BAB II. LANDASAN TEORI
4. Gas Karbon Monoksida (CO)
Menurut Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup NO. 02/MENKLH/I/1998 yang dimaksud dengan polusi udara adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam udara dan atau berubahnya tatanan (komposisi) udara oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas udara turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.
Polusi udara yang paling tinggi konsentrasinya di akibatkan oleh emisi gas buang dari kendaraan bermotor. Emisi gas buang kendaraan bermotor dapat diartikan sebagai gas-gas yang dihasilkan (dikeluarkan) dari proses pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor yang terjadi secara tidak sempurna.
Sedangkan menurut Srikandi Fardiaz (1992: 93) Polutan udara primer, yaitu polutan yang mencangkup 90 % dari jumlah polutan udara seluruhnya, dapat di bedakan menjadi lima kelompok sebagai berikut: a) Karbon monoksida (CO). b) Nitrogen oxide (NOx). c) Hidrokarbon (HC). d) Sulfur diokside (SOx). e) Partikel
Sumber polusi yang utama berasal dari transportasi, hampir 60% dari polutan yang di hasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15% terdiri
commit to user
dari hidrokarbon. Sumber – sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah, dan lain-lain. Polutan yang utama adalah karbon monoksida yang mencapai hampir setengahnya dari seluruh polutan udara yang ada.
Toksisitas kelima kelompok polutan tersebut berbeda-beda, dan tabel di bawah ini menyajikan toksisitas relatif masing-masing kelompok polutan tersebut. Ternyata polutan yang paling berbahaya bagi kesehatan adalah partikel-partikel, diikuti berturut-turut dengan NOx, SOx, hidrokarbon, dan yang paling rendah toksisitasnya adalah karbon monoksida. Nilai toksisitas dari masing-masing polutan dapat dilihat pada tabel 2.4 di bawah ini.
Tabel 2.4 Toksisitas Kelima Kelompok Polutan
Polutan Level Toleransi Toksisitas relatif
Ppm ug/m³ CO 32,0 40000 1,00 HC 19300 2,07 Sox 0,50 1430 28,0 Nox 0,25 514 77,8 Partikel 375 106,7 ( Babcock: 1971)
Menurut Srikandi Fardiaz (1992: 93) karbon monoksida (CO) adalah suatu komponen tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa yang terdapat dalam bentuk gas pada suhu diatas 192°C. komponen ini mempunyai berat sebesar 96,5 % dari berat air dan tidak larut di dalam air. Karbon monoksida yang terdapat di alam terbentuk dari salah satu proses sebagai berikut: 1) Pembakaran tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon. 2) Reaksi antar karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi. 3) Pada suhu tinggi, karbon dioksida terurai menjadi karbon monoksida dan oksigen.
commit to user
Oksida tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon terjadi jika jumlah oksigen yang tersedia kurang dari jumlah yang dibutuhkan untuk pembakaran sempurna di mana di hasilkan karbon dioksida. Pembentukan karbon monoksida hanya terjadi jika reaktan yang ada terdiri dari karbon dan oksigen murni. Jika yang terjadi adalah pembakaran komponen yang mengandung karbon di udara, prosesnya lebih kompleks dan terdiri dari beberapa tahap reaksi. Beberapa reaksi tersebut telah dipelajari dan diketahui.
Secara sederhana pembakaran karbon dalam minyak bakar terjadi melalui beberapa tahap sebagai berikut:
2C + O2→ 2CO 2CO + O2→ 2CO2
Reaksi pertama berlangsung sepuluh kali lebih cepat daripada reaksi kedua, oleh karena itu CO merupakan fase awal (intermediet) pada reaksi pembakaran tersebut dan dapat merupakan produk akhir jika jumlah O2 tidak cukup untuk melangsungkan reaksi kedua. CO juga dapat merupakan produk akhir meskipun jumlah oksigen di dalam campuran pembakaran cukup, tetapi antara minyak bakar dan udara tidak tercampur rata. Pencampuran yang tidak rata antara minyak bakar dengan udara menghasilkan beberapa tempat atau area yang kekurangan oksigen. Semakin rendah perbandingan antara udara dengan bahan bakar, maka jumlah karbon monoksida yang dihasilkan tinggi.
Reaksi antara karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi dapat menghasilkan karbon monoksida dengan reaksi sebagai berikut:
CO + C → 2CO
Reaksi ini sering terjadi pada suhu tinggi yang umum terdapat pada industri-industri, misalnya pada pembakaran di dalam furnis.
Pada kondisi di mana jumlah oksigen cukup untuk melakukan pembakaran lengkap terhadap karbon kadang-kadang terbentuk juga CO. keadaan ini di sebabkan pada suhu tinggi CO akan terdisosialisasi menjadi CO
commit to user
dan O. Karbon dioksida dan CO terdapat pada keadaan ekuilibrium pada suhu tinggi dengan reaksi sebagai berikut:
CO → CO + O
Telah lama diketahui bahwa kontak antara manusia dengan CO pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian. Tetapi ternyata kontak dengan CO pada konsentrasi yang relatif rendah (100 ppm atau kurang) juga dapat mengganggu kesehatan. Hal ini penting untuk diketahui terutama dalam hubungannya dengan masalah lingkungan karena konsentrasi CO di udara pada umumnya memang kurang dari 100 ppm.
Pengaruh beracun CO terhadap tubuh terutama disebabkan oleh reaksi antara CO dengan hemoglobin (Hb) di dalam darah. Hemoglobin di dalam darah secara normal berfungsi di dalam sistem transport untuk membawa oksigen dalam bentuk oksihemoglobin (O Hb) dari paru-paru ke sel-sel tubuh, dan membawa CO dalam bentuk CO Hb dari sel-sel tubuh ke paru-paru. Dengan adanya CO, hemoglobin dapat membentuk karboksihemoglobin. Jika reaksi demikian terjadi, maka kemampuan darah untuk mentranspor oksigen menjadi berkurang. Afinitas CO terhadap hemoglobin adalah 200 lebih tinggi daripada afinitas oksigen terhadap hemoglobin, akibatnya jika CO dan O terdapat bersama-sama di udara akan terbentuk COHb dalam jumlah jauh lebih banyak daripada O Hb.
Faktor penting yang menentukan pengaruh CO terhadap tubuh manusia adalah konsentrasi COHb yang terdapat di dalam darah, dimana semakin tinggi prosentase hemoglobin yang terikat dalam bentuk COHb, semakin parah pengaruhnya terhadap kesehatan manusia. Hubungan antara konsentrasi COHb di dalam darah dan pengaruhnya terhadap kesehatan dapat dilihat pada tabel 2.5.
commit to user
Tabel 2.5 Konsentrasi COHb Dalam Darah Konsentrasi
COHb dalam
darah (%) Pengaruh Terhadap Kesehatan
< 1,0 Tidak ada pengaruh
1,0 - 2,0 Penampilan agak tidak normal
2,0 - 5,0 Pengaruhnya terhadap sistem saraf sentral, reaksi panca indra tidak normal, benda terlihat agak kabur
> 5,0 Perubahan fungsi jantung dan pulmonari
10,0 - 80,0
Kepala pening, mual, berkunang-kunang, pingsan, kesukaran bernafas, kematian
Stoker dan Seager (1972)
Secara normal sebenarnya darah mengandung COHb dalam jumlah sekitar 0,5%. Jumlah ini berasal dari CO yang di produksi oleh tubuh selama metabolisme pemecahan heme, yaitu komponen dari hemoglobin. Sisanya berasal dari CO yang terdapat di udara dalam konsentrasi rendah. Persen kesetimbangan (equilibrium) COHb di dalam darah manusia yang mengalami kontak dengan CO pada konsentrasi kurang dari 100 ppm dapat ditentukan menggunakan rumus sebagai berikut:
% COHb dalam darah = 0,16 x (konsentrasi CO di udara dalam ppm + 0,5) Nilai 0,5 merupakan persentase normal COHb di dalam darah. Tabel 2.6 memperlihatkan hasil perhitungan konsentrasi COHb di dalam darah menurut rumus tersebut.
commit to user
Tabel 2.6 Data Ekuilibrium Antara COHb di Dalam Darah Dengan CO di Udara
Konsentrasi CO di udara (ppm) Konsentrasi ekuilibrium COHb di dalam darah (%) 10 20 30