STUDI HIDROLOGI DAERAH OPERASI PENAMBANGAN NIKEL – SOROWAKO, KAITANNYA DENGAN KONSENTRASI Fe, Ni, Mn DAN Cr TERLARUT DI SUNGAI LAMOARE
TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pertambangan Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung
Oleh: FERDINAND LUMBAN TOBING 12103008
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
STUDI HIDROLOGI DAERAH OPERASI PENAMBANGAN NIKEL – SOROWAKO, KAITANNYA DENGAN KONSENTRASI Fe, Ni, Mn DAN Cr TERLARUT DI SUNGAI LAMOARE
TUGAS AKHIR
Oleh: FERDINAND LUMBAN TOBING 12103008
Disetujui untuk Program Studi Teknik Pertambangan Institut Teknologi Bandung, oleh :
Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng Pembimbing
RINGKASAN
Selain kuantitas, penggunaan air juga memiliki batasan kualitas. Salah satuya adalah kadar maksimum kontaminan terlarut di dalamnya. Studi ini berlokasi di DAS Lamoare yang merupakan bagian dari lokasi operasi penambangan nikel. Tentunya kegiatan industri pertambangan ini akan memberikan dampak pada kualitas air yang ada, khususnya Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui batasan dari DAS Lamoare serta potensi beban kontaminan Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut yang diterima tiap tahunnya, serta mengetahui pemenuhan standar baku mutu limbah cair kawasan industri yang dikeluarkan Kementerian Lingkungan Hidup pada tahun 1995. DAS Lamoare memiliki luas sekitar 2.042,4 Ha dengan sedikitnya 8 anak sungai yang mengisi dan memberi kontribusi beban kontaminan pada outlet DAS ini. Dengan meggunakan metode rasional, dapat diprediksikan besar debit optimum yang membawa kontaminan pada DAS ini melalui perhitungan koefisine runoff masing-masing subDAS, besar intensitas curah hujan serta luas area yang terkena pengaruh. Debit optimum yang dimiliki DAS ini sebesar 2.317,7 l/det yang mampu membawa potensi beban Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut masing-masing sebanyak 0.6427 mg/l, 0.0678 mg/l, 0.1268 mg/l dan 1.8682 mg/l tiap detiknya. Hasil perhitungan beban pencemaran sebenarnya (BPA) DAS ini lebih kecil dari pada beban pencemaran maksimum (BPM) nya untuk parameter Fe, Ni dan Mn terlarut sedangkan untuk parameter Cr terlarut, besar beban pencemaran sebenarnya masih berada di atas beban pencemaran maksimum, sehingga berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No: 3 Tahun 1998, DAS Lamoare telah memenuhi standar baku mutu limbah cair kawasan industri untuk parameter Fe, Ni dan Mn terlarut. Sedangkan parameter Cr terlarut masih belum memenuhi standar baku mutu limbah cair industri.
iii
ABSTRACT
Quantity and quality are one of water limitation usage. One of these limitations is maximum load of dissolved contaminant. This research takes location at Lamoare Catchment those parts of nickel mining operation location. This condition will make an impact to the quality of water, especially dissolved Fe, Ni, Mn and Cr. This research’s goal is to delineate Lamoare Catchment and to measure loading potential of dissolved Fe, Ni, Mn and Cr as water contaminant and to know if the government’s standard of liquid waste for industrial activity is fulfil. Lamoare Catchment Area is about 2,042.4 Ha with at least 8 tributary that gives contribution of water contaminant to this catchment’s outlet. With Rational Method, this catchment’s optimum discharge than contains dissolved Fe, Ni, Mn and Cr can be predicted, with measurement of runoff coefficient and rainfall intensity of each subcatchment. Lamoare catchment has optimum discharge about 2,317.7 l/s that can contain dissolved Fe, Ni, Mn and Cr 0.6427 mg/l, 0.0678 mg/l, 0.1268 mg/l and 1.8682 mg/l every second. Based on Environmental Ministry Decision No: 3 Tahun 1998, the result of actual loading pollution for dissolved Fe, Ni and Mn at LC3 (Lamoare Creek outlet) is under the maximum loading pollution allowed. For dissolved Cr, the actual loading pollution is above the maximum loading pollution. Therefore, based on Environmental Ministry Decision No: 3 Tahun 1998, Lamoare Catchment has fulfil the standard of liquid waste for industrial activity for dissolved Fe, Ni and Mn parameters, but not for dissolved Cr parameter yet.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunianya, penulis dapat meyelesaikan tugas akhir dengan judul “Studi Hidrologi Daerah Operasi Penambangan Nikel - Sorowako, Kaitannya Dengan Konsentrasi Fe, Ni, Mn dan Cr Terlarut Di Sungai Lamoare”.
Tugas akhir ini merupakan salah satu aplikasi dari ilmu yang didapat penulis selama mengikuti pendidikan tahap Strata satu dan sebagai syarat untuk dapat menyelesaikan studi S-1 Program Studi Teknik Pertambangan, Kelompok Keahlian Tambang Eksplorasi ITB.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih penulis kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing Tugas akhir dan Dosen Wali, atas segala bimbingan dan perhatian yang diberikan kepada penulis selama masa kuliah dan penyusunan tugas akhir ini. 2. Dr.Ir Budi Sulistianto, selaku Ketua Program Studi Teknik Pertambangan ITB. 3. Irwan Iskandar, ST., MT., atas bimbingan dan bantuannya selama penyusunan tugas akhir kepada penulis. 4. Bapak Harry Asmar dan Heru Haryadi untuk segala bantuan yang diberikan kepada penulis selama di lapangan dan setelahnya. 5. Kedua orangtuaku, Ir. F.L Tobing dan V. Br Rambe, yang sangat kuhormati dan kukasihi seumur hidup, adik-adikku Yeyen, Nina, Nisa yang selalu mendukung dan mendoakan penulis sampai akhir, Bang Jimmy yang selalu mendukung dan memberi semangat selama ini.
v
6. Teman-teman Resimen Mahasiswa Mahawarman Batalyon I/ITB, Ekek 38 (Ucok, Manan, Gino, DanYog, Husni, David), Ekek 39 (Joko, Bin, Haryo, Saiko, Rico dan lainnya), Ekek 40 (Boy, Ditya, Mira dan lainnya) atas dukungan dan semangatnya selama ini, KOMANDO!!!. Teman-teman di Program Studi Teknik Pertambangan ITB, terutama Eksplorasi 2003 (Gino, Fajri, Hadi, Ipul, Alvin dan lainnya), Tambang 2003 (Imam, Bedul, Anil, Eeng, Peter, Arif, Yudi dan lainnya) serta rekan-rekan di HMT dan semua pihak yang tidak dapat penulis ingat satu persatu atas pertemanan dan persahabatan selama ini, yang menjadikan masa kuliah terasa lebih menyenangkan.
Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat dan berguna bagi yang memerlukannya.
Bandung, September 2007
Penulis
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
ii
RINGKASAN
iii
ABSTRAK
iv
KATA PENGANTAR
v
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR TABEL
xi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
1
1.2
Tujuan Penelitian
3
1.3
Batasan Masalah
3
1.4
Metodologi Penelitian
4
DASAR TEORI 2.1
2.2
Pelapukan Lateritik Pada Batuan Ultramafik
5
2.1.1
Genesa Nikel Laterit
6
2.1.2
Efek Fe, Ni, Mn dan Cr bagi Kesehatan Manusia
8
Parameter Fisika – Kimia Air
10
2.2.1
Total Suspended Solid (TSS)
10
2.2.3
Total Dissolved Solid (TDS)
10
2.2.4
Dissolved Oxygen (DO)
11
2.2.5
Potensial Reduksi – Oksidasi (Eh)
11
2.2.6
Derajat Keasaman (pH)
11
2.3
Siklus Hidrologi
13
2.4
Metode Rasional
14
2.4.1
Koefisien Runoff
15
2.4.2
Intensitas Curah Hujan
18
vii
2.4.3 BAB III
BAB IV
Daerah Tangkapan Air
19
KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN 3.1
Lokasi Penelitian dan Ketercapaiannya
20
3.2
Iklim dan Curah Hujan
21
3.3
Geologi Regional
21
3.4
Morfologi dan Topografi
24
3.5
Hidrologi dan Hidrogeologi Umum
26
3.5.1
Sistem Airtanah Bebas (A)
27
3.5.2
Sistem Airtanah Tertekan (B)
28
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1
4.2
4.3
Pengamatan Lapangan
30
4.1.1
Pemetaan dan Delineasi Catchment
30
4.1.2
Pengukuran Debit
33
4.1.3
Sampling Air Permukaan dan Airtanah
35
Hasil Analisis Laboratorium
36
4.2.1
Hasil Analisis Laboratorium Air
36
4.2.2
Hasil Analisis Isotop Air
36
Perhitungan Debit Maksimum
37
4.3.1
Intensitas Curah Hujan
37
4.3.2
Koefisien Runoff
37
4.3.3
Hasil Perhitungan Debit Maksimum
38
4.4
Simulasi Konsentrasi Fe, Ni, Mn dan Cr Terlarut di LC3
41
4.5
Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri
45
4.5.1
47
Beban Pencemaran Maksimum (BPM) dan Beban Pencemaran Sebenarnya (BPA) di LC3
BAB V
PEMBAHASAN 5.1
Aspek Geologi
50
5.2
Aspek Hidrologi dan Hidrogeologi
50
5.3
Aspek Hidrokimia
52
5.4
Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri
53
viii
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN 6.1
Kesimpulan
54
6.2
Saran
55
DAFTAR PUSTAKA
56
LAMPIRAN
58
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1
Discharge Cr6+ menuju LC3 (Danau Matano) & LMK (Mahalona Lake) – tahun 2001- Sept 2005 (PT INCO)
Gambar 1.2
Discharge Nikel di Danau Matano & Danau Mahalona– tahun 2001-2005 (PT INCO)
Gambar 1.3
Diagram Alir Penelitian
Gambar 2.1
Zonasi pelapukan di atas batuan ultramafik (lubang borCIII-TB1511 endapan Ni-lateritik Gebe) (Darijanto, 1988)
Gambar 2.2
Skema pembentukan bijih nikel dalam penampang laterit di atas batuan ultramafik (Darijanto, 1988)
Gambar 2.3
Penampang skematik endapan nikel laterit New Caledonia (menurut de Chetelat, dalam Boldt, 1967)
Gambar 2.4
Diagram Eh-pH untuk Fe, Ni, Mn dan Cr pada temperatur 250C dan tekanan 1 atm (Takeno, 2005)
Gambar 2.5
Siklus hidrologi (Mori,1977)
Gambar 3.1.
Peta Lokasi Wilayah IUP PT. INCO di Kabupaten Luwu Timur, Provinsi Sulawesi Selatan
Gambar 3.2
Peta Geologi Daerah Penelitian (Peta Geologi Lembar Malili, PPPG, 1991)
1
2 4 5
7
7
12 13 20
23
Gambar 3.3
Peta Topografi Catchment Area Sungai Lamoare
25
Gambar 3.4
Pola Interaksi S. Lamoare dengan Sistem Airtanah
26
Gambar 3.5
Pola dan Arah Aliran Airtanah di DAS Lamoare
27
Gambar 3.6
Sketsa Sistem dan Arah Aliran di Kedua Sistem Airtanah
29
Gambar 4.1
Peta DAS Lamoare Hasil Delineasi Menggunakan WMS7.1
32
Gambar 4.2
Kondisi Badan Air Sungai Lamoare dan Pengukuran Debit
35
Gambar 4.3
Meteorik Water Line
37
Gambar 4.4
Model Pola Aliran Air Sungai Lamoare Menuju LC3
39
Gambar 4.5
Pola Aliran Lamoare Untuk Perhitungan Konsentrasi Kontaminan
41
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Koefisien runoff untuk metode rasional (Hassing, 1995)
16
Tabel 2.2
Hydologic Soil Properties Classified by Soil Texture
16
Tabel 2.3
Koefisien Runoff berdasar Land Use dan Hydrologic Soil & Slope Range
17
Tabel 3.1
Curah hujan Sorowako tahun 1992-2003
21
Tabel 4.1
Pengamatan Lapangan dan Sampling
30
Tabel 4.2
Titik Pengamatan pada DAS Lamoare
31
Tabel 4.3
DAS Lamoare
31
Tabel 4.4
Pengamatan dan Sampling Air
35
Tabel 4.5
Koefisien Runoff Masing-masing Sub-DAS
38
Tabel 4.6
Tabulasi Pengukuran Debit dari Sub-DAS Lamoare
38
Tabel 4.7
Perhitungan Matematis Discharge Sub-DAS Sungai Lamoare
40
Tabel 4.8
Hasil Perhitungan Debit Maksimum LC3 Saat Hujan
40
Tabel 4.9
Hasil Simulasi Perhitungan Debit Maksimum dengan Metode Rasional
40
Tabel 4.10
Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Fe terlarut di LC3
42
Tabel 4.11
Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Ni terlarut di LC3
42
Tabel 4.12
Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Mn terlarut di LC3
Tabel 4.13
Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi Beban Cr terlarut di LC3
Tabel 4.14
Tabulasi Hasil Simulasi Perhitungan Konsentrasi (mg/L) Beban Fe, Ni, Mn dan Cr terlarut di LC3
Tabel 4.15
Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri 1995
Tabel 4.16
Perbandingan Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri 1995 Terhadap Konsentrasi Pengukuran Pada Sub-DAS Harapan
43 43 44 46
46
dan LC3
xi
