup terkupas asny nyaa lapi lapisa san n tana tana! ! penu penutu tup, p, se!i se!ing ngga ga sulf sulfur ur yang yang terd terdap apat at dala dalam m batubara akan muda! teroksidasi dan bila bereaksi dengan air akan membentuk air asam tambang. b. Air dari lokasi lokasi penimbunan Timbunan batubara dapat meng!asilkan air asam tambang karena adany adanyaa kontak kontak langsu langsung ng denga dengan n udara udara bebas bebas yang yang selan selanjut jutny nyaa terjad terjadii pelar pelaruta utan n akibat akibat adany adanyaa air. air. Mas Masala ala! ! ini berka berkaita itan n erat erat deng dengan an pros proses es pemb pemben entu tuka kan n batu batuba bara ra dima dimana na pemb pemben entu tuka kan n batubara terdapat sulfur dan mineral pengotor yang berupa mineral sulfida (pyrit). Air lokasi penimbunan ini merupakan sumber air utama air asam tambang.
2.1.2 Proses Te Terjadinya Air Asam Asam Tambang Tambang
%rinsi %rinsip p terjad terjadiny inyaa air asam asam tamban tambang g adala adala! ! adany adanyaa reaks reaksii pembentukan pembentukan + yang merupakan merupakan ion pembentuk asam akibat oksida oksidasi si minera mineral1m l1mine ineral ral sulfi sulfida da dan dan berea bereaksi ksi denga dengan n air (3). (3). Kemudian oksidasi dari 5e+, !idrolisis 5e+ dan pengendapan logam !idroksida. %rinsip tersebut bila dili!at secara kimia, sedangkan secara biologi terjadi air asam tambang akibat adanya adanya bakteri1bakteri tertentu yang yang sanggup sanggup untuk untuk memperce mempercepat pat proses proses (katalisa (katalisator) tor) dari oksida oksida mineral1mineral mineral1mineral sulfida dan oksidasi1oksidasi besi.
6erikut reaksi pembentukan air asam tambang secara kimia dan secara biologi & '. #eca #ecara ra Kimi Kimiaa 3ksi 3ksida dasi si mine minera ral1 l1mi mine nera rall sulf sulfid idaa (dal (dalam am bent bentuk uk pyri pyrit) t) yang yang menyebabkan keasaman dari air asam tambang dapat digambarkan dengan tiga reaksi & a. 5e# + -7 3 + 3 8 5e+ 5e+ + #3/1 #3/1 + + b. 5e+ + 9 3 + + 8 5e+ + : 3 c. 5e+ + 3 8 5e(3) ; + +
+
d. 5e# + '27/ 3 + -7 3 8 #3/ #3/ + 5e(3) ; %ersamaan a. menunjukkan oksidasi dari kristal pyrit ole! oksigen, /
persamaan b. menunjukkan oksidasi dari ferrous iron (5e+) menjadi 5erric iron dan persamaan c. menunjukkan !idrolisis ferric iron dan pengendapannya menjadi besi !idroksida <5e(3)=. 6ila ketiga persamaan tersebut dijumla! akan memberikan !ubungan stokiometri secara menyeluru! . #ecara 6iologi Kondisi keasaman dari pelapukan ion1ion !idrogen selama oksidasi dapat pula disebabkan karena adanya akti0itas biologi ole! bakteri1bakteri. 6akteri tersebut mampu untuk mempercepat proses oksidasi dari mineral1mineral sulfida dan oksidasi besi serta mendapat energi !asil pelepasan energi dari proses oksidasi. 6akteri ini termasuk dalam subgroup strick aerobes, genus trob!asillus, species t!iobasillus, ferro>idans (kadang1kadang dijumpai 5errobacillus ferro>idans). %ersamaan
reaksi
terbentuknya
air
asam
tambang
berdasarkan akti0itas biologi sebagai berikut & 5e# + 3 + -7 3 8 5e+ + #3/1 5e+ + 9 3 + 27 3 T.5erro>idans 8 5e(3) + +
+
5e# + -7 3 + '27/ 3 8 5e(3) ; + #3/ Dari reaksi kimia dan biologi di atas dapat dili!at bagaimana terbentuk asam sulfat (#3/) yang merupakan asam kuat, dengan adanya kadar asam sulfat ini menyebabkan air yang mengalir pada daera! yang terjadi proses kimia dan biologi tersebut akan bersifat asam, inila! yang disebut air asam tambang. Air asam tambang ini dapat dikenal dari arna jingga atau mera! dari endapan besi !idroksida di dasar aliran atau bau belerang, tetapi ini tidak selalu terjadi karena ada air asam tambang yang arnanya agak jerni!.
2.1.3 Smber!Smber Air Asam Tambang
Air asam tambang dapat terjadi pada kegiatan penambangan baik itu tambang terbuka maupun tambang baa! tana!. "mumnya keadaan ini terjadi karena unsur sulfur yang terdapat di dalam batuan
2
teroksidasi secara alamia! didukung juga dengan cura! !ujan yang tinggi semakin mempercepat peruba!an oksida sulfur menjadi asam. #umber ? sumber air asam tambang antara lain berasal dari kegiatan? kegiatan berikut & '. Air dari tambang terbuka apisan batuan akan terbuka sebagai akibat dari terkupasnya lapisan penutup, se!ingga unsur sulfur yang terdapat dalam batuan sulfida akan muda! teroksidasi dan bila bereaksi air dan oksigen akan membentuk air asam tambang. . Air dari unit pengola!an batuan buangan Material yang banyak terdapat pada limba! kegiatan penambangan adala! batuan buangan ( aste rock ). @umla! batuan buangan ini akan semakin meningkat dengan bertamba!nya kegiatan penambangan. #ebagai akibatnya, batuan buangan yang banyak mengandung sulfur akan ber!ubungan langsung dengan udara terbuka membentuk senyaa sulfur oksida selanjutnya dengan adanya air akan membentuk air asam tambang. a. Air dari lokasi penimbunan batuan Timbunan batuan yang berasal dari batuan sulfida dapat meng!asilkan air asam tambang karena adanya kontak langsung dengan udara yang selanjutnya terjadi pelarutan akibat adanya air. b. Air dari unit pengola!an limba! tailing Kandungan unsur sulfur di dalam tailing diketa!ui mempunyai potensi dalam membentuk air asam tambang, p dalam tailing pond ini biasanya cukup tinggi karena adanya penamba!an !ydrated lime untuk menetralkan air yang bersifat asam yang dibuang kedalamnya. Air yang masuk ke dalam tailing pond yang bersifat asam tersebut diperkirakan akan menyebabkan limba! asam bila merembes keluar dari tailing pond.
2.1." Minera#$Mainera# Pembent% Air Asam Tambang
Mineral?mineral yang terdapat pada batuan penutup di daera!
4
pertambangan adala! kandungan sulfida alami, paling umum yaitu dalam bentukpirit. Apabila mineral1mineral ini terkena oksigen dan air selama penambangan, maka akan mengalami oksidasi se!ingga meng!asilkan air
asam
sulfat.
Dibaa!
ini
menjelaskan
reaksi pirit dengan oksigen dan air& 5e# + '27/3 + -73 5e(3) + #3/ Air asam tambang terbentuk ketika mineral1mineral sulfida dalam batuan muncul di permukaan pada kondisi oksidasi. 6anyak tipe dari mineralsulfida, sulfida besi yang sering terdapat pada batubara yang didominasi piritdan markasit. 6eberapa sulfida1sulfida logam yang dapat menyebabkan air asam tambang& @enis1jenis #ulfida *o ' / 2 4 C 'E
Rumus #enyaa 5e# 5e# 5e>#> Bu# Bu# Bu 5e# Mo# *i# %b# Fn#
*ama #enyaa %yrite Marcasite %yrr!otite B!alcosite Bo0ellite B!alcopyrite Molybdenite Millerite $alena #p!alerite
Apabila mineral1mineral sulfida muncul di permukaan pada kondisi oksidasi, maka mineral1mineral sulfida akan teroksidasi, bereaksi dengan air dan oksigen menjadi kondisi asam tinggi, kaya akan sulfat. Komposisi logam dan konsentrasi1konsentrasi pada tipe mineral sulfida !adir dalam jumla! yang banyak. 6erdasarkan persamaan kimia dapat diketa!ui prosesnya sebagai berikut& %ersamaan ' &5e# + -73 + 3 5e+ + #3/1 + + %ersamaan &5e+ + '7/3 + + 5e+ + '73 %ersamaan &5e+ + 3 5e(3) + +
-
%ersamaan / & 5e# + '/5e+ + C3 '25e+ + #3 /1 + '4+ %ersamaan
', besi
sulfida
teroksidasimelepaskan
besi
ferro,sulfatdanasam %ersamaan , besi ferro dalam persamaan dua akan teroksidasi menjadi besi ferri %ersamaan , besi ferri dapat ter!idrolisis dan membentuk ferri !idrosida danasam. %ersamaan /, besi ferro secara langsung bereaksi dengan pirit dan berlaku sebagai katalis yang menyebabkan besi ferro yang sangat besar, sulfat dan asam.
2.1.& 'ama% ang 'itimb#%an A%ibat Air Asam Tambang (AAT)
Dampak yang dapat ditimbulkan akibat air asam tambang adala! terjadinya pencemaran lingkungan, dimana komposisi atau kandungan air di daera! yang terkena dampak tersebut akan beruba! se!ingga dapat
mengurangi
kesuburan
tana!,
mengganggu
kese!atan
masyarakat sekitarnya, dan dapat mengakibatkan korosi pada peralatan tambang. Derajat keasaman tana! yang tela! tercemar akibat air asam tambang ini akan semakin meningkat, se!ingga tanaman tidak dapat tumbu! karena derajat keasaman tana!nya terlalu tinggi. Apabila air asam tersebut mencemari air tana! maupun aliran air sungai dimana masyarakat memanfaatkan air tersebut maka dapat mengganggu kese!atan masyarakat sekitar, diantaranya dapat menimbulkan penyakit diare maupun penyakit lainnya yang ber!ubungan dengan pencernaan. #edangkan air asam tambang juga dapat mempercepat proses pengkaratan
pada peralatan tambang,
se!ingga perlu
penanganan agar pengaru! yang ditimbulkan dari air asam tersebut tidak merusak peralatan tambang.
2.1.* Pengenda#ian Air Asam Tambang
%engendalian air asam tambang secara umum dapat dilakukan dengan
C
cara & '. %encega!an atau pengendalian proses pembentukan asam "paya mencega! dapat dilakukan dengan cara & a. Mengisolasi mineral sulfida Dengan memisa!kan material yang mengandung mineral sulfida dari air dan udara akan mencega! terjadinya reaksi oksidasi. b. Mengendalikan aliran air 1 Mencega! aliran air permukaan masuk ke material asam 1 Mencega! penyerapan air !ujan pada material asam 1 Mencega! aliran air tana! masuk pada lokasi material asam . Mengendalikan perpinda!an air asam yang tela! terbentuk al ini dapat dilakukan dengan & 1 %embuatan saluran penirisan di sepanjang daera! sumber air asam 1 %emasangan sistem pipa penirisan di baa! timbunan peng!asil air asam untuk selanjutnya dialirkan ke dalam kolam pengendapan. . Menampung dan menetralkan air asam yang tela! terbentuk Komposisi air asam tambang terdiri dari asam sulfat dan besi sulfat. Dalam !al ini besi sulfat berada dalam bentuk ferro (5e+) ataupun ferri (5e+). #ala! satu proses pengola!an ter!adap air asam tambang ini adala! proses netralisasi asam dengan senyaa alkali, oksida besi (GG) menjadi besi (GGG) yang tidak larut dan proses sedimentasi untuk meng!asilkan endapan yang berbentuk 5e+. Air asam yang terjadi ditampung pada kolam pengendapan yang berfungsi sebagai sarana pemantauan kualitas air sekaligus tempat penetralan air asam sebelum dilepaskan ke alam.
2.2
AIR TANA+ 2.2.1 Pengertian Air Tana,
Air tana! adala! air yang terdapat dalam lapisan tana! atau bebatuan di baa! permukaan tana!. Air tana! merupakan sala! satusumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemuli!annya sulit dilakukan. Menurut 6ud!ikusansusilo, air tana! ($roundater) adala! nama untuk menggambarkan air yang tersimpan di baa! tana! dalam batuan yang permeabel. %eriode penyimpanannya dapat berbeda aktunya bergantung dari kondisi geologinya (beberapa minggu ? ta!un). %ergerakan air tana! dapat muncul ke permukaan, dengan manifestasinya sebagai mata air (spring) atau sungai (ri0er). Menurut erlambang ('4&2) air tana! adala! air yang bergerak di dalam tana! yang terdapat didalam ruang antar butir1butir tana! yang meresap ke dalam tana! dan bergabung membentuk lapisan tana! yang disebut akifer. apisan yang muda! dilalui ole! air tana! disebut lapisan permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tana! disebut lapisan impermeable, seperti lapisan lempung atau gelu!. apisan yang dapat menangkap dan meloloskan air disebut akuifer. #ecara !idrologis air di baa! tana! dapat dibedakan menjadi air pada daera! yang tak jenu! dan air pada daera! jenu!. Daera! tak jenu! yang umumnya terdapat pada bagian teratas dari lapisan tana! dicirikan ole! gabungan antra material padatan, air dalam bentuk air absorpsi, air kapiler, dan air infiltrasi, serta gas7udara. Daera! ini dipisa!kan dari daera! jenu! ole! jaringan kapiler. Air yang berada pada daera! jenu! disebut air tana!.
2.2.2 Asa#$ -s# Air Tana, dan Siat Air Tana,
Adala! !al yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya air (tana!), untuk mema!ami asal1usul ( origin) dan sifat1sifat
'E
(nature) air tana!, agar tidak terjadi kesala!1pengertian tentang sumberdaya
yang
dikelola.
Kesala!1pengertian
tersebut
akan
menjadikan tujuan meujudkan kemanfaatan air tana! terutama bagi kaum miskin pengelolaan tidak mencapai sasarannya, ba!kan justru akan menimbulkan dampak yang merugikan bagi keterdapatan air tana! itu sendiri serta kaum miskin tersebut. al1!al pokok yang perlu dipa!ami tentang asal1usul dan sifat1sifat air tana! antara lain tentang& Asal air tana!, %embentukan air tana!, ada! air tana!, pegaliran dan imbu!an air tana! serta mutu air tana!.
1. Asa# Air Tana,
Air tana! merupakan air yang berada di baa! permukaan tana! dan terletak pada Hona jenu! air. Air tana! berasal dari permukaan tana!, misalkan !ujan, sungai, danau. Dan dari dalam bumi sendiri diamana air tersebut terjadi bersama1sama dengan batuannya, misalkan pada aktu terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak ole! batuan endapan tersebut. Bonto!nya& air fosil yang biasanya asin air 0olkanik ? panas dan mengandung sulfur.
2. Pembent%an Air Tana,
Air tana! adala! semua air yang terdapat di baa! permukaan tana! pada lajur7Hona jenu! air ( zone of saturation). Air tana! terbentuk berasal dari air !ujan dan air permukan , yang meresap (infiltrate) mula1mula ke Hona tak jenu! ( zone of aeration) dan kemudian meresap makin dalam ( percolate) !ingga mencapai Hona jenu! air dan menjadi air tana!. Air tana! adala! sala! satu faset dalam daur !idrologi , yakni suatu peristia yang selalu berulang dari urutan ta!ap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosferI penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan membentuk aan, pencura!an, pelonggokan dalam tani! atau badan air dan penguapan kembali (Kamus idrologi, 'C-). Dari daur !idrologi tersebut dapat
''
dipa!ami ba!a air tana! berinteraksi dengan air permukaan serta komponen1komponen lain yang terlibat dalam daur !idrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup, penggunaan la!an, tetumbu!an penutup, serta manusia yang berada di permiukaan. Air tana! dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. #etiap aksi (pemompaan, pencemaran dll) ter!adap air tana! akan memberikan reaksi ter!adap air permukaan, demikian sebaliknya.
3. /ada, Air Tana,
#uatu formasi geologi yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan melalukan air tana! dalam jumla! berarti ke sumur1 sumur atau mata air ? mata air disebut akuifer. apisan pasir atau kerikil adala! sala! satu formasi geologi yang dapat bertindak sebagai akuifer. Jada! air tana! yang disebut akuifer tersebut dialasi ole! lapisan lapisan batuan dengan daya meluluskan air yang renda!, misalnya lempung, dikenal sebagai akuitard. apisan yang sama dapat juga menutupi akuifer, yang menjadikan air tana! dalam akuifer tersebut di baa! tekanan ( confined aquifer ). Di beberapa daera! yang sesuai, pengeboran yang menyadap air tana! tertekan tersebut menjadikan air tana! muncul ke permukaan tanpa membutu!kan pemompaan. #ementara akuifer tanpa lapisan penutup di atasnya, air tana! di dalamnya tanpa tekanan ( unconfined aquifer ), sama dengan tekanan udara luar. #emua akuifer mempunyai dua sifat yang mendasar& (i) kapasitas menyimpan air tana! dan (ii) kapasitas mengalirkan air tana!. *amun demikaian sebagai !asil dari keragaman geologinya, akuifer sangat beragam dalam sifat1sifat !idroliknya (kelulusan dan simpanan)
dan
geografinya).
0olume
tandoannya
6erdasarkan
sifat1sifat
(ketebalan
dan
tersebut
akuifer
sebaran dapat
mengandung air tana! dalam jumla! yang sangat besar dengan sebaran yang luas !ingga ribuan km atau sebaliknya. #ebaran akuifer serta pengaliran air tana! tidak mengenal batas1
'
batas keenangan administratif pemerinta!an. #uatu ilaya! yang dibatasi ole! batasan1batasan geologis yang mengandung satu akuifer atau lebi! dengan penyebaran luas, disebut cekungan air tana!.
". Mt Air Tana,
#ifat fisika dan komposisi kimia air tana! yang menentukan mutu air tana! secara alami sangat dipengaru!i ole! jenis litologi penyusun akuifer, jenis tana!7batuan yang dilalui air tana!, serta jenis air asal air tana!. Mutu tersebut akan beruba! manakala terjadi inter0ensi manusia ter!adap air tana!, seperti pengambilan air tana! yang berlebi!an, pembuangan liba!, dll. Air tana! dangkal raan ( vulnerable) ter!adap pencemaran dari Hat1Hat pencemar dari permukaan. *amun karena tana!7batuan bersifat melema!kan Hat1Hat pencemar, maka tingkat pencemaran ter!adap air tana! dangkal sangat tergantung dari kedudukan akuifer, besaran dan jenis Hat pencemar, serta jenis tana!7batuan di Hona takjenu!, serta batuan penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat peruba!an pola imbu!an, maka air tana! dalam di daera!1daera! perkotaan yang tela! intensif pemanfaatan air tana!nya, menjadi sangat raan pencemaran, apabila air tana! dangkalnya di daera!1daera! tersebut suda! tercemar. Air tana! yang tercemar adala! pembaa bibit1bibit penyakit yang berasal dari air (water born diseases).
2.2.3 Si%#s Air (Si%#s +idro#ogi)
Defenisi tentang air tana! diatas menunjukkan keterkaitan erat dengan air permukaan (sungai, raa, dan danau). 3le! karena itu, air tana! merupakan bagian dari siklus air ( the water cycle).
'
1. Gambar Si%#s +idro#ogi
$ambar #iklus Air (#iklus idrologi)
2. Proses Si%#s +idro#ogi
@ika !ari !ujan maka air akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebagian akan mengalir ke permukaan bumi menuju ke daera! yang lebi! renda! dan bermuara di laut atau di danau. #eba!agian lagi akan terserap ole! bumi dan mengalirL di dalam tana! atau tersimpan di dalam tana! sebagai air tana!. Air yang tela! sampai di laut ataupun di danau jika dikenai ole! sinar mata!ari akan menguap dan bergabung membentuk aan. 3le! karena adanya perbedaan tekanan dan temperatur di atas permukaan bumi maka terjadila! perpinda!an udara atau pergerakan udara yang kita sebut angin.
'/
Angin ini akan membaa gumpalan1gumpalan aan ke daera! yang lebi! renda! temperatur tekanannya. @ika aan yang dibaa ole! angin ini melalui daera! pegunungan, maka gerakannya akan ter!alang dan didorong untuk naik lebi! tinggi lagi. Karena temperatur akan semakin renda! apabila semakin tinggi dari permukaan laut, maka aan yang mengandung uap air tadi mencapai titik embunnya dan terbentukla! butiran1butiran air yang kemudian jatu! kembali ke bumi sebagai air !ujan. Air !ujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daera! yang lebi! renda!, dan seba!agian diserap ole! bumi. Kemudian terus ke laut atau ke danau dan apabila kena sinar mata!ari akan menguap ke udara dan membentuk aan. Aan akan berkumpul dan kemudian dibaa ole! angin dan mengembun dan beruba! menjadi !ujan. 6egitula! seterusnya siklus dari air yang berulang secara bergantian.
2.2." A0ier •
Auifer (akuifer) adala! lapisan batuan7tana! yang permeabel atau lulous air se!ingga dapat meleatkan atau meluluskan air. Tiga tipe auifer yang dikenal adala!& 1 Auifer pori, yang kelulusannya disebabkan ole! pori1pori diantara butir1butir padatan, umumnya lapisan sedimen. 1 Auifer reka!an, yang kelulusannya dipengaru!i ole! reka!an1 reka!an yang terdapat pada lapisan batuanI misalnya batuan beku. 1 Karstauifer yang merupakan lapisan batu gamping karst. 1 Auifuge, adala! lapisan batuan atau tana! yang impermiabel7 tidak lulus air se!ingga tidak memiliki kemampuan untuk menyimpan dan meluluskan air.
•
Auiclude (akuiklud), adala! lapisan batuan atau tana! yang dapat menyimpan air, tetapi tidak dapat mengalirkannya.
'2
•
Auitard
(akuitar), adala! akuifer yang secara regional
mempengaru!i neraca air, tetapi tidak cukup untuk dapat dimanfaatkan.
1. Siat$Siat A0ier (a%ier) a. Porositas esarangan
apisan tana! yang porous (sarang) memiliki ruang1ruang di antara butir1butir padatannta. Ruang1ruang itu disebut pori dan berisi fluida (cairan atau gas). @ika No adala! 0olume medium porous, Ns adala! 0olume padatan dan Np adala! 0olume ruang7pori, maka %orositas atau Kesarangan yang dinyatakan dalan O, adala!I n P Np7No
b. Permeabi#itas e##san
%ermeabilitas adala! sifat spesifik dari suatu medium padat, dalam !al ini lapisan batuan, untuk meluluskan fluida (cairan atau gas). %ercobaan yang dilakukan ole! DARBQ pada ta!un 'C24 menggambarkan
aliran
tana!
serta
pengertian
tentang
permeabilitas, yang dikenal sebagai !ukum DARBQI P 1 KA d!7dl dengan adala! jumla! air yang mengalir melalui suatu satuan luas A dengan gradien !idrolik sebesar d!7dl.
'4
$ambar skema %ercobaan Darcy 5aktor proporsionalitas K disebut permeabilitasL atau Kondukti0itas idrolikL yang memiliki satuan m7s.
arga
permeabilitas bergantung pada ruang7pori, sifat cairan, dan gra0itasi. 6eberapa conto! !arga permeabilitas dapat dili!at pada tabel berikut& Tabel 6eberapa arga K @enis 6a!a 6a!an
*ilai K (m7s) 1
'E 1 ' %asir
'E12 1'E1
%asir alus7 empungan
'E1C 'E12
Kaolinit
'E1C
Montmorolinit
'E1'E
4. Transmisibi#itas
T!eis ('2) yang
pertama
kali mengajukan istila!
trasmisi0itas atau trasmisibilitas untuk m enggambarkan sifat transportasi dari auifer. Transmisibilitas (m7s) pada suatu medium porous yang isotrop dan cairan yang !omogen menggambarkan jumla! cairan dengan 0iskositas dan gradien !idrolik tertentu yang mengalir tegak
'-
lurus melalui suatu bidang selebar ' m dan setinggi ketebalan lapisan jenu!7 auifer. @adi transmisibuilitas (T) merupakan !asil perkalian dari permeabilitas K dengan ketebalan lapisan jenu! T P ( K dm P K m
d. Storage 5oei4ient dan Se4ii4 ie#d
Koefisien penyimpanan (storage coefficient) adala! suatu perbandingan antara 0olume air yang dikeluarkan dari atau dimasukkan ke dalam auifer melalui satu satuan luas sebesar ' m jika terjadi peruba!an muka air tana! sebesar ' m dengan 0olume ' m. untuk auifer bebas definisi di atas disebut S specific yield.
$ambar #kema %engertian %ermeabilitas dan Transmisibilitas
'C
$ambar Koefisien %enyimpanan
2. 6enis$6enis A0ier a. A0ier Terte%an (5onined a0ier)
Auifer Tertekan (Bonfined auifer) merupakan lapisan permeabel yang sepenu!nya jenu! ole! air dan dibatasi ole! lapisan1lapisan impermeabel (confining beds) baik di bagian atas maupun di bagian baa!nya. Auifer tersebut berada dalam kondisi tertekan se!ingga jika terdapat sumur yang menembus akuifer tersebut maka permukaan air akan lebi! tinggi dari bagian atas akuifer. 6ila air pada sumur tersebut lebi! tinggi dari permukaan tana! maka !al ini disebut akuifer yang artesis.
b. A0ier Setenga, Terte%an (Semi$5onined A0ier)
Akuifer setenga! tertekan atau disebut juga leaky auiferL atau lapisan yang jenu! air dan pada bagian atasnya dibatasi ole! lapisan yang semi1permiabel dan pada bagian baa! dibatasi ole! lapisan impermeabel atai juga semi1impermeabel. %ada akuifer ini '
dapat terjadi aliran air dengan ara! 0ertikal antara akuifer dan lapisan semi1permeabel di atasnya, fenomena ini disebut leakageL
4. A0ier Setengan Bebas (Semi$-n4onined A0ier)
@ika lapisan semi1permeabel yang berada diatas akuifer memiliki permeabilitas yang cukup besar se!ingga aliran !oriHontal pada lapisan tersebut tidak dapat diabaikan, maka akuifer tersebut dinamakan akuifer setenga! bebas.
d. A0ier Bebas (-n4onined A0ier)
%ada akuifer ini !anya sebagian dari ketebalan lapisan yang permeabel yang terisi ole! air atau jenu! air. apisan tersebut dibatasi ole! lapisan impermeabel di baa!nya. 6atas atas akuifer berbentuk muka air tana! yang dalam keadaan seimbang dengan tekanan udara.
3. -ji A0ier
"ntuk mengeta!ui karakteristik !idrolik akuifer serta potensi air tana! maka perlu dilakukan pengujian. @enis1jenis pengujian yang umum dilakukan adala!& a. Pengjian nt% menent%an ermeabi#itas%ond%ti7itas ,idro#i% dari sat #bang bor.
') "ji %ermukaan Tidak Tetap (5alling ead Tes) %ertama1tama air diisikan pada sumur se!ingga muka air dalam sumur lebi! tinggi ! m dari muka air tana! statik. %enurunan muka air ter!adap aktu dicatat. "ntuk lebi! jelasnya bagaimana per!itungan pengujiannya dapat dili!at pada lembar formulir untuk Sfalling !ead test. ) "ji %ermukaan Tetap (Bonstant ead %ermeability Test) Bara pengujian dilakukan pada sumur1sumur yang dalam atau miring (inclined) dan dianggap lebi! akurat bila dibandingkan
E
falling !ead testL. Bara ini dapat dilakukan dengan cara yakni& a) Muka air pada sumur dibuat tetap pada tinggi tertentu dari tinggi muka air tana! aal atau, b) dengan memompa air dengan tekanan ke Hona yang akan di tes, dengan menggunakan packer, conto! per!itungan dapat dili!at pada blanko uji constant !ead. b. -ji Pemomaan
"ji pemompaan merupakan alat bantu yang terpenting dalam penyelidikan !idrogeologi, dengan cara ini dapat ditentukan karakteristik kapasitas sumur (ell test) dan parameter !idrolik dari akuifer (auifer test). "ntuk pengujian ini diperlukan satu sumur pemompaan dan paling sedikit satu sumur pengamatan. %ada saat pemompaan muka air tana! baik pada sumur uji maupun pada sumur pengamat diukur.
@ika sebua! sumur yang dipompa dengan debit konstan maka akan terbentuk sebua! kerucut penurunan muka air tana! yang pada aktu t mencapai jarak maksimal. %ada keadaan ini terdapat dua macam kondisi yang mungkin terjadi yaituI •
Kondisi Sunsteady atau tidak tunak ( dimana muka air tana! merupakan fungsi dari aktu.
•
Kondisi Ssteady atau tunak ( dimana muka air tana! konstan ter!adap aktu.
'
$ambar @enis1@enis Auifer
$ambar $ambaran #kematis #istem Auifer
$ambar 5ormulir "ji 5alling ead Test L
/
$ambar 5ormulir "ji & Bonstant ead TestL
2
2.2.& Air Tana, da#am Pertambangan
%engaru! air tana! pada tambang terbuka, selain dari terganggunya permuka kerja karena aliran air tana!, adala! pengaru!nya pada kestabilan baik lereng tambang maupun lantai tambang jika terdapat akuifer tertekan. Metoda penyaliran untuk air tana! sangat tergantung dari kondisi air tana! serta akuifer di daera! tersebut. 6eberapa metoda yang dikenal adala! I a. #bang enirisan ,ori8onta#9 %entngan 4ara ini ada#a, •
Relatif dapat dengan cepat dan muda! dibuat
•
%enirisan berdasarkan gra0itasi se!ingga tidakl memerlukan pompa
•
5leksibel ter!adap peruba!an struktur geologi
#edangkan kerugian dengan cara ini adala!I pengaru!nya sangat terbatas dan tidak dapat dibuat pada saat pekerjaan pengalian.
b. Smr Penirisan :erti%a#9 %entngan 4ara ini ada#a, •
Dapat dibuat sebelum penggalian dimulai
•
Gnstalasi Unya tidak mengganggu kegiatan produksi
•
S%re1mining drainage akan mengurangi biaya peledakan dan pengangkutan
•
air yang dipompa dapat dimanfaatkan.
#edangkan kerugian cara ini adala! I •
Modal aal untuk peralatan
•
@ika terjadi kemacetan akan meningkatkan tekanan air tana!.
4. Ga#eri Penirisan
#istem penirisan ini merupakan upaya untuk mencega! mengalirnya air tana! ke dalam tambang dengan cara membuat sumur1sumur penirisan yang berfungsi sebagai Sdinding pena!an. Keuntungan cara ini adala!I
4
•
%otensi penirisannya besar
•
ebi! terpercaya untuk suatu jangka panjang
•
Dapat mengambil informasi tentang karakteristik batuan
#edangkan kerugian utama cara ini adala! ma!alnya biaya pembuatan instalasi.
d. 'rainage Tren4,
Drainage trenc! dapat dibedakan dalam Sslope trenc! dan S!oriHontal trenc!.
$ambar #umur %enirisan
-
$ambar #istem $aleri %enirisan
C
$ambar Drainage Trenc!es
2.2.* Gera%an Air Tana,
%ergerakan air di baa! tana! dengan sumber airnya adala! air !ujan dapat digambarkan dalam beberapa ta!apan berikut& •
sebidang tana! alami yang permukaannya ditumbu!i rerumputan
dan sebatang po!on besar •
Ketika turun !ujan, air !ujan mulai membasa!i permukaan tana!
•
Tana! yang alami dengan tetumbu!an di atasnya menyediakan pori1pori, rongga1rongga dan cela! tana! bagi air !ujan se!ingga air !ujan bisa leluasa merembes atau meresap ke dalam tana!. Air itu akan turun !ingga kedalaman beberapa pulu! meter.
•
Air yang ber!asil meresap ke baa! tana! akan terus bergerak ke baa! sampai dia mencapai lapisan tana! atau batuan yang jarak antar butirannya sangat1sangat sempit yang tidak memungkinkan bagi air untuk meleatinya. Gni adala! lapisan yang bersifat impermeabel. apisan seperti ini disebut lapisan auitard (gambar sebela! kanan bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang berisi air).
•
Karena air tak bisa lagi turun ke baa!, maka air tadi !anya bisa mengisi ruang di antara butiran batuan di atas lapisan auitard.
•
Air yang datang kemudian akan menamba! 0olume air yang mengisi
rongga1rongga
antar
butiran
dan
akan tersimpan
disana. %enamba!an 0olume air akan ber!enti seiring dengan ber!entinya !ujan. •
Air yang tersimpan di baa! tana! itu disebut air tana!. #ementara air yang tidak bisa diserap dan berada di permukaan tana! disebut air permukaan
%ermukaan air tana! disebut water table, sementara lapisan tana! yang terisi air tana! disebut Hona saturasi air. %ermukaan Hona saturasi V yang tak lain adala! water table tersebut selalu mengikuti bentuk topografi atau lekuk1lekuk permukaan bumi.
E
