PENCEMARAN UDARA

NURHASMAWATY POHAN

Progran Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

BABI PENDAHULUAN

Habitat kita tampaknya tidak terbatas telah lama telah diperhitungkan

atas lsitas penyerapan limbah yang semestinya sangat besar. Pencemaran terjadi pada saat senyawaan-senyawaan yang dihasilkan dari kegiatan manusia ditambahkan kelingkungan, menyebabkan perubahan yang buruk terhadap kekhasan fisik, kimia, biologis dan estesis. Tentu saja, semua makhluk hidup bukan manusia juga menghasilkan limbah yang dilepaskan kelingkungan, namun pada umumnya dianggap bagian dari sistem alamiah, apakah mereka memiliki pengaruh buruk atau tidak. Pencemaran biasanya dianggap sebagai hasil dari tindakan manusia. Dengan demikian, proses-proses alamiah dapat terjadi dalam lingkungan alamiah yang sangat mirip dengan proses-proses yang terjadi karena pencemar.

Penting dicatat bahwa keberadaan pencemaran memerlukan suatu penilaian subjektif, apakah pengaruh buruk terjadi atau tidak. Kenyataannya, terdapat pertentangan pendapat dalam hal ini. Sebagai contoh, pada saat hara makanan tumbuhan dilepaskan perairan, menyebabkan pertambahan jumlah tumbuhan yang ada dan sering kali penggabugannya memperbanyak jumlah ikan. Jadi, nelayan akan menganggap tindakan ini menguntungkan dan dengan demikkian bukanlah pencemaran. Sebaliknya, pihak pengelola pasokan air minum mungkin menemukan bahwa kandungan ganggang dalam air akan bertambah dan pengukuran penanggulangannya diperlukan untuk mendapatkan kualitas air minum yang memadai. Jadi pihak pengelola akan menganggap bahwa pencemaran telah terjadi. Karena penilaian subjektif dilakukan oleh manusia, "faktor manusia”, merupakan haI yang kritis dalam pengelolaan pencemaran.

Linkungan atmosfer tediri dari campuran gas yang meliputi kira-kira 10-16 km dari permukaan bumi. Tetdiri dari oksigen (21%), nitrogen (7k%), karbon dioksida (sekitar 0,03%), argon (kurang dari 1%) dan gas runutan lainya serta uap air yang jumlahnya beragam. Komposisi ini telah terbentuk secara perlahan-lahan sejak awal kehidupan bumi, sebelum jumlah karbon dioksida jauh melebihi kandungan oksigen. Sejalan dengan evolusi tanaman hijau, karbon dioksida diubah melalui fotosintesis menjadi oksigen atmmosfer dan karbon disimpan dilapisan sedimen.

Suatu campuran heterogen dari zat yang bahaya, seperti debu, garam, dan berbagai gas, memasukin atmosfer dari sumber alamnya dan antropogenik. Tambahan antropogenik yang penting dihasilkan dari penggunaan bahan bakar dari fosil, khususnya dalam mesin pembakaran internal, pembangkit tenaga listrik, dan peleburan bijih-bijih mineral.

BAB II SULFUR DIOKSIDA DAN HUJAN ASAM

Didalam sistem alamiah bahan-bahan hasil penguraian hewan dan

tanaman, kegiatan gunung berapi, dan erosi oleh angin dapat mengakibatkan pelepasan beberapa gas, Gas-gas ini selalu mengandung karbon, sulfur dan nitrogen yang diperlukan dalam proses fotosintesis untuk produksi protein, asam

©2004 Digitized by USU digital library 1

nukleat, dan zat-zat lainya didalam tanaman dan hewan. Sebagai tambahan untuk mengambil zat-zat makanan dari atmosfer, tanaman dapat mengambil sebagian kebutuhan mereka yang terlarut dalam hujan, demikian juga dari tanah. Meskipun spesies molekular didalam amosfer dan yang terlarut didalam presipitat berguna pada kepekatan yang rendah, pada kepekatan yang lebih tinggi mereka akan membahayakan tanaman, hewan dan jasad renik.

Pembakaran bahan bakar fosil menyediakan sumber baru bagi zat-zat yang ada diudara. Dengan demikian terdapat penambahan sulfur dan nitropgen atmosfer yang cukup berarti dari pembakaran bahan bakar fosil. Toksisitas langsung dan pengaruh toksik yang dihasilkan dari pelarutan gas sulfur dan nitrogen didalam presipitasi mempunyai pengaruh yani buruk terhadap ekosistem alamiah, khususnya didaerah Eropa Barat dan timur laut Amerika Serikat 2.1. Kimiawi Presipitasi Asam

Atmosfer meliputi 0,03% karbondioksida yang dalam keseimbangan dengan air sebagai presipitasi, menghasilkan pH sekitar 5,7. Didalam air hujan yang dipengaruhi oleh pencemar atmosfer, penambahan keasaman biasanya disebabkan oleh tiga asam mineral: asam sulfurat, nitrat dan hidroklorat Umumnya, ion sulfat menonjol dengan perbandingan jumlah yang lebih sedikit dari ion nitrat dan hampir sama rendahnya dengan ion klorida.

Sulfur terdapat dalam batu bara dalam jumlah 1-3% dan didalam hasil-hasil minyak bumi jumlahnya dapat lebih tinggi. Sumber-sumber sulfur yang penting lainnya adalah peleburan bijih sulfida dan gunung berapi. Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan sulfur dioksida yang kemudian dapat dioksidasi dan diubah menjadi asam sulfurat:

2 S02 + H2O + O2 H2SO4

Oksidasi sulfur dioksida dalarn buangan gas sangat dipengaruhi oleh

kelembapan relatif. Sedikit oksidasi terjadi pada kelembapan relatif dibawah 70%, tetapi pada kelembapan yang lebih tinggi terdapat oksidasi yang relatif cepat dan perubahan menjadi asam sulfurat. Garam mangan dan besi didapat dari debu terbang yang mengkatalisasi reakasi ini.

Oksida nitrogen asam nitrat secara alamiah dihasilkan didalam atmosfer oleh pembuangan energi dalam kilatan petir. Namun, sumber pencemaran utama dari zat ini adalah proses pembakaran internal. Presipitasi asam sebagian dapat dinetralisasi oleh adanya basa-basa diatmosfer seperti amonia dan percikan air laut.

Reaksi dalam Ruang Pembakaran

1. Pembentukan oksigen atomik.

O2 0+0

Langkah (i) CO2 +OH CO2 + H Langkah (ii) H + O2 OH + 0

2. Pembentukan oksigen atomik yang menggunakan oksida nitrit dan nitrogen

atmosfer Langkah (i) 0 + N2 NO + N Langkah (ii) N + 02 NO + 0

©2004 Digitized by USU digital library 2

Reaksi pada Atmosfer 1. Pembentukan nitrogen dioksida dan nitrogen trioksida

2NO + O2 2N02 03 + NO N02 + O2 N02 + 03 N03 + O2

2. Pembentukan N2Os dan reaksi nitrogen trioksida N03 + N02 N2Os N03 + NO 2N02

3. Pembentukan asam nitrat dan nitrit dengan adanya uap air N2Os + H2O 2 HN03 N02 + NO + H2O 2 HN02

Gambar 1. Urutan reaksi yang menyebabkan pernbentukan asam nitrat dan nitrit dari pembakaran bahan bakar fosil.

2.2. Mekanisme Hubungan Timbal-Balik Hujan Asam dengan Biota Sulfur dioksida dalam atmosfer dapat berhubungan timbal-balik dengan

makhluk hidup dalam berbagai cara. Ia dapat diserap pada permukaan lembap tanaman, tanah, sistem perairan, dan sebagainya atau, ia dapat diubah menjadi asam sulfat dan tertinggal dalam atmpsfer sebagai butir aerosol yang dihilangkan oleh presipitasi. Presipitasi mengandung 40-80% sulfur yang tersimpan ditanah dan sisanya secara langsung teserap pada permukaan. Sebagai tambahan, dampak aerosol dan partikel abu yang membentuk asam pada permukaan mungkin merupakan mekanisme penting lainnya dari perpindahan bahan yang mengandug sulfur dari atmosfer kepermukaan bumi. Kenyataannya, suatu pengaruh tidak langsung dari hujan asam dan penurunan pH daerah perairan merupakan pelpasan logam toksiik yang diserap pada sedimen dasar.

2.3. Tanggapan Fisiologis Terhadap Presipitasi Asam dan Pencemar

Atmosferik yang Berhubungan Sulfur dioksida dan hujan asam mempunyai bermacam-macam hubungan

timbal-balik dengan fisiologi dan biokimiawi tanaman. Asam sulfit dapat menghilangkan ion magnesium dari cincin tetrapirol pada molekul klorofil sehingga mengubah klorofil menjadi phaeofitin, klorofil dapat dioksidasi menjadi zat fotosintesis yang tidak aktif. Molekul protein dapat dirusak oleh oksidasi ikatan disulfida oleh asam sulfit. Hubungan timbal-balik ini dapat mengakibatkan pengaruh kematian atau pengaruh yang merusak lainnya. 2.4. Pengaruh Terhadap Ekosistem Darat

Pada dasarnya ekosistem darat tumbuhan mudah terpengaruh. Perbedaan dalam kerentanan pada berbagai spesies tanaman yang berbeda telah didokumentasi dengan baik. Hal ini konsisten dengan adanya beragam spesies tanaman dari pusat kota dan daerah industri, sedangkan spesies yang sama dekat dengan daerah perbatasan. Kerentanan selalu mencerminkan perbedan dalam faktor genetik, umur, atau keadaan fisiologis. Tidak hanya adanya perbedaan antara spesies tetapi seringkali terdapat keragaman antara genotif tanaman. 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. Ekosistem hutan di Amerik Utara yang berbatasan dengan gedung tenaga pembakaraan batu bara telah diteliti oleh Rosenberg dkk. 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.

©2004 Digitized by USU digital library 3

2.5.Pengaruh Terhadap Ekosistem Perairan Pengaruh dari presipitasi asam diteliti secara sangat mendalam dan lama

di negara-negara skandinavia Eropa Utara. Presipitasi yang sangat tercemar jatuh didaerah yang sangat luas diSkandinavia dan telah diduga bahwa pencemar yang menyebabkan hal ini berasal dari negara-negara lain di Eropa Barat. Sebagai tambahan, intensitas dan penyebaran geografis presipitasi asm dapat bertambah. The National Academy Of Sciences (1978) mencantumkan tiga keadaan yang berpengaruh kuat terhadap perluasan dan perusakan oleh presipitasi asam didaerah perairan yaitu: 1. Tempat yang terutama berbatasan dengan sumber pencemar. 2. Sifat alamiah karang-karang didasar daerah tersebut 3. Angka banding yang rendah antara dasar dan permukaan

The National Academy Of Sciences (1978) juga dapat 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.

Ganggang dan zooplankton, mempunyai jumlah spesies maksimum pada nilai pH 6.5 dan 7. pH normal yang dapat diharapkan pada daerah perairan yang tidak terkena. Tetapi nilai pH diatas dan dibawah ranah ini menunjukan penurunan jumlah spesies dihubungkan dengan perbedaan pH normal. Juga komposisi kedua komunitas ganggang dan zooplankton berubah, spesieas yang lebih peka hilang dari komunitas dan spesies yang lebih tahan menonjol dalam struktur komunitas. Suatu pengaruh tambahan adalah penurunan produksi sel-sel ganggang dengan penyimpangan ranah pH 6,5-7. Pengaruh umum yang mirip dengan diatas telah diperhatikan di Amerika Utara bagian barat.

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 dan suatu pergeseran keadaan oligotropik didanau. Perubahan ekologis mengikuti pengaruh umum zat toksik terhadap ekosistem.

BAB III PEROKSIASETIL NITRAT (PAN), OZON DAN OKSIDAN LAINNYA

Hidrokarbon minyak bumi (PHCs) dibuang ke atmosfer dari pembakaran

tidak sempurna pada bahan bakar fosil dan evaporasi. Jumlah yang terlibat cukup berarti dan perkiraan yang dibuat pada tahun 1969 menunjukan bahwa 88 x 106 ton dibuang setiap tahunnya. Sumber utama PHCs diatmosfer adalah mesin bakar internal yang digunakan pada kendaraan bermotor. Sumber hidrokarbon alami terutama adalah vegetasi yang melepaskan banyak terpenoid keatmosfer. Tetapi sebagai tambahan metan dihasilkan dalam jumlah banyak oleh pembusukan vegetasi secara anaerob.

PHCs bukan merupakan pencemar utama yang nyata karena mereka tidak mempunyai dampak fisiologis yang kuat terhadap hewan atau tumbuhan. Tetapi, reaksi sekunder dari pembakaran sebagian PHCs tanpa oksidan nitrogen menyebabkan produksi pencemar atmosfer yang penting. Urutan reksi yang telah disederhanakan menyebabkan produksi ozon dan PAN ditunjukan pada gambar berikut:

N2 + O2 NO + N02

Dimana NO>N02

Tetapi N02 memacu urutan reaksi sebagai berikut: N02 + hv NO + 0 0+02+M 02+M 03 + NO N02 + 02

©2004 Digitized by USU digital library 4

Dimana M adalah setiap tubuh ketiga Reaksi selanjutnya sekarang terjadi dengan olefi juga dihasilkan dari mesin bakar internal:

Gambar 2. Urutan reaksi yang telah disederhanakan didalam atmosfer.

Pencemaran primer yang terlibat adalah oksidan nitrit dan olefin yang dihasilkan oleh pembakaran sebagian pada bahan bakar PHCs. Sebagai pencemar atmosfer, ozon dan PAN dapat bersama-sama dipertimbangkan karena mereka diturunkan dari pencemar utama yang sama dan mempunyai sifat lingkungan yang mirip, terutama dihubungkan dengan kapasitas oksidasinya. Ozon dan PAN merupakan pencemar udara utama yang dihasilkan oleh proses yang ditunjukan pada gambar.2, tetapi sejumlah besar zat lainnya dengan sifat-sifat pencemar juga dihasilkan. Yang memiliki kepentingan tertentu adalah homolog PAN dan aldehida.

3.1. Pengaruh Terhadap Ekosistem dan Komunitas

Woodwell (1970) merangkumkan pengaruh pencemar atmosfer terhadap ekosistem sebagai beriku: 1. Menghilangnya spesies yang peka 2. Pengurangan diversitas dan jumlah spesies 3. Hilangnya tanaman overstorey tanaman kecil penyokong 4. Penguragan bahan organik pada tanaman pangan yang menyebabkan

berkurangnya zat-zat makanan didalam sistem tersebut 5. Meningkatkan hama serangga dan beberapa penyakit.

Sub-komite pada ozon dan oksidan fotokimiawi lainnya (1976) melaporkan penemuannya yang dilakukan dibagian selatan California dimana terlihat bahwa spesies pinus yang peka terkena oksidan fotokimiawi dan menderita kerusakan parah. Secara keseluruhan organisasi ini berkesimpulan bahwa: 1. 0zon merusak produksi biomassa melalui produsen primer dan kapasitas

mereka untuk berkembang biak. 2. Menurunkan biomassa atau aliran energi kekonsumen dan pengurai didalam

ekosistem yang mempengaruhi populasi makhluk ini. 3. Proses daur ulang yang penting dapat terhenti, selanjutnya membatasi

produksi primer. 4. Struktur terganggu dengan cepat pada beberapa daerah oleh karena

penebangan pohon yang beresiko tinggi, sebagai akibatnya komposisi spesies berubah dan habitat binatang terganggu.

KESIMPULAN DAN SARAN

©2004 Digitized by USU digital library 5

KESIMPULAN: 1. Pencemaran udara disebabkan adanya campuran gas-gas yang dapat yang

dapat membahayakan ekosistem dan komunitas disekitarnya. 2. Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan sulfur dioksida dan diubah

menjadi asam sulfurat. 3. Pengaruh langsung dari presipitasi asam pada tumbuhan antara lain yaitu

kerusakan pada struktur pada permukaan pelindung seperti kutikula, gangguan fungsi normal sel-sel penjaga, keracunan pada sel-sel tanaman setelah difusi zat-zat asam melalui stomata atau kutikula, gangguan pada proses reproduksi.

4. Pengaruh tidak langsung dari presipitasi asarn pada tumbuhan antara lain yaitu peningkatan kerentanan terhadap kekeringan dan faktor-faktor tekanan lingkungan lainnya.

5. Pengaruh presipitasi asarn terhadap ekosistem perairan yaitu akan menyebabkan keadaan yang berpengaruh kuat terhadap perluasan presipitat asam di daerah perairan antara lain tempat yang terutama berbatasan dengan sumber pencemar, sifat alamiah karang-karang di dasar daerah tersebut, angka banding yang rendah antara dasar air dan permukaan.

6. PHCs bukan merupakan pencemar utama yang nyata karena tidak mempunyai dampak fisiologis yang kuat terhadap hewan atau tumbuhan.

7. Pengaruh pencemar atmosfer terhadap ekosistem yaitu menghilangnya spesies yang peka, pengurangan diversitas dan jumlah spesies, hilangnya tanaman over storey dan tanaman kecil penyokong, pengurangan bahan organik pada tanaman pangan, meningkatnya hama serangga clan beberapa penyakit.

SARAN

Agar pemerintah dan masyarakat lebih memperhatikan lingkungan sekitarnya. Para pemilik pabrik agar lebih memperhatikan limbahnya masing-masing

supaya tidak mengakibatkan pencemaran terutama pencemaran udara.

DAFTAR PUSTAKA

Butler, G.C.. (1978). Prinsiple ofEcotoxicologi, SCOPE 12, John Wiley and Sons,

New York. Wittmann, G.T.W. (1979). "Toxic Metals." Dalam U. Forster and G.T.W.

Wittmann, (Eds.), Metal Pollution in the Aquatic Environment. Springer-Verlag, Berlin.

©2004 Digitized by USU digital library 6