PENDAHULUAN
Permasalahan utama berhubungan dengan penambangan dan limbah tambang (tailing (tailing dan batu-batu batu-batuan) an) adalah adalah terbentukn terbentuknya ya aliran asam tambang tambang (AMD; Acid Mine Drainage), Drainage), yang yang terbe terbent ntuk uk dari dari hasi hasill reak reaksi si oksi oksida dasi si batuan/mineral batuan/minera l sulfida secara kimia dan biologi biolog i AMD merupakan sumber kontaminasi kontaminasi lingkungan karena selain mempunyai mempunyai p! yang rendah "uga mengandung logam-logam berat berbahaya seperti #e, Al, Mn, $u, %n, $d, Pb, As dan biasanya biasanya "uga mengandung mengandung sulfat yang tinggi (Da&is et al , , '; Achterberg et al , , '; *raungardt et al , , '; '; +lisa + lisa et al ,'; ,'; *lodau, '; Doling et al., al., '.; engupta, engupta, 011) 2easaman dan ka ndungan ndungan logam yang tinggi telah menyebabkan hilangnya hilangnya beberapa "enis dari biota akuatik pada p ada sungai-sungai kecil yang mendapat efek buangan AMD (3o4pe5-Archilla et al., al., '0; 6on5a4le5-7oril 6on5a4le5-7 oril et al , , '; 8yogi et al , '') Diperlukan Diperlukan pengolahan AMD untuk mengurangi mengurangi pencemaran sungai, sebelum dibuang ke perairan eperti diketahui baha banyak teknologi yang dapat digunak digunakan an untuk untuk perbaikan perbaikan AMD AMD Passive Treatment yang merupakan merupakan gabungan beberapa beberapa sistem pengolahan seperti sangat efektif meningkatkan meningkatkan p! dan menurunkan menurunkan kandungan kandungan logam AMD AMD Adapun sistem yang
umum
digunak digunakan an untuk untuk peng pengolahan olahan AMD seperti seperti sistem permeable
reactive barrier (P9*), open limestone channels ( :3$s :3$s ), ), anoxic limestone drains (A3Ds) dan raa buatan ($; constructed wetland ) (*enner, 011<; 6ilbert et al., al., '; %ipper dan =age, ''; 6loss et al , , 011>; %imkieic5 et al., ') Metode yang murah dan cukup efisien untuk menetralisasikan AMD adalah dengan menggunakan bahan alkalin seperti batu kapur (limestone ( limestone)) (Mylona et al, '; 6 Maree et al '.) istem passive treatment yang sangat efektif dalam menurunkan asiditas AMD adalah sistem :3$s dan A3Ds yang digabung dengan sistem C , dan sistem ini sudah dikembangkan dikembangkan secara komersial di 2anada dan Amerika erikat
istem
limestone dan wetland yang terpisah akan lebih efektif dan lebih t erkontrol dibanding dibandingkan kan dengan dengan sistem yang disatuka disatukan n dalam C Pengolahan AMD biasanya menggunakan sistem siste m pengolahan pengolaha n bertingkat dari beberapa sistem siste m yang disebu disebutka tkan n di atas atas untuk untuk perb perbaika aikan n kuali kualitas tas airny airnyaa (%ipp (%ipper er dan =age, =age, '';
#aulkner et al, '?; %imkieic5 et al, '; !edin et al, 011.; Daugherty et al, ') istem !luidi"ed#bed limestone mampu menurunkan asiditas AMD batubara dari 0' men"adi mg/3 ($a$: ) dimana p! meningkat dari ',' men"adi < dengan penurunan kandungan #e dan Al mencapai 1?@ (Maree et al, '.) Peningkatan p! air asam tambang yang ber p!?, #eB ' mg/3, alkalinity > mg/3 dan oksigen terlarut 'mg/3 dengan sistem A3D sangat efektif sebelum di alirkan ke sistem C (*rodie et al , 011) elain meningkatkan p!, sistem A3D dapat meningkatkan alkalinitas efluen untuk men"aga p! agar tidak turun setelah meleati sistem C istem A3D harus diikuti oleh C anaerobik ataupun aerobik untuk mendapatkan kualitas air efluen yang memenuhi standar mutu air bersih (*rodie, 011),
karena untuk AMD yang mengandung #eB>
biasanya dengan hanya sistem C tidak bisa meningkatkan p! Dengan desain yang tepat, sistem passive treatment bisa mempunyai umur (li!espan) B ' tahun (%imkieic5 et al, ') istem
$
atau
raa
buatan
"uga
merupakan
sistem passive
treatment yang cukup efektif untuk pengontrolan AMD, akan tet api untuk efektifitas pengolahan air, sistem $ tidak bisa langsung digunakan untuk mengolah AMD kecuali sistem dilengkapi dengan media kapur istem $ secara alamiah adalah daerah transisi (ekoton) antara ekosistem perairan dimana memiliki kondisi basah dan tergenang dengan ekosistem darat yang kering istem $ dapat memiliki masa terendam air namun "uga dapat praktis kering (2adlec dan 2night, 011) ecara alamiah, pada sistem $ ter"adi proses proses biologi, kimia dan fisika Proses biologi ter"adi pada interaksi antara tumbuhan penyusun $ dengan lingkungannya tersebut Penyerapan ( up ta$ing ) unsur-unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan diserap melalui akar atau organ yang berfungsi seperti akar pada air dan substrat tumbuh tumbuhan tersebut Penyerapan logam dalam air, terutama #e dan Mn, akan berlangsung e fektif apabila terdapat intreraksi secara biologis yang men"embatani proses oksidasi dan reduksi istem $ adalah satu- satunya ekosistem yang di dalamnya ter"adi proses-proses oksidasi dan reduksi Proses biologi lainnya yang ter"adi pada $
adalah proses pelepasan material organik dari tumbuhan ke sekitarnya 7umbuhan merupakan elemen
lingkungan
yang sangat penting bagi pertumbuhan komunitas mikrobia Perombakan material secara langsung men"adi materi yang sangat sederhana dapat dilakukan oleh komunitas mikrobia 2eberadaan tumbuhan dengan sistem perakarannya mampu menyokong pertumbuhan mikrobia dalam sistem yang "uga akan mendegradasi senyaa-senyaa logam berat pada sistem Pada sistem $ anaerobik, komposisi reaktif material yang digunakan seperti kompos,
daunan,
serbuk
gerga"i ditambahkan lumpur
aktif dari
sistem sewage atau anaerobic digester "uga menstimulasi pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat untuk menaikan alkalinitas dan menyisihkan logam dalam bentuk endapan sulfida ($hang et al., '; 6ibert et al , ', '?; teed et al., ', aybrant et al , '') *erikut adalah reaksi peningkatan alkalinitas dengan bakteri pereduksi sulfat dan penyisihan logamnya dalam bentuk metal sulfidaC !' '$:' '!': '$!': '! '/: .
'
Me
/
'-
Me/
Akti&itas penambangan timah di Pulau *angka telah menimbulkan pencemaran sungai dan muara akibat buangan aliran tambang yang bersifat asam dengan kandungan logam dan padatan tersuspensi yang tinggi mengurangi pencemaran tambang
sungai
dan
muara
akibat
aliran
Entuk buangan
diperlukan perbaikan kualitas air buangan tambang dengan
meningkatkan p! air dan menurunkan kandungan logam maupun padatan tersuspensi Penelitian ini bertu"uan untuk menge&aluasi kiner"a sistem passive treatment yang merupakan gabungan beberapa teknologi pengolahan air dalam meningkatkan kualitas air asam tambang yang berasal dari buangan tambang timah di Pulau *angka BAHAN DAN METODE
Pengolahan AMD yang diteliti adalah sistem Passive Treatment yang merupakan gabungan dari dua sistem pengolahan yang terpisah yaitu sistem anoxic limestone drains (A3Ds) dan sistem raa buatan ($; Constructed etland ) Pemisahan sistem adalah untuk mempermudah mengganti media
reaktif (limestone) apabila sudah tidak efektif lagi istem yang diseleksi merupakan sistem pengolahan yang dengan pengaruh
bersifat
pasif dimana
air mengalir
grafitasi
sehingga
tidak
memerlukan
energi
seperti
listrik
ataupun
penanganan khusus untuk operasional Pemilihan material menggunakan material yang murah, mudah didapat dan mudah diimplementasikan Penelitian dilakukan di area tambang timah 7* 01 di Pulau *angka Pengamatan dilakukan dari bulan April sampai dengan akhir :ktober '> lebih kurang selama bulan AMD dialirkan dari danau tambang aktif melalui saluran dan masuk ke sistem pengolahan sebelum dibuang ke sungai AMD yang diteliti mempunyai p! ',> () dengan arna merah kecoklatan yang mengindikasikan kandungan #e yang tinggi kematik sistem passive treatment dapat dilihat pada 6ambar 0,
yang
terdiri dari kolam penampungan influen, kolam limestone (A%D), kolam sistem wetland sur!ace !low (aerobik) dan subsur!ace !low (anaerobik) menurunkan kandungan
padatan
terlarut
dari sistem
$,
Entuk
aliran
air
meleati sistem filter pasir sebelum ke kolam penampungan effluen
V-1
Water level
SETTLING POND
TANAH & PUPUK
Water level
PASIR & PUPUK ORGANIK ANOXIC LIMESTONE DRAIN
GRAVEL
AEROBIC POND
ANAEROBIC POND FINAL BASIN CONSTRUCTED WETLAND
6ambar 0 kematik sistem passive t re atment
Sistem Pengolahan
2olam penampungan influen dan effluen berukuran 'F'F0,? m 2olam A3D berukuran 0F0F0 m, dengan komposisi reactive mixtures yang digunakan pada limestones bed terdiri dari lapisan atasC kompos dan tanah (? cm, porositas < - >@), lapisan utamaC limestone (coarse grain) dengan diameter ,? - 0 cm (< cm, porositas @), lapisan baahC gra&el (0 cm, porositas 0@), aliran yang digunakan menggunakan sistem up!low. berukuran
2olam $ sistem aerobik
'F,?F0 m dengan tanaman mengapung eceng gondok ( &ichornia sp), sedangkan komposisi kolam $ sistem anaerobik dari
yang berukuran 'F'F0 m terdiri
lapisan baahC liner (bentonit), gra&el (0 cm, porositas '@), lapisan tengahC campuran pasir, kompos (. cm, porositas <@), lapisan atasC tanah (' cm, porositas
>@),
tanamanC
permukaan air 0 cm
tanaman
lokal
purun ( %epironia
sp),
tinggi
2olam filter pasir berukuran 0F0F,> m dengan
ketinggian lapisan kerikil 0 cm dan ketinggian pasir cm, porositas ? @ 2olam dibuat dengan kemiringan 0@ 2ecepatan aliran ?3/d !97C ?,? hari
Pengukuran Parameter Lapangan
Parameter
yang
diukur
langsung
di
lapangan
meliputi p!,
temperatur, turbiditas, salinitas, kondukti&itas yang diukur menggunakan ater Guality $hecker (!oriba E-0)
Metode Analisa
Analisa parameter mengikuti prosedur metode baku (AP!A, '?) Masing-masing parameter ditetapkan berdasarkan standar kur&a dari hasil analisa 0
seri
konsentrasi
yang
sudah ditentukan
3ogam airC
+kstraksi
menggunakan asam !8: dan dianalisa dengan AA !itachi %-0 ulfatC Menggunakan reagen *a$l ' dan dianalisa dengan spektrofotometer pada
.'
nm Air yang dianalisa pada sistem passive treatment adalah 2C Air di saluran masuk; 20C Air di kolam Penampungan influen; 2'C Air keluar dari kolam A3D; 2C Air keluar dari $ anaerobik; dan 2.C Air di kolam penampungan effluen
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan dapat dilihat baha setelah pengolahan dengan sistem passive treatment p! air asam tambang meningkat dari men"adi < pada effluen (6ambar ') 8ilai p! air kolong yang masuk (2) dan air kolong kolam penampungan (20) karena ter"adi oksidasi #e dan pengendapan, p! mengalami sedikit peningkatan yang kadang-kadang mencapai . 7etapi begitu keluar dari kolam kapur A3D dan ter"adi pengendapan di kolam $ aerobik (2') p! air AMD meningkat men"adi Menurut *rody (011) perancangan A3D yang tepat
dan diikuti kolam aerobik untuk mengendapkan besi, tambang
p! air asam
(AMD) meningkat dan ter"aga p! nya, karena air AMD yang keluar dari kolam A3D sudah mempunyai alkalinitas yang tinggi dari pelepasan kalsium istem $ selain menurunkan kandungan sulfat dan logam, $ "uga bisa meningkatkan p! disebabkan adanya kandungan alkalinitas (karbonat) pada kompos
yang
digunakan
$ anaerobik
"uga
memiliki
fungsi untuk
mengendapkan logam-logam terlarut yang masih ada di air AMD dan menurunkan kandungan sulfat yang tinggi di air AMD melalui proses kimia dan biologi oleh bakteri pereduksi sulfat ($hang et al, ') Air keluar dari $ anaerobik (2) memiliki p! yang lebih tinggi (B) bahkan setelah kolam filtrasi effluen p! air AMD yang sudah diolah (2.) di kolam penampungan mencapai p! di atas <
6ambar ' Profil p! air AMD/AMD pada sistem passive treatment skala la pang an
2ondukti&itas
pad
AMD
"uga
menurun
alaupun
setelah
bulan penurunan kondukti&itas tidak terlalu siginifikan lagi (6ambar ) Peningkatan kondukti&itas pada air olahan bisa berasal dari substrat kompos pada $ anaerobik Penurunan kondukti&itas "uga bisa disebabkan oleh pengaruh air hu"a n yang mana ter"adi pengenceran alinitas air AMD sebelum diolah "uga menurun sedikit #aktor air hu"an diduga mempengaruhi penurunan salinitas ini, sedangkan untuk turbiditas secara umum cukup kecil dari air AMD influen (7abel 0) AMD influen 20 suatu aktu turbiditas karena efek dari
mengalami peningkatan
buangan tambang influen dari saluran (2), namun beberapa hari setelah itu turbiditas menurun karena ter"adi e ndapan di kolam penampungan
6ambar Profil kondukti&itas air AMD/AMD pada sistem passive treatment skala la pangan
7abel 0 alinitas, turbiditas dan temperatur air AMD sebelum dan sesudah passive t r eat ment
2olam 2 Influen 20 Penampungan 2' # etland setelah kolam kapur ($ aerobik ) 2 # $ ($ anaerobik ) 2. +ffluen
al @ ,00 - ,0 ,1 - ,00
7urb (87E) ?-' 0? - '
7emp (H$) '< J '? J
,1 - ,00 , - ,> ,< - ,>
-? -> -0
' J ' J ' J
7urbiditas air AMD yang keluar dari kolam $ aerobik, anaerobik dan kolam penampungan effluen "uga menurun Perubahan arna air AMD dari keruh dan coklat kekuningan sebelum diolah men"adi "ernih setelah diolah elain dari pengendapan, sistem A3D, $ dan filter dapat menurunkan turbiditas/kandungan padatan yang terdapat pada air AMD /air asam tambang (7abel 0) 2andungan sulfat pada air AMD influen yang diolah "uga menurun dari B0' mg/3 men"adi 0 - . mg/3 pada air AMD effluen (6ambar .) ulfat merupakan ion sulfur di air dalam kondisi oksidasi dan sangat terlarut di dalam
air 2ehilangan kandungan sulfat di alam hanya melalu proses biologi reduksi sulfat
oleh kolamteri pereduksi sulfat
pada kondisi anaerobik
men"adi
sulfida ulfida mudah bereaksi dengan logam sehingga membentuk endapan metal sulfida 7urunnya kandungan sulfat di air AMD pada sistem passive treatment disebabkan oleh akti&itas bakteri pereduksi sulfat anaerobik dan sand filter (sebagai biofilm)
di sistem $
(teed et al., ''; $hang et
al.,'; 6ilbert et al., '?)
6ambar . Profil penurunan sulfat AMD pada sistem passive t re at ment
alaupun tidak ada peraturan mengenai baku mutu air bersih kandungan sulfat pada air bersih, namun kandungan sulfat yang tinggi di perairan dapat memicu turunnya kualitas air yang mempunyai kandungan organik yang tinggi Pembentukan sulfida dapat menyebabkan perairan men"adi anoksik dan ter"adi pelepasan fosfat ke badan air sehingga bisa menyebabkan eutrofikasi yang parah di perairan (einer, ') Penyisihan sulfat ( sul!ate removal ) di sistem passi&e tretment mencapai <- 1@ 7idak seperti kandungan sulfat
di air
AMD, hilangnya #e dari
sistem passive treatment cukup besar pada kolam penampungan (20) karena mengalami oksidasi dan pengendapan, serta setelah meleati kolam kapur dan $ aerobik (2') (6ambar ?) 2andungan #e pada kolam penampungan berkisar antara 0? J > mg/3 2andungan #e di kolam ini sangat fluktuatif
karena air
buangan tambang yang fluktuatif sehingga setelah pengisian kolam, kandungan #e
menurun cukup nyata tetapi masih cukup tinggi bila dibandingkan setelah air meleati sistem A3D, $ aerobik dan anaerobik Penyisihan logam #e pada sistem mencapai 0@
6ambar ? Profil #e air AMD pada sistem passive treatment skala la pangan
eperti "uga #e, kandungan Al di air AMD yang diolah menurun setelah meleati kolam penampungan, A3D dan $ aerobik dan anaerobik (6ambar ) 2andungan Al di kolam penampungan (20) berkisar antara 00,> J 01 mg/3 Penyisihan Al setelah passive treatment mencapai 1 J 11@ 7anaman yang digunakan untuk $ aerobik adalah kolam dengan tanaman eceng
gondok,
purun 2andungan
sedangkan untuk $ anaerobik
logam air
AMD
menggunakan
olahan setelah $ aerobik
tidak
berbeda secara signifikan dengan air AMD olahan setela h $ anaerobik 8amun untuk "angka pan"ang tanaman air selain sumber organik bagi bakteri, penyerapan logam oleh tanaman air "uga sangat signifikan seperti temuan pada kandungan logam di tanaman air AMD ($hang et al., '; engupta, 011)
6ambar Profil #e air AMD pada sistem passive treatment skala la pangan
ESIMPULAN
istem passive treatment yang merupakan gabungan sistem kapur (A3D) dan raa buatan ($; constructed etland) secara efektif dan efisien dalam meningkatkan p! dan menurunkan kandungan padatan tersuspensi, logam dan sulfat air asam tambang dari aliran buangan tambang timah di Pulau *angka Air AMD setelah meleati kolam penampungan, A3D dan $ aerobik mempunyai kualitas air yang memenuhi standar mutu air bersih gol * (PP no>','0)
DA!TA" PUSTAA
Achterberg, +P, !er5l, KM$, *raungardt, $*, Millard, 6+, ' Metal beha&iour in an estuary polluted by acid mine drainageC the role of particulate matter +n&iron Poll0'0, '>J'1' *enner, 6, D *loes dan $ = Ptacek 011< A #ull cale Porous 9eacti&e all for Pre&ention of Acid Mine Drainange 6MP Kol 0< no. 11 J 0< *lodau, $ ' A re&ie of acidity generation and consumption in acidic coal mine lakes and their atersheds 'cience o! the Total &nvironment 1C
