SMOG2

Kelompok 2

Kimia /VI-A

Ani Sri Wahyuni

Edi Supriadi

Endang Lala

Sinta Ratnasari

SMOG(KABUT ASAP)

Pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.

Pencemaran udara

Pencemaran Udara

Pencemar primer

ditimbulkan langsung dari sumber pencemaran

udara.Contoh : CO

Pencemar sekunder

terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di atmosfer.

Contoh : Pembentukan ozon.

The Ingredients of Smog

Kelas utama bahan pencemar di udara

Kelas Contoh

Carbon oxides Carbon monoxide (CO), Cabon dioxide (CO2)

Sulfur oxides Sulfur dioxide (SO2), Sulfur trioxide (SO3)

Nitrogen oxides Nitric oxide (NO), nitrogen dioksida (NO2), nitrous oxide (N2O) (NO dan NO2 sering tergabung bersama dan diberi label NOx

Volatile Organic Compound (VOCs)

Methane (CH4), propane (C3H8), chlorofluorocarbons (CFCs)

Suspended particulate matter (SPM)

Partikel padat (debu, jelaga, asbestos, timbal, nitrat dan garam sulfat), butiran air (asam sulfat, PCBs, dioxines dan pestisida)

Photochemical oxidants Ozon (O3), peroxyacyl nitrates (PANs), hydrogen peroxide (H2O2)

Radioactive substances Radon-222, iodine-131, strontium-90, plutonium-239

Hazardous air pollutants (HAPs), yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan seperti kanker, gangguan sistem saraf dan cacat kelahiran

Carbon tetrachloride (CCl4), methyl chloride (CH3Cl), chloroform (CHCl3), benzene (C6H6), etylene dibromide (C2H2Br2), formaldehyde (CH2O2).

Kabut Asap atau lebih dikenal smog (smoke dan fog) adalah sejenis kasus pencemaran udara berat yang bisa terjadi berhari-hari hingga hitungan bulan.

Smog merupakan koloid jenis aerosol padat dan aerosol cair.

Kabut Asap (smog)

Smog

Fotokimia Industri

Photochemical Oxidants

Photochemical smog

Merupakan campuran bahan

yang mengandung

polutan primer dan sekunder, yang terbentuk

karena pengaruh sinar matahari.

(N2 + O2 2NO)

di dalam mesin

kendaran bermotor dan boiler industri

atau pembangkit

listrik .

Di dalam atmosfer

(3NO2 + H2O 2HNO3 +

NO).

O + O3 + VOC aldehyde

hidrokarbon + O2 + NO2 PANs

NO2 +UV NO + O

O + O2 O3

Di dalam troposfer (2NO + O2 2NO2)

dikenal dengan nama brown air

smog.

Industrial Smog

industrial smog mengandung

1) sulfur dioxide, 2) butiran suspensi

sulfuric acid (aerosol yang mengandung asam sulfat) 3) dan campuran aerosol

lainnya.

C + O2 CO22C + O2 2CO

Sebagian karbon yang

tidak terbakar membentuk

jelaga

SO3 + H2O H2SO4

2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4)

(NH4)2SO4) + jelaga karbon menghasilkan industrial smog yang

berwarna abu-abu (smog gray-air).

Di troposfer , sebagian sulfur dioxide bereaksi dengan oksigen

membentuk sulfur trioxide SO2 + O2

2SO3

S + O2 SO2

Nitrogen Oksida (NOx)

Secara umum reaksi NOx adalah sebagai berikut:

N2 +O2 2NO

2NO + O2 2NO2

Keberadaan NOx di udara dapat dipengaruhi oleh sinar matahari yang mengikuti Daur reaksi fotolitik NO2.

Reaksi sebagai berikut :

NO2 + sinar matahari NO + O

O + O2 O3 (ozon)

O3 + NO O2 + O2

Pencemaran NOx terutama berasal dari gas buang hasil pembakaran generator pembangkit listrik atau pembakaran fosil.

Kadar Nitrogen Oksida (NOx) di perkotaan >>> daerah pedesaan.

Apabila di lingkungan yang lembab, oksida nitrogen dapat membentuk asam nitrat yang bersifat korosif.

PENYEBAB SMOG

No Sumber PencemarProsentase

(%)

1 Transportasi 39,3

2

Pembakaran Stasioner (batu bara, minyak, gas alam, kayu)

48,5

3Pembuangan Limbah Padat

2,9

4 Proses Industri 1,0

5Lain-lain (Kebakaran hutan, pembakaran limbah pertanian)

8,3

NOx

Pemisahan fraksi H-C dilakukan dengan proses destilasi kolom.

Bahan bakar bensin adalah campuran yang kompleks dari destilasi hidrokarbon antara sekitar 30oC-210oC yang terdiri dari 200-300 komponen pada kisaran hidrokarbon C4 sampai C11.

Kandungan bensin terbesar adalah senyawa Oktana/isooktana yaitu senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai patokan untuk menentukan kualitas bahan bakar (bensin) yang dikenal dengan istilah angka oktan.

Angka oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan.

• C-1-4 Metana - Butana

Jumlah atom C pendek ( gas)

• C- 5-15 : Pentana – Pentadekana

Jumlah atom C sedang (cairan)

• C- 16-30 : Heksadekana-propakontana

Jumlah atom C panjang (padata

n)

Hidrokarbon (CxHy)

No Sumber PencemarProsentase

(%)1 Transportasi 51,9

2Pembakaran Stationer(batubara, minyak, gas alam, kayu)

2,2


4Pembuangan limbah padat

5,0

5Lain-lain(Pembakaran hutan, limbah & pertanian)

26,5

PENYEBAB SMOG

No

Sumber PencemarProsentase (%)

1 Transportasi 63,8

2Pembakaran Stationer(batubara, minyak, gas alam, kayu)

1,9

3 Pembuangan limbah padat 7,8


5

Lain-lain(Kebakaran hutan, pembakaran limbah pertanian)

16,9

Suatu gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.

Pembentukan 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.

Kendaraan bermotor yang digunakan secara umum menyumbang 10.000–40.000 ppm CO, sedangkan standar kualitas udara bersih jika mengandung CO sebesar 0,1 ppm dan maksimal sebesar 10 ppm.

COPENYEBAB SMOG

2. Pada suhu tinggi terjadi reaksi antara gas CO2 dengan C

Pada suhu tinggi terjadi pemicu reaksi antara CO2 dengan C pada reaksi sebagai berikut :

CO2 + C 2 CO

3. Pada suhu tinggi, gas CO2 dapat terurai kembali menjadi CO

Reaksi pembakaran yang menghasilkan panas dan suhu tinggi akan mempercepat penguraian CO2 menjadi CO dan O2 :

CO2 CO + 0,5 O2

Semakin tinggi suhu reaksi akan semakin mempercepat terjadinya disosiasi CO2.

Proses pembentukan karbon monoksida antara lain:

1. Pembakaran bahan bakar fosil dengan udara

Pembakaran bahan bakar fosil dengan harga ER (equivalent Ratio) >1, dimana bahan bakar yang digunakan lebih banyak dari udara dapat memungkinkan terjadinya gas CO :

C + O2 2 CO

Kalau jumlah udara lebih banyak akan terjadi reaksi selanjutnya : CO + 0,5 O2 CO2

Reaksi pembentukan CO lebih cepat dibanding reaksi pembentukan CO2, sehingga hasil pembakaran lebih mungkin terjadi gas CO.

COPENYEBAB SMOG

Important contributor to photochemical smog

Secondary pollutant-formed from other pollutants by chemical reaction

Contributor to production of groundlevel ozone, by transporting NOx

Powerful respiratory and eye irritants and toxic

Higher concentrations lead to damage of vegetation

PENYEBAB SMOGPeroxy Acetyl Nitrate (PAN)

HO2 + NO NO2 + OH

HC + O R* + RO*

HC + O3 l RO2* + m RCHO

HC + OH n RO2* + o RCHO

HC + RO2 p RO2* + q RCHO

4. Oksidasi NO menjadi NO2

RO2 + NO NO2 + RO*

5. Pembentukan Peroxy Acetyl Nitrate

RO2 + NO2 Peroxy Acetyl Nitrate

Reaksi pembentukan PAN secara rinci adalah sebagai berikut:

1. Mengikuti daur reaksi NOx

NO2 + Sinar matahari NO + O

O + O2 O3

O3 + NO NO2 + O2

2. Pembentukan asam nitrat

O3 + NO2 NO3 + O2

NO3 + NO2 + H2O 2 HNO3

NO + NO2 + H2O 2 HNO2

HNO2 + sinar matahari NO + OH

3. Pembentukan Aldehida & Radikal Peroxyl :

CO + OH + O2 CO2 + HO2

Peroxy Acetyl Nitrate (PAN)PENYEBAB SMOG

Sulfur Dioxide can be oxidized to Sulfur trioxide, a secondary pollutant:

Metallic Particulates act as a catalyst for this reaction.

In addition, free radicals from NO2 also speed up the reaction:

2 2 32SO O 2SO

2

2 3

NO + uv light NO + O

SO + O SO

SO2PENYEBAB SMOG

• Paru-Paru yang terkontaminasi gas NO2 akan membengkak sehingga penderita sulit bernafas dan dapat menyebabkan kematian.

• Konsentrasi NO yang tinggi mengakibatkan kejang-kejang, bila keracunan berlanjut mengakibatkan kelumpuhan.

• NO akan lebih berbahaya jika teroksidasi menjadi NO2.

• Pencemaran NOx tidak hanya mengganggu manusia, tetapi juga mencemari tanaman dan hewan.

• Pengaruh gas NOx pada tanaman antara lain timbulnya bintik-bintik pada daun. Pada konsentrasi tinggi menyebabkan kerusakan jaringan pada daun (nekrosis).

• Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm dapat menurunkan kemampuan fotosisntesis tanaman sampai 60-70%.

Dampak Pencemar NOx

Senyawa Hidrokarbon

Konsentrasi

(ppm)

Pengaruhnya dalam tubuh

Benzena

100 Iritasi pada mukosa3000 Lemas (0,5-1 jam)7500 Paralysys (0,5-1 jam)

20000Kematian (5-10

menit)

Toluena200

Pusing, lemah, pandangan kabur

setelah 8 jam

600Gangguan syaraf hingga kematian

Hidrokarbon (CxHy)

• Jumlah hidrokarbon di udara dalam jumlah kecil tidak terlalu toxic.

• Namun dalam jumlah besar, sifat toxic meningkat karena berinteraksi dengan gas lainya membentuk ikatan baru yakni PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon).

• PAH bersifat karsinogenik yang merangsang terbentuknya sel-sel kanker apabila terhisap paru-paru.

• Dalam keadan uap, hidrokarbon dapat menyebabkan iritasi pada membran mukosa, apabila terhisap ke paru-paru akan menimbulkan luka di bagian dalam yang menimbulkan infeksi.

Hidrokarbon (CxHy)

Dampak Pencemar

Kadar COWaktu kontak

Dampak pada tubuh

≤ 100 ppm sebentar Dianggap aman

± 30 ppm 8 jamMenimbulkan pusing dan mual

±1000 ppm

1 jamPusing dan kulit berubah kemerah-merahan

± 1300 ppm

1 jamKulit jadi merah tua dan rasa pusing yang hebat

> 1300 ppm

1 jamLebih hebat hingga kematian

• Gas CO tidak berbau dan tidak berwarna. Pada keadaan normal konsentrasinya di udara ± 0,1 ppm, dan di kota dengan lalu lintas padat ± 10 - 15 ppm.

• Bagi manusia dampak CO dapat menyebabkan gangguan kesehatan sampai kematian, karena CO bersifat racun metabolis, ikut bereaksi secara metabolis dengan hemoglobin dalam darah (Hb) :

Hb + O2 O2Hb (oksihemoglobin)

Hb + CO COHb (karboksihemoglobin)

COHb 140 kali lebih stabil daripada O2Hb.

Dampak Pencemar CO

• PAN menyebabkan mata air dan dapat merusak tanaman

• O 3 mengganggu mata

• Memburuk pada karet dan tanaman

Dampak Pencemar Peroxy Acetyl Nitrate (PAN)

1. Sumber nitrogen oksida dan volatile organic compounds (VOC). VOC's adalah hasil penguapan dari bahan bakar minyak, cat, solven, pestisida dan bahan kimia lain

2. Waktu dalam sehari adalah faktor yang sangat penting dalam jumlah keberadaan asbut fotokimia.

a. Di pagi hari ketika lalu lintas padat, emisi nitrogen dioksida (NOx) dan Peroxyacetyl nitrat (PAN) meningkat.

b. Lama-kelamaan, lalu lintas berkurang kepadatannya dan nitrogen oksida serta VOC mulai bereaksi membentuk nitrogen dioksida dan meningkatkan konsentrasinya.

c. Selagi matahari bersinar makin terang, nitrogen dioksida terpecah dan produk sampingannya meningkatkan konsentrasi ozon.

d. Pada waktu yang sama, beberapa nitrogen dioksida dapat bereaksi dengan VOC membentuk bahan kimia berbahaya

e. Selagi matahari mulai turun, produksi ozon berhenti. Ozon yang tersisa di atmosfer dikonsumsi oleh beberapa reaksi yang berbeda.

Kondisi yang mempengaruhi pembentukan asbut fotokimia

3. Beberapa faktor meterologi dapat mempengaruhi pembentukan asbut fotokimia

a. Presipitasi (hujan) dapat menghilangkan asbut fotokimia karena hujan dapat membasuh polusi di udara

b. Angin dapat meniup pergi asbut fotokimia dan menggantikannya dengan udara segar

c. Inversi suhu dapat meningkatkan keparahan asbut fotokimia. Normalnya, pada siang hari udara dekat permukaan panas dan bergerak naik ke atas, membawa polusi ke ketinggian yang lebih tinggi. Namun, jika terjadi inversi suhu, polutan dapat terperangkap dekat dengan permukaan bumi.

4. Topografi juga merupakan faktor penting dalam mempengaruhi tingkat keparahan asbut. Komunitas yang terletak di lembah lebih mungkin untuk mengalami asbut fotokimia yang parah karena perbukitan atau pegunungan yang mengelilinginya mengurangi aliran angin, dan membuat konsentrasi polutan memiliki kesempatan untuk meningkat.

Kondisi yang mempengaruhi pembentukan asbut fotokimia

• Toksisitas akut NO2 sangat membahayakan kesehatan manusia.Pengaruhnya terhadap kesehatan tergantung dari konsentrasi NO2.

• Untuk menyebabkan inflamasi jaringan paru-paru periode 6 sampai 8 minggu. Setelah itu subyek normal kembali.

• Pada konsentrasi 150-200 ppm NO2 menyebabkan bronchiolities fibrosa obliterons, dan keadaan fatal akan terjadi dalam waktu 3 sampai 5 minggu setelah kejadian.

• Kematian biasanya terjadi 2 sampai 10 hari setelah subyek terpapar 500 ppm NO2 atau lebih.

• Meskipun kerusakan yang ekstensif terhadap tanaman terjadi pada lahan yang terpapar NO2cukup berat, kebanyakan dari kerusakan ini kemungkinan datang dari produk-produk sekunder dari nitrogen oksida seperti PAN yang terbentuk dalam asbut.

• Pemaparan terhadap daun dengan beberapa ppm NO2 menyebabkan bintik-bintik pada tanaman dan merusak jaringan tanaman.

Dampak Asbut

Pada tahun 1952 kota London gelap tertutup awan yang bukan awan hujan tetapi merupakan awan yang berisi kabut dan asap yang mengandung gas SO2 dan disebut dengan smog. Pada hari terjadi smog tersebut tercatat adanya 3000 warga kota London yang meninggal dan merupakan suatu kejadian langka karena dalam satu hari terjadi angka kematian yang sangat tinggi. Kasusu serupa terjadi lagi tahun 1962 dan pada saat terjadi smog tersebut juga mengakibatkan 700 warga London meninggal.

Kasus Kejadian Smog Fotokimia

Cara Penanggulangan Asbut

Solusi yang memungkinkan untuk masalah asbut fotokimia ini adalah dengan :

• pemadaman kebakaran di darat dan dari udara,

• membuat hukum emisi yang ketat di seluruh dunia dan sosialisasi secara menyeluruh.

• mengesahkan hukum mengenai batas legal NOx, karbon dioksida, dan sulfur dioksida.

• dengan membuat bahan bakar yang lebih bersih untuk mobil-mobil. Beberapa mobil telah dapat dioperasikan menggunakan hidrogen, listrik, tenaga matahari, dan bahkan air. Masalahnya adalah bahwa kendaraan-kendaraan ini tidak diproduksi secara massal sehingga dunia masih bergantung pada bensin atau diesel sebagai sumber utama energy.


Pencemaran udara dapat menurun karena adanya:

Hujan; yang membantu membersihkan udara dari polutan. Oleh karena itu kota yang memiliki iklim kering lebih peka terhadap photochemical smog daripada kota beriklim basah.

Angin; membantu menyapu polutan pindah ke tempat lain atau mengencerkan kadar polutan sehingga kembali bersih


SMOG2

Documents

Transcript of SMOG2