Cox, Nox, Sox [PDF]

Citation preview

PENYEHATAN UDARA COx, NOx, SOx, HC, dan Partikulat



Disusun Oleh: Kelompok 1 Menik Apriyani



(P23133015038)



Oktaviani Andarista



(P23133015045)



Olivia Maryani



(P23133015046)



Putri Triantari



(P23133015050)



Taufik Dwi Fauzy



(P23133015063)



Triyas Siswari Devi



(P23133015065)



2 D3B – KESEHATAN LINGKUNGAN



POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES JAKARTA II Jln. Hang Jebat III/F3 Kebayoran Baru, Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12120 Telp. (021) 7395331 Tahun 2016



COx



Karbon monoksida (CO) adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan juga tidak berasa, serta diproduksi oleh segala proses pembakaran yang tidak sempurna dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau oleh pembakaran di bawah tekanan dan temperature tinggi seperti yang terjadi di dalam mesin (internal combustion engine). Karbon monoksida secara praktis diproduksi oleh proses-proses yang artifisial dan 80% nya diduga berasal dari asap kendaraan bermotor. Konsentrasi CO di udara perkotaan menunjukkan korelasi yang positif dengan kepadatan lalu lintas, dan korelasi yang negatif dengan kecepatan angin. Secara alamiah CO diproduksi oleh Hydrozoa (siphonophores), suatu makhluk laut, juga oleh reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam atmosfir. Karbon monoksida yang terdapat di alam terbentuk dari salah satu proses sebagai berikut: a. Pembakaran tidak sempurna 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.



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 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. Umur karbon monoksida dalam udara diperkirakan 0,3 tahun. CO akan berubah menjadi CO2 apabila terdapat O2 yang tereksitasi dan bereaksi dengannya. Oksidasi berjalan kurang lebih 0,1 % per jam apabila terdapat cukup cahaya matahari. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa menghilangnya CO dari atmosfir berjalan lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh proses oksidasi biasa. Hal ini, antara lain, disebabkan karena terdapat mikroorganisme dalam tanah yang dapat menghilangkannya. Berbagai jenis fungsi seperti Penicillium dan Aspergillus dan mungkin pula berbagai jenis bakteri dapat menghilangkan CO dari udara. Dikatakan bahwa, kadar CO sebesar 120 ppm dapat dihilangkan dalam waktu tiga jam setelah kontak dengan tanah seberat 2,8 kg. Sumber CO dapat berasal dari sumber alami ataupun sumber antropogenik. Sumber alami berupa pembakaran bahan fosil dengan udara, berupa gas buangan, misalnya dari lautan, oksidasi metal di atmosfer, pegunungan, aktivitas gunung berapi dan kebakaran hutan. Sedangkan sumber antropogenik antara lain berasal dari bermotor, terutama pengguna bahan bakar bensin. Berdasarkan laporan WHO (1992), dinyatakan paling tidak 90% dari CO di udara perkotaan berasal dari emisi kendaraan bermotor, sisanya berasal dari sumber tidak bergerak seperti pembakaran batubara dan minyak dari industri dan pembakaran sampah domestik. Asap kendaraan merupakan sumber utama bagi karbon monoksida di berbagai perkotaan. Data mengungkapkan bahwa 60% pencemaran udara di Jakarta disebabkan karena benda bergerak atau transportasi umum yang berbahan bakar solar terutama berasal dari Metromini. Formasi CO merupakan fungsi dari rasio kebutuhan udara dan bahan bakar dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar mesin diesel. Percampuran yang baik antara udara dan bahan bakar terutama yang terjadi pada mesin-mesin yang menggunakan Turbocharge merupakan salah satu strategi untuk meminimalkan emisi CO. Karbon monoksida yang meningkat di berbagai



perkotaan dapat mengakibatkan turunnya berat janin dan meningkatkan jumlah kematian bayi serta kerusakan otak. Karena itu strategi penurunan kadar karbon monoksida akan tergantung pada pengendalian emisi seperti pengggunaan bahan katalis yang mengubah bahan karbon monoksida menjadi karbon dioksida dan penggunaan bahan bakar terbarukan yang rendah polusi bagi kendaraan bermotor. Sumber CO dari dalam ruang (indoor) termasuk dari tungku dapur rumah tangga dan tungku pemanas ruang. Dalam beberapa penelitian ditemukan kadar CO cukup tinggi di dalam kendaraan sedan maupun bus. Sumber lain CO adalah gas arang batu yang mengandung lebih 5% CO, yaitu alat pemanas berbahan bakar gas, lemari es gas, kompor gas, dan cerobong asap yang bekerja tidak baik. Berikut merupakan grafik konsentrasi dan emisi CO selama periode 1986-1995.



Gambar 4 Konsentrasi dan Emisi CO 1986-1995



Berikut merupakan dampak CO terhadap berbagai aspek.



Periode



a. Kesehatan Manusia CO diserap melalui paru dan sebagian besar diikat oleh hemoglobin secara reversible, membentuk karboksi-hemoglobin (COHb). Selebihnya mengikat diri dengan mioglobin dan beberapa protein heme ekstravaskular lain, seperti cytochrome c oxidase dan cytochrome P-450. Afinitas CO terhadap protein heme bervariasi 30 sampai 500 kali afinitas oksigen, tergantung pada protein heme tersebut. Untuk hemoglobin, afinitas CO 208-245 kali afinitas oksigen. Efeknya terhadap kesehatan disebabkan karena CO dapat menggeser oksigen yang terikat pada hemoglobin (Hb) dan mengikat Hb menjadi karboksi-hemoglobin (COHb) seperti pada reaksi berikut. O2Hb + CO  COHb + O2 Reaksi ini mengakibatkan berkurangnya kapasitas darah untuk menyalurkan O2 kepada jaringan-jaringan tubuh. Kadar COHb akan bertambah dengan meningkatnya kadar CO dalam atmosfir. Sebagai contoh, pada konsentrasi CO sebesar 10 ppm, akan terdapat 2% COHb darah pada keadaan seimbang. Gejala yang terasa dimulai sebagai pusing-pusing, kurang dapat memperhatikan sekitarnya, kemudian terjadi kelainan fungsi susunan saraf pusat, perubahan fungsi paru-paru dan jantung, terjadi rasa sesak napas, pingsan pada 250 ppm, dan akhirnya dapat menyebabkan kematian pada 750 ppm. Sekalipun demikian, kadar CO di dalam udara bebas jarang dapat mencapai kadar 100 ppm, oleh karenanya jarang menyebabkan bahaya terhadap kesehatan orang yang sehat. Bagi mereka yang telah mengidap penyakit-penyakit lain, maka CO dalam dosis rendah akan menimbulkan efek/gangguan. Hal ini terjadi misalnya, pada penderita penyakit paru-paru, jantung, ataupun pada perokok yang sebagian dari hemoglobinnya sudah terikat oleh CO, maka adanya CO dalam atmosfir dapat memperparah keadaan. CO bukan merupakan racun yang kumulatif. Ikatan Hb dengan CO bersifat reversible dan setelah Hb dilepaskan oleh CO, sel darah merah tidak mengalami kerusakan. Absorbsi atau ekskresi CO ditentukan oleh kadar CO dalam udara lingkungan (ambient air), kadar COHb sebelum pemaparan (kadar COHb inisial), lamanya pemaparan, dan ventilasi paru. Bila orang yang telah mengabsorbsi CO dipindahkan ke udara bersih dan berada dalam keadaan istirahat, maka kadar COHb semula akan berkurang 50% dalam waktu 4,5 jam. Dalam waktu 6-8 jam darahnya tidak mengandung COHb lagi. Inhalasi oksigen mempercepat ekskresi CO sehingga



dalam waktu 30 menit kadar COHb telah berkurang setengahnya dari kadar semula. Umummya kadar COHb akan berkurang 50% bila penderita CO akut dipindahkan ke udara bersih dan selanjutnya sisa COHb akan berkurang 8-10% setiap jamnya. Hal ini penting untuk dapat mengerti mengapa kadar COHb dalam darah korban rendah atau negatif pada saat diperiksa, sedangkan korban menunjukkan gejala dan atau kelainan histopatologis yang lazim ditemukan pada keracunan CO akut. Tabel 2 Efek CO pada Berbagai Konsentrasi



b. Ekosistem dan Lingkungan Di udara,karbon monoksida (CO) terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit, hanya sekitar 0,1 ppm. Di perkotaan dengan lalu lintas yang padat konsentrasi gas CO antara 10-15 ppm. Sudah sejak lama diketahui bahwa gas CO dalam jumlah banyak (konsentrasi tinggi) dapat menyebabkan gangguan pada ekosistem dan lingkungan kita. c. Hewan Pada hewan, dampak dari kadar karbon monoksida yang berlebihan hampir menyerupai dampak yang terjadi pada manusia, dapat menyebabkan kematian. d. Tumbuhan Bagi Tumbuhan, kadar CO 100ppm pengaruhnya hampir tidak ada khususnya tumbuhan tingkat tinggi. Kadar CO 200ppm dengan waktu kontak 24 jam dapat mempengaruhi kemampuan fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas terutama yang terdapat pada akar tumbuhan.



e. Material



Karbon monoksida dapat berasal dari alam ataupun kegiatan manusia. Apabila berasal dari kegiatan manusia, umumnya berasal dari kendaraan bermotor menggunakan bahan bakar bensin, ataupun hasil pembakaran industri minyak dan batubara. Karbon monoksida sendiri tidak terlepas dari efeknya yang menimbulkan sisi negatif pada benda material. Pada material, dampak pencemaran udara oleh karbon monoksida dapat berupa perubahan warna kehitaman pada daerah yang telah tercemar oleh karbon monoksida. Selain itu, apabila gas CO teroksidasi menjadi CO2, maka dapat menimbulkan efek hujan asam juga yang dapat mengakibatkan peningkatan laju korosi pada benda-benda logam. NOx Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO 2). Walaupun ada bentuk oksida nitrogen lainnya, tetapi kedua gas tersebut yang paling banyak diketahui sebagai bahan pencemar udara. Nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. Nitrogen monoksida terdapat diudara dalam jumlah lebih besar daripada nitrogen dioksida. Pembentukan NO dan NO2 merupakan reaksi antara nitrogen dan oksigen diudara sehingga membentuk NO, yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2. Baik NO maupun NO2 didapat dalam udara yang tidak tercemar, sedangkan N 2O adalah zat yang tidak pernah ada di dalam udara yang murni. Sumber utama nitrogen oksida adalah pembakaran. Di Amerika Serikat, kendaraan bermotor diperkirakan memberi kontribusi 50% terhadap kadar nitrogen oksida atmosfir setiap tahunnya (1965). Pada hakekatnya semua pembakaran akan menghasilkan NOx, karena banyaknya nitrogen dan oksigen di dalam udara sewaktu terjadi proses pembakaran. Kendaraan bermotor memproduksi nitrogen oksida dalam bentuk NO sebanyak 98%. Di dalam udara NO ini kaan berubah menjadi NO2. NO2 adalah gas yang toksis bagi manusia. Efek yang terjadi tergantung pada dosis serta lamanya pemaparan yang diterima seseorang. Konsentrasi NO2 yang berkisar antara 50-100 ppm dapat menyebabkan peradangan paru-paru bila orang terpapar selama beberapa menit saja. Pada fase ini orang masih dapat sembuh kembali dalam waktu 6-8 minggu. Konsentrasi 150-200 ppm dapat menyebabkan pemampatan bronkhioli dan disebut “bronchiolitis fibrosis obliterans”.



Orang dapat meninggal dalam waktu 3-5 minggu setelah pemaparan. Konsentrasi lebih dari 500 ppm dapat mematikan dalam waktu 2 – 10 hari. Udara terdiri dari 80% Volume nitrogen dan 20% Volume oksigen. Pada suhu kamar, hanya sedikit kecendrungan nitrogen dan oksigen untuk bereaksi satu sama lainnya. Pada suhu yang lebih tinggi (di atas 1210°C) keduanya dapat bereaksi membentuk NO dalam jumlah banyak sehingga mengakibatkan pencemaran udara. Dalam proses pembakaran, suhu yang digunakan biasanya mencapai 1210 – 1.765 °C, oleh karena itu reaksi ini merupakan sumber NO yang penting. Jadi reaksi pembentukan NO merupakan hasil samping dari proses pembakaran. Secara umum, sumber NOx di alam berasal dari bakteri dan akitivitas vulkanik, proses pembentukan petir, dan emisi akibat aktivitas manusia (antropogenik). Emisi antropogenik NOx terutama berasal dari pembakaran bahan bakar fosil seperti pembangkit tenaga listrik dan kendaraan bermotor. Sumber lain di atmosfer berupa proses tanpa pembakaran, contohnya dari hasil produksi asam nitrat, pengelasan, dan penggunaan bahan peledak. Dari seluruh jumlah oksigen nitrogen (NOx) yang dibebaskan ke udara, jumlah yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang diproduksi oleh aktivitas bakteri. Akan tetapi pencemaran NO dari sumber alami ini tidak merupakan masalah karena tersebar secara merata sehingga jumlahnya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah pencemaran NO yang diproduksi oleh kegiatan manusia karena jumlahnya akan meningkat pada tempat tertentu. NO2 bersifat racun terutama terhadap paru. Kadar NO2 yang lebih tinggi dari 100 ppm dapat mematikan sebagian besar binatang percobaan dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala pembengkakan paru (edema pulmonari). Kadar NO2 sebesar 800 ppm akan mengakibatkan 100% kematian pada binatang-binatang yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang. Percobaan dengan pemakaian NO2 dengan kadar 5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas. Selain itu juga gas NO2 dapat menyebabkan hujan asam seperti sulfur oksida yang bersifat korosif dan dapat melarutkan logam berat yang ada ditanah serta mengganggu ekosistem yang ada. Kadar NOx diudara perkotaan biasanya 10–100 kali lebih tinggi dari pada di udara pedesaan. Kadar NOx diudara daerah perkotaan dapat mencapai 0,5 ppm (500 ppb). Seperti halnya CO, emisi NOx dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NOx yang



diproduksi manusia adalah dari pembakaran dan kebanyakan pembakaran disebabkan oleh kendaraan bermotor, produksi energi dan pembuangan sampah. Sebagian besar emisi NOx buatan manusia berasal dari pembakaran arang, minyak, gas, dan bensin. Kadar NOx di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari intensitas sinar mataharia dan aktivitas kendaraan bermotor. Berikut merupakan grafik konsentrasi dan emisi NO2 selama periode 1986-1995.



Gambar 5 Konsentrasi dan Emisi NO2



Periode



1986-1995 Berikut merupakan dampak NOx terhadap berbagai aspek. a. Kesehatan Manusia Oksida nitrogen seperti NO dan NO2 berbahaya bagi manusia. Penelitian menunjukkan bahwa NO2 empat kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Diudara ambien yang normal, NO dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang bersifat racun. NO2 bersifat racun terutama terhadap paru. Kadar NO2 yang lebih tinggi dari 100 ppm dapat mematikan sebagian besar binatang percobaan dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala pembengkakan paru ( edema pulmonari ). Kadar NO2 sebesar 800 ppm akan mengakibatkan 100% kematian pada binatang-binatang yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang. Pemajanan NO2 dengan kadar



5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas. Beberapa bahaya atau dampak paparan nitrogen oksida (NOx) pada manusia yaituk eracunan akut/infeksi saluran pernafasan, lemah, sesak nafas, batuk menimbulkan gangguan pada jaringan paru-paru, dan dapat menyebabkan asma. Tabel 3 Efek NO2 pada Konsentrasi Tertentu



b. Ekosistem dan Lingkungan Pencemaran oksida nitrogen (NOx) bagi tumbuhan menyebabkan bintik-bintik pada permukaan daun, bila konsentrasinya tinggi dapat mengakibatkan nekrosis atau kerusakan jaringan daun yang mengakibatkan prosesfotosintesis terganggu. Dalam keadaan seperti ini daun



tidak dapat berfungsi sempurna sebagai temapat terbentuknya karbohidrat melalui proses fotosintesis. Akibatnya tanaman tidak dapat berproduksi seperti yang diharapkan. Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70% (Pohan, 2002). Di udara oksida nitrogen dapat menimbulkan PAN (Peroxy Acetyl Nitrates) yang dapat menyebabkan iritasi mata (pedih dan berair). PAN bersama senyawa yang lain akan menimbulkan kabut foto kimia (Photo Chemistry Smog) yang dapat mengganggu lingkungan dan dapat merusak tanaman. Daun menjadi pucat karena selnya mati. Jika hidrokarbon bercampur bahan lain toksitasnya akan meningkat (Anonim, 2008). c. Hewan Berdasarkan studi menggunakan binatang percobaan, pengaruh yang membahayakan seperti



misalnya meningkatnya kepekaan terhadap radang saluran pernafasan, dapat terjadi



setelah mendapat pajanan sebesar 100 μg/m3 (Tugaswati, 2004). d. Tumbuhan Selain mempengaruhi ekosistem perairan, peningkatan jumlah nitrogen yang terserap dalam tanah akibat adanya hujan asam juga dapat mengakibatkan ketidakseimbangan nutrisi di dalam tanah. Gejala ini menyebabkan terjadinya pencucian mineral seperti Ca, Mg, dan Potassium, yang merupakan yamg merupakan mineral utama bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Mineral tersebut digantikan oleh logam berat seperti Al, yang justru menghambat pertumbuhan akar dan menghambat penyerapan air. Tanaman kemudian mulai mati, karena kekurangan air. Adanya pelapukan dalam batang menandakan terjadinya kerusakan sistem transportasi air pada tanaman.Akibatnya produktivitas tumbuhan menurun dan menghilangkan keragaman hayati karena hanya sepesies tertentu saja yang dapat bertahan. Pada tumbuhan Nitrogen dioksida (NO2) menimbulkan kerusakan jaringan sel mesophyll. Kerusakan ditandai oleh adanya bercak warna putih atau coklat pada permukaan daun. Kebutuhan nitrogen dalam tanaman hanya diperlukan dalan jumlah yang tidak terlalu banyak.



e. Material Hujan asam juga dapat mempercepat proses pengkaratan dari beberapa material seperti batu kapur, pasirbesi, marmer, batu pada dinding beton serta logam. Ancaman serius juga dapat terjadi pada bagunan tua serta monumen termasuk candi dan patung. Hujan asam dapat merusak batuan sebab akan melarutkan kalsium karbonat, meninggalkan kristal pada batuan yang telah menguap. Seperti halnya sifat kristal semakin banyak akan merusak batuan. SOx Gas belerang oksida atau sering ditulis dengan SO x, 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. Hanya sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO 2 . 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 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 SO 3 dalam campuran ekuilibrium yang dihasilkan dari reaksi tersebut. Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua komponen sulfur bentuk gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO 2) dan Sulfur trioksida (SO3), yang keduanya disebut sulfur oksida (SOx). Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistem pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO 2 sebesar 5 ppm atau lebih, bahkan pada beberapa individu yang sensitif iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO2 dianggap pencemar yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit khronis pada sistem pernafasan kadiovaskular. Pencemaran SOx diudara juga berasal dari pemakaian baru bara yang digunakan pada kegiatan industri, transportasi, dan lain sebagainya. Belerang dalam batu bara berupa mineral besi peritis atau FeS2 dan dapat pula berbentuk mineral logam sulfida lainnya seperti PbS, HgS, ZnS, CuFeS2 dan Cu2S. Dalam proses industri besi dan baja (tanur logam) banyak dihasilkan SOx karena mineral-mineral logam banyak terikat dalam bentuk sulfida. Pada proses peleburan sulfida logam diubah menjadi oksida logam. Pengaruh SO2 pada masyarakat dan lingkungan sangat bervariasi tergantung pada jumlah gas yang terbuang ke atmosfer, jarak tempuh gas ke atmosfer bumi, troposfer atau stratosfer, dan angin regional atau global dan pola iklim yang dapat menyebarkan gas. Berikut merupakan grafik konsentrasi dan emisi SO2 selama periode 1986-1995.



Gambar



Konsentrasi



dan



Emisi SO2 Periode 1986-1995



Berikut merupakan dampak SO2 terhadap berbagai aspek. a. Kesehatan Manusia SOx mempunyai ciri bau yang tajam, bersifat korosif (penyebab karat), beracun karena selalu mengikat oksigen untuk mencapai kestabilan phasa gasnya. SOx menimbulkan gangguan sitem pernafasan, jika kadar 400-500 ppm akan sangat berbahaya, 8-12 ppm menimbulkan iritasi mata, 3-5 ppm menimbulkan bau. Konsentrasi gas SO2 diudara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium baunya) manakala kensentrasinya berkisar antara 0,3 – 1 ppm. Dalam bentuk gas, SO2 dapat menyebabkan iritasi pada paru-paru yang menyebabkan timbulnya kesulitan bernafas, terutama pada kelompok orang yang sensitive seperti orang berpenyakit asma, anak-anak dan lansia. SO2 juga mampu bereaksi dengan senyawa kimia lain membentuk partikel sulfat yang jika terhirup dapat terakumulasi di paru-paru dan menyebabkan kesulitan bernapas, penyakit pernapasan, dan bahkan kematian (EPA, 2007). Tabel 1 Pengaruh Konsentrasi Sulfur Dioksida



b. Ekosistem dan Lingkungan Tingginya kadar SO2 di udara merupakan salah satu penyebab terjadinya hujan asam. Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman.



Kelebihan zat asam pada danau akan mengakibatkan sedikitnya species yang bertahan. Jenis Plankton dan invertebrate merupakan mahkluk yang paling pertama mati akibat pengaruh pengasaman. Apa yang terjadi jika didanau memiliki pH dibawah 5, lebih dari 75 % dari spesies ikan akan hilang. c. Tumbuhan Sulfur dioksida juga berbahaya bagi tumbuhan karena dengan konsentrasi tinggi dapat membunuh jaringan pada daun, pinggiran daun dan daerah diantara tulang-tulang daun rusak. Secara kronis SO2 menyebabkan terjadinya kshlorosis. Kerusakan tanaman ini akan diperparah dengan kenaikan kelembaban udara. SO2 diudara akan berubah menjadi asam sulfat. Oleh karena itu, didaerah dengan adanya pencemaran oleh SO2 yang cukup tinggi, tanaman akan rusak oleh aerosol asam sulfat. Kadar SO2 yang tinggi di hutan menyebabkan noda putih atau coklat pada permukaan daun, jika hal ini terjadi dalam jangka waktu yang lama akan menyebabkan kematian tumbuhan tersebut. Menurut Soemarmoto (1992), dari analisis daun yang terkena deposisi asam menunjukkan kadar magnesium yang rendah. Sedangkan magnesium merupakan salah satu nutrisi assensial bagi tanaman. Kekurangan magnesium disebabkan oleh pencucian magnesium dari tanah karena pH yang rendah dan kerusakan daun meyebabkan pencucian magnesium di daun. Dalam sejumlah kasus terjadi seleksi genetik didalam beberapa komunitas tanaman alamiah terhadap daya tahan pencemaran atmosfer. Pengaruh sulfur dioksida dan presipitasi asam paling nyata dan buruk dalam ekosistem hutan yang berbatasan dengan peleburan atau beberapa sumber pusat pencemaran lainnya. Sejalan dengan penelitian lainnya, spesies lumut bertambah dan diversivitas meningkat dengan meningkatnya jarak dari gedung dibandingkan dengan sisi arus angin naik. Jenis pepohonan tertentu, sweet birch dan pinus putih, diketahui paling rentan terhadap pencemaran atmosfer. d. Hewan The National Academy Of Sciences (1978) juga menyimpulkan pengaruh pH terhadap ikan. Di Norwegia, presipitasi asam juga mempunyai pengaruh terhadap perikanan komersial. Wright dkk (1977) melaporkan bahwa penurunan penangkapan ikan salmon di sungai-sungai selama seratus tahun yang lalu, disebabkan oleh penurunan pH yang tetap..Dengan penurunanya



pH terjadi serangkaian perubahan kimiawi yang menyebabkan penurunan laju daur zat makanan dalam sistem perairan. Dengan demikian, terdapat penurunan jumlah bahan organik dalam suatu daerah dansuatu pergeseran keadaan oligotropik didanau. Perubahan ekologis mengikuti pengaruh umum zat toksik terhadap ekosistem. Sebagaimana tumbuhan, hewan juga memiliki ambang toleransi terhadap hujan asam. Spesies hewan tanah yang mikroskopis akan langsung mati saat pH tanah meningkat karena sifat hewan mikroskopis adalah sangat spesifik dan rentan terhadap perubahan lingkungan yang ekstrim. Spesies hewan yang lain juga akan terancam karena jumlah produsen (tumbuhan) semakin sedikit. Berbagai penyakit juga akan terjadi pada hewan karena kulitnya terkena air dengan keasaman tinggi. Hal ini jelas akan menyebabkan kepunahan spesies. e. Material Kerusakan oleh pencemaran SO2 juga dialami oleh bangunan yang bahan-bahannya seperti batu kapur, batu pualam, dolomit akan dirusak oleh SO2 dari udara. Efek dari kerusakan ini akan tampak pada penampilannya, integritas struktur, dan umur dari gedung tersebut. Ancaman serius juga dapat terjadi pada bagunan tua serta monument termasuk candi dan patung. Hujan asam dapat merusak batuan sebab akan melarutkan kalsium karbonat, meninggalkan kristal pada batuan yang telah menguap. Seperti halnya sifat kristal semakin banyak akan merusak batuan.



HC (Hidrocarbon) Hidrokarbon di udara dapat berasal dari proses alamiah dan proses buatan manusia. Secara alamiah hidrokarbon diproduksi oleh tanaman, dekomposisi zat organic; sumber alamiah bagi karbon adalah sumur-sumur minyak dan gas bumi. Tanaman, terutama pohon, seperti genus Citrus dan family Coniferae memproduksi hidrokarbon, yaitu terpene yang didapat sebagai bagian dari minyak esensial dari tumbuhan. Dekomposisi anaerobic oleh bakteri menghasilkan metan sebagai berikut : 2CH2O



CO2 + CH4 Bakteri



HC merupakan polutan primer karena dilepas ke udara ambien secara langsung. Sumber dari pencemar HC ini dapat berasal dari proses industri yang diemisikan ke udara dan kemudian merupakan sumber fotokimia dari ozon. Kegiatan industri yang berpotensi menimbulkan cemaran dalam bentuk HC adalah industri plastik, resin,pigmen, zat warna, pestisida dan pemrosesan karet. Diperkirakan emisi industri sebesar 10 % berupa HC. Selain industri, sumber HC dapat berasal dari sarana transportasi yang menggunakan mesin kurang baik. Metana, salah satu contoh senyawa HC juga dihasilkan dari sumber –sumber alami seperti proses biologi aktivitas geothermal seperti explorasi dan pemanfaatan gas alam dan minyakbumi. Jumlah yang cukup besar juga berasal dari proses dekomposisi bahan organik pada permukaan tanah. Demikian juga pembuangan sampah, kebakaran hutan dan kegiatan manusia lainnya mempunyai peranan yang cukup besar dalam memproduksi gas hidrakarbon di atmosfir. Hidrokarbon di udara akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan akan membentuk ikatan baru yang disebut plycyclic aromatic hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan padat lalu lintas. Bila PAH ini masuk dalam paru-paru akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel-sel kanker. Berikut merupakan dampak pencemar HC pada berbagai aspek. a. Kesehatan Manusia Di udara, Hidrokarbon akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan membentuk ikatan baru yang disebut polycyclic aromatic hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan daerah padat lalu lintas. Bila PAH masuk dalam paru-paru manusia akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel-sel kanker. Pengaruh hidrokarbon aromatik pada kesehatan manusia dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4 Dampak Hidrokarbon terhadap Kesehatan



b. Ekosistem dan Lingkungan Senyawa kimia hidrokarbon seperti minyak dan gas bumi merupakan salah satu pencemaran yang sering terjadi di perairan laut. Polutan hidrokarbon di laut banyak merugikan ekosistem laut, bahkan mematikan komoditi tertentu yang akhirnya terjadi kepunahan. Polutanpolutan itu dapat berasal dari tumpahan minyak oleh kapal-kapal niaga dan apal-kapal tanker. Laut yang tercemar oleh tumpahan minyak akan membawa pengaruh negatif bagi biota laut, karena emulsi lemak dapat menghambat difusi oksigen dari atmosfer dalam badan air laut, serta menghambat penetrasi sinar matahari ke permukaan perairan, yang akhirnya mengakibatkan kematian fatal bagi biota. Selain itu, reaksi pembakaran hidroakarbon yang melibatkan O 2 akan menghasilkan panas yang tinggi. Panas yang tinggi ini menimbulkan peristiwa pemecahan (Cracking) menghasilkan rantai hidrokarbon pendek atau partikel karbon. Gas hidrokarbon dapat bercampur dengan gas buangan lainnya. Cairan hidrokarbon membentuk kabut minyak (droplet). Padatan hidrokarbon akan membentuk asap pekat dan menggumpal menjadi debu/partikel. Hidrokarbon bereaksi dengan NO2 dan O2 menghasilkan PAN (Peroxy Acetyl Nitrates) yang bersifat toksik. c. Hewan Tumpahan minyak yang merupakan senyawa hidrokarbon di laut biasanya lengket dan dapat menempel pada bulu burung laut yang berenang di sekitarnya. Akibatnya burung tersebut tidak dapat terbang. Lapisan minyak di permukaan dapat juga menghambat kehidupan biota perairan, sehingga ikan atau hewan laut lainnya tidak dapat bernafas dan akhirnya mati dan tenggelam . Hidrokarbon yang bersifat mutagenik akan sangat rentan pada hewan. Beberapa percobaan pada hewan telah membuktikan adanya indikasi perubahan gen pada hewan tersebut. Hidrokarbon dapat memberikan dampak toksisitas akut dan kronis .Secara umum efek akut hidrokarbon pada hewan yaitu iritasi pada kulit dan mata. Penelitian menunjukkan hasil positif pada pengujian karsinogenik, teratogenik, genotoksik, dan imunotoksik pada hewan uji. Keturunan binatang laboratorium yang terpapar hidrokarbon menunjukkan penurunan berat badan yang signifikan, pertumbuhan yang lambat, dan imunitas yang lemah.



d. Tumbuhan Di udara, reaksi Hidrokarbon, NO2 dan O2 yang membentuk PAN akan bereaksi lagi dengan gas CO dan O3 membentuk kabut foto kimia (Photo Chemistry Smog). Kabut tersebut dapat merusak tanaman dimana daun menjadi pucat karena selnya mati. Jika hidrokarbon bercampur bahan lain toksitasnya akan meningkat. e. Material Dampak hidrokarbon pada material biasanya disebabkan oleh sifat kimiawi hidrokarbon. Conthnya yaitu karet gelang yang direndam dalam bensin makan akan bertambah volumenya tetapi berkurang sifat elastisnya. Dengan demikian, hidrokarbon mampu melarutkan beberapa senyawa penting lain dalam material sehinga akan mengubah tidak hanya sifat fisik, tetapi juga kimia. Selain itu, Pembakaran senyawa hidrokarbon yang tidak sempurna akan menimbulkan jelaga dan nilai estetika material. Jelaga menimbulkan noda kehitaman sehingga mengurangi estetika bangunan ataupun stuktur lain.



Partikulat Yang dimaksud dengan partikulat adalah zat padat/cair yang halus, dan tersuspensi di udara, misalnya embun, debu, asap, fumes, dan fog. Debu adalah zat padat berukuran antara 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 0,1 mikron. Asap adalah karbon ( C) yang berdiameter kurang dari 0,1 mikron, akibat pembakaran hidrat karbon yang kurang sempurna; demikian pula halnya dengan jelaga. Jadi, partikulat ini dapat terdiri atas zat organic dan anorganik. 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 pengertian 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 alamiah particulat atmosferik adalah debu yang memasuki atmosfir karena terbawa oleh angina. Sumber artifisial debu terutama adalah pembakaran; apakah itu pembakaran batu bara, minyak bumi, dan lain-lainnya yang dapat menghasilkan jelaga (partikulat yang terdiri atas karbon dan lain-lain zat yang melekat padanya). Sumber lain adalah segala proses yang menimbulkan debu seperti pabrik semen, industri-industri, dan juga kendaraan bermotor. 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.



Daftar Pustaka Prof.dr. Soemirat,Juli. 2011. Kesehatan Lingkungan Revisi. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Setiawan,



Budi,



(2014).



Jenis



Polutan



Pencemar



Udara



Beserta



Dampaknya,



http://ilmulingkungan.com/jenis-polutan-pencemar-udara-beserta-dampaknya/ Polutan Gas Penyebab Pencemaran Udara, http://www.ebiologi.com/2015/07/6-polutan-gaspenyebab-pencemaran-udara.html