Abu vulkanik dari letusan Gunung Agung, Bali, pada November 2017.
Dua cara penanganan abu vulkanik saat erupsiKelud 2014 : penyapuan (atas) dan penyemprotan dengan air (bawah)
Abu vulkanik, sering disebut juga pasir vulkanik atau jatuhan piroklastik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Umumnya abu vulkanik terdiri dari berbagai jenis batuan, mulai dari yang berukuran kecil hingga yang berukuran sangat besar. Batuan yang berukuran besar (bongkah - kerikil) biasanya jatuh disekitar kawah sampai radius 5 – 7 km dari kawah, dan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan km bahkan ribuan km dari kawah karena dapat terpengaruh oleh adanya hembusan angin. Abu yang halus dapat menyababkan radang paru-paru jika terhirup serta dalat mengakibatkan iritasi pada mata.[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]
Sebagai contoh, abu vulkanik yang disebabkan oleh letusan Gunung Krakatau padah tahun 1883 mengitari bumi berhari-hari. Contoh lainnya adalah material vulkanik yang dikeluarkan oleh letusan Gunung Galunggung pada tahun 1982 yang dapat mencapai Australia. Abu vulkanik dapat digunakan sebagai bahan pozolan karena mengandung unsur silika dan alumunia sehingga dapat mengurangi penggunaan semen sebagai bahan bangunan. Abu vulkanik juga dapat menyuburkan tanah di sekitar gunung karena banyak mengandung mineral dan unsur-unsur penyubur tanah seperti sulfur dan fosfor.
Zat kimia berbahaya dalam batuan vulkanik
Di balik keindahan alam dan kesuburannya, tanah vulkanik (dari abu letusan gunung berapi) ternyata menyimpan kandungan zat berbahaya bagi manusia dan lingkungan.
Hasil penelitian pada batuan permukaan tanah di sekitar tepian kawah gunung berapi hingga radius sekitar 1 km, menunjukkan adanya kandungan beberapa zat kimia berbahaya dalam jumlah yang cukup tinggi. Dikenal sebagai potential harmful elements (PHEs), sekelompok zat ini terdiri dari logam berat dan beberapa unsur lain yang berpotensi menyebabkan masalah kesehatan karena sifatnya yang toksik (beracun) dan karsinogenik (dapat memicu kanker). Penelitian ini berlokasi di kawasan Taman Wisata Alam Talaga Bodas di Garut, Jawa Barat, yang tidak jauh dari lahan perkebunan. Temuan ini juga memperkuat penelitian di negara lain yang mengungkapkan adanya kandungan zat-zat berbahaya dalam batuan vulkanik.
Di Indonesia, pemanfaatan lahan di sekitar gunung api untuk pertanian, perkebunan, dan pariwisata berisiko meningkatkan paparan zat berbahaya bagi manusia. Hal ini perlu menjadi perhatian karena dalam jumlah yang berlebihan, paparan zat berbahaya berisiko mengganggu kesehatan manusia. Tanah vulkanik terbentuk dari pelapukan batuan vulkanik yang berasal dari material hasil letusan gunung api. Batuan ini tersebar cukup luas di Indonesia yang memiliki banyak gunung api aktif. Material vulkanik yang kaya akan nutrien (unsur hara) membuat tanah Indonesia terkenal subur sehingga banyak dimanfaatkan untuk perkebunan dan pertanian. Namun, saat tumbuhan menyerap unsur hara dalam tanah, tidak jarang zat berbahaya juga turut terserap sehingga masuk ke dalam produk pangan. Selain soal kesuburannya, daerah sekitar gunung api juga terkenal dengan alam yang indah dan banyak dijadikan tempat wisata. Jika lokasi dibuka untuk kunjungan tanpa panduan yang jelas, maka pengunjung berisiko terpapar zat berbahaya di lokasi wisata.
Zat berbahaya tersebut meliputi arsenik, antimon, kadmium, kobalt, kromium, dan merkuri. Zat-zat tersebut dihitung dalam satuan ppm (parts per million) atau setara dengan miligram per kilogram. Berikut ini temuan kandungan zat berbahaya tersebut dan perbandingannya dengan standar PHE di beberapa negara.
Batuan vulkanik di Pulau Jawa umumnya mengandung sekitar 9 ppm arsenik. Sedangkan pada batuan di sekitar kawah, jumlahnya mencapai sekitar 39 ppm.
Nilai ini melebihi batas kandungan arsenik untuk tanah pertanian di Italia, Uni Eropa, dan Vietnam sebesar 20 ppm. Belanda menetapkan batas yang lebih tinggi sebesar 29 ppm, sedangkan Kanada dan Finlandia menetapkan batas yang lebih rendah sebesar 11 ppm dan 5 ppm. Arsenik kerap digunakan dalam pestisida dan dikenal sebagai racun yang mematikan.
Kandungan antimon dalam batuan vulkanik di Pulau Jawa diketahui sekitar 1 ppm. Kandungannya dapat mencapai sekitar 36 ppm pada batuan di sekitar kawah. Nilai ini melebihi ambang batas kandungan antimon dalam tanah di Finlandia sebesar 2 ppm.
Antimon sehari-hari dapat dijumpai pada bahan lapisan tahan api (flame retardant) dan kosmetik. Zat ini juga digunakan dalam pembuatan botol plastik kemasan. Pada batuan, antimon terkandung dalam mineral stibnit atau disebut juga antimonit.
Unsur lain yang perlu diwaspadai adalah kadmium. Batuan sekitar kawah mengandung sekitar 18 ppm kadmium. Jumlah ini relatif lebih rendah dibandingkan kandungannya pada batuan vulkanik segar berupa abu vulkanik yang mengandung sekitar 18 - 24 ppm kadmium. Angka kandungan Cd ini melebihi ambang batas yang digunakan di Finlandia, Kanada, Italia, Belanda, Uni Eropa, Vietnam, yang bervariasi antara 0.8 hingga 3 ppm.
Kadmium banyak digunakan sebagai bahan dalam pembuatan baterai, pestisida, dan pupuk anorganik. Zat ini dikenal beracun dan dapat membahayakan ginjal serta memicu kanker.
Kandungan kobalt pada batuan vulkanik umumnya sekitar 27 ppm. Sedangkan pada batuan di sekitar kawah, jumlahnya bisa mencapai 406 ppm. Nilai tersebut melampaui batas kandungan kobalt untuk tanah pertanian di Kanada dan Finlandia yang bervariasi antara 19 hingga 20 ppm.
Meskipun berbahaya, zat ini juga dikenal sebagai unsur esensial. Kobalt merupakan bagian dari vitamin B12 yang digunakan untuk terapi anemia. Kobalt juga banyak digunakan dalam cat dan kosmetik.
Batuan vulkanik mengandung sekitar 44 ppm kromium. Jumlahnya dapat mencapai sekitar 86 ppm pada batuan di sekitar kawah. Jumlah tersebut melebihi batas untuk tanah pertanian di Kanada dan Finlandia yang bervariasi yaitu sebesar 67 - 100 ppm.
Seperti halnya kobalt, zat ini juga dikenal sebagai unsur esensial yang bermanfaat dalam menjaga kadar gula dalam darah. Mengonsumsi kobalt dan kromium secara berlebihan berpotensi menyebabkan masalah pada organ hati dan ginjal.
Batuan vulkanik yang kami teliti mengandung 6 ppm merkuri dan batuan sekitar kawah dapat mengandung hingga sekitar 22 ppm merkuri. Nilai ini melebihi ambang batas kandungan merkuri dalam tanah di Finlandia, Kanada, Italia, Belanda, Uni Eropa, Vietnam yang rata-rata kurang dari 1 ppm.
Zat ini dapat dijumpai pada beberapa jenis kosmetik dan alat kesehatan seperti termometer. Zat ini juga banyak digunakan pada pengolahan emas. Sumber utama merkuri di alam berasal dari mineral sinabar (cinnabar) dan dikenal berbahaya karena bersifat racun dan karsinogenik.
^Wilson, T.M.; Stewart, C. (2012). "Volcanic Ash". Dalam P, Bobrowsky. Encyclopaedia of Natural Hazards. Springer. hlm. 1000.
^Cashman, K.V.; Sturtevant, B.; Papale, P.; Navon, O. (2000). "Magmatic fragmentation". Dalam Sigurdsson, H.; Houghton, B.F.; McNutt, S.R.; Rymer, H.; Stix, J. Encyclopedia of Volcanoes. San Diego, USA: Elsevier Inc. hlm. 1417.
^Kueppers, U.; Putz, C.; Spieler, O.; Dingwell, D.B. (2009). "Abrasion in pyroclastic density currents: insights from tumbling experiments". Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 45–46: 33–39. Bibcode:2012PCE....45...33K. doi:10.1016/j.pce.2011.09.002.
^Zimanowski, B. (2000). "Physics of phreatomagmatism. Part 1: explosion physics". Terra Nostra. 6: 515–523.
^Parfitt, E.A.; Wilson, L. (2008). Fundamentals of Physical Volcanology. Massachusetts, USA: Blackwell Publishing. hlm. 256.
