PENGELOLAAN KUALITAS LINGKUNGAN

‘’PEMANFAATAN PLASMA NON TERMIK DALAM UPAYA

PENGENDALIAN LAJU POLUSI UDARA AKIBAT EMISI GAS

KENDARAAN BERMOTOR BERMESIN 2 TAG SEBAGAI APLIKASI

DALAM PENGELOLAAN KUALITAS LINGKUNGAN’’

Disusun oleh :

Winda Maria Issani

H1E108077

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

2010

1

Abstract

Transportation is a mayor cause of air pollution, 70% of air pollution is generated from vehicle exhausts. The research of removal COx, HC emission gas using non-thermal plasma with out add the additive gas has been carried out. In this research, plasma was produced in a reactor glow discharge corona with multi-points to plane configuration and wire to plane configuration.Verify residues using FTIR. So reduction efficiency between 70 –80 %. The gas emission from the machine were injected in reactor and was change to become phase plasma. And air pollution will be managed with plasma non-thermik solution.Keyword : air pollution, Plasma Non-Thermik

Abstrak

Transportasi di kota-kota besar merupakan sumber pencemaran udara yang terbesar, dimana 70% pencemaran udara diperkotaan disebabkan oleh aktivitas kendaraan bermotor. Berdasarkan permasalahan tersebut telah dilakukan penelitian tentang pereduksian gas emisi COx dan HC dengan menggunakan plasma non-termik tanpa mengunakan gas aditif. Dalam penelitian ini dilakukan dengan membangkitkan plasma non-termik pada reactor lucutan pijar korona dengan konfigurasi kawat bidang. Gas emisi dari kendaraan bermotor langsung dimasukkan kedalam reaktor yang telah aktif tanpa menambah dengan gas aditif. Gas emisi yang masuk kedalam rektor akan mengalami pereduksian akibat berinteraksi dengan plasma yang telah terbangkitkan pada reaktor. Dan pencemaran udara pun bisa teratasi dengan alternatif dari plasma non-thermik.Kata kunci : Pencemaran udara, Plasma Non-Thermik

2

1. JUDUL

Pemanfaatan Plasma Non Termik Dalam Upaya Pengendalian Laju

Polusi Udara Akibat Emisi Gas Kendaraan Bermesin 2 Tag Sebagai

Aplikasi Dalam Pengelolaan Kualitas Lingkungan Udara

2. PENDAHULUAN

Latar Belakang

Polusi udara terjadi jika limbah mengotori udara. Limbah buatan

manusia merupakan sumber utama polusi udara. Polusi ini dapat berupa gas

atau partikulat, yaitu zarah-zarah (partikel) kecil zat cair atau zat padat.

Limbah semacam itu terutama berasal dari pembakaran bahan bakar untuk

daya kendaraan bermotor atau untuk pemanasan gedung. Limbah semacam ini

juga dihasilkan dari proses industri dan pembakaran limbah padat. Polutan

alamiah mencakup debu, polen, dan partikel-partkel tanah. Pertumbuhan yang

cepat dari populasi dan industri, dan peningkatan jumlah kendaraan bermotor

dan kapal udara telah membuat polusi udara menjadi masalah yang semakin

serius di beberapa kota sejak tahun 1950. Udara kota-kota ini begitu terpolusi

sehingga mengganggu kesehatan orang, mengganggu tumbuhan hewan. tekstil,

bahan bangunan, dan ekonomi Keadaan cuaca yang disebut inversi termal

dapat menyebabkan polutan terkumpul dalam suatu daerah. Suatu inversi

termal terjadi jika suatu lapisan udara panas tertumpangi di atas lapisan udara

yang dingin yang berada di dekat daratan. Hal ini akan menghambat polutan

untuk terangkat naik dan menyebar. Inversi termal ini akan berlanjut sampai

ada hujan atau angin yang menghilangkan lapisan udara panas, sehingga

polutan udara dapat naik. Buangan gas dari berbagai kendaraan bermotor

mengandung banyak polutan, seperti hidrokarbon dan oksida nitrogen. Oksida

nitrogen di udara membantu terbentuknya ozon. Kemudian ozon dapat

3

bereaksi dengan hidrokarbon untuk membentuk suatu polusi udara yang

disebut smog, yaitu kabut yang sangat pekat. Tungku yang membakar batubara

mengeluarkan oksida nitrogen, partikulat, dan oksida sulfur. Polusi udara

mengganggu tumbuhan dan merusak-panenan tembakau, panenan pertanian,

dsb. Tumbuhan-tumbuhan di tepi jalan yang terkena polusi udara juga akan

sukar untuk tumbuh.

Akibat aktivitas manusia yang tidak ramah lingkungan menyebabkan

udara sering kali menurun kualitasnya. Perubahan yang terjadi berupa sifat-

sifat fisis maupun kimiawi. Perubahan kimiawi dapat berupa pengurangan

maupun penambahan salah satu komponen kimia yang terkandung dalam

udara. Kondisi seperti itu lazim disebut dengan pencemaran (polusi) udara.

Menurut Isna Marifat M.Sc., Ketua Penyelenggara Segar Jakartaku, 70 persen

pencemaran udara Jakarta disebabkan Permasalahan polusi udara akibat emisi

kendaraan bermotor sudah mencapai titik yang mengkhawatirkan terutama

dikota-kota besar. Tingginya pertumbuhan jumlah kendaraan bermotor di kota-

kota besar di Indonesia cukup tinggi yaitu berkisar 8-12% per tahun (Sumber :

Kepolisian Negara Republik Indonesia, Direktorat Lalu Lintas (Januari 2000)).

Oleh sebab itu, pencemaran udara yang dibahas dalam paper ini dibatasi hanya

yang berasal dari sektor transportasi, terutama pada kendaraan bermotor 2 tag

yang belum memenuhi komponen ramah lingkungan. Serta bagaimana solusi

yang dapat digunakan dalam mengatasi permasalahan pencemaran udara akibat

kendaraan bermotor ini.

Batasan Masalah

1. Bagaimana pengertian pencemaran lingkungan khususnya pada sektor

pencemaran udara mencakup tinjauan umum tentang pencemaran udara?

2. Apa saja pengaruh pencemaran udara terhadap lingkungan?

3. Apa saja kebijakan pemerintah dalam menanggulangi masalah pencemaran

udara?

4

4. Apa saja pengertian dan tinjauan umum mengenai plasma yang merupakan salah

satu alternatif menaggulangi pencemaran udara?

5. Bagaimana analisis studi kasus mengenai ‘’Pemanfaatan Plasma Non Termik

dalam Upaya Pengendalian Laju Polusi Udara Akibat Emisi Gas Kendaraan

Bermotor Bermesin 2 tag’’?

Tujuan

1. Mempelajari dan mengenal lebih dalam mengenai pencemaran lingkungan

khususnya pada sektor pencemaran udara mencakup tinjauan umum tentang

pencemaran udara.

2. Mengetahui pengaruh pencemran udara terhadap lingkungan.

3. Mengetahui apa saja kebijakan pemerintah dalam upaya menanggulangi masalh

pencememaran udara.

4. Mengetahui pengertian dan tinjauan umum mengenai plasma yang merupakan

salah satu alternatif menaggulangi pencemaran udara.

5. Menganalisis studi kasus ‘’Pemanfaatan Plasma Non Termik dalam Upaya

Pengendalian Laju Polusi Udara Akibat Emisi Gas Kendaraan Bermotor

Bermesin 2 tag’’

Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah berupa kajian

pustaka yang terdiri dari berbagai macam literatur seperti jurnal - jurnal mengenai

Pencemaran Udara, serta melalui media internet. Hal ini dimaksudkan untuk

menambah referensi penulisan makalah ini guna meyakinkan pembaca akan isi dari

makalah ini.

5

3. TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian

Pengertian Pencemaran Lingkungan

Pencemaran lingkungan tidak hanya merupakan masalah bagi para ilmuwan,

sebab polusi (pencemaran) juga mempengaruhi kehidupan manusia, seperti masalah

kesehatan, ekonomi, makluk hidup, konservasi alam, bahkan juga keindahan

lingkungan. Dalam kaitan ini William A. Andrew (1972:4) mengemukakan,

Pencemaran lingkungan adalah perubahan yang tidak menguntungkan pada sekitar

kita, secara luas sebagai akibat dari tingkah laku manusia baik secara langsung

maupun secara tidak langsung sebagai akibat dari perubahan energi, pengaruh radiasi,

pengaruh kimia, ataupun percobaan fisika yang tidak memperdulikan makhluk hidup.

Pengertian dan Tinjauan Umum Pencemaran Udara serta Prinsip Proses

Pencemaran Udara

Pengertian Pencemaran udara menurut Peraturan Pemerintah RI no 41/1999

tentang pengendalian pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukannya zat,

atau energi, dan/atau komponen lain kedalam udara ambien oleh kegiatan manusia,

sehingga mutu udara ambien turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan

udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Dalam pengertian secara umum,

pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi

di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan mahkluk hidup,

mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti. Serta, Pencemaran

6

udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam atmosfir

yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada

kesehatan manusia secara umum serta menurunkan kualitas lingkungan. Prinsip dari

pencemaran udara adalah bilamana dalam udara terdapat unsur-unsur pencemar

(biasa disebut polutan baik primer maupun sekunder yang bersumber dari aktifitas

alam dan kebanyakan dari aktifitas manusia) yang dapat mempengaruhi

keseimbangan udara normal dan mengakibatkan gangguan terhadap kehidupan

manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan dan benda-benda lain. Sulfat dioksida (SO2),

Carbon monooksida (CO2), Partikulat Matter, Hidrocarbon (HC), Nitrogen Oksida

( NO ) Photochemical Oxidant, Timah (Pb), Ozon dan Volatile Organic Compounds

(VOC), merupakan polutan-polutan yang bersumber dari antropogenik yang dapat

mencemarkan udara, seperti halnya juga mengakibatkan gangguan pada kesehatan,

mengakibatkan pula kerusakan pada lingkungan.

Klasifikasi Pencemar Udara

1. Pencemar primer : pencemar yang di timbulkan langsung dari sumber pencemaran udara.

2. Pencemar sekunder : pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di atmosfer.Contoh:  Sulfur dioksida, Sulfur monoksida dan uap air akan menghasilkan asam sulfurik.

Pencemaran Udara akibat Kendaraan Bermotor

7

Jenis-jenis Bahan Pencemar:

- Karbon monoksida (CO)- Nitrogen dioksida (N02)- Sulfur Dioksida (S02)- CFC- Karbon dioksida (CO2)- Ozon (03 )- Benda Partikulat (PM)- Timah (Pb)- HydroCarbon (HC)

Penyebab Utama Pencemaran Udara :

Di kota besar sangat sulit untuk mendapat udara yang segar, diperkirakan 70 % pencemaran yang terjadi adalah akibat adanya kendaraan bermotor.Contoh : di Jakarta antara tahun 1993-1997 terjadi peningkatan jumlah kendaraan berupa :- Sepeda motor 207 %- Mobil penumpang 177 %- Mobil barang 176 %- Bus 138 %

Proses Reaksi Gas Hasil Emisi Kendaraan Bermotor Menjadi Pencemar

Gas COx dalam Udara

Senyawa COx merupakan salah satu gas emisi yang dihasilkan dari pembakaran

bahan bakar minyak bumi dan batu bara selain SOx dan NOx . Senyawa COx

tersebut dapat berupa gas karbonmonoksida (CO) atau gas karbondioksida (CO2).

Karbon dioksida (CO2) umumnya tidak dikatagorikan sebagai polutan udara karena

merupakan komponen yang secara normal terdapat di udara. Pengaruh terbesar yang

dapat mengakibatkan kadar karbondioksida dalam udara meningkat dalam jumlah

yang banyak adalah pembakaran bahan bakar minyak bumi, gas alam, dan

batubara melalui reaksi [2]. Oksidasi tidak lengkap terhadap karbon atau komponen

yang mengadung karbon jika jumlah oksigen yang tersedia kurang dari jumlah

yang dibutuhkan untuk pembakaran sempurna agar dihasilkan karbon dioksida.Secara

sederhana pembakaran karbon dalam minyak bakar terjadi melalui beberapa

tahap sebagai berikut :

8

Reaksi antara karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada

suhu tinggi dapat menghasilkan karbon monoksida (CO). Hampir 60% dari polutan

yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida. Tetapi gas CO dalam udara

merupakan senyawa yang kurang stabil dan biasanya akan bereaksi dengan oksigen

membentuk karbondioksida (CO2) melalui reaksi:

Kedua proses pembentukangas CO2 tersebut dapat menyebabkan kadar

karbondioksida dalam udara semakin meningkat. Salah satu dampak negatif

apabila kadar karbondiosida melebihi batas ambang kandungan CO2 dalam jumlah

yang banyak adalah terjadinya efek pemanasan global yang lebih dikenal dengan

sebutan efek rumah kaca

Pengaruh Pencemaran Udara Terhadap Lingkungan

9

Untuk mengetahui pengaruh pencemaran udara terhadap lingkungan terlebih

dahulu diketahui hubungan udara dengan lingkungan. Menurut hipotesis Gaia yang

dicetuskan James Lovelock, menyatakan bahwa keseimbangan antara

karbonmonooksida dan oksigen di atmosfir, yang dijaga oleh organisme hidup terjadi

tidak hanya untuk menciptakan komposisi kimia atmosfir yang unik, tetapi juga

karakteristik lingkungan lainnya yang memungkinkan kehidupan ini berlangsung

(Cunningham dan Saigo,2003 dalam Amqam H dan Hasyim Djaffar M, 2006) Dan

ketika terjadi pencemaran udara yaitu masuknya, atau tercampurnya, unsur-unsur

berbahaya ke dalam atmosfir maka keseimbangan unsur-unsur yang ada diudara akan

terganggu sehingga pengaruhnya terhadap lingkungan dapat diketahui yaitu dapat

mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan atau menurunnya kualitas

lingkungan.

Menurut laporan Tim Badan Eksekutif WALHI (1998), Sumber polutan udara

terbesar adalah dari kendaraan bermotor. Kurang lebih 13- 44% debu (TSP), 71-89%

hidro carbon, 100% timbal dan 34-73% Nitrogen Dioksida (NOx) yang terdapat di

udara di kota Jakarta dan Surabaya berasal dari kendaraan bermotor. Sedangkan

industri berperan dalam emisi 15-28% dari total TSP, 16-43% of NOx dan 63-88%

SOx . Sumber utama lain debu berasal dari pembakaran sampah rumah tangga,

dimana menurut studi ini mencakup 41% dari sumber debu di Jakarta. Sektor industri

merupakan sumber utama sulfur dioksida (SOx). Sedangkan 100% timbal berasal dari

pembakaran BBM. Di tempat-tempat padat Jakarta, konsentrasi timbal bisa 100 kali

dari ambang batas.

Beberapa akibat dari pencemaran udara terhadap kerusakan lingkungan atau

penurunan kualitas lingkungan adalah:

1. Gangguan visibilitas

2. Gangguan pada tanah dan air karena adanya endapan partikulat dari

pengaruh deposisi atmosfir memberi efek

a. pengasaman pada danau dan sungai

b. Mengubah keseimbangan nutrien diair pesisi dan muara sungai

c. Deplesi nutrien tanah

10

d. Merusak sensitifitas hutan dan ladang pertanian

e. Dan mempengaruhi diversitas ekosistem

3. Adanya Ground level Azone yang dapat merusak ekosistem yaitu

menggangu kemampuan tanaman untuk berproduksi dan merusak keadaan

ingkungan disekitar, kota, taman dll.

4. Pengasaman air hujan karena transformasi H2O bercampur dengan CO2 dan

SO2 mengakibatkan Sulfur menjadi Asam sulfur (H2SO4) dan Nitrogen menjadi

Asam Nitrit ( HNO3).

Pencemaran juga mengubah struktur atmosfir bumi sehingga membuka celah

masuknya bahaya radiasi sinar matahari (ultra violet). Dan pada waktu yang

bersamaan, keadaan udara yang tercemar merupakan fungsi insulator yang mencegah

aliran panas kembali ke ruang angkasa, dengan demikian mengakibatkan

peningkatan suhu bumi. Proses inilah yang dikenal sebagai greenhouse effect (efek

rumah kaca). Para ilmuwan memperkirakan bahwa peningkatan suhu bumi, atau yang

diistilahkan sebagai global warming, pada akhirnya akan mempengaruhi banyak hal

seperti pasokan makanan dunia, perubahan tingkat permukaan air laut, serta

terjadinya penyebaran penyakit tropis.

Kebijakan Pemerintah Dalam Upaya Menanggulangi Masalah Pencemaran

Udara.

1. Pemantauan Kualitas Udara Ambien.

Yaitu Upaya pemantaun pada kadar zat, energi, dan/atau komponen lain yang

ada di udara bebas dipermukaan bumi pada lapisan troposfir yang sangat dibutuhkan

dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup

lainnya. Program pemantauan di Indonesia telah dilakukan, ditandai dengan

pembangunan stasiun pemantau kualitas udara kontinyu yaitu pembangunan 33

Stasiun Pemantau Kualitas Udara Permanen dan sembilan Stasiun Pemantau Kualitas

Udara Bergerak yang dilakukan pada tahun 1999-2002.

2. Pengendalian pencemaran udara dari sarana transportasi kendaraan bermotor

11

Yaitu Upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta

pemulihan mutu udara agar berada pada batas maksimum zat atau bahan pencemar

yang boleh dikeluarkan langsung dari pipa gas buang kendaraan bermotor.

Pengendalian pencenaran Udara

a. Pengembangan perangkat peraturan.

b. Penggunaan bahan bakar bersih.

c. Penggunaan bahan bakar alternatif.

d. Pengembangan manajemen transportasi.

e. Pemantauan emisi gas buang kendaraan bermotor.

f. Pemberdayaan peran masyarakat melalui komunikasi massa.

3. Pengendalian pencemaran udara dari industri.

Yaitu Upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta

pemulihan mutu udara agar berada pada batas maksimum zat atau bahan pencemar

yang boleh dikeluarkan langsung dari buang gas industri. Upaya yang dilakukan

adalah Penataan peraturan perundangundangan bagi industri yang mengeluarkan

emisi gas buang udara. Peningkatan peran industri untuk mentaati Baku Mutu Emisi

melalui penandatanganan SUPER (Surat Pernyataan). Relokasi industri (pencemar

udara) ke kawasan-kawasan industri atau zona industri.

Aplikasi atau Penerapan yang Dapat Dilakukan Sebagai Teknologi Pereduksi

Pencemaran Udara

Dampak-dampak pencemaran udara kendaraan bermotor dapat dicegah dengan cara

pemilihan rute lalu lintas yang cukup jauh dari areal berpenduduk dan mengurangi

kemacetan lalu lintas misalnya pembuatan jalan bypass tidak memasuki areal

permukiman, mempertahankan integritas komersial dan sosial jalan, tapi masih

membolehkan akses ke jalan raya. Selain itu dapat dilakukan mitigasi perbaikan

desain untuk meminimalkan pencemaran udara akibat kendaraan bermotor meliputi:

pemilihan alinyemen jalan tidak melalui daerah dekat permukiman, sekolah

dan perkantoran;

12

menyediakan kapasitas jalan yang memadai untuk menghindari kemacetan

lalu lintas, dengan proyeksi peningkatan arus lalu lintas di masa yang akan

datang;

menghindari penempatan perpotongan jalan yang sibuk;

memperhitungkan pengaruh arah angin dalam penentuan lokasi jalan dan

bangunan pelengkapnya, seperti pompa bensin di dekat permukiman;

sedapat mungkin menghindari lereng curam dan belokan tajam yang akan

mendorong penurunan atau peningkatan kecepatan serta shifting;

sealing jalan-jalan kotor yang banyak digunakan bila melalui daerah-daerah

berpenduduk, untuk mengendalikan debu; dan

penanaman vegetasi yang tinggi,berdaun lebat dan rapat diantarajalan dan

pemukiman untukmenyaring pencemaran. Hasistudi dari Puslitbang Jalan

danJembatan (Nanny Kusminingrum,tahun 1996 s/d 1998),pengendalian

polusi udara dengan pemanfaatan tanamanjenis pohon dapat mereduksi 14-

60%, jenis perdu 17-59% dan jenis semak/rumput 19-66%.

Mengatasi Polusi Dengan Plasma

Pencemaran lingkungan akibat polusi di tanah air semakin bertambah

komplek. Polusi udara, air, tanah dari berbagai aktifitas industri, domestik serta

asap kendaraan bermotor meningkat dari tahun ke tahun. Dan tidak sedikit akibat dari

polusi ini sudah mulai kita rasakan. Dalam mengatasi polusi ada tiga hal yang

menjadi perhatikan utama, yaitu kebijakan serta manajemen lingkungan, kesadaran

lingkungan dari segenap unsur masyarakat, dan yang terakhir adalah pemanfaatan

teknologi yang tepat dalam mengatasi berbagai macam polusi. Selama ini teknologi

pengolahan limbah kurang mendapatkan perhatian serius di ndonesia. Padahal tidak

sedikit permasalahan limbah cair maupun gas terbentur pada permasalahan

penggunaan teknologi. Dengan semakin berkembangnya perindustrian di

13

Indonesia, sudah selayaknya pemilihan serta penggunaan teknologi yang tepat

dalam mengatasi masalah limbah segera diterapkan.

Dalam kasus ini dapat diberikan suatu alternatif yaitu sebuah teknologi yang

kerap disebut teknologi plasma. Diberbagai negara maju termasuk Jepang, teknologi

plasma mulai banyak dipergunakan untuk mengolah limbah gas dan cair dari berbagai

kegiatan industri, domestik serta dari asap kendaraan bermotor. Sedangkan di

negara Eropa dan Amerika berbagai penelitiaan dari penggunaan teknologi plasma

untuk mengolah limbah juga banyak dikembangkan.

Pengertian Plasma

Plasma adalah zat keempat di samping zat klasik: padat, cair, dan gas. Zat

plasma ini bukanlah plasma seperti pada kata plasma darah, kata yang paling umum

digunakan berkaitan dengan plasma dalam bidang Biologi. Plasma zat keempat ini

ditemukan pada tahun 1928 oleh ilmuwan Amerika, Irving Langmuir (1881-1957)

dalam eksperimennya melalui lampu tungsten filament. Plasma ini sangat mudah

dibuat, caranya dengan pemanfaatan tegangan listrik. Contoh, hadapkan dua

electrode di udara bebas. Seperti kita ketahui udara adalah isolator, materi yang tidak

menghantarkan listrik. Namun, apabila pada dua electrode tadi diberikan tegangan

listrik yang cukup tinggi (10 kV<), sifat konduktor akan muncul pada udara tersebut,

yang bersamaan dengan itu pula arus listrik mulai mengalir (electrical

discharge),phenomena ini disebut eletrical breakdown. Mengalirnya arus listrik

menunjukkan akan adanya ionisasi yang mengakibatkan terbentuknya ion serta

elektron pada udara diantara dua electrode tadi. Semakin besar tegangan listrik yang

diberikan pada electrode, semakin banyak jumlah ion dan elektron yang terbentuk.

Aksi-reaksi yang terjadi antara ion dan elektron dalam jumlah banyak ini

menimbulkan kondisi udara diantara dua electrode ini netral, inilah plasma.

Singkat kata plasma adalah kumpulan dari electron bebas, ion dan atom bebas.

Dewasa ini teknologi plasma banyak digunakan dalam berbagai bidang industri,

seperti industri elektronik, material, kimia, dan obat-obatan. Selain daripada itu

teknologi plasma mulai dimanfaatkan juga untuk mengolah limbah cair dan gas.

14

Mengatasi polusi udara dengan plasma

Mengatasi polusi dengan plasma bukan merupakan sebuah hal yang baru.

Pada tahun 1907 Frederick Cottrell memperkenalkan electrostatic precipitator

(EP) untuk mengatasi polusi akibat aerosol (sampah udara) dari asap pabrik hasil

pembakaran. EP dapat digunakan untuk mengumpulkan aerosol. Prinsip kerja dari EP

adalah perpaduan dari medan electrostatic dan aliran ion yang dihasilkan oleh corona

discharge. Mekanisme kerjanya adalah partikel aerosol ditangkap atau dikumpulkan

oleh aliran ion, kemudian kumpulan partikel tadi diangkut oleh medan

electrostatic lalu dipisahkan. Sekarang EP banyak digunakan untuk mengatasi aerosol

dari asap pabrik termasuk diantaranya di Indonesia. Namun asap hasil pembakaran

dari pabrik maupun kendaraan bermotor tidak hanya mengandung aerosol saja, akan

tetapi didapati juga gas NOx, SOx, CO dan Dioxin yang diketahui sangat berbahaya

pada kesehatan. Kita mengenal hujan asam (HNO3 dan H2SO4 ) yang dapat

mengakibatkan kanker. Juga gas CO yang dapat mematikan apabila kita

mengirupnya secara langsung. Kita juga dapat merasakan bertambah suhu bumi,

akibat. Dan baru-baru ini kita mendengar Dioxin yang muncul dari pembakaran

pertambahan CO2 sampah plastik, yang walaupun kadarnya sedikit namun berbahaya

bagi kesehatan kita. Hal ini mendorong Dr. Seiichi Masuda dari Tokyo University

15

untuk mencari teknologi yang dapat mengatasi gas beracun hasil pembakaran

pabrik. Pada tahun 1986 Seiichi Masuda mempublikasikan teknologi plasma,

sebagai teknologi untuk mengatasi kandungan gas NOx, SOx dari asap pembakaran

pabrik. Prinsip dari teknologi plasma dalam mengatasi kandungan gas NOx atau

SOx sangatlah mudah. Seperti di jelaskan pada penjelasan di atas, plasma terbentuk

dari kumpulan electron bebas, ion serta atom. Aksi-reaksi pada ion dan electron

dalam plasma seperti reaksi ionisasi, excitasi, dan dissociasi dengan udara bebas

disekitarnya berlanjut dengan terbentuk species aktif (ion, electron, molekul yang

mudah bereaksi) seperti Ozone, OH, O, NH yang 3memiliki sifat radikal, sangat

mudah bereaksi dengan senyawa-senyawa yang ada disekitarnya. Species aktif

yang terbentuk ini kemudian bereaksi dengan gas NOx atau SOx kemudian

mengubah serta menguraikannya. Dewasa ini di Jepang teknologi plasma

berkembang sangat pesat. Dimana teknologi plasma memiliki beberapa kelebihan

yaitu pembuatan peralatan dan maintenance yang sangat mudah, namun memiliki

efektifitas penguraian yang cukup tinggi. Struktur yang mudah dari peralatan

teknologi plasma, memungkinkan untuk dipasang langsung pada kendaraan

bermotor untuk mengurangi kadar NOx yang timbul pada asap kendaraan hasil

dari pembakaran bensin atau solar. Selain untuk mengatasi NOx dan SOx teknologi

plasma dapat dipergunakan juga untuk menguraikan berbagai macam senyawa

beracun seperti Dioxin, gas VOC (Volatile organic compounds) seperti, CFC,

trichloroethylene, toluene, benzene serta gas dari hasil pembakaran lainnya.

Dasar Teori Pengaruh Reaksi Gas

Lucutan Pijar Krona Sebagai Pembangkit Plasma

Lucutan korona merupakan suatu keadaan dalam lucutan mandiri. Lucutan korona

diawali dengan lucutan townsend dan diikuti oleh lucutan glow. Karakteristik lucutan

gas yang terjadi di dalam tabung lucutan gas dengan konfigurasi geometri elektroda

kawat-bidang. Karakteristik umum lucutan korona adalah adanya medan listrik tak

seragam (laplacian), dimana medan listrik laplacian ditentukan oleh konfigurasi

geometri elektroda. Pada lucutan pijar korona, distribusi medan listrik membatasi

terjadinya ionisasi pada daerah tertentu dalam tabung lucutan gas. Daerah ini

16

disebut daerah ionisasi (ionizaton region). Letaknya disekitar elektroda aktif. Dalam

konfigurasi geometri elektroda kawat-bidang, daerah ionisasi terletak di sekitar

kawat. Sedangkan daerah lain di luar daerah ionisasi disebut daerah aliran

muatan (drift region). Daerah ionisasi mempunyai intensitas medan listrik sangat

kuat dan mampu menimbulkan ionisasi primer.

Reduksi Gas COx dan HC

Pereduksian polutan dengan teknik plasma lucutan pijar korona untuk gas

karbonmonoksida (CO) lebih mudah dibandingkan CO2, dalam sub bahasan ini

akan diuraikan pereduksian CO2. Pereduksian CO2 diawali oleh proses pemisahan

ikatan-ikatan molekul gas (molekul-molekul gas mengalami dissosiasi). Proses

pemisahan ikatan-ikatan tersebut dapat mengakibatkan terjadinya ionisasi atau

radikalisasi pada molekul-molekul gas, sehingga terbentuk ion-ion, elektron, dan

radikal-bebas yang energetik. Pada radikalisasi mekanisme reaksi radikal-bebas

merupakan suatu deret reaksi-reaksi bertahap yang meliputi: tahap permulaan

(inisiation),tahap perambatan (propagation), dan tahap pengakhiran(termination).

Radikal-bebas yang terbentuk dari proses radikalisasi akan mendissosiasi molekul-

molekul gas yang berada dalam reaktor sehingga terjadi suatu reaksi berantai.

4. METODE PENELITIAN

3.1. Skema Penelitian

Pada penelitian in diawali dengan mempersiapkan alat dan bahan terlebih dahulu

diantaranya adalah mempersiapkan rektor pereduksi, kabel penghubung, kendaraan

bermotor catu daya tegangan tinggi, gas analiser serta kantung plastik. Kemudian

dirangkai sedemikian hingga peralatan siap untuk digunakan, kemudian dicoba

terlebih dahulu bahwa semua alat dapat berfungsi. Setelah alat berfungsi baru

dimulai proses penelitian yaitu dengan catu daya dinyalakan dan dikondisikan pada

kondisi pijar korona, kemudian dialirkan gas kedalam reaktor tersebut dan

dianalisa hasil keluaran gasnya hal ini dilakukan dengan mengubah variasi kendaraan

bermotor. Setelah berlangsung semua maka dilakukan uji FTIR dengan cara

mengambil keraknnya. Setelah semua data terpenuhi kemudian dilakukan analisa

dan pembahasan.

17

mengalirkan gas emisi melalui rektor tanpa menyalakan catu daya, kemudian

hasilnya dianalisa dengan gas analiser hasil pengukuran merupakan hasil standar

kandungan gas emisi. Setelah itu besarnya persentasi reduksi gas dapat ditentukan

dengan menggunakan persamaan sebagai berikut [4]:

dengan Co adalah konsentrasi gas sebelum direduksi dan C t adalah konsentrasi

gas setelah direduksi. Seluruh proses penelitian yang dilakukan dapat digambarkan

dengan diagram blok di bawah ini (gambar 3.1):

18

Gambar. 3.1. Skema laju gas dalam

reaktor.

5. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pencemaran lingkungan saat ini sudah semakin buruk bahkan melewati batas

dilihat dari semakin sulitnya menemukan penanggulangan untuk mengatasinya,

terutama dalam pencemaran udara. Manusia mengalami kontak langsung dengan

udara, di dalam udara terdapat O2 sumber utama bagi pernapasan manusia untuk

hidup. Berdasarkan hal itu maka dilakukan suatu upaya dalam menanggulanginya.

Transportasi merupakan sumber utama penghasil emisi pencemar udara, terutama

pada kendaraan bermotor yang masih memakai mesin 2 tag yang tidak ramah

lingkungan. Pemerintah mengeluarkan suatu kebijakan dalam mengatasi pencemaran

udara akibat transportasi kendaraan bermotor dan melalui kebijakan tersebut banyak

para ahli yang berpartisipasi dalam upaya penaggulangannya. Salah satunya adalah

dengan memberdayakan suatu alternatif pemanfaatan plasma termik untuk mereduksi

polutan kendaraan bermotor.

1. Pereduksian Polutan Gas COx

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa sistem pereduksian menggunakan plasma non

termal telah berhasil untuk mereduksi gas polutan kendaran dengan kisaran reduksi

sebesar 57 – 80 %. Ini menunjukkan bahwa sistem ini sangat efektif diterapkan

pada kendaraan bermotor, mengingat prinsip kerja alat ini tanpa menngunakan

bahan aditif. Sedangkan hipotesa reduksi gas COx tersebut di atas adalah sebagai

berikut :

Disosiasi CO2 :

Sedangkan hipotesa reduksi gas COx tersebut di atas adalah sebagai berikut :

Disosiasi CO2 :

19

Disosiasi CO :

Disosiasi H2O :

Disosiasi NO2 :

Disosiasi NO :

Radikal O* yang terbentuk dari disosiasi CO2 dan CO maupun H2O dapat

berikatan dengan CO2 dan CO sehingga membentuk CO32- dan CO2 melalui

reaksi :

Senyawa CO32- yang terbentuk, kemudian akan bereaksi lebih lanjut dengan H2O

membentuk aerosol COn .H2O melalui reaksi :

Sedangkan pembentukan NH4+ dapat terjadi melalui hipotesa reaksi bertahap

antara radikal N* dengan radikal H* dan ion H+ sebagai berikut :

20

Senyawa NH yang terbentuk kemudian bereaksi lebih lanjut dengan CO32- untuk

membentuk senyawa (NH4)2CO3 melalui reaksi :

Dari data terlihat bahwa pereduksian untuk gas buangan dari kendaraan yang

memiliki bensin campur lebih besar dari kendaraan yang hanya menggunakan

bahan bakar bensin saja. Hal ini dikarenakan untuk bensin campur didapat

komposisi senyawa kimia yang lebih banyak dibandingkan dengan bensin murni.

Dengan demikian maka akan semakin banyak senyawa gas yang terbentuk setelah

mengalami proses pembakaran, dengan demikian akan menambah terbentuknya

elektron dalam plasma tersebut. Pada kendaraan yang berbahan bakar campur

emisi gas buanganya berwana putih pekat atau berkabut, hal ini menunjukkan

adanya partikel koloid yang terkandung didalam asap tersebut. Namun setelah

diberlakukannya korona pada emisi gas, maka kabut asap tersebut secara visual 100%

tereduksi atau hilang. Hilangnya kabut asap tersebut dikarenakan partikel koloid yang

terkandung didalam kabut asap tersebut setelah masuk ke dalam reaktor, kemudian

akan termuati oleh adanya elektron yang terdapat di dalam plasma, sehingga partikel

tersebut akan menjadi partikel bermuatan, dan oleh 2923,9 cm-1 dan 2854,5 cm-1.Pita

dari tekukan ( bending ) C-H pada 1337,2cm-1. Adanya gugus C-O ditunjukkan oleh

serapan pita 1155.3 cm-1 dan untuk C=O ulur ditunjukkan oleh serapan 1706,9

cm-1. Adanya gugus CO32- ditunjukkan oleh serapan pita 1460 cm-1 . Berdasarkan

hasil analisa dapat disimpulkan bahwa salah satu senyawa yang terdapat dalam

kerak memiliki ikatan C-H, C-O, C=O dan CO32-.

21

Gambar 4. Keadaan polutan sebelum dan sesudah direduksi

gaya elektrostatik maka partikel bermuatan tersebut akan tertarik oleh masing

masing elektroda. Dengan demikian maka partikel tersebut akan terendapkan

pada elektroda kawat tersebut. Terendapnya partikel ini dapat ditunjukkan oleh

adanya kerak berwarna hitam pada elektroda-elektroda tersebut tersebut. Foto yang

menunjukan hilangnya kabut asap kabut asap tersebut dapat dilihat pada gambar 4.

6. PENUTUP

Kesimpulan

Dari hasil analisis dan pembahasan studi kasus dapat diambil kesimpulan

yaitu:

1. Prinsip dari pencemaran udara adalah bilamana dalam udara terdapat unsur-

unsur pencemar (biasa disebut polutan baik primer maupun sekunder yang

bersumber dari aktifitas alam dan kebanyakan dari aktifitas manusia) yang

dapat mempengaruhi keseimbangan udara normal dan mengakibatkan

gangguan terhadap kehidupan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan dan

benda-benda lain.

2. Berdasarkan pengamatan bahwa pencemaran udara sudah menjadi

masalah besar dan berdampak buruk bagi lingkungan maka dilakukan

suatu upaya untuk menanggulangi pencemaran udara tersebut melalui

pemanfaatan plasma non termik atau plasma lucutan pijar korona.

22

3. Setelah melakukan percobaan dan penelitian didapatkan hasil prototipe

sistem pereduksian gas polutan COx dan HC pada emisi kendaraan

bermotor, tanpa menggunakan penambahan gas aditif, dengan hasil

efesiensi dekomposisi sebesar70%-80%. Hal ini menunjukan bahwa

sistem memungkinkan untuk diterapkan pada kendaraan bermotor.

Saran

Penulis menyarankan agar permasalahan mengenai pencemaran udara dapat

dikaji lebih lanjut agar memperoleh gambaran yang kongkret mengenai studi ini

sehingga dapat ditangani secara jelas. Dan penulis mengharapkan agar ke depannya

pengupayaan pembuatan alternatif penaggulangan pencemaran udara dapat lebih

dikembangkan lagi. Serta hasil dari penelitia pemanfaatan plasma-non thermik dapat

Menjadi bahan pertimbangan bagi Pemerintah agar dapat diterapkan pada

kendaraan-kendaraan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ali, Arshad Rahim. 2008. Kebijakan Pencemaran Udara Di Indonesia. Polewali

Mandar, Sulawesi Barat :Dinas Kesehatan Polewali mandar.

http://arali2008.files.wordpress.com/2008/08/kebijakan-pencemaran-udara1.pdf.

2. Anonim. 1995. Polusi Udara.

http://candrapetra.files.wordpress.com/2008/10/tahun-1995.pdf

3. Gunawan, Gugun. 2007. Polusi Udara Di Ruas Jalan Perkotaan. Bandung.

http://www.pusjatan.pu.go.id/upload/jurnal/2007/JN2401APR0701.pdf

4. Kusminingrum, Nanny & Gunawan, G. 2008. Polusi Udara Akibat Aktivitas Kendaraan

Bermotor Di Jalan Perkotaan Pulau Jawa Dan Bali. Bandung.

www.pusjatan.pu.go.id/upload/jurnal/2008/JN2503DES0806.pdf

5. Putra. 2009. Penanganan Si negative Polusi udara.

http://www.alpensteel.com/component/content/article/65-109-energi-fuel-cell-

sel-bahan-bakar/1759--penanganan-sisi-negatif-polusi-udara.pdf

23

6. Sugiharto, Ari. Rasito dkk. 2004. Pemanfaatan Plasma Non Termik dalam Upaya

Pengendalian Laju Polusi Udara Akibat Emisi Gas Kendaraan Bermotor Bermesin 2

tag. Semarang:Universitas Dipenegoro.

http://eprints.undip.ac.id/2148/1/Pemanfaatan_Plasma_Non_Termik_dalam_Upaya_Pen

gendalian_Laju_Polusi_Udara_Akibat_Emisi_Gas_Kendaraan_Bermotor_Bermesin_2_t

ag.pdf

24

LAMPIRAN

25