BAB III KIMIA LINGKUNGAN LIMBAH
3.7 Limbah Berbahaya pada Hydrosphere
Sumber lain termasuk endapan dari atmosfir melalui hujan dengan sengaja memasuki sumber-sumber mata air dan genangan air, demikian pelepasan dari tanah, dan mobilisasi sedimen. Sekali berada dalam sistem aquatik jenis limbah berbahaya mengalami sejumlah proses kimia dan biokimia, termasuk asam basa, oksidasi reduksi, pengendapan dan reaksi hidrolisis, demikian pula biodegradasi.
Kehadiran zat-zat organik dalam air mempunyai satu tendensi meningkatnya kemampuan bercampurnya zat-zat organik yang berbahaya. Khususnya kemampuan bercampurnya hexachlorobenzene adalah 1.8 ug/L pada air murni dengan suhu 25oC mengingat hanya 2.3 ug/L pada air sungai-sungai kecil yang mengandung cairan organik dan 4.5 ug/L dalam luapan tanah.
Apabila mempertimbangkan proses limbah-limbah berbahaya masuk ke dalam air, adalah perlu untuk mengingat sifat dari sistem aquatik dan keunikan kandungan air. Air pada lingkungan adalah jauh dari pada murni. Sebagaimana atmosfer yang selalu terjadi perubahan massa dari kumpulan udara dengan temperatur yang berbeda, tekanan yang berbeda dan kelembabannya, genangan air adalah sistem yang sangat dinamik.
Sungai-sungai, tambak-tambak, dan air tanah tergantung pada input dan kehilangan berbagai jenis material baik karena alam dan sebab-sebab antropogenik. Material-material ini bisa berupa gas, cairan, atau padatan/bahan padat.
Mereka berinteraksi sesamanya secara kimiawi dan organisme yang hidup khususnya bakteri dalam air. Mereka juga mengalami dispersi ataupun transportasi, karena aliran air, arus konfeksi dan fenomena fisika lainnya. Zat-zat yang berbahaya ataupun produk sampingnya dalam air boleh jadi mengalami
akumulasi melalui mata rantai makanan termasuk organisme akuatik.
Beberapa proses fisika, kimia, dan biokimia adalah begitu penting dalam menentukan transformasi dan nasib akhir spesies kimia yang berbahaya pada hidrosfir. Hal ini meliputi reaksi hidrolisis, dengan mana sebuah molekul dipecah dengan tambahan H2O, reaksi pengendapan, pada umunya diikuti aggregasi partikel kolloida yang tertahan dalam air; reaksi oksidasi-reduksi, pada umumnya dimediasi oleh mikroorganisme penyerapan campuran berbahaya oleh sedimen dan oleh mineral yang tertahan dan bahan-bahan organik; proses biokimia yang seringkali menyangkut hidrolisis dan reaksi oksidasi-reduksi; reaksi photolisis; dan berbagai fenomena kimia.
Tingkatan dimana campuran berhidrolisa sangat cepat pada air sangatlah bervariasi. Asam anhidrid terhidrolisa sangat cepat.
Pada kenyataannya, kedekatan campuran ini terhadap air (termasuk air pada kulit) adalah salah satu alasan mengapa ia berbahaya. Sekali berada pada lingkungan akuatik, maka asam anhidrida dirubah dengan cepat menjadi asam asetat yang kurang berbahaya. Berbagai eter, ester, dan campuran lainya yang terbentuk karena menggabungkan bersama-sama dua atau lebih molekul dengan kehilangan air berhidrolisa sangat lambat, meskipun tingakatannya banyak kenaikan karena aksi/perbuatan enzim pada mikro-organisme (proses biokimia). Hidrolisa beberapa campuran menyebabkan kehilangan atom-atom halogen. Misalnya bis (cholor methyl) ether berhidrolisa dengan cepat menghasilkan HCl dan formaldehyde. Hidrolisa sejumlah besar kloroeter pada lingkungan akuatik dapat menimbulkan sejumlah bahaya korosif HCl dan formaldehyde.
Pembentukan endapan dalam bentuk lumpur adalah yang paling umum untuk mengisolasi komponen yang berbahaya dari limbah yang tak dipisah-pisahkan. Meskipun padatan campuran ionik anorganik seringkali dibahas dari segi kesederhanaan formula, misalnya PbCO3 timbal karbonat, jenis-jenis yang jauh lebih rumit misalnya 2PbCO3, Pb(OH)2 umumnya terjadi apabila terdapat pembentukan endapan pada lingkungan akuatik.
Misalnya, sebuah ion logam berat yang berbahaya pada hidrosfir kemungkinan mengendap brsama-sama sebagai pembentuk minor atas campuran yang lain, atau diserap oleh permukaan padatan lain.
Ion utama bermuatan negatif pada air alami dan air limbah adalah OH-, HCO3-, dan SO42-. Karena ion bermuatan negatif ini semuanya mampu membentuk endapan dengan ketidak- sempurnaan ion bermuatan positif. Polutan semacam ini cenderung mengendap sebagai hidroksida, karbonat dan sulfat. Perbedaan dapat dibuat antara hiroksida dan oksida hidrada serupa, atau identik, dengan formula empiris. Misalnya besi (III) hidroksida, Fe(OH)3, besi(III) biasanya mengendap dari air sebagai besi hidrada (III) oksida monohidrad, Fe2O3H2O. Garam dasar yang mengandung ion OH- bersama-sama dengan ion bermuatan negatif lainnya adalah biasa pada padatan yang terbentuk dari endapan air. Contohnya adalah azurit, 2CuCO3 Cu(OH)2. Dua atau lebih ion logam dalam sebuah campuran, sebagaimana contoh chalcophyrite CuFeS2.
Proses pengendapan merupakan khasus penting dalam menentukan nasib cairan ionik berbahaya dalam air. Jika pengendapan terjadi sangat cepat dan dengan penguapan sangat tinggi, padatan cenderung terbentuk sebagai sejumlah besar partikel kecil koloidal yang mungkin tetap dalam bentuk koloidal
untuk waktu yang lama. Dalam bentuk ini, zat-zat berbahaya lebih mobil/berpindah-pindah dan beroleh kesempatan/jalan terhadap organisme dibandingkan dengan bentuk endapan. Pertimbangan penting kedua adalah bahwa berbagai logam berat mengendap bersamaan dengan besi (III) hidrada oksida (Fe2O3 xH2O) atau mangan (IV) oksida ( MnO2 xH2O).
Proses penyerapan adalah metode biasa bagi penyingkiran bahan tingkat bahaya rendah dari air. Reaksi oksidasi-reduksi adalah alat penting trnsformasi limbah berbahaya dalam air.
Degradasi sebagian besar limbah organik berlangsung dengan cara oksidasi. Pada berbagai keadaan proses biokimia sebagian besar menentukan nasib spesies kimia yang berbahaya pada hidrosfir.
Proses-proses di lingkungan banyak dimediasi dengan mikroorganisme. Khususnya, oksidasi degradasi biolimbah organik yang berbahaya dalam air umumnya terjadi dengan cara mediasi- mikro-organisme reaksi biokimia. Bakteri menghasilkan asam-asam organik dan agen chelating, misalnya sitrat, yang mempunyai pengaruh melarutkan ion logam berat yang berbahaya. Beberapa bentuk senyawa merkuri dihasilkan oleh aksi bakteri.
Sebagaimana dibahas reaksi photolisis adalah diawali oleh penyerapan cahaya. Efek dari proses photolitik terhadap penghancuran limbah berbahaya pada hidrosfir adalah kecil, meskipun beberapa reaksi photo-kimia dari campuran limbah berbahaya dapat terjadi jika campuran hadir dalam lapisan tipis permukaan pada air terekspose sinar matahari.
Air tanah adalah bagian dari hidrosfir yang mudah rusak karena limbah berbahaya. Meskipun persediaan air permukaan rentan kepada kontminasi, air tanah dapat menjadi sebagian besar terkontaminasi yang tak dapat diubah karena pembuangan zat kimia berbahaya pada tanah.