PENDAHULUAN

Pencemaran udara itu sendiri ialah peristiwa pemasukan dan/atau penambahan senyawa,

bahan, atau energi ke dalam lingkungan udara akibat kegiatan alam dan manusia sehingga

temperatur dan karakteristik udara tidak sesuai lagi untuk tujuan pemanfaatan yang paling baik

atau dengan singkat dapat dikatakan bahwa nilai lingkungan udara tersebut telah menurun.

Sebagian jenis gas dapat dipandang sebagai pencemar udara terutama apabila konsentrasi gas

tersebut melebihi tingkat konsentrasi normal dan dapat berasal dari sumber alami (seperti gunung

api) serta juga gas yang berasal dari kegiatan manusia (anthropogenic sources).

Senyawa pencemar udara itu sendiri digolongkan menjadi (a)senyawa pencemar primer,

dan (b)senyawa pencemar sekunder. Senyawa pencemar primer adalah senyawa pencemar yang

langsung dibebaskan dari sumber sedangkan senyawa pencemar sekunder ialah senyawa

pencemar yang baru terbentuk akibat antar-aksi dua atau lebih senyawa primer selama berada di

atmosfer. Berdasarkan beberapa jenis senyawa pencemar yang ada, lima senyawa yang paling

sering dikaitkan dengan pencemaran udara ialah: karbonmonoksida (CO), oksida nitrogen

(NOx), oksida sulfur (SOx), hidrokarbon (HC), dan partikulat (debu).

Pengendalian pencemaran akan membawa dampak positif bagi lingkungan karena hal

tersebut akan menyebabkan kesehatan masyarakat yang lebih baik, kenyamanan hidup

lingkungan sekitar yang lebih tinggi, resiko yang lebih rendah, kerusakan materi yang rendah,

dan yang paling penting ialah kerusakan lingkungan yang rendah. Faktor utama yang harus

diperhatikan dalam pengendalian pencemaran ialah karakteristik dari pencemar dan hal tersebut

bergantung pada jenis dan konsentrasi senyawa yang dibebaskan ke lingkungan, kondisi

geografik sumber pencemar, dan kondisi meteorologis lingkungan.

Pengendalian pencemaran udara dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengendalian pada

sumber pencemar dan pengenceran limbah gas. Pengendalian pada sumber pencemar merupakan

metode yang lebih efektif karena hal tersebut dapat mengurangi keseluruhan limbah gas yang

akan diproses dan yang pada akhirnya dibuang ke lingkungan. Pada sebuah pabrik kimia,

pengendalian pencemaran udara terdiri dari dua bagian yaitu penanggulangan emisi debu dan

penanggulangan emisi senyawa pencemar. Cottrel adalah salah satu aplikasi untuk

penanggulangan emisi debu dan senyawa pencemar tersebut (Hutagalung 2009).

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Dimana di antara campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen.

CIRI2 : Koloid (Dispersi Koloid)@2 fase@keruh@antara homogen dengan heterogen@diameter partikel: 1 nm<d<100 nm@tidak dapat disaring dengan penyaring biasa, melainkan dengan penyaring ultra@tidak memisahkan jika didiamkan

contohnya air dan minyak, kemudian pasir dan semen.Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly, dll.

Udara mengandung juga sistem koloid, misalnya polutan padat yang terdispersi (tercampur) dalam udara, yaitu asap dan debu. Juga air yang terdispersi dalam udara yang disebut kabut merupakan sistem koloid.

2.2 Jenis – jenis koloid

Koloid merupakan suatu sistem campuran “metastabil” (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu). Koloid berbeda dengan larutan; larutan bersifat stabil. Di dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat sebagai berikut :- Zat terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid- Zat pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloidBerdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

1. Sol (fase terdispersi padat)a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padatContoh: paduan logam, gelas warna, intan hitamb. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cairContoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liatc. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gasContoh: debu di udara, asap pembakaran

2. Emulsi (fase terdispersi cair)a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padatContoh: Jelly, keju, mentega, nasib. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cairContoh: susu, mayones, krim tangan

c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gasContoh: hairspray dan obat nyamuk

3. Buih (fase terdispersi gas)a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padatContoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoamb. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cairContoh: putih telur yang dikocok, busa sabunUntuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama-sama berupa gas, campurannya tergolong larutan.

Elektroforesis adalah suatu proses untuk menghitung berpindahnya ion atau partikel koloid bermuatan dalam medium cair yang dipengaruhi oleh medan listrik. Yaitu, pergerakan partikel – partikel koloid dalam medan listrik ke masing – masing elektrode. Prinsip kerja elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap hasil industri dengan alat Cottrell.

PRINSIP KERJA ALAT COTTRELL

Pengambilan partikel koloid asap dan debu dari gas buangan pabrik

Gerak partikel bermuatan oleh pengaruh medan listrik disebut elektroforesis. Elektroforesis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul di elektroda positif berarti koloid bermuatan negatif dan jika partikel koloid berkumpul di elektroda negatif berarti koloid bermuatan positif. Prinsip elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap dalam suatu industri dengan alat Cottrell.

Contoh alat yang menggunakan prinsip elektroforesis adalah pengendap cottrell. Alat ini digunakan untuk memisahkan partikel-partikel koloid seperti asap dan debu yang terkandung dalam gas buangan pabrik. Hal ini bertujuan untuk mengurangi zat-zat polusi udara, di samping dapat digunakan untuk memperoleh kembali debu berharga seperti debu arsenik oksida.

Mekanisme kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gas buangan dialirkan melalui ujung-ujung logam yang tajam yang telah diberi tegangan tinggi. Ujung-ujung logam ini akan melepas elektron-elektron dengan kecepatan tinggi yang akan mengionisasi molekul-molekul di udara. Partikel-partikel koloid dalam gas buangan akan mengadsorbsi ion-ion ini sehinggan menjadi bermuatan positif. Partikel-partikel koloid selanjutnya akan tertarik ke elektrode dengan muatan berlawanan dan menggumpal.

Alat cotrrel merupakan alat yang digunakan untuk menggumpalkan asap atau debu dari pabrik. Alat cotrrel berprinsip pada sifat koagulasi (pengendapan) dari koloid. Pengendap Cottrell digunakan untuk mengurangi polusi udara dari pabrik. Alat ini akan mengendapkan partikel koloid yang terdapat dalam gas yang akan dikeluarkan melalui cerobong asap. Partikel koloid berupa aerosol asap dan debu akan terendapkan karena adanya gaya elektrostatik dengan menggunakan arus DC.

Aplikasi tegangan tinggi searah (DC)

Prinsip koagulasi partikel koloid dengan cara penetralan dipakai untuk menyaring asap yang

dibuang melalui cerobong pabrik. Asap industri dan debu jalanan yang terdiri atas partikel karbon, oksida

logam, dan debu dapat diendapkan menggunakan alat yang disebut pengendap Cottrell, seperti

ditunjukkan pada gambar 5. Pengendap Cottrell, dapat digunakan untuk mengurangi polusi udara dari

pabrik dan sekaligus untuk memperoleh kembali debu yang berharga (debu logam). Metode ini

dikembangkan oleh Frederich Cottrell (1877-1948) dari Amerika Serikat, dan dikenal dengan metode

Cottrell.

Asap atau debu dari pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari cotrrel. Asap dari

pabrik sebelum meninggalkan cerobong asap, dilewatkan ke dalam pengendap Cottrell dengan cara

dialirkan melalui ujung-ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000-75.000

volt). Bagian dalam Cottrell  terdapat kisi-kisi elektrode bertegangan tinggi yang dialiri arus listrik searah.

Ujung-ujung yang runcing akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion-ion tersebut akan

diadsorpsi oleh partikel asap dan menjadi bermuatan. Partikel bermuataan tersebut akan tertarik dan diikat

pada elektroda yang lain. Partikel-partikel debu yang bermuatan akan dinetralkan hingga membentuk

agregat sangat besar, yang akhirnya mengendap di bagian dasar pengendap Cottrell.