Apa itu pencemaran ? Menurut Undang-undang Pokok Pengelolaan

Lingkungan Hidup No. 4 tahun 1982, pencemaran lingkungan atau polusi adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.

Berdasarkan lingkungan yang terkena polutan (tempat terjadinya), pencemaran lingkungan dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

1. Pencemaran air

2. Pencemaran tanah

3. Pencemaran udara

PENCEMARAN UDARA adalah peristiwa masuknya, atau tercampurnya, polutan ke dalam lapisan udara (atmosfer) yang dapat mengakibatkan menurunnya kualitas udara (lingkungan).

Polutan adalah suatu zat atau bahan yang kadarnya melebihi ambang batas serta berada pada waktu dan tempat yang tidak tepat, sehingga merupakan bahan pencemar lingkungan

Apa itu asap ? Partikel zat karbon yang berukuran kurang dari

0,5 mikron, sebagai akibat pembakaran tidak sempurna bahan mengandung karbon.

Seringkali kita melihat asap dari kepulan dapur saat memasak, cerobong pabrik dan juga knalpot kendaraan bermotor atau mesin-mesin yang lain.

Komposisi asap tergantung pada sifat dari pembakaran bahan bakar dan kondisi pembakaran.

Apa itu mesin?

Mesin adalah alat mekanik atau elektrik yang mengirim atau mengubah energi untuk melakukan atau membantu pelaksanaan tugas manusia. Biasanya membutuhkan sebuah masukan sebagai pelatuk, mengirim energi yang telah diubah menjadi sebuah keluaran, yang melakukan tugas yang telah disetel.

Sumber pencemaran udara dapat dibagi atas:

Sumber bergerak, seperti: kendaraan bermotor

Sumber tidak bergerak, seperti: Sumber titik, contoh: cerobong asap Sumber area, contoh: pembakaran terbuka

di wilayah pemukiman (Soemirat,2002)

Jenis bahan bakar mesin dan kandungan emisinya Bahan bakar cair, contoh : minyak bumi,

bensin, solar Bahan bakar padat (batu bara), dibandingkan

minyak bumi batubara menghasilkan emisi SO2 lebih tinggi. Oleh karena itu, batu bara disebut bahan bakar fosil yang menimbulkan pencemaran paling tinggi. Pembakaran batubara menghasilkan emisi yang mengandung amilum, arsenik, kromium, kobalt, tembaga, besi, merkuri, slenium, dan uranium. 

Bahan bakar gas, contoh gas alam

Mesin Pembakaranyaitu peralatan yang digunakan untuk merubah tenaga termis dari bahan bakar menjadi tenaga mekanis melalui proses pembakaran. Mesin pembakaran dibagi dalam 2 jenis yaitu,

Mesin pembakaran dalama. Mesin Bensin

b. Mesin Diesel

c. Mesin Gas

Mesin pembakaran luara. Mesin uap

b. Mesin Stirling

Bahan bakar Mesin DieselKomposisi solar

Solar terdiri dari dua elemen pokok yaitu:

1. Normal cetane (C16H34)

2. Alpha - methylnaptalene (C16H7CH3)

Ditambah dengan unsur lain:

3. Sulfur (belerang) 1% lebih besar daripada bensin

4. Unsur dasar lain sama dengan bensin

Sifat Utama Solar

1. Tidak berwarna atau berwarna kuning muda dan berbau

2. Tidak mudah menguap pada temperatur normal

3. Minimum mulai terbakar bila dekat api pada temperatur 40-1000oC

4. Titik nyala sendiri (flash point) pada temperatur 3500oC

5. Berat Jenis kira-kira 0,82-0,86

6. Tenaga panas/kalori pada setiap kilogramnya adalah 10500 Kcal (10500Kcal/Kg)

Gas Buang Mesin Diesel Partikulat, sebagian besar gas buang motor diesel berupa partikulat

dan berada pada dua fase yang berbeda, namun saling menyatu, yaitu, fase padat dan fase cair.

Pelumas tidak terbakar, komponen ini menyumbang 40% dalam gas buang, berasal dari pelumas dalam silinder yang tidak terbakar selama proses pembakaran.

Residu/kotoran Sulfur Lain-lain, 8% gas buang diesel merupakan kumpulan dari bermacam-

macam gas beracun diantaranya: CO, HC, CO2, NOx,. Sudah diuraikan dalam bab pendahuluan bahwa gas buangan susunan tersebut meskipun hanya dalam jumlah yang kecil (8%), namun tetap memberikan andil dalam pencemaran udara.

Bahan bakar tidak terbakar, Solar yang tidak terbakar ini berupa Karbon ( C ) yang terpisah dari HC akibat prengkahan selama terjadi pembakaran. Semakin banyak solar tidak terbakar yang keluar maka akan semakin hitam warna asap gas buangan yang dikeluarkan oleh mesin.

Bahan bakar Mesin Bensin

Gas Buang Mesin Bensin

Jenis bahan bakar mesin dan kandungan emisinya

Bahan bakar cair, contoh : minyak bumi Bahan bakar padat (batu bara), dibandingkan

minyak bumi batubara menghasilkan emisi SO2 lebih tinggi. Oleh karena itu, batu bara disebut bahan bakar fosil yang menimbulkan pencemaran paling tinggi. Pembakaran batubara menghasilkan emisi yang mengandung amilum, arsenik, kromium, kobalt, tembaga, besi, merkuri, slenium, dan uranium. 

Bahan bakar gas, contoh gas alam

Kandungan apa saja yang terdapat dalam asap mesin?

1. Timbal (Pb) dicampurkan ke dalam bensin sebagai anti letup atau anti knock. Timbal (Pb) yang digunakan untuk anti knock adalah TEL/ (C2H5)4Pb.

TEL disintesis berdasarkan reaksi berikut:

4 C2H5Cl + 4 NaPb 4 NaCl + 3 Pb + (C2H5)4Pb

TEL jika terbakar tidak hanya menghasilkan CO2 akan tetapi juga Pb.

(C2H5)4Pb + 13O2 8CO2 +10H2O + Pb

2Pb + O2 2PbOPb sebagian akan terdeposit dalam ruang bakar, sebagian kecil Pb masuk ke dalam minyak pelumas oleh sebab itu ditambahkan 1,2-dibromoetana dan 1,2-dikloroetana bersamaan dengan TEL sehingga akan dapat dihasilkan PbBr2 dan PbCl2 yang dapat dibuang dari mesin. Rata-rata 60-70% dari Pb yang terdapat dalam TEL dilepaskan ke atmosfer.

Karbon monoksida (CO) Gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan bersifat racun. Dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna bahan bakar fosil, misalnya gas buangan kendaraan bermotor.Pembakaran tidak sempurna

2C + O2 CO Karbon dioksida (CO2) Gas yang dihasilkan

dari pembakaran sempurna bahan bakar kendaraan bermotor dan pabrik serta gas hasil kebakaran hutan.Pembakaran sempurna

2CO + O2 CO2

Sulfur dioksida (SO2) Sulfur dioksida merupakan gas yang tidak berwarna berbau tajam

Hampir setengah berasal dari belerang yang terkandung dalam batubara dalam bentuk FeS2.

SO2 yang dihasilkan oleh perubahan pyrit melalui reaksi :

4FeS2 + 11O2 2FeO3 + 8SO2

Metode kimia yang dilakukan untuk menghilangkan SO2 pada gas buang

Dari sumber cerobong asap : membakar butiran-butiran batu bara dalam tempat yang dialasi butiran-butiran halus dari batu kapur atau dolomit dengan adanya aerasi.

CaCO3 CaO + CO2

CaO + SO2 CaSO3 Dari sumber bergerak : dengan menginjeksikan

batu kapur dalam zona pembakaran .

2CaCO3 + 2SO2 + O2 2CaSO4 + 2CO2

Nox dapat dijelaskan sebagai emisi nitrogen oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2).  Sifat gas NO2 : memiliki warna coklat kemerahan

dan berbau menyengat tajamSifat gas NO : tidak berwarna dan tidak berbau

Batu bara dan minyak bumi dengan titik didih tinggi mengandung nitrogen oraganik yang cukup banyak.

Nirogen pada bahan bakar

HCN NH atau NH2

NH atau NH2 + O2 NO + H2O

Hidrokarbon (HC) Dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna. HC bereaksi dengan nitrogen oksida menghasilkan sejumlah polutan, termasuk ozon.

HC bersumber dari : Bensin yang tidak terbakar akibat overlap katup Gas sisa di dinding silinder dan terbuang saat langkah

buang Gas yang tidak terbakar yang tertinggal di belakang

ruang bakar setelah misfiring ketika jalan menurun atau saat engine brake

Gas yang tidak terbakar akibat pembakaran terlalu singkat atau campuran terlalu gemuk

hidrokarbon diudara akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan akan membentuk ikatan baru disebut plycyclic aromatic hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan padat lalu lintas.

Gambar 1. Pembakaran Sempurna, yang Baik, dan Tidak Sempurna (Biro Efisiensi Energi, 2004)

 Tabel 1. Perkiraan Persentase Pencemar Udara dari Sumber Pencemar Transportasi di Indonesia

No Komponen Pencemar Persentase (%)

1 CO 70,50

2 NOx 8,89

3 Sox 0,88

4 HC 18,34

5 Partikel 1,33

Total 100

Sumber: Wardhana (2004). Dampak Pencemaran Lingkungan

Dampak pencemaran asap mesin Hujan Asam NOx + SO2 HNO3 + H2SO4

Smog (kabut asap) Pencemaran udara yang disebabkan oleh NOx.

NOx + bahan pencemar lain kabut asap (Smog)

Pemanasan Global Disebabkan karena meningkatnya gas-gas rumah

kaca (karbondioksida, metana, ozon, dinitrogen oksida) di udara.

H2Odi awan

Smog (kabut asap)Kabut Asap atau lebih dikenal smog (smoke dan fog) adalah sejenis kasus pencemaran udara berat yang bisa terjadi berhari-hari hingga hitungan bulan. Asbut sendiri merupakan koloid jenis aerosol padat dan aerosol cair. Dewasa ini terdapat dua jenis asbut yaitu asbut klasik yang pertama kali mucul, dan asbut fotokimia yang muncul.Asap kabut fotokimia (Photochemical smog)

merupakan campuran kompleks dari berbagai pencemar yang terbentuk karena reaksi-reaksi kimia yang terjadi dengan adanya sinar matahari. 

Smog (kabut asap)

Terhadap kesehatan ManusiaKarbon monoksida (CO) Mampu mengikat Hb

(hemoglobin) sehingga pasokan Oksigen ke jaringan tubuh terhambat. Hal tersebut menimbulkan gangguan kesehatan berupa; rasa sakit pada dada, nafas pendek, sakit kepala, mual, menurunnya pendengaran dan penglihatan menjadi kabur.

Hidrokarbon (HC) Menyebabkan kerusakan otak, otot dan jantung.

PAH masuk kedalam paru-paru akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel2 kanker.

Sulfur dioksida (SO2)Konsentrasi

(ppm) Efek

3 – 5 Jumlah terkecil yang dapat dideteksi dari baunya

8 – 12Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan iritasi

tenggorokan

20

- Jumlah terkecil yang akan mengakibatkan iritasi mata dan

batuk

- Jumlah maksimum yang diperbolehkan untuk konsentrasi dalam waktu lama

50 – 100Maksimum yang diperbolehkan untuk kontak

Singkat (30menit)

400 -500 Berbahaya meskipun kontak secara singkat

Timbal (Pb), Akibat keracunan timbal (Pb) ialah gangguan sistem saraf pusat, saluran cerna dan dapat juga menimbulkan anemia.

Nox, Efek NO2: paru-paru membengkak (50 –

100 ppm) sulit bernafas s/d kematian (100-150 ppm)

Efek NO: gangguan sistem syarat, kejang-kejang s/d kelumpuhan

Terhadap HewanHujan asam Menyebabkan pH air turun di

bawah normal sehingga ekosistem air terganggu.

Pemanasan global Penurunan hasil panen perikanan, banyak organisme mati.

Terhadap tumbuhanHujan Asam dapat merusak kehidupan

ekosistem perairan,menghancurkan jaringan tumbuhan (karena memindahkan zat hara di daun dan menghalangi pengambilan Nitrogen) dan mengganggu pertumbuhan tanaman. 

Melarutkan kalsium, potasiumdan nutrient lain yang berada dalam tanah sehingga tanah akan berkurang kesuburannya dan akibatnya pohon akan mati.

Efek SO2 pada konsentrasi tinggi dapat membunuh jaringan pada daun (necrosis daun). Pinggiran daun dan daerah di antar tulang-tulang daun rusak.

Upaya mencegahan dan mengatasi

Penggunaan alat pelindung diri, seperti masker Menggunakan bahan energi yang bebas polutan. Mengembangkan energi alternatif dan teknologi yang

ramah lingkungan. Memodifikasi mesin untuk mengurangi jumlah polutan

yang terbentuk. Mensosialisasikan pelajaran lingkungan hidup (PLH) di

sekolah dan masyarakat. Hemat energi. Ikut berpartisipasi dalam kegiatan penghijauan. Mewajibkan dilakukannya AMDAL (Analisis Mengenai

Dampak Lingkungan) bagi industri atau usaha yang menghasilkan limbah.

Catalytic converterPeranti ini mampu mengubah zat-zat hasil pembakaran seperti, hidrokarbon (HC), karbon oksida (CO), dan NOx, menjadi zat yang lebih ramah lingkungan.

C OH CN O xO 2

C A T A L Y S T

C O 2H 2 ON 2

Ada 3 system catalytic converter, yaitu :

Oxidation Catalyst (OC)

yang dapat mengurangi CO dan HC.Three Way Catalyst (TWC)

mampu mengurangi CO, HC, dan Nox.System Three-Way Catalyst dan Oxidation

Catalyst (TWC-OC)

System ini merupakan kombinasi dari 2 sistem yaitu OC dan TWC.

Cara Kerja Catalytic Converter Reduction catalyst

Oxidazation catalyst

Pengendalian yang memonitoring arus gas buang

Daftar Pustaka http://www.elmbridge.gov.uk/envhealth/pollution/pollutants.htm http://mtweb.mtsu.edu/nchong/Smog-Atm1.htm http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/33

0Smog.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Smoke http://www.nutramed.com/environment/carschemicals.htm Prawiro, Ruslan H. 1988. Ekologi Lingkungan Pencemaran.

Semarang: Satya Wacana Kristanto, Philip. 2002. Ekologi Industri. Yogyakarta: Andi ofset Sutrisno. 2007. Ilmu Pengetahuan Alam. Bogor: Yudistira Projosantoso, A.K, Tutik, Regina. 2011. Kimia Lingkungan.

Yogyakarta: Kanisius Wardana. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan.

Yogyakarta:Andi ofset Energi untuk industri di Asia. www.Energyefficiencyasia.org