BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah
Kegiatan manusia mengakibatkan pembebasan senyawa ke lingkungan. Pencemaran atmosfir memiliki pengaruh nyata dan segera tampak pada manusia, jika masalah ini dibandingkan dengan pencemaran untuk media lain. Perkembangan industry mempertinggi tingkat pengaruh ini. Pada sisi lain perkembangan peralatan dan teknologi pengendalian pencemaran udara semakin baik dan canggih. Penerapan system pengendalian pencemaran selalu dikaitkan dengan biaya operasi, biaya pemeliharaan dan biaya produksi. Penurunan tingkat pencemaran udara diperlukan untuk mempertahankan kualitas udara yang memenuhi persyaratan bagi makhluk hidup di dalam biosfer, dan meningkatkan kesehatan masyarakat di daerah industry maupun di daerah yang jauh dari industry. Upaya ini dikaitkan pula dengan kenyamanan. Kegiatan manusia di kota-kota besar merupakan bagian pada pencemaran atmosferik ini. Daya dukung biosfera terbatas dalam kapasitas penyerapan senyawa-senyawa yang dibebaskan ke lingkungan. Perlindungan lingkungan yang ditangani lewat pengendalian pencemaran harus ditinjau secara bersama-sama untuk berbagai media peralihan.
Pencemaran Udara Oleh Industri
Industry selalu dikaitkan dengan sumber pencemar, karena industry merupakan kegiatan yang sangat tampak dalam pembebasan berbaggai senyawa kimia kedalam lingkungan alam. Pemerintah telah menerbitkan Undang-Undang No. 23 Tahun 1997 tentang Pokok-Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup.
BAB II ISI 2.1 SUMBER-SUMBER PENCEMARAN UDARA
Pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan mahkluk hidup, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.
Pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam atmosfir yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada kesehatan manusia secara umum serta menurunkan kualitas lingkungan.
2.1.1 Klasifikasi Pencemar Udara :
1. Pencemar primer : pencemar yang di timbulkan langsung dari sumber pencemaran udara. 2. Pencemar sekunder : pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di
atmosfer. Contoh: Sulfur dioksida, Sulfur monoksida dan uap air akan menghasilkan asam sulfurik.
2.1.2 Pengolongan sumber – sumber pencemaran udara menjadi 2 :
1. yaitu kegiatan yang bersifat alami (natural) Contoh sumber alami adalah akibat letusan gunung berapi, kebakaran hutan, dekomposisi biotik, debu, spora tumbuhan, dan lain sebagainya.
2. kegiatan antropogenik.: Contoh pencemaran antropogenik banyak dihasilkan dari aktivitas transportasi, industri, rokok, dari persampahan, baik akibat dekomposisi ataupun pembakaran, dan rumah tangga.
Sumber Alami
Salah satu gas pencemar yang di hasilkan oleh gunung berapi adalah SOx.
2. Kebakaran Hutan
Ada beberapa bahan polutan dari pembakaran yang dapat mencemari udara, diantaranya adalah bahan polutan primer, seperti: hidrokarbon dan karbon oksida, karbon dioksida, senyawa sulphur oksida, senyawa nitrogen oksida dan nitrogen dioksida. Adapun polutan berbentuk partikel
adalah asap berupa partikel karbon yang sangat halus bercampur dengan debu hasil dari proses pemecahan suatu bahan.
Sumber Antropogenik
Sumber antropogenik ini biasanya berhubungan dengan proses pembakaran berbagai jenis bahan bakar, diantaranya:
2. Sumber bergerak (mobile source), termasuk kendaraan bermotor, pesawat, dan/atau kapal laut;
4. Gas yang dihasilkan dari proses pembuangan akhir di TPA, yang umumnya adalah gas Metan. Gas metan ini memang tidak bersifat racun (toksik), tetapi gas ini termasuk gas yang mudah menyala (flammable) dan dapat membentuk senyawa yang bersifat eksplosive (mudah meledak) jika bereaksi dengan udara;
2.1.3.Udara
Udara tersusun atas komponen-komponen gas utama nitrogen (N2), oksigen (O2), dan
beberapa gas mulia serta jenis gas hasil kegiatan biologic dan kegiatan alami gunung berapi. Jadi, udara alami tidak pernah dalam keadaan murni. Atmosfer dalam kenyataan merupakan system dinamik disamping watak nyata yang tidak berubah-rubah karena selalu saling bertukar alih dengan gas pembentuk udara secara berkesinambungan dari tumbuh-tumbuhan, kelautan dan makhluk hidup lainnya. Siklus gas dalam atmosfer mencakup berbagai proses fisik dan proses kimiawi. Berbagai jenis gas dihasilkan dari proses kimiawi di dalam atmosfer itu sendiri, proses biologic, kegiatan gunung berapi, peluruhan senyawa radioaktif dan kegiatan industry. Gas-gas ini juga disisihkan dari atmosfer oleh berbagai proses kimiawi, proses biologic dan proses fisik seperti pembentukan partikel, pengendapan dan penyerapan oleh air laut dan kulit bumi. Waktu tinggal suatu jenis molekul gas yang memasuki atmosfer berada dalam rentang hitungan jam hingga jutaan tahun yang bergantung pada jenis gas tersebut.
Sebagian jenis gas dapat dipandang sebagai pencemar udara (terutama jika konsentrasi gas itu melebihi dari tingkat konsentrasi latar normal) baik gas yang berasal dari sumber alami atau sumber yang berasal dari kegiatan manusia (anthropologic sources). Table 1 menyatakan konsentrasi gas di dalam atmosfer yang bersih dan kering pada permukaan tanah.
Table 1. Konsentrasi gas di dalam atmosfer bersih dan kering
Jenis Gas Rumus Kimia Konsentrasi (ppm volum) Konsentrasi (% volum)
Dinitrogen oksida N2O 0.2 0.00002
Karbonmonoksida CO 0.1 0.00001
Xenon Xe 0.08 0.000008
Ozon O3 0.02 0.000002
Ammonia NH3 0.006 0.0000006
Nitrogen dioksida NO2 0.001 0.0000001
Sulfur dioksida SO2 0.0002 0.00000002
Hydrogen sulfida H2S 0.0002 0.00000002
2.2 JENIS PENCEMARAN UDARA SERTA DAMPAKNYA
Udara alami tidak pernah dalam keadaan murni, karena gas-gas misal SO2, H2S dan
CO akan dibebaskan ke atmosfer akibat proses-proses alami yang berlangsung seperti pembusukan (putrefaction) tumbuhan atau bangkai, kebakaran hutan dan letusan gunung berapi. Gas dan partikel padat atau cair akan disebarkan oleh angin ke seluruh bagian dan sebagian partiikel ini akan mengendap akibat kecepatan yang dimiliki tidak dapat melawan gaya tarik bumi. Pencemaran alami dan pencemar dari berbagai kegiatan manusia mengakibatkan kualitas uudara tidak sesuai dengan kualitas udara bersih. Pengenceran senyawa-senyawa pencemar ini oleh udara tidak berlangsuung secara keseluruhan pada tiap ketinggian dan tiap saat. Difusi atmosferik adalah sangat kecil pada ketinggian 3000-4000 meter dan bahkan pada keadaan nyata senyawa pencemar tidak ditemui pada ketinggian lebih dari 600 meter. Hambatan geologik dan hambatan manusia mengakibatkan hambatan pada gerakan udara sehingga terjadi penurunan kemampuan pencampuran dan pengenceran.
Senyawa pencemar primer adalah senyawa yang langsung dibebaskan dari sumber, (b) senyawa pencemar sekunder
sedangkan senyawa pencemar sekunder adalah senyawa baru yang terbentuk akibat interaksi dua atau lebih senyawa pencemar primer selama berada di atmosfer.
Lima jenis senyawa pencemar yang umum dikaitkan dengan pencemaran udara adalah: (1) karbonmonoksida (CO)
(2) oksida nitrogen (NOx)
(3) oksida sulfur (SOx)
(4) hidrokarbon (5) partikel/debu
Satuan konsentrasi yang digunakkan untuk menyatakan konsentrasi senyawa pencemar adalah µg/m3 yang menyatakan bobot zat dalam satu satuan m3 udara atau mg/m3 untuk keadaan
yang tercemar berat atau ppm volum yang diukur pada keadaan standar (25 ºC dan 1 atm). 2.2.2 Karbonmonoksida
Karbonmonoksida adalah senyawa yang mempunyai sifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa dan berupa gas pada temperature diatas -192 ºC (81 K) serta tidak larut dalam air. Pengaruh gas ini pada tumbuh-tumbuhan tidak memiliki makna pada konsentrasi CO dibawah 100 ppm. [Stoker dan Seager, 1992] Pengaruh gas ini pada konsentrasi tinggi mengakibatkan kematian pada manusia. Ppengaruh ini diakibattkan peracunan hemoglobin darah oleh gas CO dan membentuk ikatan COHb. Hemoglobin adalah wahana pengalihan oksigen (oxyhemoglobin, O2Hb) dari paru-paru ke sel dan
membawa carboxyhemoglobin dari sel ke paru-paru. Jika udara mengandung CO, maka oksigen dan CO akan bersaing dan oksigen akan mengalami kekalahan, karena laju pengikatan CO pada hemoglobin adalah 200 kali lebih cepat dari pada laju pengikatan hemoglobin pada O2 atau COHb akan terbentuk lebih dulu daripada O2Hb. Kehadiran
COHb yang makin tinggi akan mengakibatkan pengaruh yang makin berat pada manusia.
% COHb dalam darah
Pengaruh
Kurang dari 1 Tidak ada
1.0 – 2.0 Perilaku lain
2.0 – 5.0 Pusat syaraf terganggu, kesulitan dalam pembedaan waktu atau terang dan gelap >5.0 Gangguan jantung dan paru-paru
10 – 80 Lelah, pusing, pingsan, comma, kematian
Kegiatan manusia yang membebaskan CO ke atmosfer dapat meningkatkan dua kali konsentrasi CO yang telah ada dalam rentang waktu antara 4-5 tahun. Mekanisme alami untuk menyusutkkan atau menyisihkan CO dari udara telah dijadikan pokok bahasan dan sasaran dari berbagai penelitian. Hasil penelitian ini mencakup antara lain: 1.Reaksi penyisihan yang sangat lambat di atmosfer.
2.Laut yang merupakan sumber gas ini.
3.Ketidakmampuan tumbuhan untuk penyisihan gas dari atmosfer.
4.Penyisihan yang berlangsung dengan cepat oleh mikroba tanah. [Stoker dan Seager, 1973]
Operasi penyisihan CO dari atmoosfer yang mencakupp “natural sinks” bergantung pada strain mikroba tanah khusus yang terlibat.
2.2.3 Nitrogen Oksida
Rumus kimiawi NOx digunakan untuk menyatakan gabungan oksida nitrogen NO
(nitric oxide) dan NO2 (nitrogen dioxide). Meskipun senyawa nitrogen yang lain juga
ditemui, tetapi dua senyawa ini yang terlibat pencemaran udara di daerah urban. Gas NO adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tetapi gas NO2 berwarna merah coklat
dan berbau yang menyengat dan menyesakkan. Gas NO dibebaskan ke atmosfer dalam jumlah yang lebih besar daripada NO2. Persamaan reaksii pebentukan kedua senyawa ini
dinyatakan sebagai: N2 + O2 → 2NO [a]
2NO + O2 → 2NO2 [b]
mencakup hidrokarbon yang terbebaskan bersama sama NOx. Antar aksi hidrokarbon menghasilkan reaksi yang tak seimbangdan pengubahan NO ke NO2 adalah lebih cepat
daripada penguraian NO2 ke NO dan O sehingga penimbunan ozon berlangsung waktu
tinggal NO2 di atmosfir yang didasarkan emisi global adalah 3 hari. Waktu tinggal ini
menunjukkan peristiwa yang alami yang mencakup pula reaksi foto kimiawi yang menghasilkan penyusutan konsentrasi oksida ini. Hasil akhir dari proes oksida ini adalah asam nitrat yang akan mengendap dalam bentuk garam nitrat . pernyataan persamaan reaksi untuk peristiwa ini adalah:
2NO2 +H2O → HNO3 +HNO2
3NO2 +H2O → 2HNO3 +NO
Reaksi – reaksi yang berlangsung ini kurang bermakna. Jika perhitungan di dasarkan pada konsentrasi NO, NO2, H2O di daerah urban dan laju reaksi 0,1 pbb per jam.
Hasil ini adalah sangat lambat bila dikaitkan dengan waktu tinggal yang telah dinyatakan.
Suatu mekanisme pembentukan HNO3 di daerah yang tercemar telah diajukan.
Konsentrasi ozon akan berperan pada keadaan yang memiliki konsentrasi
Hal yang penting dilakukan pembentukan HNO3 dan NO2 berlangsung dengan
cepat diikuti oleh pembentukan partikel yang mengandung senyawa nitrat pengaruh NOx pada tumbuhan mengakibatkan kerusakan atau penyakit. Tetapi pengaruh langsung
NOx atau pengaruh senyawa pencemar skunder akibat siklus fotolitik NO2 adalah sulit
ditentukan. Kerusakan akibat NO2 di udara tampak di daerah industry membebaskan
NOx dalam konsentrasi yang tinggi misalnya industry asam nitrat. Senyawa NO dan
NO2 adalah berbahaya bagi kesehatan manusia dan hewan. Hasil penelitian tentang uji
kematian hewan menunjukan bahwa tingkat peracunan NO2 adalah 4 kali lebih tinggi
daripada tingkat peracunan NO. konsentrasi NO dalam udara ambient dinyatakan tidak berbahaya bagi kesehatan, tetapi bahaya akan timbul bila NO berubah ke NO2 yang
lebih beracun di atmosfir , NO2 menyerang paru-paru dan pernafasan. Hasil pengujian
atmosfir yang mengandung gas NOx missal pemudaran warna textile. Korosi regangan pada logam paduan nikel dapat diakibatkan pula oleh senyawa NOx. Pegas relay telfon dapat dirusak oleh debu senyawa nitrat yang dibentuk oleh hasil reaksi senyawa NOx di atmosfir.
2.2.4 Hidrokarbon
Uraian hidrokarbon sebagai senyawa pencemar sering dikaitkan dengan photochemical oxidant. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa primer pencemar udara dan photochemical oxidant adalah senyawa sekunder pencemar udara yang dihasilkan reaksi antara senyawa pencemar primer udara di atmosfir. Senyawa hidrokarbon yang dicakup dalam istilah pencemaran hidrokarbon adalah senyawa-senyawa yang mengandung unsur C dan H dalam rumus molekulnya. Senyawa-senyawa-senyawa ini dapat berada dalam bentuk fasa gas, fasa cair, atau fasa padat. Senyawa hidrokarbon akan membentuk fasa gas jika kandungan C di dalamnya adalah lebih kecil dari 5 bahkan kandungan atom C yang lebih banyak ditemui dalam senyawa hidrokarbon yang berbentuk fasa padat missal aspal dan batubara. Senyawa hidrokarbon yang dicakup dalam masalah pencemaran udara adalah senyawa hidrokarbon yang berbentuk fasa gas dan cair yang mudah menguap. Senyawa-senyawa ini memiliki jumlah atom C yang kurang dari 12 dan struktur yang sederhana. Senyawa-senyawa ini dapat berupa senyawa alifatik, aromatic, atau alisiklik. Hidrokarbon berperan dalam produksi photochemical oxidant. NO2 juga terlibat dalam proses pembentukan ini. Dua senyawa pencemar
sekunder yang berbahaya adalah ozon dan peroxyacetylnitrate yang merupakan senyawa tersederhana dari kelompok peroxyacetylnitrate (PAN). Ozon bukan senyawa turunan hidrokarbon, tetapi konsentrasi ozon akan meningkat di dalam atmosfir yang merupakan akibat dari reaksi hidrokarbon.
2.2.5 Sulfur oxide
Sulfur oxide (SOx) mungkin adalah pencemar anthropogenic yang paling
menyebar dan paling banyak dikaji diantara keseluruhan pencemar anthropogenic. Kelompok oxide ini mencakup enam jenis oxideyang berbeda: sulfur monoksida, sulfur trioxide, sulfur tetra oxide, sulfur sesquioxida, sulfur heptoxida. SO2 dan O3 adalah
senyawa sulfur yang menjadi perhatian dalam kajian tentang pencemaran udara. SO2 adalah gas yang tak berwarna, tak dapat terbakar dan tak dapat meledak
Gas SO2 adalah relative mantap di dalam atmosfir dan dapat berlaku sebagai
pelaku reduksi atau oxidasi. SO2 menghasilkan SO3, H2SO4 atau garam dari asam sulfat
akibat dari reaksi komponen lain secara foto kimia atau reaksi katalitik di atmosfir. Reaksi – reksi yang berlangsung adalah:
SO2 +H2O → H2SO3
SO3 +H2O → H2SO4
Gas SO2, H2SO4 dan garam sulfat cenderung mengganggu membrane saluran
pernafasan dan jadi pemicu penyakit pernafasan kronis terutama bronchitis. Tumbuhan juga akan mengalami kerusakan oleh gas SO2 dan asam H2SO4 misal tanaman yang peka
pada gas adalah alfafa, kapas dan kedelai serta sayuran kacang, bayam dan lettuce. Bahan bangunan juga akan mengalami kerusakan terutama bahan yang mengandung senyawa karbonat missal marmer, kapur, karbonat akan digantikan oleh sulfat dan akan terlarut oleh air. Gypsum CaSO4 yang terbentuk akan terbasuh oleh air dan meninggalkan
permukaan yang berlubang dan permukaan berubah warna.
2.2.6 Partikulat
Partikulat atau padayan renik dapat berbentuk cairan atau padatan. Partikulat ini adalah bahan yang tersebar di udara baik cairan atau padatan yang merupakan agregat individu dengan ukuran yang lebih besar daripada molekul tunggal tetapi lebih kecil dari 500 µm. particulat ini dapat dipilah dan dibahas atas dasar warna fisik, kimia, dan biologic. Watak fisik meliputi ukuran proses pembentukan, watak pengendapan, dan watak optic. Watak kimia mencakup senyawa organic atau senyawa anorganik. Watak biologic berkaitan dengan jenis bakteri, spora atau virus. Ukuran partikulat merupakan watak fisik yang utama.
Partikel dikelompokan atas dasar pembentukan dalam : debu (dust), asap (smoke), fumes, abu terbang (fly-ash), kabut (mist), atau spray. Empat jenis pertama berupa padatan dan dua jenis yang lain adalah cairan. Debu dihasilkan dari pemecahan massa yang lebih besar missal pemecahan, penggerusan atau peledakan. Debu juga dihasilkan dari proses atau penanganan bahan misalnya batubara, semen, padi-padian atau produk samping proses mekanik misal penggerajinan kayu. Ukuran berkisar antara 1-10000 µm dan mudah mengendap akibat gaya gravitasi.
