AIR ASAM TAMBANG (AAT)

1. 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.

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.

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 pengotor yang berupa mineral sulfida (pyrit). Air lokasi penimbunan ini

merupakan sumber air utama air asam tambang.

2. 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 Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+

b. Fe2+ + ¼ O2 + H+ Fe3+ + ½ H2O

c. Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ +

d. FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O 2 H2SO4 + Fe(OH)3

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 mineral-mineral 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 (kadang-kadang dijumpai

Ferrobacillus ferroxidans).

Persamaan reaksi terbentuknya air asam tambang berdasarkan aktivitas biologi sebagai

berikut :

FeS2 + H2O + 7/2 O2 Fe2+ + 2 SO42-

Fe2+ + ¼ O2 + 5/2 H2O T.Ferroxidans Fe(OH)3 + 2 H+ +

FeS2 + 7/2 H2O + 15/4 O2 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.

3. Dampak Yang Ditimbulkan Akibat Air Asam Tambang (AAT)

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.

Derajat keasaman tanah yang telah tercemar akibat air asam tambang ini akan semakin

meningkat, sehingga tanaman tidak dapat tumbuh karena derajat keasaman tanahnya terlalu

tinggi. Apabila air asam tersebut mencemari air tanah maupun aliran air sungai dimana

masyarakat memanfaatkan air tersebut maka dapat mengganggu kesehatan masyarakat sekitar,

diantaranya dapat menimbulkan penyakit diare maupun penyakit lainnya yang berhubungan

dengan pencernaan. Sedangkan air asam tambang juga dapat mempercepat proses pengkaratan

pada peralatan tambang, sehingga perlu penanganan agar pengaruh yang ditimbulkan dari air

asam tersebut tidak merusak peralatan tambang.

4. Pengendalian Air Asam Tambang

Pengendalian air asam tambang secara umum dapat dilakukan dengan cara :

1. Pencegahan atau pengendalian proses pembentukan asam

Upaya mencegah dapat dilakukan dengan cara :

a. Mengisolasi mineral sulfida

Dengan memisahkan material yang mengandung mineral sulfida dari air dan udara akan

mencegah terjadinya reaksi oksidasi.

b. Mengendalikan aliran air

- Mencegah aliran air permukaan masuk ke material asam

- Mencegah penyerapan air hujan pada material asam

- Mencegah aliran air tanah masuk pada lokasi material asam

2. Mengendalikan perpindahan air asam yang telah terbentuk

Hal ini dapat dilakukan dengan :

Pembuatan saluran penirisan di sepanjang daerah sumber air asam

Pemasangan sistem pipa penirisan di bawah timbunan penghasil air asam untuk selanjutnya

dialirkan ke dalam kolam pengendapan

3. Menampung dan menetralkan air asam yang telah terbentuk

Komposisi air asam tambang terdiri dari asam sulfat dan besi sulfat. Dalam hal ini besi sulfat

berada dalam bentuk ferro (Fe2+) ataupun ferri (Fe3+). Salah satu proses pengolahan terhadap

air asam tambang ini adalah proses netralisasi asam dengan senyawa alkali, oksida besi (II)

menjadi besi (III) yang tidak larut dan proses sedimentasi untuk menghasilkan endapan yang

berbentuk Fe3+.

Air asam yang terjadi ditampung pada kolam pengendapan yang berfungsi sebagai

sarana pemantauan kualitas air sekaligus tempat penetralan air asam sebelum dilepaskan ke

alam.

Air Asam Tambang – Indonesia

Apa itu AAT?

Pembentukan Air asam tambang (AAT) atau dalam bahasa Inggris dikenal sebagai “acid mine drainage

(AMD)” atau “acid rock drainage (ARD)” terbentuk saat mineral sulphida tertentu yang ada

pada batuan terpapar dengan kondisi dimana terdapat air dan oksigen (sebagai faktor utama)

yang menyebabkan terjadinya proses oksidasi dan menghasilkan air dengan kondisi asam.

Hasil reaksi kimia ini, beserta air yang sifatnya asam, dapat keluar dari asalnya jika terdapat

air penggelontor yang cukup, umumnya air hujan yang pada timbunan batuan dapat

mengalami infiltrasi/perkolasi. Air yang keluar dari sumber-nya inilah yang lazimnya disebut

dengan istilah AAT tersebut.

AAT adalah istilah yang digunakan untuk merujuk pada air asam yang timbul akibat kegiatan

penambangan, untuk membedakan dengan air asam yang timbul oleh kegiatan lain seperti:

penggalian untuk pembangunan pondasi bangunan, pembuatan tambak, dan sebagainya.

Pada kegiatan penambangan, beberapa mineral sulphida yang umum ditemukan adalah:

FeS2: pyrite Cu2S: chalcocite CuS: cuvellite CuFeS2: chalcopyrite MoS2: molybdenite NiS: millerite PbS: galena ZnS: sphalerite FeAsS: arsenopyrite

Pyrite merupakan mineral sulphida yang umum ditemukan pada kegiatan penambangan,

terutama batubara. Reaksi oksidasi pyrite adalah seperti ditunjukkan oleh reaksi kimia

berikut, dengan air dan oksigen sebagai faktor penting.

Tanda-tanda pembentukan dan pengaruhnya terhadap lingkungan Terbentuknya AAT ditandai oleh satu atau lebih karakteristik kualitas air sbb.:

nilai pH yang rendah (1.5 – 4) konsentrasi logam terlarut yang tinggi, seperti logam besi, aluminium, mangan, cadmium,

tembaga, timbal, seng, arsenik dan mercury nilai acidity yang tinggi (50 – 1500 mg/L CaCO3) nilai sulphate yang tinggi (500 – 10.000 mg/L nilai salinitas (1 – 20 mS/cm) konsentrasi oksigen terlarut yang rendah

Berdasarkan hal tersebut diatas, apabila AAT keluar dari tempat terbentuknya dan masuk ke

sistem lingkungan umum (diluar tambang), maka beberapa faktor lingkungan dapat

terpengaruhi, seperti: kualitas air dan peruntukannya (sebagai bahan baku air minum, sebagai

habitat biota air, sebagai sumber air untuk tanaman, dsb); kualitas tanah dan peruntukkanya

(sebagai habitat flora dan fauna darat), dsb.

Faktor penting Faktor penting yang mempengaruhi terbentuknya AAT di suatu tempat adalah:

konsentrasi, distribusi, mineralogi dan bentuk fisik dari mineral sulphida keberadaan oksigen, termasuk dalam hal ini adalah asupan dari atmosfir melalui mekanisme

adveksi dan difusi jumlah dan komposisi kimia air yang ada temperatur mikrobiologi

Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut, maka dapat dikatakan bahwa pembentukan

AAT sangat tergantung pada kondisi tempat pembentukannya. Perbedaan salah satu faktor

tersebut diatas menyebabkan proses pembentukan dan hasil yang berbeda.

Terkait dengan faktor iklim di Indonesia, dengan temperatur dan curah hujan yang tinggi di

beberapa lokasi dimana terdapat kegiatan penambangan, proses pembentukan AAT memiliki

karakteristik yang berbeda dengan negara-negara lain, karena memiliki kondisi iklim yang

berbeda.

Prediksi dan identifikasi Prediksi dan identifikasi pembentukan AAT dapat dilakukan melalui penyelidikan karakter

geokimia dari batuan. Dikenal ada dua cara untuk hal tersebut, yaitu melalui static test dan

kinetic test.

Metode pengujian yang umum untuk static test meliputi: Net Acid Generation (NAG), Acid

Neutralizing Capacity (ANC) dan analisa kandungan total sulfur (S) untuk mendapatkan nilai

Maximum Potential Acid (MPA). Perlu diketahui bahwa nilai MPA yang dihitung

berdasarkan total sulfur ini cenderung lebih besar potensi sebenarnya, karena yang terukur

dalam total sulfur tidak hanya sulphide-sulfur, tapi juga organic-sulfur dan sulfate-sulfur.

Dari nilai ANC dan MPA, kemudian dapat dihitung nilai Net Acid Production Potential

(NAPP), dimana NAPP = MPA – ANC.

Berdasarkan nilai pH dari uji NAG dan nilai NAPP, maka selanjutnya dapat dilakukan

pengklasifikasian jenis batuan berdasarkan sifat geokimianya. Sebagai contoh adalah seperti

dibawah ini:

NAG pH ≥ 4; NAPP≤0: Non Acid Forming (NAF) dan NAG pH<0; NAPP>0: Potentially

Acid Forming (PAF)

Selanjutnya, untuk mengetahui lebih detail kemungkinan pembentukan AAT, dilakukan

kinetic test yang umum dilakukan dengan menggunakan kolom. Kondisi basah dan kering

diterapkan terhadap batuan pada kolom, dan perubahan nilai parameter kualitas air yang

keluar dari kolom tersebut dianalisa untuk mengetahui perilaku atau trend pembentukan

AAT-nya.

Design kolom dan ukuran batuan dalam pengujian ini sangat penting untuk diperhatikan.

Pada umumnya, static test dilakukan untuk mengetahui secara cepat potensi pembentukan

AAT dari sejumlah batuan, sedangkan kinetic test, dikarenakan membutuhkan waktu yang

cukup lama untuk mendapatkan hasil yang mewakili, dilakukan untuk mengetahui karakter

batuan yang dominan di sebuah lokasi tertentu, atau untuk mempertajam hasil analisa dari

static test. Pengujian kolom juga dapat dilakukan untuk tujuan-tujuan tertentu yang lain

seperti untuk mengetahui pengaruh faktor lain (curah hujan, pencampuran dengan material

lain, perubahan faktor fisik, dsb) terhadap pembentukan AAT.

Penanganan

Secara umum, penanganan masalah AAT dibagi dua, yaitu: pencegahan pembentukan AAT

dan penanganan AAT yang telah terbentuk, khususnya yang akan keluar dari lokasi kegiatan

penambangan.

1. Pencegahan pembentukan AAT

Pencegahan pembentukan AAT, seperti dijelaskan pada reaksi kimia diatas, dilakukan

dengan mengurangi kontak antara mineral sulphida (dalam reaksi tersebut sebagai pyrite)

dengan air dan oksigen diudara. Secara teknis, hal ini dilakukan dengan menempatkan batuan

PAF pada kondisi dimana salah satu faktor tersebut relatif kecil jumlahnya. Secara umum,

dikenal 2 cara untuk melakukan hal tersebut, yaitu dengan menempatkan batuan PAF

dibawah permukaan air (dimana penetrasi oksigen terhadap lapisan air sangat rendah) atau

dikenal dengan istilah wet cover systems, atau dibawah lapisan batuan/material tertentu

dengan tingkat infiltrasi air dan difusi/adveksi oksigen yang rendah, umumnya disebut

sebagai dry cover system. Dengan menerapkan metode ini, diharapkan pembentukan AAT

dapat dihindari.

2. Penanganan AAT yang telah terbentuk

Penanganan AAT yang telah terbentuk, yang berpotensi keluar dari lokasi penambangan,

dilakukan untuk mencapai kondisi kualitas air seperti yang disyaratkan dalam peraturan

pemerintah tentang kualitas air. Secara umum terdapat dua cara pengolahan air, yaitu secara

aktif dan pasif.

Sebagai contoh, seperti disebutkan diatas, salah satu parameter penting yaitu pH. Untuk

menaikkan nilai pH ke kondisi normal, maka dilakukan beberapa upaya diantaranya adalah

dengan penambahan bahan kimia seperti kapur (lime). Secara aktif, kapur (berbentuk

serbuk/tepung) dicampurkan secara langsung dengan air asam di saluran air atau wadah

khusus, atau di kolam penampungan air. Sedangkan secara pasif, air asam dialirkan melalui

saluran-saluran dimana terdapat kapur (dalam bentuk batuan) sebagai “media penetral” air

asam yang melaluinya.