Dampak Karbon Monoksida (CO) Terhadap Kesehatan
Di udara, Karbon Monoksida (CO) terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit, hanya sekitar 0,1 ppm. Di daerah perkotaan dengan lalu lintas yang padat konsentrasi gas CO berkisar antara 10-15 ppm. Sudah sejak lama diketahui bahwa gas CO dalam jumlah banyak (konsentrasi tinggi) dapat menyebabkan gangguan kesehatan bahkan juga dapat menimbulkan kematian.
Karbon monoksida (CO) apabila terhirup ke dalam paru-pari akan ikut peredaran darah dan akan menghalangi masuknya oksigen yang dibutuhkan oleh tubuh. Hal ini dapat terjadi karena gas CO bersifat racun, ikut bereaksi secara metabolis dengan darah (hemoglobin) :
Hemoglobin + CO ———> COHb (Karboksihemoglobin)
Ikatan karbon monoksida dengan darah (karboksihemoglobin) lebih stabil daripada ikatan oksigen dengan darah (oksihemoglobin). Keadaan ini menyebabkan darah menjadi lebih mudah menangkap gas CO dan menyebabkan fungsi vital darah sebagai pengangkut oksigen terganggu.
Dalam keadaan normal konsentrasi CO di dalam darah berkisar antara 0,2% sampai 1,0%, dan rata-rata sekitar 0,5%. Disamping itu kadar CO dalam darah dapat seimbang selama kadar CO di atmosfer tidak meningkat dan kecepatan pernafasan tetap konstan.
Keracunan gas karbon monoksida dapat ditandai dari keadaan ringan, berupa pusing, rasa tidak enak pada mata, sakit kepala, dan mual. Keadaan yang lebih berat dapat berupa detak jantung meningkat, rasa tertekan di dada, kesukaran bernafas, kelemahan otot-otot, gangguan pada sisten kardiovaskuler, serangan jantung sampai pada kematian.
Sumber:
Mukono, Pencemaran Udara dan Pengaruhnya Terhadap Gangguan Saluran Pernafasan, 1997
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Aspek Klimatologi Pencemaran Udara
Pencemaran udara berbeda pada satu tempat dengan tempat lain karena adanya perbedaan kondisi pencahayaan, kelembaban, temperatur, angin serta hujan yang akan membawa pengaruh besar dalam penyebaran dan difusi pencemar udara yang diemisikan baik dalam skala lokal (kota tersebut) atau skala regional (kota dan sekitarnya).
1. Kelembaban
Kelembaban udara menyatakan banyaknya uap air dalam udara. Kandungan uap air ini penting karena uap air mempunyai sifat menyerap radiasi bumi yang akan menentukan cepatnya kehilangan panas dari bumi sehingga dengan sendirinya juga ikut mengatur suhu udara.
Fog (kabut) terbentuk ketika udara lembab dan mengembun, jenis partikel cair ini merugikan karena memudahkan perubahan SO3 menajdi H2SO4. Selain itu fog yang terjadai di daerah lembab akan menghalangi matahari memanasi permukaan bumi untuk memcah inversi, akibatnya sering memperpanjang waktu kejadian pencemaran udara.
Kelembaban udara yang relatif rendah (< 60%) di daerah tercemar SO2 akan mengurangi efek korosif dari bahan kimia tersebut sedangkan pada kelembaban relative lebih atau sama dengan 80% di daerah tercemar SO2 akan terjadi peningkatan efek korosif SO2 tersebut.
Kondisi udara yang lembab akan membantu proses pengendapan bahan pencemar, sebab dengan keadaan udara yang lembab maka beberapa bahan pencemar berbentuk partikel (misalnya debu) akan berikatan dengan air yang ada dalam udara dan membentuk partikel yang berukuran lebih besar sehingga mudah mengendap ke permukaan bumi oleh gaya tarik bumi.
2. Suhu
Salah satu karaktersitik atmosfir yang penting adalah kestabilan atmosfir itu sendiri yaitu kecenderungan untuk memperbanyak atau menahan pergerakan udara vertikal. Pada kondisi stabil pergerakkan udara ditahan atau tidak banyak terjadi pergerakkan vertikal. Kondisi ini dipengaruhi oleh distribusi suhu udara secara vertikal.
Suhu udara menurun ± 1 °C per kenaikan ketinggian 100 meter, namun pada malam hari lapisan udara yang dekat dengan permukaan bumi mengalami pendinginan terlebih dahulu sehingga suhu pada lapisan udara di lapisan bawah dapat lebih rendah daripada atasnya. Kondisi metereologi itu disebut inversi yaitu suhu udara meningkat menurut ketinggian lapisan udara, yang memerlukan pada kondisi stabil dan tekanan tinggi. Gradien tekanan pada kondisi tersebut menjadi lemah sehingga angin menjadi lambat yang menyebabkan penurunan penyebaran zat pencemar secara horisontal. Sementara itu tidak terjadi perpindahan udara vertikal yang menyebabkan penurunan zat pencemar secara vertikal dan meningkatkan akumulasi lokal. Hal ini dapat berakibat buruk bagi kesehatan manusia. Namun inversi dapat menghilang setelah pagi hari ketika radiasi matahari menyinari permukaan bumi.
Suhu dapat menyebabkan polutan dalam atmosfir yang lebih rendah dan tidak menyebar. Peningkatan suhu dapat menjadi ketalisator atau membantu mempercepat reaksi kimia perubahan suatu polutan udara. Pada musim kemarau dimana keadaan udara lebih kering dengan suhu cenderung meningkat serta angin yang bertiup lambat dibanding dengan keadaan hujan maka polutan udara pada keadaan musim kemarau cenderung tinggi karena tidak terjadi pengenceran polutan di udara.
Suhu yang menurun pada permukaan bumi dapat menyebabkab peningkatan kelembaban udara relatif sehingga akan meningkatkan efek korosif bahan pencemar. Sedangkan pada suhu yang meningkat akan meningkatkan pula reaksi suatu bahan kimia. Inversi suhu dapat mengakibatkan polusi yang serius karena inversi dapat menyebabkan polutan terkumpul di dalam atmosfer yang lebih rendah dan tidak menyebar. Selain hal itu suhu udara yang tinggi akan menyebabkan udara makin renggang sehingga konsentrasi pencemar menjadi makin rendah dan sebaliknya pada suhu yang dingin keadaan udara makin padat sehingga konsentrasi pencemar di udara makin tinggi. Suhu udara yang tinggi akan menyebabkan bahan pencemar dalam udara berbentuk partikel menjadi kering dan ringan sehingga bertahan lebih lama di udara, terutama pada musim kemarau dimana hujan jarang turun.
Selain itu pula pergerakkan udara di atmosfer dapat terjadi secara vertikal maupun horizontal. gerakan horizontal disebabkan oleh aliran angin, jika angin yang terjadi bersifat aktif dan kekuatannya cukup, polutan tidak mempunyai waktu cukup untuk mengumpul karena cepat disebarkan. atmosfer di sekeliling gunung, bukit dan bangunan-bangunan daerah perkotaan akan memperlambat dan mencegah gerakan angin sehingga mengurangi gerakan udara horizontal karena gerakan horizontal terbatas dipersi polutan menjadi tergantung pada pergerakan udara vertikal. Radiasi sinar matahari dapat mempengaruhi kondisi bahan pencemar oksidan terutama O3 di atmosfer. Keadaan tersebut dapat menyebabkan meningkatnya rangsangan bahan pencemar untuk merusak bahan.
Dengan demikian gambaran klimatologi tertentu, yang bersifat dan berkarakteristik khusus pada suatu tempat, akan mempengaruhi fluktuasi dan variasi temporal konsentrasi pencemaran udara di suatu tempat tersebut dan pola klimatologi akan sesuai dengan karakteristik dan intensitas emisi pencemaran udara yang berasal dari tempat lainnya. Dengan demikian tinjauan klimatologi pencemaran udara akan berskala temporal dan spasial makro.
Sumber :
Achmadi, Pengukuran Dampak Kesehatan (Penyakit) Akibat Perubahan Lingkungan, 1993.
Mukono, Pencemaran Udara dan Pengaruhnya Terhadap Gangguan Saluran Pernafasan, 1997
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Soedomo, Pencemaran Udara, 2000
Dampak Ozon (O3) Terhadap Kesehatan
Ozon telah menjadi suatu issu aktual karena kaitannya dengan satu efek global pencemaran udara yaitu penipisan lapisan Ozon di atmosfer atas bumi kita. Ozon merupakan salah atu pencemar udara yang terus meningkat konsentrasinya.
Dampak ozon terhadap kesehatan manusia yaitu :
§ Dengan konsentrasi 0,3 ppm selama 8 jam akan menyebabkan iritasi pada mata.
§ 0,3 – 1 ppm selama 3 menit s.d. 2 jam akan memberikan reaksi seperti tercekik, batuk, kelesuan.
§ 1,5 – 2 ppm selama 2 jam akan mengakibatkan sakit dada batuk-batuk, sakit kepala, kehilangan koordinasi serta sulit ekspresi dan gerak.
Ozon pada konsentrasi 0,3 ppm dapat berakibat iritasi terhadap hidung dan tenggorokan. Kontak dengan ozon pada konsentrasi 1,0 – 3,0 ppm selama 2 jam mengakibatkan pusing berat dan kehilanan koordinasi pada beberapa orang yang snsitif. Sedangkan kontak dengan konsentrasi 9,0 ppm selama beberapa waktu dapat mengakibatkan endema pulmonari pada kebanyakan orang.
Kombinasi ozon dengan SO2 sangat berbahaya karena akan menyebabkan menurunnya fungsi ventilasi apabila terpajan dalam jumlah yang besar. Kerusakan fungsi ventilasi dapat kembali baik mendekati fungsi paru-paru normal pada orang yang terpajan dalam tingkat rendah.
Sumber :
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Soedomo, Pencemaran Udara, 2000
Dampak Sulfur Oksida (SOx) Terhadap Kesehatan
Sulfur yang ada di udara hanya sepertiga yang merupakan hasil aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO2, sedangkan duapertiga dari jumlah sulfur di udara berasal dari sumber-sumber alam seperi volkano dan terdapat dalam bentuk H2S dan oksida.
Udara yang tercemar Sulfur Oksida (SOx) menyebabkan manusia akan mengalami gangguan pada sistem pernafasannya. Hal ini karena gas SOx yang mudah menjadi asam tersebut menyerang selaput lendir pada hidung, tenggorokan, dan saluran nafas yang lain sampai ke paru-paru. Serangan gas SOx tersebut menyebabkan iritasi pada bagian tubuh yang terkena.
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistem pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada konsentrasi SO2 sebesar 5 ppm atau lebih, bahkan pada beberapa individu yang sensitive iritasi terjadai pada konsentrasi 1-2 ppm. SO2 dianggap polutan yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit kronis pada sistem pernafasan dan kardiovaskular.
Sulfur dioksida (SO2) bersifat iritan kuat pada kulit dan lendir, pada konsentrasi 6-12 ppm mudah diserap oleh selaput lendir saluran pernafasan bagian atas, dan pada kadar rendah dapat menimbulkan spesme tergores otot-otot polos pada bronchioli, speme ini dapat menjadi hebat pada keadaan dingin dan pada konsentrasi yang lebih besar terjadi produksi lendir di saluran pernafasan bagian atas, dan apabila kadarnya bertambah besar maka akan terjadi reaksi peradangan yang hebat pada selaput lendir disertai dengan paralycis cilia, dan apabila pemaparan ini terjadi berulang kali, maka iritasi yang berulang-ulang dapat menyebabkan terjadi hyper plasia dan meta plasia sel-sel epitel dan dicurigai dapat menjadi kanker.
Sumber:
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Soemirat, Epidemiologi Lingkungan, 2002
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Dampak Nitrogen Oksida (NOx) Terhadap Kesehatan
Gas nitrogen oksida (NOx) ada dua macam yaitu gas nitrogen monoksida dan gas nitrogen dioksida. Kedua macam gas tersebut mempunyai sifat yang sangat berbeda dan keduanya sangat berbahaya bagi kesehatan. Udara yang mengandung gas NO dalam batas normal relatif aman dan tidak berbahaya, kecuali bila gas NO berada dalam konsentrasi tinggi.
Sifat racun (toksisitas) gas NO2 empat kali lebih kuat daripada toksisitas gas NO. Organ tubuh yang paling peka terhadap pencemaran gas NO2 adalah paru-paru. Paru-paru yang terkontaminasi oleh gas NO2 akan membengkak sehingga penderita sulit bernafas yang dapat mengakibatkan kematian.
Konsentrasi NO2 lebih tinggi dari 100 ppm bersifat letal pada hewan percobaan , dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala edema pulmonary. Pemberian sebanyak 5 ppm NO2 selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan sedikit kesukaran dalam bernafas.
Pencemaran udara oleh gas NOx juga dapat menyebabkan timbulnya Peroxy Acetil Nitrates (PAN). PAN ini menyebabkan iritasi pada mata yang menyebabkan mata terasa pedih dan berair. Campuran PAN bersama senyawa kimia lainnya yang ada di udara dapat menyebabkan terjadinya kanut foto kimia atau Photo Chemistry Smog yang sangat mengganggu lingkungan.
Sumber:
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Dampak Partikulat Terhadap Kesehatan
Secara sederhana partikulat dapat diartikan sebagai salah satu substansi yang selalu ada dalam udara dan berpotensi mencemari udara. Udara itu sendiri secara umum adalah salah satu faktor pendukung kehidupan di muka bumi dan merupakan campuran gas-gas oksigen, nitrogen, dan gas lainnya. Akan tetapi komponen-komponen yang terdapat dalam udara ambien bukan hanya terbatas pada bentuk gas saja, melainkan terkandung juga di dalamnya zat-zat lain yaitu uap air dan partikulat.
Pendapat lain, partikulat adalah zat padat/cair yang halus dan tersuspensi di udara, misalnya embunm debu, asap, fumes, dan fog. Debu adalah zat padat berukuran 0,1-25 mikron, sedangkan fumes adalah zat padat hasil kondensasi gas yang biasanya terjadi setelah proses penguapan logam cair. Dengan demikian fumes berukuran sangat kecil yakni kurang dari 1,0 mikron. Asap adalah karbon (C) yang berdiameter kurang dari 0,1 mikron, akibat dari pembakaran hidrat karbon yang kurang sempurna, demikian pula halnya dengan jelaga. Maka partikulat ini dapat terdiri dari zat organik dan anorganik. Sumber alamiah partikulat atmosfer adalah debu yang memasuki atmosfer karena terbawa angin. Sumber artifisial debu terutama adalah pembakaran (batubara, minyak bumi, dan lain-lain) yang dapat menghasilkan jelaga (partikulat yang terdiri dari karbon dan zat lain yang melekat padanya). Sumber lain adalah segala proses yang menimbulkan debu seperti pabrik semen, industri metalurgi, industri konstruksi, industri bahan makanan dan juga kendaraan bermotor.
Menurut WHO besarnya ukuran partikel debu yang dapat masuk kedalam saluran pernafasan manusia adalah yang berukuran 0,1 µm sampai 10 µm dan berada sebagai suspended particulate matter (partikulat melayang dengan ukuran ≤ 10 µm dan dikenal dengan nama PM10).
Dampak yang ditimbulkan PM10 biasanya bersifat akut pada saluran pernafasan bagian bawah seperti pneumonia dan bronchitis baik pada anak-anak maupun pada orang dewasa.
Salah satu partikulat yang penting dapat menyebabkan ISPA adalah mist asam sulfat (H2SO4). Zat ini dapat mengiritasi membran mukosa saluran pernafasan dan menimbulkan bronco konstriksi karena sifatnya yang iritan. Hal ini dapat merusak terhadap saluran pertahanan pernafasan (bulu hidung, silia, selaput lendir) sehingga dengan rusaknya pertahanan pernafasan ini kuman dengan mudah dapat masuk kedalam tubuh dan menimbulkan penyakit infeksi saluran nafas akut.
Sumber:
Kusnoputranto, Kesehatan Lingkungan, 2000
Soemirat, Epidemiologi Lingkungan, 2002
Fardiaz, Polusi Udara dan Air, 1992
Dampak Pencemaran Udara Terhadap Kesehatan
Pencemaran udara merupakan masalah global. Sumber pencemaran udara adalah terutama pembakaran bahan bakar fosil untuk mendapatkan energi untuk industri dan transportasi.
Pencemaran udara pada dasarnya berbentuk partikel (debu, gas, timah hitam) dan gas (Karbon Monoksida (CO), Nitrogen Oksida (NOx) , Sulfur Oksida (SOx), Hidrogen Sulfida (H2S), hidrokarbon). Udara yang tercemar dengan partikel dan gas ini dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang berbeda tingkatan dan jenisnya tergantung dari macam, ukuran dan komposisi kimiawinya.
Secara umum efek pencemaran udara terhadap saluran pernafasan dapat menyebabkan terjadinya:
1. Iritasi pada saluran pernafasan. Hal ini dapat menyebabkan pergerakan silia menjadi lambat, bahkan dapat terhenti sehingga tidak dapat membersihkan saluran pernafasan.
2. Peningkatan produksi lendir akibat iritasi oleh bahan pencemar.
3. Produksi lendir dapat menyebabkan penyempitan saluran pernafasan.
4. Rusaknya sel pembunuh bakteri di saluran pernafasan.
5. Pembengkakan saluran pernafasan dan merangsang pertumbuhan sel, sehingga saluran pernafasan menjadi menyempit.
6. Lepasnya silia dan lapisan sel selaput lendir.
Akibat dari hal tersebut di atas, akan menyebabkan terjadinya kesulitan bernafas sehingga benda asing termasuk bakteri/mikroorganisme lain tidak dapat dikeluarkan dari saluran pernafasan dan hal ini akan memudahkan terjadinya infeksi saluran pernafasan.
Oksidan Fotokimia
Oksidan fotokimia adalah komponen atmosfer yang diproduksi oleh proses fotomikia, yaitu suatu proses kimia yang mebutuhkan sinar, yang akan mengoksidasi komponen-komponen yang tidak segera dapat dioksidasi oleh gas oksigen. Senyawa yang terbentuk merupakan polutan sekunder yang diproduksi karena interaksi antara polutan primer dengan
sinar. 
Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO2 . Polutan sekunder yang paling berbahaya yang dihasilkan oleh reaksi hidrokarbon dalam siklus tersebut adalah ozon ( O3 ) dan peroksiasetilnitrat, yaitu salah satu komponen yang paling sederhana dari grup peroksiasilnitrat (PAN).
Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO2 . Polutan sekunder yang paling berbahaya yang dihasilkan oleh reaksi hidrokarbon dalam siklus tersebut adalah ozon ( O3 ) dan peroksiasetilnitrat, yaitu salah satu komponen yang paling sederhana dari grup peroksiasilnitrat (PAN).Oksidan yang terutama adalah ozon (O3), nitrogen dioksida (NO2) dan peroxyacylnitrate (PAN). NO2 berasal dari hasil reaksi fotokimia NO dengan oksigen di udara. Sedangkan ozon dan PAN berasal dari reaksi fotokimia NO, NO2, SO2 dan radiakal hidrokarbon.
Ozon bukan merupakan hidrokarbon tetapi konsentrasi O3 di atmosfer naik sebagai akibat langsung dari reaksi hidrokarbon, sedangkan PAN merupakan turunan hidrokarbon. Hasil reaksi antara O dengan hidrokarbon merupakan produk intermediat yang sangat reaktif yang disebut hidrokarbon radikal bebas (RO2 ). Radikal bebas semacam ini dapat bereaksi lebih lanjut dengan berbagai komponen termasuk NO, NO2 , O2 , O3 , dan hidrokarbon lainnya. Beberapa reaksi yang mungkin terjadi di antara bermacam-macam reaksi tersebut adalah sebagai berikut (Fardiaz, 1992) :
a. Radikal bebas bereaksi cepat dengan NO membentuk NO2 . Karena NO dihilangkan dari siklus tersebut, akibatnya mekanisme normal untuk menghilangkan O3 dari siklus tidak terjadi, sehingga konsentrasi O3 meningkat.
b. Radikal bebas dapat bereaksi dengan O2 dan NO2 membentuk peroksiasilnitrat.
c. Radikal bebas dapat bereaksi dengan hidrokarbon lainnya dan komponen oksigen membentuk komponen-komponen organik lainnya yang tidak diinginkan.
Campuran produk-produk sebagai akibat gangguan hidrokarbon di dalam siklus fotolitik NO2 disebut smog fotokimia, yaitu terdiri dari kumpulan O3 , CO, PAN dan komponen-komponen organik lainnya termasuk aldehide, keton, dam alkil nitrat. Konsentrasi oksidan di udara dipengaruhi oleh ada tidaknya sinar matahari dan kadar bahan-bahan pencemar primernya di udara. Pada siang hari kadar oksidan mencapai titik maksimum dan malam hari kadar oksidant berada pada titik minimumnya.
Terkait: Dampak Ozon (O3) Terhadap Kesehatan
Sumber :
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 2001
Sulfur Oksida (SOx)
Gas belerang oksida atau sering ditulis dengan SOx, terdiri dari gas SO2 dan gas SO3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda. Gas SO2 berbau sangat tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan gas SO3 bersifat sangat reaktif. Gas SO3 mudah bereaksi dengan uap air yang ada di udara untuk membentuk asam sulfas atau H2SO4. Asam sulfat ini sangat reaktif, mudah bereaksi (memakan) benda-benda lain yang mengakibatkan kerusakan, seperti proses pengkaratan (korosi) dan proses kimiawi lainnya. Konsentrasi gas SO2 di udara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium baunya) manakala konsentrasinya berkisar antara 0,3 – 1 ppm.
Hanya sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO2 . Sebanyak dua pertiga dari jumlah sulfur di atmosfer berasal dari sumber-sumber alam seperti volcano, dan terdapat dalam bentuk H2S dan oksida. Masalah yang ditimbulkan oleh polutan yang dibuat manusia adalah dalam hal distribusinya yang tidak merata sehingga terkonsentrasi pada daerah tertentu, bukan dari jumlah keseluruhannya, sedangkan polusi dari sumber alam biasanya lebih tersebar merata. Transportasi bukan merupakan sumber utama polutan SOx tetapi pembakaran bahan bakar pada sumbernya merupakan sumber utama polutan SOx, misalnya pembakaran batu arang, minyak bakar, gas, kayu dan sebagainya.
Pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur akan menghasilkan kedua bentuk sulfur oksida, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Meskipun udara tersedia dalam jumlah cukup, SO2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar. Jumlah SO2 yang terbentuk dipengaruhi oleh kondisi reaksi, terutama suhu dan bervariasi dari 1 sampai 10% dari total SOx.
Mekanisme pembentukan SOx dapat dituliskan dalam dua tahap reaksi sebagai berikut :
S + O2 ———- > SO2
2SO2 + O2 ————> 2SO3
SO3 biasanya diproduksi dalam jumlah kecil selama pembakaran. Hal ini disebabkan oleh dua faktor yang menyangkut reaksi terakhir tersebut di atas. Faktor pertama adalah kecepatan reaksi yang terjadi, dan faktor kedua adalah konsentrasi SO3 dalam campuran ekuilibrium yang dihasilkan dari reaksi tersebut. Reaksi pembentukan SO3 berlangsung sangat lambat pada suhu relatif rendah (misalnya pada 200oC), tetapi kecepatan reaksi meningkat dengan kenaikan suhu. Oleh karena itu produksi SO3 dirangsang pada suhu tinggi karena faktor kecepatan. Tetapi campuran ekuilibrium yang dihasilkan pada suhu rendah mengandung persentase SO3 lebih tinggi daripada campuran yang dihasilkan pada suhu tinggi. Jadi faktor konsentrasi ekuilibrium merangsang produksi SO3 pada suhu lebih rendah. Jelas bahwa kedua faktor tersebut mempunyai kecenderungan untuk menghambat satu sama lain selama pembakaran. Pada suhu tinggi reaksi mengakibatkan ekuilibrium tercapai dengan cepat karena kecepatan reaksi tinggi, tetapi hanya sedikit SO3 terdapat di dalam campuran. Pada suhu rendah, reaksi berlangsung sangat lambat sehingga kondisi ekuilibrium (sesuai dengan konsentrasi SO3 tinggi) tidak pernah tercapai. Jadi produksi SO3 terhambat pada zona pembakaran suhu tinggi karena kondisi ekuilibrium. Jika produk dijauhkan dari zona tersebut dan didinginkan, kondisi ekuilibrium dapat tercapai, tetapi kecepatan reaksi akan menghambat pembenutkan SO3 dalam jumlah tinggi.
Adanya SO3 di udara dalam bentuk gas hanya mungkin jika konsentrasi uap air sangat rendah. Jika usap air terdapat dalam jumlah cukup seperti biasanya, SO3 dan air akan segera bergabung membentuk droplet asam sulfat (H2SO4).
Setelah berada di atmosfer, sebagian SO2 akan diubah menjadi SO3 (kemudian menjadi H2SO4) oleh proses-proses fotolitik dan katalitik. Jumlah SO2 yang teroksidasi menjadi SO3 dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk jumlah air yang tersedia, intensitas, waktu dan distribusi spektrum sinar matahari
Sumber :
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
karbon monoksida (CO)
Karbon monoksida (CO) adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan juga tidak berasa. Karbon monoksida yang terdapat di alam terbentuk dari salah satu proses sebagai berikut:
a. Pembakaran tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon.
b. Reaksi antara karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi.
c. Pada suhu tinggi, karbon dioksida terurai menjadi CO dan O
Gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dengan udara, berupa gas buangan. Kota besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan. Secara alamiah gas CO dapat juga terbentuk walaupun jumlahnya relatif sedikit, seperti gas hasil kegiatan gunung berapi, proses biologi dan lain-lain.
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 intermediat 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 yang kekurangan oksigen. Semakin rendah perbandingan antara udara dengan minyak bakar, semakin tinggi jumlah karbon monoksida yang dihasilkan.
Penyebaran gas CO di udara tergantung pada keadaan lingkungan. Untuk daerah perkotaan yang banyak kegiatan industrinya dan lalu lintasnya padat, udaranya sudah banyak tercemar oleh gas CO. Sedangkan daerah pinggiran kota atau desa, cemaran CO di udara relatif sedikit. Ternyata tanah yang masih terbuka di mana belum ada bangunan di atasnya, dapat membantu penyerapan gas CO. Hal ini disebabkan mikroorganisme yang ada di dalam tanah mampu menyerap gas CO yang terdapat di udara. Angin dapat mengurangi konsentrasi gas CO pada suatu tempat karena dipindahkan ke tempat lain.
Kendaraan bermotor merupakan sumber polutan CO yang utama (sekitar 59,2%), maka daerah-daerah yang berpenduduk padat dengan lalu lintas ramai memperlihatkan tingkat polusi CO yang tinggi. Konsentrasi CO di udara per waktu dalam satu hari dipengaruhi oleh kesibukan atau aktivitas kendaraan bermotor yang ada. Semakin ramai kendaraan bermotor yang ada, semakin tinggi tingkat polusi CO di udara.
Konsentrasi CO di udara pada tempat tertentu dipengaruhi oleh kecepatan emisi (pelepasan) CO di udara dan kecepatan dispersi dan pembersihan CO dari udara. Pada daerah perkotaan kecepatan pembersihan CO dari udara sangat lambat, oleh karena itu kecepatan dipersi dan pembersihan CO dari udara sangat menentukan konsentrasi CO di udara.
Kecepatan dispersi dipengaruhi langsung oleh faktor-faktor meteorologi seperti kecepatan dan arah angin, turbulensi udara, dan stabilitas atmosfer. Di kota-kota besar, meskipun turbulensi ditimbulkan karena adanya kendaraan yang bergerak dan aliran udara di atas dan di sekeliling bangunan, tetapi karena keterbatasan ruangan maka gerakan udara sangat terbatas sehingga konsentrasi CO di udara dapat meningkat.
Sumber:
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Partikulat (PM)
Partikel adalah pencemar udara yang dapat berada bersama-sama dengan bahan atau bentuk pencemar lainnya. Partikel dapat diartikan secara murni atau sempit sebagai bahan pencemar udara yang berbentuk padatan. Namun dalam pengert
ian yang lebih luas, dalam kaitannya dengan masalah pencemaran lingkungan, pencemar partikel dapat meliputi berbagai macam bentuk, mulai dari bentuk yang sederhana sampai dengan bentuk yang rumit atau kompleks yang kesemuanya merupakan bentuk pencemaran udara.
ian yang lebih luas, dalam kaitannya dengan masalah pencemaran lingkungan, pencemar partikel dapat meliputi berbagai macam bentuk, mulai dari bentuk yang sederhana sampai dengan bentuk yang rumit atau kompleks yang kesemuanya merupakan bentuk pencemaran udara.Sumber pencemaran partikel dapat berasal dari peristiwa alami dan dapat juga berasal dari aktivitas manusia. Pencemaran partikel yang berasal dari alam, adalah sebagai berikut :
a. Debu tanah/pasir halus yang terbang terbawa oleh angin kencang.
b. Abu dan bahan-bahan vulkanik yang terlempar ke duara akibat letusan gunung berapi.
c. Semburan uap air panas di sekitar daerah sumber panas bumi di daerah pegunungan.
Sumber pencemaran partikel akibat aktivitas manusia sebagian besar berasal dari pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan dan gas buangan alat transportasi.
Debu adalah zat padat yang dihasilkan oleh manusia atau alam dan merupakan hasil dari proses pemecahan suatu bahan. Debu adalah zat padat yang berukuran 0,1 – 25 mikron. Debu termasuk kedalam golongan partikulat. Yang dimaksud dengan partikulat adalah zat padat/cair yang halus, dan tersuspensi diudara, misalnya embun, debu, asap, fumes dan fog.
Partikel menyebar di atmosfer akibat dari berbagai proses alami, seperti letusan vulkano, hembusan debu serta tanah oleh angin. Aktifitas manusia juga berperan dalam penyebaran partikel, misal dalam bentuk partikel debu dan asbes dari bahan bangunan, abu terbang dari proses peleburan baja dan asap dari proses pembakarana tidak sempuran, terutama dari batu arang. Sumber partikel yang utama adalah pembakaran bahan bakar dari sumbernya. Diikuti oleh proses– proses industri.
Partikel di atmosfer dalam bentuk suspensi, yang terdiri atas partikel– partikel padat cair. Ukuran partikel dari 100 mikron hingga kurang dari 0,01 mikron. Terdapat hubungan antara ukuran partikel polutan dengan sumbernya. Partikel sebagai pencemar udara mempunyai waktu hidup yaitu pada saat partikel masih melayang-layang sebagai pencemar di duara sebelum jatuh ke bumi. Waktu hidup partikel berkisar antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Sedangkan kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel, massa jenis partikel serta arah dan kecepatan angin yang bertiup.
Partikel debu dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu debu organik, debu mineral, dan debu metal. Sumber debu bermacam-macam, tergantung jenis debunya. Partikel debu dipengaruhi oleh daya tarik bumi sehingga cenderung untuk mengendap di permukaan bumi. Partikel debu juga dapat membentuk “flok” sehingga ukurannya menjadi lebih besar permukaannya cenderung untuk basah. Sifat-sifat ini membuat ukurannya menjadi lebih besar sehingga memudahkan proses pengendapannya di permukaan bumi dengan bantuan gaya tarik bumi. Partikel debu dengan diameter 1 milimikron mempunyai kemampuan untuk menghamburkan sinar matahari.
Polusi udara oleh partikel berhubungan erat dengan SO2. Partikel SO2 berasal dari sumber yang sama yaitu pembakaran bahan bakar fosil yang satu sama lain saling bereaksi secara sinergis dalam memberikan dampak terhadap kesehatan manusia. Benda partikel ini sering disebut sebagai asap atau jelaga, benda-benda partikulat ini sering merupakan pencemar udara yang paling kentara dan biasanya juga paling berbahaya.
Sebagian benda partikulat keluar dari cerobong pabrik sebagai asap hitam tebal, tapi yang paling berbahaya adalah partikel-partikel halus butiran-butiran yang sangat kecil sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Sebagian besar partikel halus ini terbentuk dengan polutan lain terutama sulfur dioksida dan oksida nitrogen dan secara kimiawi berubah dan membentuk zat-zat nitrat dan sulfat.
Partikulat digunakan untuk memberikan gambaran partikel cair atau padat yang tersebar di udara dengan ukuran 0,001 µm sampai 500 µm. Partikulat mengandung zat-zat organik maupun zat-zat non organik yang terbentuk dari berbagai macam materi dan bahan kimia. Ukuran partikel dapat menggambarkan seberapa jauh partikel dapat terbawa angin, efek yang ditimbulkannya, sumber pencemarannya dan lamanya masa tinggal partikel di udara.
Berdasarkan lamanya partikel tersuspensi di udara dan rentang ukurannya, partikel dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu dust fall (setteable particulate) dan suspended particulate matter (SPM). Dust fall adalah partikel berbentuk lebih besar dari 10 µm. SPM adalah partikel yang ukurannya lebih kecil dari 10µm dan keberadaannya terutama berasal dari proses industri dan pembakaran. Partikel yang masuk ke dalam paru-paru dapat membahayakan manusia karena:
a. Sifat-sifat kimia dan fisik dari partikel tersebut mungkin beracun
b. Partikel yang masuk tersebut bersifat inert
c. Partikel tersebut membawa molekul-molekul gas berbahaya dengan cara mengabsorbsi maupun mengadsorpsi yang menyebabkan molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal dalam paru-paru yang sensitif.
Benda partikulat, asap dan jelaga disebut benda partikel tetapi bentuk yang paling berbahaya dari benda padat ini adalah partikel-partikel sangat kecil dan halus yang dapat menembus ke dalam paru-paru yang hanya dilindungi oleh dinding tipis setebal molekul. Sering disebut PM10 karena benda partikel tersebut lebih kecil dari 10 mikron, kebanyakan partikel halus itu berasal dari senyawa sulfus dan nitrogen yang dalam selang waktu beberapa jam atau beberapa hari berubah dari gas menjadi padat.
Besarnya ukuran partikel debu yang dapat masuk ke dalam saluran pernafasan manusia adalah yang berukuran 0,1 µm sampai 10µm dan berada di udara sebagai suspended particulate matter. Partikel debu dengan ukuran lebih > 10 µm akan lebih cepat mengendap ke permukaan sehingga kesempatan terjadinya pemajanan pada manusia menjadi lebih kecil dan kalaupun terjadi akan tertahan oleh saluran pernafasan bagian atas. Debu yang dapat dihirup disebut debu inhalable dengan diameter ≤ 10 µm dan berbahaya bagi saluran pernafasan karena mempunyai kemampuan merusak paru-paru. Sebagian debu yang masuk ke saluran pernafasan berukuran 5 µm akan sampai ke alveoli.
Sumber:
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Fardiaz, Polusi Air dan Udara, 1992
Pencemaran Udara
Udara merupakan faktor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya pembangunan fisik kota dan pusat-pusat industri, kualitas udara telah mengalami perubahan. Udara yang dulunya segar kini kering dan kotor. Hal ini bila tidak segera ditanggulangi, perubahan tersebut dapat membahayakan kesehatan manusia, kehidupan hewan serta tumbuhan
Pencemaran udara diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya. Kehadiran bahan atau zat asing di dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada di udara dalam waktu yang cukup lama, akan dapat mengganggu kehidupan manusia. Bila keadaan seperti itu terjadi maka udara dikatakan telah tercemar
Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No. 41 tahun 1999 mengenai Pengendalian Pencemaran udara, yang dimaksud dengan pencemaran udara adalah masuknya atau dimaksuknya zat, energi dan/atau komponen lain ke dalam udara ambient oleh kegiatan manusia sehingga mutu udara ambient turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambient tidak memenuhi fungsinya.
Sumber Pencemar Udara
Telah disadari bersama, kualitas udara saat ini telah menjadi persoalan global, karena udara telah tercemar akibat aktivitas manusia dan proses alam. Masuknya zat pencemar ke dalam udara dapat secara alamiah, misalnya asap kebakaran hutan, akibat gunung berapi, debu meteorit dan pancaran garam dari laut ; juga sebagian besar disebabkan oleh kegiatan manusia, misalnya akibat aktivitas transportasi, industri, pembuangan sampah, baik akibat proses dekomposisi ataupun pembakaran serta kegiatan rumah tangga
Terdapat 2 jenis pencemar yaitu sebagai berikut :
a. Zat pencemar primer, yaitu zat kimia yang langsung mengkontaminasi udara dalam konsentrasi yang membahayakan. Zat tersebut bersal dari komponen udara alamiah seperti karbon dioksida, yang meningkat diatas konsentrasi normal, atau sesuatu yang tidak biasanya, ditemukan dalam udara, misalnya timbal.
b. Zat pencemar sekunder, yaitu zat kimia berbahaya yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi kimia antar komponen-komponen udara.
Sumber bahan pencemar primer dapat dibagi lagi menjadi dua golongan besar :
1. Sumber alamiah
Beberapa kegiatan alam yang bisa menyebabkan pencemaran udara adalah kegiatan gunung berapi, kebakaran hutan, kegiatan mikroorganisme, dan lain-lain. Bahan pencemar yang dihasilkan umumnya adalah asap, gas-gas, dan debu.
2. Sumber buatan manusia
Kegiatan manusia yang menghasilkan bahan-bahan pencemar bermacam-macam antara lain adalah kegiatan-kegiatan berikut :
a. Pembakaran, seperti pembakaran sampah, pembakaran pada kegiatan rumah tangga, industri, kendaraan bermotor, dan lain-lain. Bahan-bahan pencemar yang dihasilkan antara lain asap, debu, grit (pasir halus), dan gas (CO dan NO).
b. Proses peleburan, seperti proses peleburan baja, pembuatan soda,semen, keramik, aspal. Sedangkan bahan pencemar yang dihasilkannya antara lain adalah debu, uap dan gas-gas.
c. Pertambangan dan penggalian, seperti tambang mineral and logam. Bahan pencemar yang dihasilkan terutama adalah debu.
d. Proses pengolahan dan pemanasan seperti pada proses pengolahan makanan, daging, ikan, dan penyamakan. Bahan pencemar yang dihasilkan terutama asap, debu, dan bau.
e. Pembuangan limbah, baik limbah industri maupun limbah rumah tangga. Pencemarannya terutama adalah dari instalasi pengolahan air buangannya. Sedangkan bahan pencemarnya yang teruatam adalah gas H2S yang menimbulkan bau busuk.
f. Proses kimia, seperti pada proses fertilisasi, proses pemurnian minyak bumi, proses pengolahan mineral. Pembuatan keris, dan lain-lain. Bahan-bahan pencemar yang dihasilkan antara lain adalah debu, uap dan gas-gas
g. Proses pembangunan seperti pembangunan gedung-gedung, jalan dan kegiatan yang semacamnya. Bahan pencemarnya yang terutama adalah asap dan debu.
h. Proses percobaan atom atau nuklir. Bahan pencemarnya yang terutama adalah gas-gas dan debu radioaktif.
Jenis Bahan Pencemar Udara
Ada beberapa bahan pencemar udara yang sering ditemukan di kota-kota. Dilihat dari ciri fisik, bahan pencemar dapat berupa :
a. Partikel (debu, aerosol, timah hitam)
b. Gas (karbon monoksida / CO, sulfur oksida / SOx, hidrokarbon, nitrogen oksida / NOx, H2S dan oksidant ozon dan PAN)
c. Energi (suhu dan kebisingan)
Bahan-bahan pencemar ini dikenakan peraturan khusus untuk pengawasannya karena bisa membahayakan kesehatan.
Tulisan Terkait:
Sumber:
Soedomo, Pencemaran Udara , Kumpulan Karya Ilmiah, Institut Teknologi Bandung, 2000.
Wardhana, Dampak Pencemaran Lingkungan, 2001
Gas Rumah Kaca – Pemanasan Global
Gas rumah kaca
Gas-gas rumah kaca (Green House Gases) adalah beberapa jenis gas yang terperangkap di atmosfer dan berfungsi seperti atap rumah kaca yang mampu meneruskan radiasi gelombang panjang matahari, namun menahan radiasi inframerah yang diemisikan oleh permukaan bumi.
Gas-gas yang dimaksud antara lain adalah Karbon diokasida (CO2), Metan (CH4), Nitrous Oksida (N2O), Hydrofluorokarbon (HFCs), Perfluorokarbon (PFCs) dan Sulfur heksaflorida (SF6)
Sumber gas-gas rumah kaca tersebut dapat terbagi menjadi dua yaitu alami dan akibat aktifitas manusia. Gas rumah kaca yang terjadi secara alami adalah CO2, methane. Sedangkan gas yang dihasilkan akibat aktifitas manusia antaralain CO2 (Proses pembakaran bahan bakar fosil), NO2 (aktifitas pertanian dan industri), CFC, HFC, PFC (proses industri dan konsumen)
Selubung gas rumah kaca tepatnya terdapat di lapisan troposfer pada ketinggian 7-16 km diatas permukaan bumi.
Umur Gas buang di Atmosfer
| Gas | Sumber Antropogenik utama | Waktu residu | Umur (tahun) |
| CO | Pembakaran bahan bakar fosil dan biomas | Bulanan | 0,4 |
| CO2 | Pembakaran bahan bakar fosil dan Pembabatan hutan | 100 tahunan | 7 |
| CH4 | Pertanaman padi Peternakan, tanam Produksi bahan bakar fosil | 10 tahunan | 11 |
| Nox | Pembakaran bahan bakar fosil dan biomas | harian | *** |
| NO2 | Pemupukan Nitrogen Pembabatan hutan Pembakaran biomas | 170 tahunan | 150 |
| SO2 | Pembakaran bahan bakar fosil dan emisi bahan bakar | Harian – mingguan | *** |
| CFCs | Semprotan aerosol, Pendingin, busa | 60-100 tahunan | 8 – 110 |
Sumber: Killeen. 1996 Ikhtisar Gas-gas Rumah Kaca di Atmosfer
Efek rumah kaca
Istilah yang digunakan untuk menjelaskan meningkatnya suhu udara di permukaan bumi”, akibat terus meningkatnya konsentrasi CO2 dan gas-gas rumah kaca (GRK) anthropogenic lainnya di atmosfer. Proses terjadinya efek rumah kaca adalah sebagai berikut:
Sinar matahari memanaskan laut dan daratan. Permukaan bumi yang memanas, kemudian meradiasikan panas dalam bentuk sinar inframerah keruang angkasa. Sebagian sinar inframerah tersebut diserap oleh gas-gas rumah kaca yang terdapat di atmosfer, seperti uap air dan karbon dioksida. Dengan demikian panas terperangkap, tidak dapat lepas keruang angkasa, sehingga suhu permukaan bumi naik.
Jika efek rumah kaca tidak ada, suhu permukaan bumi akan menjadi 33 derajat celcius lebih rendah dibandingkan sekarang, sehingga berada dibawah titik beku air. Jadi dalam kondisi normal, efek rumah kaca ini sebenarnya diperlukan, agar bumi menjadi nyaman untuk dihuni.
Kadar alami karbon dioksida di atmosfer ini, dikendalikan oleh interaksi yang berlangsung antara atmosfer, lautan dan biospher, yang dikenal sebagai daur geokimia karbon. Aktifitas manusia yang melepaskan karbon berlebihan, telah mengganggu daur karbon ini. Akibatnya kadar karbondioksida di atmosfer bertambah tinggi, yang selanjutnya meningkatkan efek rumah kaca tersebut
Pemanasan global (global warming)
Pemanasan global adalah terjadinya kecenderungan meningkatnya suhu udara dipermukaan bumi dan lapisan atmosphere bawah dari waktu ke waktu, akibat terjadinya efek rumah kaca (green house effect).
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada dekade sekarang ini telah terjadi kenaikan rata-rata suhu udara antara 0.3-0.6oC. Bila emisi gas-gas rumah kaca terus meningkat dengan laju peningkatan seperti sekarang maka diperkirakan pada tahun 2030 rata-rata kenaikan suhu udara akan berkisar antara 3 sampai 5oC dan menyebabkan perubahan iklim global
Konsentrasi gas rumah kaca – Pemanasan Global – Perubahan Iklim
• Adanya gas-gas rumah kaca di atmosfir menyebabkan efek rumah kaca di bumi
• Konsentrasi gas-gas rumah kaca yang tidak seimbang di atmosfir mengakibatkan pemanasan global dan perubahan iklim
• Dampak peningkatan konsentrasi gas rumah kaca:
– Peningkatan radiasi gelombang panjang
– Mempengaruhi variasi dan kecenderungan suhu udara
– Mempengaruhi variasi dan kecenderungan curah hujan, yang mengakibatkan: banjir, kekeringan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar