BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pertambangan merupakan suatu bidang usaha yang sifatnya selalu menimbulkan perubahan perubahan pada alam lingkungan sekitar. United Nations Environment Programme (UNEP, 1999) menggolongkan dampak-dampak yang timbul dari kegiatan pertambangan antara lain: kerusakan habitat dan biodiversity di sekitar lokasi pertambangan, limbah tambang dan pembuangan tailing, buangan air limbah dan air asam tambang, pengelolaan bahan kimia, keamanan, keamanan, dan pemaparan bahan kimia ditempat, ditempat, toksisitas toksisitas logam logam berat berat dan dan kesehatan masayarakat masayarakat dan pemukiman di sekitar tambang. Tambang batubara di Indonesia umumnya dilakukan dengan cara tambang terbuka, walaupun ada beberapa yang menggunakan tambang bawah tanah ( underground mining ). ). Sehingga dengan demikian akan berdampak terhadap perubahan bentang alam,
sifat kimia, fisik, dan biologis tanah. Secara umum menimbulkan kerusakan pada permukaan bumi, antara lain terbentuknya air asam tambang. Dampak yang dapat ditimbulkan akibat air asam tambang adalah terjadinya pencemaran lingkungan, dimana komposisi atau kandungan air di daerah yang terkena dampak tersebut akan berubah sehingga dapat mengurangi kesuburan tanah, mengganggu kesehatan masyarakat sekitarnya, dan dapat mengakibatkan korosi pada peralatan tambang (Baiquni, 2007). Air asam dapat terbentuk secara alami, sebagai akibat teroksidasi dan terlarutkannya sulfida ke dalam sistem aliran air permukaan dan air tanah menyebabkan turunnya pH air. Kegiatan penambangan, dengan membongkar endapan sulfida, berpotensi memperbesar dan mempercepat proses pembentukan air asam. Pembentukan air asam akibat kegiatan penambangan atau sering disebut dengan air asam tambang perlu dicegah. Air asam tambang yang tidak dapat terhindarkan terbentuk di wilayah tambang, harus dinetralkan agar tidak berdampak buruk terhadap lingkungan sekitarnya. Pembentukan Air Asam Tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal dengan "Acid Mine Drainage (AMD)" atau " Acid Rock Drainage (ARD)" terbentuk saat mineral sulfida tertentu yang ada pada batuan terpapar dengan kondisi dimena terdapat air dan oksigen (sebagai faktor utama) yang menyebabkan terjadinya proses oksidasi dan
1
menghasilkan air dengan kondisi asam. Hasil reaksi kimia ini,beserta air yang bersifat asam dapat keluar dari asalnya jika terdapat air pengelontor yang cukup, umumnya air hujan yang pada timbunan batuan dapat mengalami infiltrasi/perkolasi. Air yang keluar dari sumbernya inilah yang lazim disebut dengan istilah AAT. B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, rumusan masalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apa yang dimaksud dengan air asam tambang? 2. Bagaimana proses terjadinya air asam tambang ? 3. Apa mineral-mineral pembentuk air asam tambang? 4. Bagaimana dampak yang ditimbulkan dari air asam tambang? C. Tujuan Makalah
Tujuan yang ingin dicapai pada makalah ini adalah sebagai berikut: 1.
Agar mahasiswa mengetahui pengertian air asam tambang
2.
Agar mahasiswa mengetahui proses terjadinya air asam tambang
3.
Agar mahasiswa mengetahui mineral-mineral pembentuk air asam tambang
4.
Agar mahasiswa mengetahui dampak yang ditimbulkan dari air asam tambang
2
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Air Asam Tambang (AAT)
Air Asam Tambang (AAT) atau disebut juga Acid Mine Drainage (AMD), yang disebut juga Acid Rock Drainage (ARD) terjadi sebagai akibat proses fisika dan kimia yang cukup kompleks yang melibatkan beberapa faktor dalam kegiatan pertambangan. Kegiatan pertambangan ini dapat berupa tambang terbuka maupun tambang dalam (bawah tanah). Umumnya keadaan ini terjadi karena sulfur yang terjadi dalam batuan teroksidasi secara alamiah (pada proses pembukaan tambang). Selanjutnya dengan kondisi kelembaban lingkungan yang cukup tinggi akan menyebabkan oksida sulfur tersebut berubah menjadi asam.
Gambar Air Asam Tambang Kualitas air digunakan sebagai pembanding dalam usaha pemantauan ketika tambang sedang berjalan. Pengukuran kualitas air dapat ditentukan dari beberapa faktor yaitu : 1. Temperatur Temperatur yang terukur adalah suhu yang dianggap normal pada daerah tersebut.
3
2. Derajat keasaman (pH) Nilai pH menunjukkan derajat keasaman dalam air dinyatakan sebagai logaritma konsentrasi ion H+. Larutan bersifat asam bila nilai pH kurang dari 7 dan larutan bersifat basa bila nilai pH lebih dari 7. 3. Kekeruhan dan padatan terlarut Kekeruhan, muatan padat tersuspensi dan residu terlarut merupakan sifat fisik air yang saling berkait. Semakin tinggi muatan padat tersuspensi maka semakin tinggi nilai residu terlarut dan kekeruhan air. 4. Daya hantar listrik (DHL) atau electroconductivity Daya hantar listrik menggambarkan jumlah ion-ion yang terlarut dalam air. 5. DO Oksigen terlarut merupakan O2 bebas yang terdapat dalam perairan dan secara kimia tidak bereaksi dengan air serta berperan dalam proses penguraian bahan organik secara biologis. 6 Logam Kandungan logam-logam dapat mempengaruhi kehidupan biota air terutama logam berat yang dapat meracuni manusia. Sumber-sumber air asam tambang ini antara lain berasal dari kegiatan kegiatan sebagai berikut : a. Air dari lokasi penambangan Lapisan batuan akan terbuka sebagai akibat dari terkupasnya lapisan tanah penutup, sehingga sulfur yang terdapat dalam batubara akan mudah teroksidasi dan bila bereaksi dengan air akan membentuk air asam tambang. b. Air dari lokasi penimbunan Timbunan batubara dapat menghasilkan air asam tambang karena adanya kontak langsung dengan udara bebas yang selanjutnya terjadi pelarutan akibat adanya air. Masalah ini berkaitan erat dengan proses pembentukan batubara dimana pembentukan batubara terdapat sulfur dan mineral
4
pengotor yang berupa mineral sulfida (pyrit). Air lokasi penimbunan ini merupakan sumber air utama air asam tambang. B. Proses Terjadinya Air Asam Tambang
Prinsip terjadinya air asam tambang adalah adanya reaksi pembentukan H+ yang merupakan ion pembentuk asam akibat oksidasi mineral-mineral sulfida dan bereaksi dengan air (H2O). Kemudian oksidasi dari Fe2+, hidrolisis Fe3+ dan pengendapan logam hidroksida. Prinsip tersebut bila dilihat secara kimia, sedangkan secara biologi terjadi air asam tambang akibat adanya bakteri-bakteri tertentu yang sanggup untuk mempercepat proses (katalisator) dari oksida mineral-mineral sulfida dan oksidasi-oksidasi besi.
Berikut reaksi pembentukan air asam tambang secara kimia dan secara biologi : 1. Secara Kimia Oksidasi mineral-mineral sulfida (dalam bentuk pyrit) yang menyebabkan keasaman dari air asam tambang dapat digambarkan dengan tiga reaksi : a. FeS2 + 7/2 O2 + H2O à Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+ b. Fe2+ + ¼ O2 + H+ à Fe3+ + ½ H2O c. Fe3+ + 3 H2O à Fe(OH)3 ¯ + 3 H+
+
d. FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O à 2 H2SO4 + Fe(OH)3 ¯
5
Persamaan a. menunjukkan oksidasi dari kristal pyrit oleh oksigen, persamaan b. menunjukkan oksidasi dari ferrous iron (Fe2+) menjadi Ferric iron dan persamaan c. menunjukkan hidrolisis ferric iron dan pengendapannya menjadi besi hidroksida [Fe(OH)3]. Bila ketiga persamaan tersebut dijumlah akan memberikan hubungan stokiometri secara menyeluruh 2. Secara Biologi Kondisi keasaman dari pelapukan ion-ion hidrogen selama oksidasi dapat pula disebabkan karena adanya aktivitas biologi oleh bakteri-bakteri. Bakteri tersebut mampu untuk mempercepat proses oksidasi dari mineralmineral sulfida dan oksidasi besi serta mendapat energi hasil pelepasan energi dari proses oksidasi. Bakteri ini termasuk dalam subgroup strick aerobes, genus trobhasillus, species thiobasillus, ferroxidans (kadangkadang dijumpai Ferrobacillus ferroxidans). Persamaan reaksi terbentuknya air asam tambang berdasarkan aktivitas biologi sebagai berikut : FeS2 + H2O + 7/2 O2 à Fe2+ + 2 SO42Fe2+ + ¼ O2 + 5/2 H2O T.Ferroxidans à Fe(OH)3 + 2 H+
+
FeS2 + 7/2 H2O + 15/4 O2 à Fe(OH)3 ¯ + 2 H2SO4 Dari reaksi kimia dan biologi di atas dapat dilihat bagaimana terbentuk asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat, dengan adanya kadar asam sulfat ini menyebabkan air yang mengalir pada daerah yang terjadi proses kimia dan biologi tersebut akan bersifat asam, inilah yang disebut air asam tambang. Air asam tambang ini dapat dikenal dari warna jingga atau merah dari endapan besi hidroksida di dasar aliran atau bau belerang, tetapi ini tidak selalu terjadi karena ada air asam tambang yang warnanya agak jernih.
6
C. Mineral-Maineral Pembentuk Air Asam Tambang
Mineral – mineral yang terdapat pada batuan penutup di daerah pertambangan adalah kandungan sulfida alami, paling umum yaitu dalam bentukpirit. Apabila mineral-mineral ini terkena oksigen dan air selama penambangan, maka akan mengalami oksidasi sehingga menghasilkan air asam sulfat. Dibawah ini menjelaskan reaksi pirit dengan oksigen dan air: FeS2 + 15/4O2 + 7/2H2O → Fe(OH)3 + 2H2SO4 Air asam tambang terbentuk ketika mineral-mineral sulfida dalam batuan muncul di permukaan pada kondisi oksidasi. Banyak tipe dari mineralsulfida, sulfida
besi yang
sering
terdapat
pada
batubara
yang
didominasi piritdan markasit. Beberapa sulfida-sulfida logam yang dapat menyebabkan air asam tambang: Jenis-jenis Sulfida No
Rumus Senyawa
Nama Senyawa
1
FeS2
Pyrite
2
FeS2
Marcasite
3
FexSx
Pyrrhotite
4
Cu2S
Chalcosite
5
CuS
Covellite
6
Cu FeS2
Chalcopyrite
7
MoS2
Molybdenite
8
NiS
Millerite
9
PbS
Galena
10
ZnS
Sphalerite
7
Apabila mineral-mineral sulfida muncul di permukaan pada kondisi oksidasi, maka mineral-mineral sulfida akan teroksidasi, bereaksi dengan air dan oksigen menjadi kondisi asam tinggi, kaya akan sulfat. Komposisi logam dan konsentrasi-konsentrasi pada tipe mineral sulfida hadir dalam jumlah yang banyak. Berdasarkan persamaan kimia dapat diketahui prosesnya sebagai berikut: Persamaan 1 :FeS 2 + 7/2O2 + H2O → Fe+2 + 2SO4-2 + 2H+ Persamaan 2 :Fe +2 + 1/4O2 + H+ → Fe+3 + 1/2H2O Persamaan 3 :Fe +3 + 3H2O → Fe(OH) + 3H + Persamaan 4 : FeS 2 + 14Fe+3 + 8H2O → 15Fe+2 + 2SO4-2 + 16H+ Persamaan 1, besi sulfida teroksidasimelepaskan besi ferro,sulfatdanasam Persamaan 2, besi ferro dalam persamaan dua akan teroksidasi menjadi besi ferri Persamaan
3, besi
ferri dapat
terhidrolisis
dan
membentuk ferri
hidrosida danasam. Persamaan 4, besi ferro secara langsung bereaksi dengan pirit dan berlaku sebagai katalis yanmenyebabkan besi ferro yang sangat besar, sulfat dan asam. D. Dampak Air Asam Tambang
1. Dampak Terhadap Lingkungan Akibat dari kegiatan pemboran, pengolahan batuan penutup dan kegiatan penambangan yang lainnya serta pengolahan batubara yang dapat menyebabkan senyawa pyrit yang ada dalam mineral terbentuk dengan oksigen dan bereaksi dengan air tanah atau air hujan. Air asam tambang ini dicirikan dengan rendahnya pH dan tingginya senyawa logam tertentu seperti besi, alumunium, mangan. Pyrite (FeS2) merupakan senyawa yang umum dijumpai di lokasi pertambangan. Selain Pyrite masih ada berbagai jenis sulfida logam yang mempunyai potensi membentuk air asam tambang seperti : marcasite, pyrrhotite, chalcocite, covellite dll.
8
Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/ kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya AIR SADAH, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik. Beberapa dampak dari air asam tambang, yaitu : a. Timbulnya H2SO4 yang dapat menimbulkan peningkatan derajat keasaman pada air buangan tambang, disamping itu juga dapat terjadi peningkatan Fe dan total metal. b. Peningkatan konsentrasi TSS (Total Suspended Solid) akibat tingginya air limpasan yang membawa tanah tererosi akibat pembukaan lahan tambang yang dapat menganggu penetrasi matahari dalam sungai yang membawa dampak lanjutan berupa gangguan proses fotosintetis biota perairan. Proses fotosintetis oleh komunitas pytoplakton juga akan terganggu, akibat penetrasi cahaya terhambat oleh partikel tersuspensi. c. Akibat partikel yang mengendap akan menutupi lapisan dasar perairan sehingga menggangu proses respirasi biota dasar. d. Penurunan kualitas air permukaan sekaligus penurunan kualitas sanitasi lingkungan dimana tahap selanjutnya derajat kesehatan penduduk yang memanfaatkan sumber daya air sungai akan terganggu. e. Kebutuhan sehari-hari akan menurun dan akan berpotensi terjadi penyakit perut dan, juga akan menimbulkan persepsi yang buruk dari masyarakat terhadap proyek tersebut.
9
Gambar Aliran air asam tambang 2. Dampak terhadap air tanah Batubara mengandung berbagai mineral dan unsur anorganik yang berbentuk ion terlarut dalam air rembesan dan keberadaannya melimpah pada endapan batu bara muda. Pencemaran tambang batubara terhadap tanah bersifat tidak langsung. Perombakan mineral dan bahan anorganik serta racun akan menimbulkan pencemaran air. Dampak penambangan batubara lainnya berupa terjadinya pemadatan tanah oleh alat – alat pertambangan dan erosi akibat pembukaan lahan. Tala’oho et al. (1996) menyatakan bahwa daerah deposit batubara pada
umumnya terdapat di bawah tanah merah yaitu diantaranya tanah podsolik dengan vegetasi hutan belukar, alang-alang dan tanaman bekas perladangan. Pada vegetasi hutan atau belukar, tanah mempunyai kesuburan yang memadai. Kesuburan alami akan menurun cepat apabila vegetasi tersebut dibuka bersamaan dengan hilangnya bahan organik dan rusaknya daya sangga tanah. Tanpa pengelolaan yang baik maka sebagian besar tanah bekas tambang batubara akan menjadi kritis. Lamanya waktu kondisi tanah membaik setelah penambangan, berhubungan erat dengan perubahan sifat-sifat fisik dan kimia tanah pasca tambang. Tanah di daerah penambangan batubara Unit Produksi Ombilin Sawahlunto, menjadi rusak berat akibat eksploitasi batubara. Cebakan mineral sulfida berupa ikatan unsur belerang dengan logam, di alam dapat menjadi sumber daya logam, yang dalam jumlah besar dapat berpotensi ekonomi untuk diusahakan. Selain menyusun tubuh bijih logam, mineral sulfida dijumpai sebagai bagian dari penyusun endapan batubara. Mineral sulfida dapat terbentuk sebagai hasil aktifitas hidrotermal maupun sebagai hasil proses sedimentasi. Mineral sulfida sering dijumpai berupa pirit,
10
kalkopirit, spalerit dan galena. Dari karakteristiknya mineral sulfida dapat dimanfaatkan sebagai bahan industri metalurgi maupun kimia, namun di alam potensial juga sebagai penghasil air asam yang dapat menurunkan kualitas lingkungan. Air asam dapat terbentuk secara alami, sebagai akibat teroksidasi dan terlarutkannya sulfida ke dalam sistem aliran air permukaan dan air tanah menyebabkan turunnya pH air. Kegiatan penambangan, dengan membongkar endapan sulfida, berpotensi memperbesar dan mempercepat proses pembentukan air asam. Pembentukan air asam akibat kegiatan penambangan atau sering disebut dengan air asam tambang perlu dicegah. Air asam tambang yang tidak dapat terhindarkan terbentuk di wilayah tambang, harus dinetralkan agar tidak berdampak buruk terhadap lingkungan sekitarnya. Mineral sulfida dapat dijumpai pada tiga jenis utama batuan, yaitu pada batuan beku, sedimen maupun malihan. Namun kandungan potensial biasanya terdapat pada cebakan yang terbentuk dari hasil aktifitas hidrotermal. Aktifitas hidrotermal menghasilkan batuan teralterasi dan termineralisasi mengandung mineral sulfida dalam beberapa jenis dengan asosiasi tertentu, tergantung pada tipe mineralisasi dan alterasinya. Kandungan mineral sulfida pada tubuh endapan hasil aktifitas hidrotermal dapat beberapa persen saja atau berupa endapan sulfida masif, yaitu hampir seluruhnya terdiri dari mineral sulfida. Mineral sulfida pada endapan sedimen terbentuk terutama pada lingkungan pembentukan batubara. Sulfida yang terbentuk tidak mempunyai potensi ekonomi, akan tetapi potensial sebagai pembentuk air asam tambang. Pada endapan batubara selain sulfur yang berasal dari mineral sulfida, terdapat juga sulfur dari sulfat dan sulfur organik. Pada daerah terdapatnya cebakan bijih sulfida dan batubara, tidak selalu potensial terhadap pembentukan air asam. Hal ini sangat tergantung pada kondisi geologi dan tipe mineralisasinya. Kondisi geologi dan tipe mineralisasi/alterasi tertentu dapat secara alami menetralkan asam yang terbentuk, yaitu apabila pada lingkungan geologinya atau alterasi dan mineralisasinya menghasilkan mineralmineral penetral.
11
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Dari Hasil Penulisan Makalah ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Air asam tambang (AAT) atau acid mine drainage (AMD) / acid rock drainage (ARD) didefinisikan sebagai air asam tambang yang telah
tercemar / terpengaruh oleh proses oksidasi mineral-mineral sulfida yang terdapat pada batuan sebagai akibat kegiatan eksplorasi atau kegiatan eksploitasi bahan tambang sehingga menghasilkan air dengan kondisi asam (Ph kurang dari 7). 2. Prinsip terjadinya air asam tambang adalah adanya reaksi pembentukan H+ yang merupakan ion pembentuk asam akibat oksidasi mineral-mineral sulfida dan bereaksi dengan air (H2O). Kemudian oksidasi dari Fe2+, hidrolisis Fe3+ dan pengendapan logam hidroksida. 3. Air asam tambang terbentuk ketika mineral-mineral sulfida dalam batuan muncul di permukaan pada kondisi oksidasi. 4. Dampak yang terjadi dari air asam tambang dapat berupa dampak terhadap lingkungan dan dampak terhadap tanah.
12
Daftar Pustaka
https://www.scribd.com/doc/293765474/Makalah-Air-Asam-Tambang
http://dokumen.tips/documents/makalah-air-asam-tambang.html https://www.slideshare.net/army014/bab-i-pendahuluan-bab-iimakalah pengetahuan-lingkungan-air-asam-tambang
13
