Gas Polutan Anorganik
GAS POLUTAN ANORGANIK
Pencemaran udara adalah pencemaran akibat masuknya bahan
atau zat asing, energi, dan komponen lainnya ke udara. Zat-zat pencemar
(polutan) yang ada di udara umumnya berupa debu, asap, dan gas buangan hasil
pembakaran bahan bakarfosil, seperti minyakdan batu bara oleh kendaraan/alat
transportasi dan mesin-mesin pabrik.Gas buangan yang mengandung zat yang
berbahaya. Sejumlah polutan anorganik gas memasuki atmosfer sebagai hasil dari
aktivitas manusia.
Kuantitas terbesar: CO, SO2, NO, dan NO2 (gas tersebut relatif
kecil dibandingkan dengan jumlah CO2 di atmosfer). Anorganik gas polutan lain:
NH3, N2O, N2O5, H2S, Cl2, HCl, dan HF. Secara global, emisi atmosfer dari
karbon monoksida, sulfur oksida, dan oksida nitrogen dari urutan satu sampai
beberapa ratus juta ton per tahun.
1. Karbon Monoksida (CO)
Ciri dari gas ini adalah tidak berbau dan juga tidak
berwarna. Pada keadaan normal konsentrasi di udara ±0,1ppm dan dikota dengan
lalu lintas padat ±10-15ppm. Jumlah = 500 juta metrik ton. Waktu tinggal =
36-110 hari. Intermediate dalam oksidasi metana oleh radikal hidroksil. Konsentrasi
metana, CH4, adalah 1,6 ppm (lebih dari 10 kali konsentrasi CO). Pada suhu
tinggi, karbon monoksida terurai menjadi karbon monoksida dan oksigen. Karbon
dioksida (C02) dihasilkan dari pembakaran bahan organik, seperti minyak bumi,
batu bara, kayu, dan Iain-Iain oleh mesin pabrik dan kendaraan. C02 terbesar
dihasilkan dari pembakaran bahan bakarfosil, seperti minyak bumi dan batu bara.
Kadar C02 yang tinggi dan atmosfer merupakan salah satu naiknya suhu di
permukaan bumi secara global (dikenal dengan efek rumah kaca atau green house
effect).
Dampak yang
ditimbulkan bagi manusia adalah gangguan kesehatan. Gas CO ini bersifat racun
metabolis yang akan mengganggu hemoglobin dalam darah. Hal ini karena ikatan
COHb 14kali lebih stabil daripada O2Hb. Dampak bagi tumbuhan sendiri adalah
terganggunya fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas
Produksi karbon monoksida
Reaksi oksidasi metana oleh radikal hidroksil. Sumber Alam: Degradasi klorofil selama bulan-bulan musim
gugur rilis CO (20% dari rilis tahunan total). Karbon monoksida juga diproduksi oleh
pembusukan materi tanaman. Sumber antropogenik: Sekitar 6% dari emisi CO
(misalnya mesin pembakaran internal).
Pengendalian Emisi Karbon Monoksida
Sumber utama adalah mesin pembakaran internal. Maka langkah-langkah
pengendalian terkonsentrasi pada mobil. Dengan
menggunakan campuran udara-bahan bakar lebih ramping, yang berat rasio udara
bahan bakar relatif tinggi (16:1). Mobil modern menggunakan reaktor knalpot
katalitik. Kelebihan udara dipompa ke gas buang, dan campuran dilewatkan
melalui catalytic converter di knalpot sistem, sehingga oksidasi CO menjadi CO2
SUMBER SULFUR DIOKSIDA
Gas sulfur oksida yang merupakan polutan utama di udara
adalah sulfur dioksida (SO2). Sulfur
dioksida adalah gas tidak berwarna dengan bau yang kuat. Sulfur dioksida dapat
bereaksi di atmosfer membentuk sulfur trioksida (SO3). Sulfur trioksida dapat
beraksi dengan air menghasilkan asam sulfat (H2SO4)
• sulfur Antropenenic:
- 100 juta metrik ton sulfur per tahun memasuki atmosfer
(terutama sebagai SO2 dari pembakaran batubara dan bahan bakar minyak residu). Sekitar
setengah dari sulfur dalam batu bara dalam beberapa bentuk pirit, FeS2, dan
setengah lainnya adalah sulfur organik. Pada dasarnya semua sulfur diubah
menjadi SO2 dan hanya 1 atau 2% menjadi SO3
• sulfur Nonanthropegenic:
- SO2 dan H2S dari gunung berapi. (CH3) 2S dan H2S dari
pembusukan biologis bahan organik dan pengurangan sulfat. Setiap H2S yang tidak
masuk dikonversi dengan cepat SO2
Beberapa cara yang mungkin di mana belerang dioksida mungkin
bereaksi di atmosfer:
• Reaksi fotokimia
- Mungkin terlibat dalam beberapa proses yang mengakibatkan oksidasi
atmosfer SO2. Cahaya dengan panjang gelombang 218 nm di atas tidak cukup
energik untuk membawa tentang photodissociation SO2, sehingga fotokimia
langsung bereaksi di troposfer yang tidak penting.
• Reaksi fotokimia dengan nitrogen oksida dan hidrokarbon.
Adanya hidrokarbon dan oksida nitrogen.Sangat meningkatkan
tingkat oksidasi SO2 atmosfer. Hidrokarbon, nitrogen oksida, dan sinar
ultraviolet adalah bahan diperlukan untuk pembentukan asap fotokimia.
• Oksidasi sulfur dioksida dalam tetesan air
Lebih cepat dengan adanya amonia, yang bereaksi dengan
sulfur dioksida menghasilkan ion bisulfit dan ion sulfit dalam larutan. Beberapa
zat terlarut, besi (III) dan Mn (II) dilarutkan dalam air mengkatalisis oksidasi
SO2 berair.
• Reaksi pada partikel padat di atmosfer
Partikel Jelaga, yang terdiri dari unsur karbon yang
dihasilkan dalam pembakaran tidak sempurna bahan bakar karbon, dapat
mengkatalisis oksidasi sulfur dioksida menjadi sulfat (seperti yang ditunjukkan
oleh adanya sulfat pada partikel jelaga).
Pengaruh Sulfur Dioksida Atmosfer
Meskipun tidak terlalu beracun bagi kebanyakan orang,
rendahnya tingkat sulfurdioksida di udara memang memiliki beberapa efek
kesehatan. Menyebabkan kelemahan pernapasan. Meskipun SO2 menyebabkan kematian
pada manusia pada 500 ppm, belum ditemukan untuk menyakiti hewan laboratorium
pada 5 ppm.
• Kasus 1: Pada Desember 1930
Sebuah inversi termal terjebak produk-produk limbah dari
sejumlah sumber-sumber industri di Lembah Meuse River sempit dari Belgia. Tingkat
Sulfur dioksida mencapai 38 ppm. Sekitar 60 orang tewas dalam episode, dan
beberapa ternak yang dibunuh.
• Kasus 2: Pada Oktober 1948
Kejadian serupa menyebabkan penyakit pada lebih dari 40%
dari populasi Donora, Pennsylvania, dan 20 orang meninggal. Konsentrasi Sulfur
dioksida dari 2 ppm dicatat.
• Kasus 3: Pada Desember 1952
Selama periode lima hari ditandai dengan inversi suhu dan
kabut di London, sekitar 3500-4000 kematian lebih dari yang normal terjadi. Tingkat
SO2 mencapai 1,3 ppm. 370 ton sulfur dioksida diubah menjadi 800 ton asam
sulfat.
Pengaruh Sulfur Dioksida Atmosfer
• Sulfur dioksida di atmosfer diubah menjadi asam sulfat, sehingga
di daerah dengan tingkat polusi sulfur dioksida, tanaman mungkin akan rusak
oleh aerosol asam sulfat (sebagai kecil bintik-bintik pada daun). Salah satu
efek lebih mahal pencemaran sulfur dioksida kerusakan bahan bangunan. Kapur,
marmer, dan dolomit adalah kalsium dan / atau mineral magnesium karbonat yang
diserang oleh atmosfer sulfur dioksida untuk membentuk produk yang larut dalam
air.
Sulfur Dioksida Removal
Teknik pemisahan fisik dapat digunakan untuk menghapus partikel
sulfur pirit dari batubara. Metode kimia juga dapat digunakan untuk
menghilangkan sulfur dari batubara. Pembakaran dengan fluidized bed batubara
granular untuk menghilangkan SO2 emisi.
- Reaksi 1: Panas calcines batu kapur,
- Reaksi 2: The kapur yang dihasilkan menyerap SO2
Sulfur dioksida terperangkap di-gas-menggosok tumpukan
proses dikonversi ke hidrogen sulfida dengan reaksi dengan gas sintesis (H2,
CO, CH4),
-
Nitrogen oksida
Gas nitrogen oksida yang merupakan polutan di udara terutama
terdapat dalam bentuk senyawa nitrit oksida (NO), nitrogen oksida (NO2), dan
nitrat oksida (N2O). nitrogen dioksida merupakan gas yang berwarna cokelat
kemerahan dan di atmosfer dapat beraksi menjadi asam nitrat (HNO3).
• Nitrous oxide, N2O
Dihasilkan oleh proses mikrobiologis. Komponen dari atmosfer
tercemar pada tingkat sekitar 0,3 ppm. Tidak berpengaruh secara signifikan
terhadap reaksi kimia penting dalam atmosfer yang lebih rendah. Konsentrasi Its
menurun pesat dengan ketinggian di stratosfer duet o reaksi fotokimia
Peningkatan global nitrogen, disertai dengan peningkatan produksi mikroba N2O, bisa berkontribusi
pada penipisan lapisan ozon.
- N2O -> N2 + O (oleh reaksi fotokimia)
- N2O + O -> N2 +
O2
- N2O + O -> 2NO
NOx kolektif ditunjuk, gas-gas tersebut masuk atmosfer. Dari
sumber alami, seperti petir dan proses biologis. Dari sumber polutan, seperti
pembakaran bahan bakar fosil di kedua sumber stasioner dan mobile. Secara
global, agak kurang dari 100 juta metrik ton oksida nitrogen yang dipancarkan
ke atmosfer dari sumber-sumber ini setiap tahun, dibandingkan dengan beberapa
kali bahwa banyak dari luas sumber-sumber alam tersebar. Kebanyakan NOx
memasuki atmosfer dari sumber polusi tidak sehingga NO dihasilkan dari mesin
pembakaran internal.
Efek Berbahaya Nitrogen Oksida
Nitrat oksida, NO, kurang beracun dari NO2. Seperti karbon monoksida
dan nitrit, NO atase hemoglobin dan
mengurangi transportasi oksigen efisiensi. Namun, dalam suasana yang tercemar, konsentrasi
NO biasanya jauh lebih rendah dibandingkan dengan karbon monoksida sehingga efek
pada hemoglobin jauh lebih sedikit.
-
Paparan akut untuk NO2 bisa sangat berbahaya bagi kesehatan
manusia. Untuk eksposur mulai dari beberapa menit sampai satu jam, tingkat
50-100 ppm penyebab NO2 peradangan jaringan paru-paru untuk jangka waktu 6-8
minggu, setelah waktu subjek pulih. Paparan dari tunduk 150-200 ppm NO2 menyebabkan
obliterans bronkiolitis fibrosa, kondisi fatal dalam 3-5 minggu setelah
terpapar. Kematian umumnya hasil dalam waktu 2-10 hari setelah paparan 500 ppm
atau lebih NO2.
-
Pengendalian Nitrogen Oksida
Tingkat NOx yang dipancarkan dari stasioner sumber (ex:
Pembangkit listrik). Tungku pembangkit listrik umumnya jatuh dalam kisaran 50-1000ppm.
Pembakaran rendah-kelebihan-air menggunakan jumlah minimum berlebih udara yang
dibutuhkan untuk oksidasi bahan bakar, sehingga kurang oksigen tersedia untuk
reaksi di daerah suhu tinggi nyala. Kelelahan
bahan bakar lengkap dengan emisi hidrokarbon, jelaga, dan CO adalah masalah
yang jelas dengan pembakaran rendah-kelebihan-air.
Hal ini dapat diatasi dengan proses pembakaran dua tahap terdiri
dari langkah-langkah berikut:
1. Sebuah tahap pertama di mana bahan bakar ditembakkan pada
relatif suhu tinggi dengan jumlah substoichiometric dari udara, misalnya,90-95%
dari stoikiometri yang persyaratan. (NO formasi dibatasi oleh ketiadaan kelebihan
oksigen).
2. Sebuah tahap kedua di mana burnout bahan bakar selesai
pada suhu yang relatif rendah di udara berlebih. (Rendahnya suhu mencegah
pembentukan NO) Dalam beberapa pembangkit listrik berbahan bakar dengan gas,
yang emisi NO telah dikurangi sebanyak 90% dengan proses pembakaran dua tahap. Penghapusan
NOx dari tumpukan gas menyajikan beberapa masalah (kelarutan air rendah NO,
yang dominan spesies nitrogen oksida dalam tumpukan gas).
• Pendekatan-pendekatan untuk penghapusan NOx adalah:
- Dekomposisi katalitik oksida nitrogen
- Reduksi katalitik oksida nitrogen
- Penyerapan NOx oleh cairan atau padatan.
• Dekomposisi NOx
Serapan
NOx difasilitasi oleh oksidasi NO untuk spesies yang larut dalam air lebih
termasuk NO2, N2O3, N2O4, HNO2, dan HNO3. Penurunan katalitik khas NO dalam
tumpukan gas melibatkan metana: Produksi yang tidak diinginkan oleh-produk
adalah utama perhatian dalam proses ini. Sebagai contoh, sulfur dioksida
bereaksi dengan karbon monoksida digunakan untuk mengurangi NO untuk
menghasilkan racun karbonil sulfida, COS: Sebagian besar proses penyerapan telah
ditujukan pada penghapusan simultan dari kedua oksida nitrogen dan sulfur
oksida.
• larutan asam sulfat atau scrubbing alkali
larutan yang mengandung Ca (OH) 2 atau Mg (OH) 2 bisa digunakan.
NO merupakan produk pembakaran primer, pengenalan NO2 ke gas buang diperlukan untuk
menghasilkan N2O3, yang
diserap efisien.
Tabel 1 Dampak pencemaran udara berupa gas
|
NO
|
BAHAN PENCEMAR
|
SUMBER
|
DAMPAK/AKIBAT PADA INDIVIDU/MASYARAKAT
|
|
1.
|
Sulfur Dioksida (SO2)
|
Batu bara atau bahan bakar minyak yang mengandung Sulfur.
Pembakaran limbah pertanah.
Proses dalam industri.
|
Menimbulkan efek iritasi pada saluran nafas sehingga menimbulkan gejala
batuk dan sesak nafas.
|
|
2.
|
Hidrogen Sulfa (H2S)
|
Dari kawah gunung yang masih aktif.
|
Menimbulkan bau yang tidak sedap, dapat merusak indera penciuman (nervus
olfactory)
|
|
3.
|
Nitrogen Oksida (N2O)
Nitrogen Monoksida (NO)
Nitrogen Dioksida (NO2)
|
Berbagai jenis pembakaran.
Gas buang kendaran bermotor.
Peledak, pabrik pupuk.
|
Menggangu sistem pernapasan.
Melemahkan sistem pernapasan paru dan saluran nafas sehingga paru mudah
terserang infeksi.
|
|
4.
|
Amoniak (NH3)
|
Proses Industri
|
Menimbulkan bau yang tidak sedap/menyengat.
Menyebabkan sistem pernapasan, Bronchitis, merusak indera penciuman.
|
|
5.
|
Karbon Dioksida (CO2)Karbon Monoksida (CO)Hidrokarbon
|
Semua hasil pembakaran.Proses Industri
.
|
Menimbulkan efek sistematik, karena meracuni tubuh dengan cara pengikatan
hemoglobin yang amat vital bagi oksigenasi jaringan tubuh akaibatnya apabila
otak kekurangan oksigen dapat menimbulkan kematian.
Dalam jumlah kecil dapat menimbulkan gangguan berfikir, gerakan otot,
gangguan jantung.
|
Tabel 2 Penanggulangan pencemaran udara benbentuk gas
|
NO
|
BAHAN PENCEMAR
|
PENANGGULANGAN
|
KETERANGAN
|
|
1.
|
Sulfur Dioksida (SO2)
Hidrogen Suldfida (H2S)
Nitrogen Oksida (N2O)
Nitrogen Monoksida (NO)
Nitrogen Dioksida (NO2)
Amoniak (NH3)
Karbondioksidak (CO2)Karbon Monoksida (CO)Hidrokarbon
|
Absorbsi
|
Dalam proses adsorbsi dipergunakan bahan padat yang dapat menyerap
polutan. Berbagai tipe adsorben yang dipergunakan antara lain karbon aktif
dan silikat. Adsorben mempunyai daya kejenuhan sehingga selalu diperlukan
pergantian, bersifat disposal (sekali pakai buang) atau dibersihkan kemudian
dipakai kembali.
|
|
Pembakaran
|
Mempergunakan proses oksidasi panas untuk menghancurkan gas hidrokarbon
yang terdapat didalam polutan. Hasil pembakaran berupa (CO2) dan
(H2O). Alat pembakarannya adalah Burner dengan berbagai tipe dan
temperaturnya adalah 1200o—1400o F
|
||
|
Reaksi Kimia
|
Banyak dipergunakan pada emisi golongan Nitrogen dan golongan Be-lerang.
Biasanya cara kerja ini merupakan kombinasi dengan cara - cara lain, hanya
dalam pembersihan polutan udara dengan reaksi kimia yang dominan.
Membersihkan gas golongan nitrogen , caranya dengan diinjeksikan Amoniak (NH3)
yang akan bereaksi kimia dengan Nox dan membentuk bahan padat
yang mengendap. Untuk menjernihkan golongan belerang dipergunakan Copper
Oksid atau kapur dicampur arang.
|
Tabel 3 Dampak Pencemaran
udara berupa partikel
|
NO
|
BAHAN PENCEMAR
|
SUMBER
|
DAMPAK/AKIBAT PADA INDIVIDU/MASYARAKAT
|
|
1.
|
Debu - partikel
|
Debu domestik maupun dari industri
Gas buang kendaraan bermotor
Peleburan timah hitamPabrik battere
|
Menimbulkan iritasi mukosa, Bronchitis, menimbulkan fibrosis paru.
Dampak yang di timbulkan amat membahayakan, karena dapat meracuni sistem
pembentukan darah merah .
Menimbulkan gangguan pembentukan sel darah merahPada anak kecil
menimbulkan penurunan kemampuan otakPada orang dewasa menimbulkan anemia dan
gangguan tekanan darah tinggi.
|
|
2
|
Benzen
|
Kendaraan bermotor.Daerah industri.
|
Menimbulkan gangguan syaraf pusat.
|
|
3
|
Partikel polutan bersifat biologis berupa : Bakteri, jamur, virus, telur
cacing.
|
Daerah yang kurang bersih lingkungannya
|
Pada pencemaran udara ruangan yang ber AC dijumpai beberapa jenis bakteri
yang mengakibatkan penyakit pernapasan.
|
Tabel 4 Penanggulangan pencemaran udara berbentuk partikel
|
NO
|
BAHAN PENCEMAR
|
PENANG-GULANGAN
|
KETERANGAN
|
|
1.
|
Debu - partikelTimah hitam (Pb)BenzenPartikel polutan bersifat biologis
berupa :Bakteri, jamur, virus, telur cacing.
|
Membersihkan(Scrubbing)Menggunakan filterMempergunakan Kolektor
MekanisProgram langit biruMenggalakkan penanaman Tumbuhan
|
Mempergunakan cairan untuk memisahkan polutan, dalam keadaan alamiah
(turun hujan) maka polutan partikel dapat turut dibawa bersama air hujan.
Alat scrubbing ada berbagai jenis, yaitu berbentuk plat, masif, fibrous dan
spray.
Dengan filtrasi dimaksudkan menangkap polutan partikel pada permukaan
flter. Filter yang digunakan berukuran sekecil mungkin.
Dengan menggunakan tenaga gravitasi dan tenaga kinetis atau kombinasi
untuk mengendapkan polutan partikel. Sebagai kolektor dipergunakan gaya
sentripetal yang memakai silikon. Semakin besar partikel secepat mungkin
proses pembersihan
Program langit biru yang dikumandangkan oleh pemerintah Indonesia adalah
mengurangi pencemaran udara, khususnya dari akibat transportasi. Ada 3
tindakan yang dilakukan terhadap pencemaran udara akibat transportasi yaitu
mengganti bahan bakar, mengubah mesin kendaraan, memasang alat-alat pembersih
polutan pada kendaraan.
Mempertahankan “paru-paru” kota dengan memperluas pertamanan dan
penanaman berbagai jenis tumbuh-tumbuhan sebagai penangkal pencemaran udara.
|
Referensi lain:
Komentar
Posting Komentar