Zat Pencemar dan Pencemaran Udara

Adanya gas-gas dan partikulat-partikulat, baik yang diperoleh secara alami dari gunung berapi, pelapukan tumbuh-tumbuhan, ledakan gunung berapi dan kebakaran hutan, maupun yang diperoleh dari kegiatan manusia ini akan mengganggu siklus yang ada di udara dan dengan sendirinya akan mengganggu sistem keseimbangan dinamik di udara, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara.

Gas-gas CO, SO₂, H₂S, partikulat padat dan partikulat cair yang dapat mencemari udara secara alami ini disebut bahan pencemar udara alami, sedangkan yang dihasilkan karena kegiatan manusia disebut bahan pencemar buatan.

Untuk kepentingan kesejahteraan makhluk hidup di alam semesta ini telah terjadi sistem keseimbangan dinamik melalui berbagai macam siklus yang telah diatur oleh Tuhan Yang Maha Esa. Salah satu contoh adalah siklus nitrogen dan siklus karbon.

Gambar 1 Siklus nitrogen

Sumber: “Environmental Science”, third edition, 1984, Jonathan Turk & Amos Turk, hal. 52.

Bahan pencemar yang dihasilkan oleh kegiatan manusia ini konsentrasinya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah ada di udara, terjadi secara alami, sehingga dapat mengganggu sistem kesetimbangan dinamik di udara dan dengan demikian dapat mengganggu kesejahteraan manusia dan lingkungannya.

Gambar 2 Siklus karbon

Sumber: “Environmental Science”, third edition, 1983, hal. 50

Sumber bahan pencemar udara ada lima macam yang merupakan penyebab utama (sekitar 90%) terjadinya pencemaran udara global di seluruh dunia yaitu:

·         Gas karbon monoksida, CO

·         Gas-gas nitrogen oksida, NO_x

·         Gas hidrokarbon, CH

·         Gas belerang oksida, SO_x

·         Partikulat-partikulat (padat dan cair)

Gas karbon monoksida merupakan bahan pencemar yang paling banyak terdapat di udara, sedangkan bahan pencemar berupa partikulat (padat maupun cair), merupakan bahan pencemar yang sangat berbahaya (sifat racunnya sekitar 107 kali dari sifat racunnya gas karbon monoksida).

a. Gas karbon monoksida, CO

Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa, titik didih -192ºC, tidak larut dalam air dan beratnya 96,5% dari berat udara. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas karbon monoksida antara lain:

Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar atau senyawa­ senyawa karbon lainnya:

2C + O₂ → 2CO

Reaksi antara gas karbon dioksida dengan karbon dalam proses industri yang terjadi dalam tanur:

CO₂ + C → 2CO

Penguraian gas karbon dioksida pada suhu tinggi:

2CO₂ → 2CO + O₂

Gas karbon monoksida yang dihasilkan secara alami yang masuk ke atmosfer lebih sedikit bila dibandingkan dengan yang dihasilkan dari kegiatan manusia.

b. Gas-gas Nitrogen oksida, NOx

Gas-gas Nitrogen oksida yang ada di udara adalah Nitrogen monoksida NO, dan Nitrogen dioksida NO₂ termasuk bahan pencemar udara. Gas Nitrogen monoksida tidak berwarna, tidak berbau, tetapi gas nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam dan menyebabkan orang menjadi lemas. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas NO dan NO₂ antara lain:

(1210 – 1765)ºC

2N + O₂ → 2NO

2NO + O₂ → 2NO

c. Hidrokarbon CH

Sumber terbesar senyawa hidrokarbon adalah tumbuh-­tumbuhan. Gas metana CH₄ adalah senyawa hidrokarbon yang banyak dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerob yang terjadi dalam air, dalam tanah dan dalam sedimen yang masuk ke dalam lapisan atmosfer: 2(CH₂O)_n → CO₂ + CH₄

d. Gas-gas belerang oksida SO_x

Gas belerang dioksida SO₂ tidak berwarna dan berbau sangat tajam. Gas belerang dioksida dihasilkan dari pembakaran senyawa-­senyawa yang mengandung unsur belerang. Gas belerang dioksida SO₂ terdapat di udara biasanya bercampur dengan gas belerang trioksida SO₃ dan campuran ini diberi simbol sebagai SO_x.

S + O₂ → SO₂

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

e. Partikulat

Yang dimaksud dengan partikulat adalah berupa butiran-butiran kecil zat padat dan tetes-tetes air. Partikulat-partikulat ini banyak terdapat dalam lapisan atmosfer dan merupakan bahan pencemar udara yang sangat berbahaya.