pencemaran udara

A. Lingkungan Udara dan pemantauannya.

1. Karakteristik Udara

Berbicara mengenai udara tidak bisa lepas dari atmosfer sebab udara sebagai bagian dari atmosfer yang menyelimuti bumi.

Atmosfer tersebut merupakan suatu sistem yang dinamis yang mengabsorbsi sejumlah padatan, cairan, dan gas. Atmosfer terbentang pada ketinggian antara 80-1000 km diatas/menyelimuti bumi.

Komponen-komponen gas yang terdapat di dalamnya tidak tersebar merata. Lebih kurang 99,9% dari massa gas terdapat pada ketinggian di bawah 50 km dan sisanya antara ketinggian 50-100 km.

Atmosfer terbagi ke dalam 4 lapisan:

1. Tropfosfer sebagai lapisan terbawah dari atmosfer terbentang pada ketinggian antara 8 km pada kutub dan 16 km pada ekuator.
2. Stratosfer merupakan lapisan di atas troposfer, terbentang pada ketinggian 12-50 km di atas permukaan bumi. Sedikit mengandung uap air dan tidak terbentuk awan
3.  Mesosfer terbentang pada ketinggian 50-80 km di atas permukaan bumi tidak ada uap air dan ozon terdapat pada seluruh lapisan.
4. Termosfer terbentang pada ketinggian kurang lebih 80 km.kehadiran gas pada lapisan ini dalam bentuk atom dan cenderung terpisah dalam lapisan-lapisan.

Oksigen dan nitrogen banyak terdapat pada lapisan antara 80-115 km. Hidrogen dan helium pada 500 km, sekitar 500 km k atas lapisan berkurang sampai mencapai 40.000 km. Lapisan ini tidak terdapat uap air dan ozon.

Troposfer

            Pencemaran udara secara luas terfokus pada lapisn troposfer dan sedikit sekali menembus stratosfer.

Komposisi gas yang ada adalah: nitrogen, oksigen, argon, carbon dioksida, neon, helium, krypton,ozone.

2. Sumber, Proses, dan Macam Pencemaran Udara

A. sumber

1. Alam (natural source) seperti kebakaran hutan, hembusan debu oleh angin, bencana gunung berapi, dll.

2.Aktivitas manusia (man madesource) seperti industri, transfortasi, pembangkit tenaga listrik, dll.

B. Proses terjadinya pencemaran.

1.  (gesekan)Attrion

Terjadi pada setiap aspek sederhana seperti gesekan sepatu/gesekan ban mobil sampai keyang lebih kompleks seperti penyebaran partikel-partikel ke udaramelalui proses sanding (pemecah butiran), grinding (pemotongan), drilling (pengeboran), dan spraying (penyemprotan).

2.Vaporization (penguapan)

Suatu perubahan bentuk dari cair ke gas. Perubahan tersebut dapat di sebabkan oleh adanya kekuatan tertentu seperti tekanan/pemanasan sedang yang lain adalah secara alami.

Vaporization merupakan penyebab bau/rangsangan.

3. Combustion (pembakaran)

Combustion adalah proses pembakaran seperti pembakaran bahan bakar (batubara, minyak) untuk pembangkit tegangan listrik maupun kendaraan.

Pembakaran tersebut dapat berlangsung sempurna maupun tidak sempurna yang dapat menyebabkan pencemaran.

C. Macam Bahan Pencemar Udara

Dapat diklarifikasikan dalam beberapa kelompok

1. Klarifikasi menurut bentuk asal.

a)      Bahan pencemar udara primer, polutan yang apabila menyebar keadaannya tetap seperti semula.

b)      Bahan pencemar sekunder, yang di maksud disini adalah bahan pencemar udara primer yang mengalami reaksi dengan senyawa lain setelah keluar dari sumbernya.

2. klarifikasi menurut keadaan fisik polutan.

a)      Particulate seperti aerosol, dust, fume, mist, smoke, fog.

b)      Gas seperti true gas dan vapor

3. Klarifikasi menurut susunan kimia bahan pencemar.

a)      Inorganik, gas/particulate yang tidak mengandung unsur karbon dan umumnya apabila mengandung unsur tersebut, tidak di kombinasikan dengan hidrogen. Contoh CO, SO₂, CO₃, NO₂, dll.

b)      Organik, gas/vapor yang tersusun dari unsur karbon yang mempunyai kombinasi dengan hydrogen dan mungkin juga dengan unsur-unsur inorganik lain.

D. Pencemaran Udara yang Utama

1. oksida karbon.

            Merupakan hasil pembakaran dari bahan bakar CO_2, dari hasil pembakaran tidak sempurna.

a. Karbon monoksida

Sumber utama nya ialah kendaraan bermotor, asap rokok.

Ciri-cirinya tidak berbau, tidak berwarna, toxic, mempunyai efek berlomba dengan hemoglobin di dalam darah. Pada konsentrasi 100 ppm menimbulkan gejala pusing, sakit kepala, dan daya tangkap yang lemah.

Pada konsentrasi 100-400 ppm terjadi gangguan penglihatan, mual, abdominalpain.

b. Karbon dioksida

Tidak dikategorikan sebagai polutan sebab mempunyai peranan yang penting di dalam proses kehidupan. Tetapi dengan adanya moisture di udara. CO2 berubah menhadi asam carbonat yang dapat mengikat batudan nenyebabkan korosi magnesium.

2. Sulfur dan Senyawa-senyawa

Molekul-molekul sulfur yang utama di udara ialah SO2, SO3 H2SO4, H2S, dan SO4.

Sulfur dioksida sebagai gas jika terhisap biasanya hanya sampai saluran pernapasan saja, jarang msuk k paru-paru. Gas ini dapat masuk ke paru jika dalam bentuk aerospi/ terabsobsi oleh particulate.

SO2 pada konsentrasi 10 ppm menyebabkan iritasi pada mata, hidung, dan tenggorokan.

SO3 akan dengan cepat bereaksi dengan air membentuk H2SO4 suatu senyawa yang toxic dan korosif.

Senyawa lain:

Hydrogen sulfida, berbau busuk, mempunyai sifat dapat memudarkan barang dari perak dan tembaga.

3. Nitrogen oksida

a. NO (Nitric Oksida)

tak berwarna, terbentuk  pada proses pembakaran pada tempratur yang tinggi (pada cilinder kendaraan bermotor, pembangkit listrik) yang menyebabkan terjadinya terjadinya reaksi antara nitrogen dengan oksigen di udara akan membentuk NO2 yang lebih beracun.

b. NO2 (nitrogen oksida)

Berwarna coklat, sehingga dapat mengurangi penglihatan. Pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan iritasi mata, berhentinya aktivitas paru, dan kematian.

4. Photochemical Oxident.

Ialah secondary pollutan yang terbentuk oleh sebab pengaruh sinar matahari pada oksidasi nitrogen dan hydrokarbon di udara.

Inilah penyebab utama terjadinya photochemical smog.

Contoh: ozo, formaldehide, poroxyacyl, nittrat (PAN), dll.

Pada tanaman: necrosis, shlorosis dan gangguan pada pertumbuhan.

Pada manusia: gangguan pada mata dan saluran pernapasan.

5. Hydrokarbon.

Senyawa yang berisi unsur karbon dan hydrogen dalam berbagai macam kombinasi.

Sumber utama ialah kendaraan bermotor, juga proses penguapan bahan pelarut pada suatu pabrik.

Bahayanya apabila polutan ini mengadakan reaksi di bawah sinar matahari, akan membentuk photochemical ixidant, yang bisa menyebabkan radang jalan pernapasan dan membuat mata berair.

6. Fluoride

Penyebaran dapat berupa gas/solid, biasanya berasal dari peleburan biji besi, proses  pembuatan barang-barang keramik, dan dari pabrok pupuk dan almunium.

Fluoride dapat merusak dan dapat menumpuk pada tumbuhan.

Dalam konsentrasi rendah sangat baik untuk pertumbuhan tulang dan gigi, pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan iritasi mata, kulit, radang saluran pernapasan, sesak napas.

7. Particulate

Particulate dapat di bagi menjadi 3, yaitu viable (dapat hidup), nonviable, radioaktif.

Yang termasuk viable: bakteri, jamur, spora, serbuk dari tumbuhan

Pengaruh pada kesehatan ialah, alergi, asma, infeksi jamur.

Yang termasuk nonvible: alam (debu dari gunung berapi) dan dari kegiatan manusia (pembakaran batubara, dll)

Pengaruh pada kesehatan, luka pada saluran pernapasan dan dapat juga menyebabkan kanker.

8. Radioaktif

Pencemaran radioaktif dapat terjadi  oleh sebab alam maupun aktivitas manusia antara lain melalui penggunaan reaktor nuklir sebagai sumber tenaga nuklir, laboraturium research, dan dari tempat pengujian senjata.

Efek nya terhadap manusia tergantung dosis dan tipe.

 Mekanisme Penyebaran Pencemaran Udara

Masalah pencemaran udara menyangkut 3 pokok yang penting yaitu: sumber, pergerakan dari polutan, dan penerima..

a. Peranan meteorologi dalam pencemaran udara

1. Efek dari energi matahari

Salah 1 hal yang penting dari energi matahari adalah memanaskan udara dengan melalui 3 cara:

• Radiasi: pemindahan panas/cahaya oleh gelombang matahari energi radiasi kurang mempunyai peranan dalam memanaskan udara, oleh sebab udara tidak dapat mengabsorbsi dan memancarkan lagi sebagai energi panas.
• Konduksi: mempunyai peranan yang lebih penting dari pada radiasi dalam memanaskan atmosfer. Pemindahan panas melalui kontak antara tanah yang panas dengan molekul-molekul udara di atasnya.
• Konveksi: merupakan kunci utama dalam pemanasan atmosfer. Pemindahan panas melalui pergerakan/aliran sekelompok udara

2. Terbentuknya Angin

Dari uraian diatas jelas apabila seandainya bumi kita tidak berputar. Pada bagian yang paling panas, udara akan dipanaskan dengan cepat. Udara yang panas naik keatas digantikan udara yang dingin diatasnya. Tetapi bumi kita berputar secara terus menerus terhadap matahari, sehingga terjadi siang dan malam. Akibatnya terjadilah angin oleh sebab perbedaan tekanan.

3. Suhu dan ketidak stabilan udara

Suhu dan tempratur udara di trofosfer makin tinggi tempatnya, suhu udara semakin menurun.

Dalam keadaan udara  tidak stabil, sangat menguntungkan kita sebab keadaan tersebut membuat aliran udara cepat turun naik yang berarti pula mempercepat penurunan konsentrasi pencemaran udara.

4. Mixing depth.

Suatu exspansi dimana udara panas naik dan bercampur dengan udara yang lebih dingin diatasnya, sampai mencapai/menemukan titik persamaan udar dan tempratur.

Keadaan ini dapat mencapai beberapa ribu feet tetapi juga tergantung dari keadaan cuaca.

Hal ini penting untuk menggambarkan sampai dimana batas paling aatas dari penyebaran polutan.

5. Invers

Ialah suatu kejadian dimana lapisan udara yang dingin terkurung oleh kapisan udara yang lebih panas diatasnya sehingga udara tersebut tidak bisa naik dan bercampur dengan udar diatasnya. Keadaan seperti ini menjadi masalah pada tempat diman terjadinya pencemaran udara. Sebab polutan tersebut tidak bisa menyebar, akibatnya bisa membahayakan kesehatan manusia.

Ada 2 macam Inversion:

• Subsidence Inversion: Terjadi diatas lapisan udara yang mendapat pemanasan secara adiabatic.
• Ground Based Inversion: Biasanya terjadi malam hari, permukaan bumi menjadi dingin karena pencemaran kembali panas yang diserap  pada siang hari. Keadaan invers seperti ini dapat dilihat dari asap yang keluar dari cerobong pabrik.

b. Topologi.

Topologi mempunyai pengaruh pada pergerakan udara.

Ada 3 pengaruh:

• Terjadinya angin darat dan laut oleh sebab adanya darat dan laut
• Downwash akibat dari gedung-gedubg yang tinggi, cerobong asap yang pendek, dan keadaan alam.

Pengaruh dari gunung dan lembah.