28
PEMODELAN HIDROLOGI DALAM PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG Email : [email protected] Wa : 087712706772 Webinar Dunia Tambang Jakarta 15 September 2021 Madaniyah Enviromental Consultant PT. Sampullu Adijaya Prakarsa

Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

  • Upload
    others

  • View
    17

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PEMODELAN HIDROLOGI DALAM PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

Email : [email protected]

Wa : 087712706772

Webinar Dunia Tambang

Jakarta 15 September 2021

Madaniyah

Enviromental Consultant PT. Sampullu Adijaya Prakarsa

Page 2: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

AGENDA

❖ Apa itu Air Asam Tambang??

❖ Karakteristik Air Asam Tambang

❖ Prinsip Pengelolaan Air Asam Tambang

❖ Pengolahan Air Asam Tambang

❖ Pemodelan Hidrologi Untuk pengelolaan

Air Asam Tambang Bisakah??

Presentation title 2

Page 3: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGANTAR

❖Kegiatan Penambangan, pengolahanserta pemurnian berpotensimenimbulkan dampak penting terhadaplingkungan

❖Ciri Kegiatan Penambanganadanya aktivitas penggalian dan penimbunan.

• Akan mengubah kondisi lingkungan, terutama komponen tanah ataubatuan.

• Akan berdampak terhadapkomponen biota yang terdapat di permukaan atau yang terkandungdalam tanah atau batuan

• Lahan terbuka peningkatanErosi akan mengganggukualitas air

3

Page 4: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

4

❖Kegiatan penggalian dan penimbunan juga akan menimbulkanterdedahnya (exposed) batuan sehingga memungkinkan kontakdengan udara dan air hujan sehingga mengakibatkan terjadinyaperubahan fisika maupun kimia dari batuan tersebut.

• Kimia : terjadi reaksi kimia antara batuan (atau mineral yang terkandung) dengan udara atau air

• Hasil reaksi kimia antara udara dan mineral bila ter”cuci” oleh air limpasan(air hujan atau rembesan air tanah) dan juga reaksi antara mineral dan air dapat mengakibatkan perubahan kualitas air limpasan atau air tanah.

❖Jika perubahan yang terjadi ditunjukkan dengan tingkat keasamanyang tinggi hal ini di sebut dengan Air Asam Tambang disingkatAAT (Acid Mine Drainage atau AMD)

Page 5: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

5

❖Air asam tambang – AAT (acid mine drainage - AMD atau air asam batuan –acid rock drainage - ARD) adalah air yang bersifat asam (tingkat keasaman yang tinggi dan sering ditandai dengan nilai pH yang rendah di bawah 5) sebagaihasil dari oksidasi mineral sulfida yang terpajan atau terdedah (exposed) di udara dengan kehadiran air dan mikroorganisme.

❖Di dunia pertambangan juga dikenal dengan Neutral Mine Drainage jika pH yang terbentuk netral atau alkalin (basa) tetapi mengandung logam terlarut atausulfat yang dapat melampaui baku mutu lingkungan.

• AAT/AMD : tambang batubara

• AAB/ARD : tambang bijih

Page 6: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

APA ITU AIR ASAM TAMBANG??

6

❖Komponen Pembentuk AAT

• Mineral sulfida – sumber sulfur / asam

• Oksigen (dalam udara) - Pengoksidasi

• Air - Pencuci hasil oksidasi

• Bakteri

❖Sulfur yang mudah teroksidasi adalah sulfur yang terdapat dalambentuk mineral sulfida :

• FeS2 – pirit

• FeS2 – marcasite

• FexSx – pyrrhotite

• FeAsS - arsenopirit

• Cu2S – chalcocite

• CuS – covellite

• CuFeS2 - Chalcopirit

• PbS – galena

• ZnS – sphalerite

• MoS2 – molybdenite

• NiS - millerite

FeS2

Air

O2

Page 7: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG

7

2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O 2 Fe²⁺ + 4 SO4²⁻ + 4 H⁺Pyrite + Oxygen + Water Ferrous Iron + Sulfate + Acidity

(1)

FeS2 + 14 Fe ³⁺ + 8 H2O 15 Fe²⁺ + 2 SO4²⁻ + 16 H⁺Pyrite + Ferric Iron + Water Ferrous Iron + Sulfate + Acidity

(2)

4 Fe²⁺ + O2 + 4 H⁺ 4 Fe³⁺ + 8 H2O Ferrous Iron + Oxygen + Acidity Ferric Iron + Water

(3)

• Kehadiran bakteri acidithiobacillus ferrooxidans dapat mempercepat reaksi ini (5-6 kali).

Fe²⁺ + ¼ O2+ 5/2 H2 4 Fe(OH)3 + 2 H⁺ (4)

FeS2+ 15/4 O2+ 7/2 H2O Fe(OH)3 + 2 SO4²⁻ + 4 H ⁺Pyrite+ Oxigen + Water “Yellow boy” + Sulfuric acid

(5)

• Jika Reaksi (1) dan (4) digabungkan maka akan diperoleh reaksi :

Page 8: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

KARAKTERISTIK AIR ASAM TAMBANG

8

• Memiliki kandungan sulfat yang tinggi

• pH rendah berkisar 2-4 (meningkatkan konsentrasi logamterlarut)

• Memiliki kandungan logam berat (Fe, cu, Pb, Zn, Cd,Co, Cr, Ni, Hg), metalloid (As dan Sb) dan unsur lain (Al, Si, Ca, Na, Mg, Ba dan F) yang tinggi.

• Kehadiran mineral sekunder seperti kalsium, magnesium, kalium dan natrium

• Panas

Page 9: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PEMBENTUKAN AAT PADA WILAYAH PERTAMBANGAN

9

• Pit Penambangan

• Timbunan batuan penutup (Overburden disposal)

• Timbunan komoditas penambangan - Air hujan yang jatuh dan terinfiltrasi pada timbunan batubara atau bijih hasilpenambangan (run of mine, ROM), timbunan tailing dan timbunan mineral sisa pencucian batubara.

• Air tanah atau rembesan air tanah yang mengalir kedalambukaan tambang bawah tanah dan kontak dengan batuandinding bukaan.

Page 10: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

10

Genangan di Pit

Sumber Gambar : Gautama, 2012

Page 11: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PRINSIP PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG

11

❖AAT menjadi salah satu dampak penting dari kegiatan pertambangan yang harus dikelola tidak saja karena dampaknya terhadap lingkungan perairanatau air tanah, tetapi juga karena:

– Sekali telah terbentuk akan sulit untuk menghentikannya (kecuali salah satu komponennya habis)

– Bisa berdampak sangat lama, melampaui umur tambang; pengalamanmenunjukkan bisa berlangsung sampai ratusan tahun

❖Risiko yang dihadapi oleh pertambangan terhadap AAT tidak saja pada masa operasi tetapi yang lebih penting adalah pada masa pascatambang.

❖Lebih baik mencegah daripada mengolah (prevention is better than

treatment)

Page 12: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENCEGAHAN PEMBENTUKAN AIR ASAM TAMBANG

12

❖Pencegahan pembentukan AAT dengan 2 tahap :

1. Karakterisasi batuan

2. Pengelolaan Overburden (OB management plan)

❖Karakterisasi batuan untuk mengetahui apakah batuan yang akan tergali pada

saat penambangan maupun batuan yang akan terpapar oleh udara berpotensi

membentuk asam (Potentially Acid Forming /PAF) atau batuan yang tidak

berpotensi membentuk asam (Non-Acid Forming /NAF).

❖Identifikasi batuan dengan cara pengujian sampel batuan (Tahap Ekplorasi)

❖Pengujian sampel batuan bisa menggunakan :

1. Uji statik (digunakan untuk menentukan potensi pembentukan asam)

2. Uji kinetik (dapat menentukan laju reaksi pembentukan AAT)

Page 13: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

13Sumber : Abfertiawan, 2010

Page 14: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

14

• Metode yang umum diterapkan dalam penimbunan overburden adalah encapsulation dan layering → menempatkan material PAF dan NAF sedemikian rupa untuk menghindari terjadinyapembentukan AAT (mencegah oksidasi mineral sulfida dan/ataualiran air)

Sumber: Gautama, 2014

Page 15: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGELOLAAN OVERBURDEN (OB MANAGEMENT PLAN)

15

Sumber : Candra Nugraha, 2012, PT. Kaltim Prima Coal

Page 16: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG

16

❖Pengolahan AAT diperlukan agar memenuhi baku mutu lingkungan sebelum

dilepaskan ke badan perairan alami.

❖Prinsip utama pengelolaan AAT → sedapat mungkin mencegah terbentuknya

AAT = upaya preventif.

❖Tetapi pada kenyataannya pada kegiatan penambangan terbuka hal tersebut

tidak dapat mencegah secara total terjadinya AAT

❖AAT yang tak dapat dicegah pembentukannya, misalnya:

– Dari mine pit

– Pengotor hasil dari pencucian batubara

– Stockpile batubara

Page 17: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG

17

❖ Pengolahan AAT dapat digolongkan menjadi:

– Pengolahan aktif (active treatment)

– Pengolahan pasif (passive treatment)

❖ Pengolahan secara aktif adalah metode untuk menetralisasi air asam

tambang dengan penambahan material alkali.

❖ Pengolahan aktif dengan penambahan berbagai jenis material alkali untuk

meningkatkan pH, menjernihkan air dan mengendapkan logam berat.

❖ Bahan alkali yang sering digunakan adalah batu kapur (CaCO3), kapur tohor

(CaO), hydrated lime (Ca(OH)2) soda-ash (Na2CO3), atau caustic soda

(NaOH).

Page 18: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG : AKTIF TREATMENT

18Sumber : Gunawan dkk, 2012. PT. Berau Coal

Contoh instalasi penambah kapur

Page 19: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENGOLAHAN AIR ASAM TAMBANG : PASSIVE TREATMENT

19

❖ Pengolahan AAT secara aktif : biaya besar, terbatas pada saat

operasi penambangan.

❖ Pengolahan secara pasif adalah metode untuk menetralisasi air asam

tambang dengan cara memanfaatkan proses kimia dan proses biologi di alam

❖ Pengolahan pasif yang sering digunakan oleh perusahaan tambang di

Indonesia yaitu lahan basah buatan (constructed wetland), saluran anoksik

batu kapur (anoxic limestone drain, ALD), Sistem aliran vertikal (vertical flow

system), dan saluran terbuka batu kapur (open limestone channe, OLC).

Page 20: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

20

❖ Konsep lahan basah buatan sama dengan konsep rawa, dimana lahan selalu

tergenang, tetapi tidak terlalu dalam.

❖ Membutuhkan bahan organik / media berupa gravel, batu kapur, kompos

atau kombinasi dari batu kapur dan kompos.

Sumber : Mansur, Irdika. 2014.

Page 21: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

21

❖ Tanaman yang digunakan di lahan basah buatan adalah Typha angustifolia.

❖ Typha angustifolia adalah tanaman jenis rumput yang banyak digunakan di negara negara lain, di Indonesia yang telah berhasil menggunakan rumputthypa yaitu di PT. Bukit asam dan PT. Berau coal.

❖Banyak literatur yang menyebutkan bahwa Rumput Typha angustifolia dapatmenaikkan pH dan menyerap logam berat.

❖Di Indonesia juga sedang dikembangkan seleksi jenis-jenis pohon yang dapatditanam di lahan basah. Yang telah digunakan adalah jenis pohon longkidadan kayu putih.

Page 22: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PASSIVE TREATMENT : CONSTRUCTED WETLAND

22Sumber : Mansur, Irdika. 2014.

Page 23: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PASSIVE TREATMENT

23Sumber : Gunawan dkk, 2012. PT. Berau Coal

Page 24: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PEMODELAN HIDROLOGI UNTUK PENGELOLAAN AIR ASAM

TAMBANG

24

❖ kajian hidrologi adalah kegiatan penelitian untuk mempelajari dan mengetahui pergerakan, distribusi, kuantitas, dan kualitas air permukaandalam rangka perencanaan dan kegiatan pertambangan.

❖ Kajian Hidrologi wajib dilakukan dan dicantumkan pada dokumen studikelayakan tambang.

❖Jenis data yang digunakan pada kajian hidrologi adalah data curah hujan, Peta topografi, Data luas daerah tangkapan hujan, data lubang bor dan data slug test.

❖ pemodelan hidrologi menjadi penting dalam pengelolaan AAT karena untukmemprediksi kualitas dan kuantitas aliran air dalam pendekatan daerahtangkapan.

Page 25: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PEMODELAN HIDROLOGI UNTUK PENGELOLAAN AIR ASAM

TAMBANG

25

❖Pendekatan pengelolaan AAT melalui Pemodelan hidrologi dapatmemprediksi aspek perubahan hidrologi yang terjadi di pit penambangansehingga upaya preventif pengelolaan AAT dapat direncanakan sebelumpenambangan dimulai

❖ Dalam kontek operasional penambangan telah terjadi Pemodelan hidrologidapat mengidentifikasi pit penambangan yang memberikan kontribusi besardalam menghasilkan air asam tambang sehingga dapat digunakan Untukmenentukan skala prioritas dan metode pengelolaan AAT yang terbentuk.

Page 26: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

PENUTUP

26

❖ Air asam tambang menjadi isu lingkungan yang penting pada kegiatanpenambangan karena sekali sekali terbentuk akan sulit menghentikannya dan dapat berlangsung untuk jangka waktu yang sangat lama melampaui umurtambang

❖Pengelolaan AAT perlu perhatian dari semua pelaku tambang dan memerlukanperencanaan yang terintegrasi sejak tahap ekplorasi, tahap operasi produksisampai tahap pascatambang

❖Pendekatan pengelolaan AAT melalui Pemodelan hidrologi dapat memprediksiaspek perubahan hidrologi yang terjadi di pit penambangan sehingga upayapreventif pengelolaan AAT dapat direncanakan sebelum penambangan dimulai

❖Jika penambangan telah berjalan, maka pemodelan hidrologi berguna untukmenenetukan skala prioritas dan metode pengelolaan AAT yang terbentuk

Page 27: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

REFERENSI

27

• Manege, et all, 2014. Penerapan dan Kinerja Selective Overburden Dumping dalam Rangka Pencegahan Pembentukan AAT PT. KPC,

Seminar Air Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gautama, R. S, 2014. Bahan Ajar Kursus Air Asam Tambang :Bandung

• Mansur, irdika, 2014. Potensi Konstruksi Hutan Rawa Sebagai Alternantif Wetland Air Asam Tambang: Pemilihan Jenis Pohon

Kehutanan. Seminar Air Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gunawan, et all, 2014. Penelitian dan Pengembangan Sistem Pengelolaan Air Asam Tambang di Lati Mine Operation. Seminar Air

Asam Tambang dan Pascatambang ke-5 di Indonesia: Bandung

• Gautama, R.S, 2012. Bahan ajar Pengelolaan Air Asam Tambang,.Bimbingan Teknis Reklamasi Dan Pascatambang Pada Kegiatan

Pertambangan Mineral & Batubara Ditjen Mineral & Batubara, KESDM, Yogyakarta

• Abfertiawan, sonny. 2010. Tantangan Pengelolaan Air Asam Tambang. https://www.gesi.co.id/pengelolaan-air-asam-tambang/

• Abfertiawan, sonny. 2015. Model Transport Air Asam Tambang Melalui Pendekatan Daerah Aliran Sungai Pada Tambang Terbuka

Batubara. Disertasi. Institut Teknologi Bandung.

Page 28: Pemodelan Hidrologi dalam Pengelolaan air asam tambang

TERIMAKASIH

28