BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Batubara merupakan bahan tambang yang berasal dari sedimen organik dari berbagai macam tumbuhan yang telah mengalami proses penguraian dan pembusukan dalam jangka waktu yang lama dan di lingkungan yang mendukung proses pembentukannya (Speight, 2005). Pembentukan batubara dimulai dengan proses pembusukan material organik sehingga membentuk gambut dengan kadar karbon yang cukup tinggi. Pembentukan batubara (coalification) dari gambut dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti material pembentuk, temperatur, tekanan, waktu dan beberapa kondisi fisik dan kimiawi seperti kandungan O 2, tingkat keasaman dan kehadiran mikroba. Proses coalification terbagi menjadi 3 tahapan yaitu: pembusukan aerobik, pembusukan anaerobik, dan bituminisasi (perubahan lignit menjadi bituminus) (Sudibyo, 2008). Penambangan batubara saat ini di Indonesia, banyak dilakukan melalui sistem penambangan terbuka (open pit). Sistem penambangan ini menyebabkan batuan yang ada pada lokasi penambangan tersingkap ke permukaan, sehingga akan mudah bereaksi dengan udara dan air secara langsung. Tingginya kandungan mineral sulfida seperti pirit dan markasit pada batubara dan batuan penutup serta batuan dasar pada lokasi pertambangan, sangat berpotensi mengasilkan asam tambang. Air asam tambang adalah air yang mempunyai sifat asam yang terbentuk di lokasi penambangan dengan ph yang rendah (ph < 4,5) sebagai akibat dari dibukanya suatu potensi keasaman batuan di lokasi tambang sehingga menimbulkan permasalahan terhadap kualitas air dan tanah, dimana pembentukan air asam tambang dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu air, oksigen, dan batuan yang mengandung mineral sulfida seperti pirit, kalkopirit, markasit, dll (Gautama, 2012). Air asam tambang terbentuk sebagai hasil oksidasi mineral sulfida tertentu yang terkandung dalam batuan oleh oksigen di udara atau pada lingkungan berair (Gautama, 2012). Mineral-mineral sulfida seperti pirit, ketersediaannya cukup 1
2 signifikan di dalam lapisan batubara, overburden, underburden dan interburden, sehingga pirit merupakan penghasil air asam tambang utama pada lokasi pertambangan. Pembentukan asam tambang pada lapisan batuan sangat berkaitan dengan lingkungan pengendapan batubara dan batuan pelapisnya. Analisis geokimia batuan dilakukan untuk mendeterminasi lapisan batuan yang cenderung berpotensi menghasilkan air asam tambang dan yang tidak. Dengan melihat kandungan sulfur dan ph pada setiap batuan akan memberikan hasil sebagai acuan untuk mengelompokkan batuan potential acid forming (PAF) dan batuan non acid forming (NAF). Kemudian analisis mineralogi yang dilakukan melalui analisis X-Ray Diffraction (XRD) bertujuan untuk mengetahui mineral yang terkandung dalam batuan, baik berupa mineral sulfida maupun mineral penetral seperti karbonat dan lempung yang dapat menghambat pembentukan asam tambang. Selain itu dilakukan pengukuran stratigrafi untuk menentukan hubungan lingkungan pengendapan dengan pembentukan batuan yang memiliki kecenderungan untuk menghasilkan asam tambang. Ketika data telah dianalisis, maka kemudian dibuat rekomendasi untuk mencegah pembentukan air asam tambang. Lokasi Pit 3000, Blok Toraja dipilih karena Pit ini masih dalam kondisi aktif, yang pada akhirnya menyebabkan batuan akan tersingkap ke permukaan selama dan setelah penambangan. Hal ini menyebabkan proses-proses kimiawi, seperti oksidasi sedang berlangsung. Kondisi inilah yang menjadi dasar dalam penentuan lokasi penelitian. 1.2 Identifikasi Permasalahan Air asam tambang menjadi suatu permasalahan yang sangat penting karena menyangkut permasalahan kehidupan makhluk hidup secara keseluruhan. Hal ini disebabkan karena air asam tambang dapat mencemari air dan tanah yang menjadi sumber kehidupan bagi banyak makhluk hidup. Pertambangan batubara sangat berpotensi menghasilkan asam tambang, karena batubara mengandung sulfur dan mineral sulfida seperti pirit, kalkopirit, markasit, dll yang merupakan faktor utama pembentukan air asam tambang. Sistem penambangan berupa tambang terbuka
3 (open pit) menjadi salah satu sistem yang berpotensi menghasilkan asam tambang. Lapisan overburden, underburden dan interburden yang tertinggal selama kegiatan pertambangan, merupakan batuan yang menjadi pemicu terbentuknya asam tambang, karena lapisan ini akan tersingkap ketika kegiatan penambangan dimulai hingga penambangan berakhir. Batuan yang mengandung mineral sulfida reaktif yang tinggi akan terkontaminasi dengan oksigen dan air sehingga bereaksi menghasilkan suatu oksida besi dan air asam. Pembentukan asam tambang sangat dipengaruhi oleh kondisi geologi berupa lingkungan pengendapan batuan underburden dan overburden yang menutupi lapisan batubara tersebut. Oleh karena itu, dibutuhkan penelitian untuk mengetahui karakteristik geokimia batuan terhadap potensi pembentukan asam tambang dan pengaruh faktor geologinya. 1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian 1.3.1 Maksud Penelitian Maksud dari penelitian ini yaitu untuk melakukan perhitungan geokimia melalui pengujian statis (static test) berupa perhitungan asam-basa dan NAG (Net Acid Generation) ph, melakukan pengukuran stratigrafi untuk mengetahui pengaruh lingkungan pengendapan terhadap pembentukan asam tambang dan analisis mineralogi melalui X-Ray Diffraction (XRD) pada tiga sampel batuan overburden Pit 3000 sehingga diketahui jenis mineral penyusun batuan serta memberikan rekomendasi untuk mencegah pembentukan air asam tambang. 1.3.2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini yaitu: a) Mengelompokkan batuan berdasarkan karakteristik geokimia potensi pembentukan asam tambang. b) Mengidentifikasi kandungan mineral pada lapisan batuan overburden untuk mendeterminasi jenis mineral sulfida pembentuk asam tambang dan mineral penetral pada batuan. c) Mengidentifikasi hubungan antara lingkungan pengendapan dan pengaruh pembentukan batuan Potential Acid Forming (PAF) dan Non Acid Forming (NAF).
4 1.4 Batasan Permasalahan Penelitian Tugas Akhir ini dititikberatkan pada analisis kecenderungan suatu batuan untuk menghasilkan asam tambang berdasarkan analisis geokimia batuan untuk mengelompokkan batuan Potential Acid Forming (PAF) dan Non Acid Forming (NAF), serta analisis mineralogi pada tiga sampel batuan overburden untuk mengetahui jenis mineral sulfida dan mineral penetral yang ada pada batuan. Selain itu dilakukan penentuan lingkungan pengendapan pada batuan overburden untuk mendeterminasi hubungan lingkungan pengendapan batuan dengan kecenderungan suatu batuan untuk menghasilkan asam tambang serta rekomendasi untuk mencegah pembentukan air asam tambang pada Pit 3000, Blok Toraja. 1.5 Waktu dan Lokasi Penelitian Pelaksanaan penelitian ini dilaksanakan pada: 1.5.1 Waktu Penelitian : 06 Maret 2017 19 Mei 2017 Pelaksanaan dan jadwal penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut ini. Tabel 1.1 Jadwal Pelaksanaan Penelitian Tugas Akhir NO. Jenis Kegiatan Maret April Mei Minggu II III IV I II III IV I II III 1 Pendahuluan, Studi Literatur dan Konsep Dasar 2 Observasi Lapangan 3 Measuring Stratigraphic (MS) 4 Analisis Geokimia dan Mineralogi 5 Pengolahan dan analisis data 6 Penyusunan Laporan Akhir
5 1.5.2 Lokasi Penelitian Penelitian ini berlokasi pada Pit 3000, Blok Toraja dari konsesi pertambangan PT. Trubaindo Coal Mining yang terletak di Kabupaten Kutai Barat, Kalimantan Timur (Gambar 1.1) Lokasi penelitian ini dapat ditempuh dari Bandara Ahmad Yani, Semarang, Jawa Tengah dengan menggunakan pesawat komersil menuju Bandara Sepinggan, Balikpapan, Kalimantan Timur selama 1 jam 45 menit. Selanjutnya dilanjutkan dengan perjalanan darat menuju lokasi di Kabupaten Kutai Barat selama 12 (dua belas) jam. Gambar 1.1 Lokasi Penelitian Tugas Akhir (kotak merah) Kabupaten Kutai Barat, Kalimantan Timur (USGS, 2014)
6 1.6 Penelitian Terdahulu No. Judul Penelitian Penulis Penjelasan 1. Pengaruh Mineral Sekunder Sulfat Hasil Oksidasi Pirit Terhadap Nilai Total Sulfur pada Batubara Formasi Haloq dan Serpih Karbonan Formasi Batuayau Cekungan Kutai Atas Annisa, 2016 Penulis melakukan analisis terhadap empat sampel batubara dan dua sampel batuserpih karbonan untuk mengetahui total sulfur dan kandungan mineral setiap sampel. Hasilnya menunjukkan bahwa mineral yang terdapat pada sampel umumnya merupakan zaherit, kuarsa, kaolin, beidelit, melanterit, dan magnesiokopiat. Keberadaan melanterit menunjukkan terjadi oksidasi terhadap mineral pirit dan mengindikasikan tingginya persentase sulfur pada batubara dan serpih karbonan 2. Review on in Pit Treatment of Acidic Pit Lake in Jorong Coal Mine, Kalimantan, Indonesia Gautama, dkk (2014) Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis pada Pit M4E yang masih aktif, yang mana Pit tersebut sudah mulai terisi oleh aliran air permukaan yang bersifat asam. dilakukan perlakuan untuk mengatasi tingkat keasaman pada danau Pit dengan menambahkan 181 ton batugamping untuk menetralkan air asam tambang.
7 No. Judul Penelitian Penulis Penjelasan 3. Physical and Kusuma, dkk Penelitian ini melakukan analisis Geochemical (2012) pada daerah disposal/timbunan. Characteristics of Analisis yang dilakukan berupa Coal Mine analisis kondisi fisik batuan dan Overburden Dump geokimia. Hasil analisis Related to Acid menunjukkan bahwa batuan yang Mine Drainage ada pada lokasi penelitian Generation umumnya tersusun oleh batulempung dengan karakter fisik yang tahan terhadap pengaruh air. Sedangkan karakteristik geokimia menunjukkan batuan yang tidak sama. pada beberapa sampel menunjukkan PAF dan beberapa sampel menunjukkan NAF. 4. Evaluation of Geochemical Test in Predicting Acid Mine Drainage Potential in Coal Surface Mine Gautama, dkk (2014) Penelitian ini bertujuan melakukan evaluasi geokimia menggunakan analisis geokimia untuk memprediksi potensi pembentukan air asam tambang, melalui metode Acid Base Accounting (ABA) dan NAG untuk kemudian dikorelasikan dengan metode kinetik. Sehingga beberapa sampel penelitian menunjukkan batuan PAF namun beberapa menunjukkan uncertain.
8 1.7 Sistematika Laporan Tugas Akhir Sistematika penyusunan laporan penelitian Tugas Akhir ini, penulis membagi menjadi 6 Bab, dengan penjelasan masing-masing bab sebagai berikut: BAB I : Bab 1 merupakan bab pendahuluan yang berisi tentang latar belakang penelitian, identifikasi permasalahan, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, waktu dan lokasi penelitian, manfaat penelitian, penelitian terdahulu, dan sistematika penyusunan laporan akhir penelitian. BAB II : Bab 2 berisi mengenai Tinjauan Pustaka yang digunakan sebagai acuan dalam pelaksanaan penelitian Tugas Akhir, yang diambil dari berbagi sumber dan referensi baik mengenai materi batubara, proses dan komposisinya serta mengenai air asam tambang yang menjadi topik penelitian. Selain itu juga terdapat Geologi Regional daerah penelitian yang memberikan informasi mengenai kondisi geologi. BAB III : Bab 3 berisi metodologi dalam pelaksanaan penelitian yang meliputi alat dan bahan, objek yang dijadikan sebagai dasar penelitian, Metode dalam pelaksanaan penelitian, tahapan-tahapan dari pelaksanaan penelitian, serta diagram alir penelitian. BAB IV: Bab 4 berisi tentang pembahasan hasil penelitian mulai dari perhitungan, data analisis hingga interpretasi dari data yang didapatkan di lapangan maupun di laboratorium, hingga pada rekomendasi penanganan permasalahan. BAB V : Bab 5 berisi tentang kesimpulan dari penelitian Tugas Akhir serta saran apabila penelitian ini dilanjutkan. Beserta daftar pustaka yang menjadi acuan dalam penulisan tugas akhir dan daftar lampiran.