SUMBER-SUMBER PENCEMARAN UDARA

 

Oleh. Erna Umu Nurlaela

 

 

 

Bahan kimia ada yang diperlukan untuk kehidupan harus dalam jumlah besar, sehingga kalau kekurangan akan menimbulkan masalah. Ada juga bahan kimia yang pada jumlah kecil diperlukan dalam kehidupan dan bila jumlah berlebihan akan menimbulkan pencemaran. Bahan kimia yang dapat menimbulkan pencemaran lingkungan itulah yang disebut bahan pencemar atau zat-zat pencemar.

Seperti diuraikan di atas bahwa pencemaran lingkungan bukan merupakan masalah baru, melainkan sejak ada kehidupan di dunia ini, masalah pencemaran lingkungan sudah ada. Proses penguraian senyawa organik (tumbuh-tumbuhan dan hewan yang telah mati) oleh bakteri mengurai dapat menghasilkan gas-gas beracun dan mengganggu kesejahteraan makhluk hidup. Debu-debu atau partikel-partikel zat yang berterbangan di udara juga dapat menimbulkan pencemaran, iritasi mata, sakit kerongkongan, sakit kulit, dan sebagainya. Di dalam lingkungan hidup kita ini banyak bahan-bahan kimia yang sangat diperlukan kehadirannya sampai kadar tertentu. Sebagian  bahan kimia diperlukan dalam jumlah yang besar, sebagian lagi hanya diperlukan sedikit saja, tetapi bila digunakan lebih banyak akan mengganggu kesehatan bahkan jiwa makhluk hidup.

Matahari merupakan sumber energi yang sangat diperlukan untuk kehidupan, sangat diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan berguna bagi manusia. Tetapi energi matahari dengan intensitas cukup tinggi dapat menganggu kesehatan, mata menjadi sakit, makhluk hidup bisa mati tersengat energi matahari dengan intensitas yang tinggi. Api sangat bermanfaat bagi kehidupan, untuk memasak, untuk penerangan, penghangat ruangan dan masih banyak lagi, tetapi bila kehadiran api ini tidak terkontrol dapat merusak dan membahayakan kehidupan. Lapisan ozon di luar stratofer dapat melindungi makhluk hidup dari bahaya radiasi sinar ultra violet matahari, tetapi bila ozon ada dalam atmosfer dapat mematikan tumbuh­tumbuhan dan hewan.

Adanya gas-gas dan partikulat-partikulat tersebut, baik yang diperoleh secara alami dari gunung berapi, pelapukan tumbuh-tumbuhan, ledakan gunung berapi dan kebakaran hutan, maupun yang diperoleh dari kegiatan manusia ini akan mengganggu siklus yang ada di udara dan dengan sendirinya akan mengganggu sistem keseimbangan dinamik di udara, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara.

Gas-gas CO, SO2, H2S, partikulat padat dan partikulat cair yang dapat mencemari udara secara alami ini disebut bahan pencemar udara alami, sedangkan yang dihasilkan karena kegiatan manusia disebut bahan pencemar buatan.

Untuk kepentingan kesejahteraan makhluk hidup di alam semesta ini telah terjadi sistem keseimbangan dinamik melalui berbagai macam siklus yang telah diatur oleh Tuhan Yang Maha Esa. Salah satu contoh adalah siklus nitrogen dan siklus karbon.

Gambar.  Siklus nitrogen

Sumber: “Environmental Science”, third edition, 1984, Jonathan Turk & Amos Turk, hal. 52

                 Bahan pencemar yang dihasilkan oleh kegiatan manusia ini konsentrasinya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah ada di udara, terjadi secara alami, sehingga dapat mengganggu sistem kesetimbangan dinamik di udara dan dengan demikian dapat mengganggu kesejahteraan manusia dan lingkungannya.

Gambar.  Siklus karbon

Pada umumnya bahan pencemar udara adalah berupa gas-gas beracun (hampir 90 %) dan partikel-partikel zat padat. Gas-gas beracun ini berasal dari pembakaran bahan bakar kendaraan, dari industri dan dari rumah tangga. Selain gas-gas beracun di atas, pembakaran bahan bakar kendaraan juga menghasilkan partikel-partikel karbon dan timah hitam yang berterbangan mencemari  udara. Bentuk-bentuk zat pencemar yang sering terdapat dalam atmosfer:

Asap : Padatan dalam gas yang berasal dari pembkaran tidak sempurna
Gas : Keadaan gas dari cairan atau bahan padatan.
Embun : Tetesan cairan yang sangat halus yang tersuspensi di udara.
Uap : Keadaan gas dari zat padat tempat volatil atau cairan.
Awan : Uap yang dibentuk pada tempat yang tinggi.
Kabut : Awan yang terdapat di ketinggian yang rendah.
Debu : Padatan yang tersuspensi dalam udara yang dihasilkan dari pemecahan bahan.
“Haze” : Partikel-partikel debu atau gar am yang tersuspensi dalam tetes  air.

Gas-gas beracun hasil dari pembakaran bahan bakar ini biasanya berupa oksida-oksida  karbon (karbon dioksida, karbon monokisida) dan nitrogen (nitrogen monoksida, nitrogen dioksida, dinitrogen oksida) dan senyawa-senyawa hidrokarbon. Bahan pencemar udara ini terdispersi  dalam udara, sehingga kadarnya menjadi kecil. Sampai kadar tertentu tidak menimbulkan pencemaran, tetapi bila bahan pencemar ini mencapai NAB (Nilai Ambang Batas) atau KTD (Kadar Tertinggi Diijinkan), maka pencemaran udara tidak dapat dihindarkan.

                 Sumber bahan pencemar udara ada lima macam yang merupakan penyebab utama (sekitar 90%) terjadinya pencemaran udara global di seluruh dunia yaitu:

  1. Gas karbon monoksida, CO
  2. Gas-gas nitrogen oksida, NOx
  3. Gas hidrokarbon, CH
  4. Gas belerang oksida, SOx
  5. Partikulat-partikulat (padat dan cair)

Gas karbon monoksida merupakan bahan pencemar yang paling banyak terdapat di udara, sedangkan bahan pencemar berupa partikulat (padat maupun cair) merupakan bahan pencemar yang sangat berbahaya (sifat racunnya sekitar 107 kali dari sifat racunnya gas karbon monoksida).

a. Gas karbon monoksida, CO

Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa, titik didih -192º C, tidak larut dalam air dan beratnya 96,5% dari berat udara. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas karbon monoksida antara lain:

  • Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar atau senyawa­ senyawa karbon lainnya:

2 C + O2                   2 CO

  • Reaksi antara gas karbon dioksida dengan karbon dalam proses industri yang terjadi dalam tanur:

CO2   +  C                  2 CO

  • Penguraian gas karbon dioksida pada suhu tinggi:

2 CO2                2 CO + O2

Gas karbon monoksida yang dihasilkan secara alami yang masuk ke atmosfer lebih sedikit bila dibandingkan dengan yang dihasilkan dari kegiatan manusia. Karbon monoksida (CO) sangat beracun bagi manusia, sebab akan bereaksi dengan haemoglobin dan mengurangi kadar oksigen yang dapat bereaksi dengan haemoglobin yang akan diangkut ke seluruh tubuh, dengan demikian manusia akan kekurangan oksigen untuk keperluan pembakaran dalam tubuhnya, manusia akan menderita sakit kepala bahkan dapat menjadi lemas dan pingsan.

Karbon monoksida. CO, dihasilkan dari pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar yang mengandung karbon dan oleh pembakaran pada tekanan dan suhu tinggi yang terjadi pada mesin. Karbon  monoksida dapat juga dihasilkan dari reaksi oksidasi gas metana oleh radikal hidroksi dan dari perombakan/pembusukan tanaman meskipun tidak sebensar yang dihasilkan oleh bensin. Pada jam-jam sibuk di daerah perkotaan konsentrasi gas CO bisa mencapai 50 -100 ppm. Tingkat kandungan CO di atmosfir berkorelasi positip dengan padatnya lalu lintas, tetapi korelasi negatif dengan kecepatan angin. Dengan adanya pengaruh yang cukup berbahaya dari gas CO terutama di tempat sumber (beberapa kejadian orang meninggal karena keracunan gas CO di dalam mobil), maka uji emisi perlu dilakukan untuk setiap mobil. Emisi gas CO dapat diturunkan dengan pengaturan pemasukan udara. Seperti perbandingan bahan bakar (berat : berat) kira-kira  16 : 1 dalam pembakaran mesin mobil diperkirakan tidak akan menghasilkan racun.

Gambar  : Kendaran bermotor juga mengeluarkan gas pencemar

                Mobil-mobil yang modern menggunakan Catalytic Exhaust Reactors untuk menurunkan emisi CO. Kelebihan udara dipompakan  ke dalam tempat pembuangan gas, dan campuran tersebut dilewatkan melalui ruang katalitik dalam sistem pembuangan di mana akan terjadi  oksidasi dari CO menjadi CO2.  Keberadaan atau umur gas CO di atmosfir tidak lama hanya kira-kira 4 bulan. Hal ini terjadi karena karbon monoksida di atmosfir dihilangkan melalui reaksi dengan radikal hidroksil.

Pencemaran karbon monoksida berasal dari sumber alami seperti: kebakaran hutan, oksidasi dari terpene yang diemisikan hutan ke atmosfer, produksi CO oleh vegetasi dan kehidupan di laut. Sumber CO lainnya berasal dari sumber antropogenik yaitu hasil pembakaran bahan bakar fosil yang memberikan sumbangan 78,5% dari emisi total. Pencemaran dari sumber antropogenik 55,3% berasal dari pembakaran bensin pada otomotif.

Perkiraan emisi per satuan berat bahan bakar disajikan pada Tabel Perkiraan emisi CO per satuan berat bahan bakar berikut ini.

b. Gas-gas Nitrogen oksida, NOx

Gas-gas Nitrogen oksida yang ada di udara adalah Nitrogen monoksida NO, dan Nitrogen dioksida NO2 termasuk bahan pencemar udara. Gas Nitrogen monoksida tidak berwarna, tidak berbau, tetapi gas nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam dan menyebabkan orang menjadi lemas. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas NO dan NO2 antara lain:

2 N + O                   2 NO

2 NO + O                  2 NO

Pencemaran nitrogen oksida yang penting berasal dari sumber antropogenik yaitu: NO dan NO2. Sumbangan sumber antropogenik terhadap emisi total ± 10,6%.

 

Perkiraan emisi NOx per satuan berat bahan bakar disajikan pada Tabel berikut.

c. Hidrokarbon CH

Sumber terbesar senyawa hidrokarbon adalah tumbuh­tumbuhan. Gas metana CH4 adalah senyawa hidrokarbon yang banyak dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerob yang terjadi dalam air, dalam tanah dan dalam sedimen yang masuk ke dalam lapisan atmosfer:

2 (CH2O)n                    CO2 + CH4

d. Gas-gas belerang oksida SOx

Gas belerang dioksida SO2 tidak berwarna, dan berbau sangat tajam. Gas belerang dioksida dihasilkan dari pembakaran senyawa­senyawa yang mengandung unsur belerang. Gas belerang dioksida SO2 terdapat di udara biasanya bercampur dengan gas belerang trioksida SO3 dan campuran ini diberi simbol sebagai SOx.

S + O2                    SO2

2 SO2 + O 2                   2 SO3 Senyawa sulfur di atmosfer terdiri dari H2S, merkaptan, SO2, SO3, H2SO4, garam-garam sulfit, garam-garam sulfat, dan aerosol sulfur organik. Dari cemaran tersebut yang paling penting adalah SO2 yang memberikan sumbangan ± 50% dari emisi total. Cemaran garam sulfat dan sulfit dalam bentuk aerosol yang berasal dari percikan air laut memberikan sumbangan 15% dari emisi total.

 

Perkiraan emisi sulfur dioksida per satuan berat bahan bakar disajikan pd tabel berikut.

e . Partikulat

Yang dimaksud dengan partikulat adalah berupa butiran-butiran kecil zat padat dan tetes-tetes air. Partikulat-partikulat ini banyak terdapat dalam lapisan atmosfer dan merupakan bahan pencemar udara yang sangat berbahaya.

Tentang rnaesemka1

chemistry teacher in smkn 1 purworejo jawa tengah
Pos ini dipublikasikan di Uncategorized. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s