Uji Efektivitas Bahan Organik dan Tanaman untuk Fitoremediasi Air Asam Tambang

Abstract

Salah satu permasalahan dunia akibat kegiatan pertambangan adalah timbulnya air asam tambang (AAT). Pertambangan dapat menyebabkan tereksposnya lapisan batuan yang tersusun atas mineral sulfida, seperti pirit dan akan teroksidasi membentuk AAT. Alternatif pengelolaan AAT secara berkelanjutan dan ramah lingkungan yaitu dengan membuat konstruksi lahan basah buatan. Teknik pengelolaan AAT secara pasif yang ada saat ini adalah lahan basah yang dialirkan, sehingga tinggi airnya terbatas pada tinggi tanaman dalam kompartemen-kompartemennya. Tanaman akan tenggelam jika tinggi genangan AAT melebihi tinggi tanaman. Sampai saat ini belum ada teknologi untuk menetralkan AAT di lubang bekas tambang (void) yang dalam. Interaksi antara bahan organik, tanaman dan bakteri pereduksi sulfat pada konstruksi lahan basah telah terbukti mampu menetralkan AAT. Prinsip-prinsip pada lahan basah akan diterapkan untuk menetralkan AAT dengan metode pulau bahan organik yang mengapung dalam void. Tinggi tanaman tidak lagi menjadi faktor pembatas, karena tanaman akan ditanam secara mengapung di pulau bahan organik. Tujuan akhir dari penelitian ini adalah untuk menciptakan model pulau bahan organik yang mampu meningkatkan kualitas AAT. Tujuan antara dari rangkaian penelitian ini adalah (1) Menganalisis kemampuan berbagai jenis bahan organik pada penelitian terdahulu dalam meningkatkan pH dan menurunkan logam dalam AAT, (2) Mendapatkan bahan organik tunggal atau campuran bahan organik yang efektif untuk meningkatkan pH dan menurunkan kandungan logam berat AAT di Indonesia, (3) Menganalisis pertumbuhan kayu putih, lonkida, dan akar wangi pada bahan organik apung yang dipengaruhi AAT, serta kemampuannya dalam menyerap logam berat. Tahapan dari penelitian ini yaitu melakukan studi metadata dari penelitian terdahulu untuk mengetahui jenis-jenis bahan organik yang mampu meningkatkan kualitas AAT. Dari hasil penelitian tahap pertama yang berupa analisa metadata, maka akan diketahui efektivitas lahan basah buatan, jenis dan peran bahan organik, rata-rata waktu tinggal yang diperoleh dari bahan-bahan organik yang berbeda. Pada penelitian tahap kedua diuji berbagai macam bahan organik, khususnya limbah pertanian, efektivitasnya dalam menetralkan AAT. Aplikasi bahan organik pada penelitian kedua dibagi dalam beberapa rangkaian penelitian secara bertahap, yaitu inkubasi 16 bahan organik sebagai screening awal untuk mendapatkan jenis bahan organik potensial, kemudian dilakukan kombinasi bahan organik potensial dengan bahan organik yang ketersediaannya melimpah, dilanjutkan dengan uji komposisi bahan organik terbaik. Jenis dan komposisi bahan organik terbaik digunakan sebagai dasar penelitian tahap ketiga, yaitu pembuatan pulau bahan organik yang kemudian ditanami bibit pohon kayu putih, lonkida, dan bibit tanaman akar wangi. Penelitian tahap ini dilakukan untuk melihat daya hidup dan kemampuan tanaman dalam proses fitoremediasi AAT. Hasil studi metadata menunjukkan bahwa semua jenis bahan organik dapat meningkatkan kualitas AAT dengan waktu tinggal yang berbeda-beda. Secara garis besar, jenis bahan organik yang mampu menetralkan AAT dengan cepat yaitu pupuk kambing dengan waktu tinggal 75 menit, kemudian campuran tandan kosong kelapa sawit dan kompos dengan waktu tinggal 4 jam, dan waktu tinggal paling lama yaitu 10 minggu. Penambahan bahan organik mampu menurunkan kadar logam terlarut dalam air, seperti Fe, Mn, Ni, Zn, Cr, Co, dan Pb. Pemilihan bahan organik erat kaitannya dengan kemampuannya sebagai media tumbuh bagi tanaman. Beberapa jenis bahan organik seperti campuran kotoran kambing dan serutan kayu, campuran tandan kosong kelapa sawit dan kompos, campuran chip bambu dan kotoran sapi, campuran kompos jerami dan serbuk gergaji, campuran tanah, kotoran ternak dan gambut, campuran arang dan slag, serta kulit kenari dapat digunakan sebagai substrat dasar lahan basah yang kemudian ditanami jenis tanaman hiperakumulator. Campuran bahan organik tersebut juga mampu menetralkan pH dan menghilangkan logam hingga 90%. Hasil penelitian “Uji efektivitas bahan organik dalam remediasi air asam tambang” menunjukkan bahwa beberapa jenis bahan organik seperti pupuk kandang kambing, tandan kosong kelapa sawit (TKKS), kompos, pupuk kandang sapi, limbah baglog jamur, pupuk kandang ayam, cacahan eceng gondok, limbah penyulingan sereh wangi, dan limbah kompos daun kayu putih secara tunggal mampu menetralkan AAT. Kombinasi antara chip kayu, serbuk gergajian kayu, cocopeat, ampas tebu, dan TKKS masing-masing dengan pupuk kandang sapi dan pupuk ayam juga mampu menetralkan AAT. Kombinasi antara TKKS dan pupuk kandang sapi dengan komposisi 2:1 merupakan pilihan terbaik karena mampu meningkatkan pH dari 2,17 menjadi 7,55 dengan waktu tinggal 1 jam dan semakin lama semakin meningkat mencapai pH 7,67 dengan waktu tinggal 5 jam. Komposisi bahan organik ini juga mampu menurunkan kandungan sulfat, unsur Fe dan Mn berturut-turut sebesar 12%, 87%, dan 75%, yaitu menjadi 346 mg/l, 4 mg/l, dan 2 mg/l dalam waktu 5 jam dan hasil tersebut sudah berada di bawah baku mutu lingkungan yang ditetapkan. Konsentrasi sulfida meningkat 20% sebagai hasil dari proses reduksi sulfat yang terjadi dalam sistem tersebut. Hasil penelitian “Uji efektivitas tanaman dalam media apung organik untuk remediasi air asam tambang” menunjukkan bahwa tanaman kayu putih, lonkida, dan akar wangi mampu hidup dan tumbuh pada bahan organik apung yang dipengaruhi AAT. Perlakuan bahan organik apung kombinasi TKKS dan pupuk kandang sapi 2:1 dengan atau tanpa tanaman mampu meningkatkan pH, menurunkan unsur-unsur logam dan sulfat terlarut, tetapi menyebabkan peningkatan nilai BOD (Biochemical Oxygen Demand). Urutan jenis unsur logam yang paling mudah hingga sukar dihilangkan dari air adalah Zn>Cu>Al>Mn>Fe. Ketiga jenis tanaman yang diujikan mampu menyerap logam berat dalam jumlah yang tinggi. Logam berat banyak diserap pada bagian akar dibandingkan bagian pucuk, seperti ditunjukkan oleh nilai translocation factor (TF)<1. Mekanisme yang dilakukan oleh tanaman lonkida, kayu putih, dan akar wangi untuk penghilangan logam Fe, Mn, Cu, Zn, dan Al adalah dengan teknik rhizofiltrasi, dimana kadar unsur logam lebih rendah pada bagian pucuk dibanding akar dan logam disimpan di bagian akar.