BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG Kemajuan ekonomi yang semakin pesat mendorong semakin tingginya
kebutuhan akan transportasi, dalam hal lain lingkungan alam yang mendukung kehidupan manusia semakin terancam kualitasnya, efek negatif pencemaran udara kepada kehidupan manusia kian hari kian bertambah. Kualitas udara di kota kota besar dewasa ini, semakin memprihatinkan dengan bertambahnya jumlah kenderaaan bermotor, akibatnya efek global warming juga semakin terasa. Data BPS tahun 1999, di beberapa propinsi terutama di kota-kota besar seperti Medan, Surabaya dan Jakarta, emisi kendaraan bermotor merupakan kontribusi terbesar terhadap konsentrasi NO 2 dan CO di udara yang jumlahnya lebih dari 50%. Penurunan kualitas udara yang terus terjadi selama beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa betapa pentingnya digalakkan usaha-usaha pengurangan emisi ini. Baik melalui penyuluhan kepada masyarakat ataupun dengan mengadakan penelitian bagi penerapan teknologi pengurangan emisi (Rachmariska, 2009). Pengukuran kualitas udara oleh Kementerian Lingkungan Hidup (KLH) tahun 2002 menunjukkan, kualitas udara di enam kota, yaitu : Jakarta, Surabaya, Bandung, Medan, Jambi, dan Pekan Baru dalam kategori baik (tingkat kualitas udara tidak memberikan efek buruk bagi kesehatan manusia serta tidak berpengaruh pada tumbuhan dan nilai estetika bangunan) hanya terjadi 22 – 62 hari dalam setahun. (Unisosdem, Els, 2001) Publikasi yang dikeluarkan Bank Dunia tahun 1994 menyebutkan, pencemaran udara di Jakarta mengakibatkan munculnya 1.200 kasus kematian prematur, 32 juta kasus penyakit pernapasan, dan 464 ribu kasus asma. Kerugian finansial akibat kasus tersebut ketika itu diperkirakan Rp 500 miliar (Unisosdem, Els, 2001).
Universitas Sumatera Utara
Bahan bahan pencemaran udara yang terdapat pada gas buangan kenderaan bermotor seperti oksida oksida sulfur dan nitrogen, partikulat partikulat dan juga senyawa oksidan menyebabkan iritasi pada mata maupun kulit dan radang pada saluran pernafasan, sulfur oksida yang terabsorb dalam hidung, saluran pernafasan dan saluran ke paru paru dapat menggangu fungsi saluran pernafasan (Tugaswati T., 2000). Seminar pengkajian Pb di udara ambient di daerah Serpong-Tangerang dan sekitarnya, pada tahun 2010 menyatakan bahwa zat beracun seperti Pb dalam asap kenderaan bermotor merupakan racun berbahaya yang berdampak terhadap kesehatan manusia, baik anak anak maupun orang dewasa. Pada anak anak, pencemaran timbal dapat menyebabkan penurunan tingkat kecerdasan (IQ points), penurunan kemampuan belajar. Pada orang dewasa, pencemaran timbal dapat menyebabkan tekanan darah tinggi, serangan jantung, kemandulan dan pada level yang sangat tinggi dapat menyebabkan kematian. Mengingat dampaknya yang begitu besar baik terhadap kesehatan maupun lingkungan maka perlu upaya pengendalian polutan Pb di udara ambient. Senyawa senyawa yang dijadikan standar dalam ukuran pencemaran udara berdasarkan keputusan bapedal no 107 tahun 1997, index standar pencemar udara sebagai berikut: Tabel 1.1 Indeks Standar Pencemar Udara (Sarwono Kusumaatmadja, 1997)
Indeks
24 jam
24 jam
8 jam
1 jam
1 jam
Standar
PM 10
SO 2
CO
O3
NO 2
Pencemar
μg/m3
μg/m3
μg/m3
μg/m3
μg/m3
50
50
80
5
120
(2)
100
150
365
10
235
(2)
200
350
800
17
400
1130
300
420
1600
34
800
2260
400
500
2100
46
1000
3000
500
600
2620
57.5
1200
3750
Udara
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.2 Angka Dan Kategori Indeks Standar Pencemar Udara (Sarwono Kusumaatmadja, 1997) Indeks
Kategori
1 – 50
Baik
51 – 100
Sedang
101 – 199
Tidak Sehat
200 – 299
Sangat Tidak Sehat
300 – lebih
Berbahaya
Saat ini sudah banyak dikembangkan berbagai macam teknologi yang ditujukan untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat berbagai aktivitas mesin-mesin kendaraan dan industri. Salah satu penelitian yang dikembangkan adalah mengenai catalytic converter. Catalytic converter merupakan pengembangan dari jenis katalis padatan yang digunakan untuk membantu proses konversi, reduksi dan oksidasi zat-zat berbahaya hasil pembakaran bahan bakar dari mesin kendaraan bermotor dan industri. Pada dasarnya mesin-mesin kendaraan yang ada sudah didesain untuk dapat melakukan pembakaran dengan sempurna terhadap bahan bakar mesin, sehingga zat-zat hasil pembakaran adalah berupa gas H 2 O, CO 2 dan NO 2 yang ramah lingkungan. Namun keadaan yang terjadi di lapangan, pembakaran yang terjadi pada mesin kendaraan dan industri selalu tidak sempurna, sehingga zat-zat yang dihasilkan berupa gas beracun yang berbahaya bagi lingkungan dan makhluk hidup, yaitu gas CO, NO x , dan HC. Gas CO jika terhirup dan masuk ke dalam saluran pernapasan selanjutnya akan berikatan dengan Haemoglobin (Hb), sehingga mengganggu transport oksigen. Gas NO x selain berakibat langsung pada kerusakan tanaman dan meracuni manusia, hasil akhir pencemarannya adalah asam nitrat (HNO 3 ) yang terintersepsi ke dalam lingkungan dalam bentuk garam-garam nitrat dalam air hujan, sehingga terjadilah hujan asam. Hujan asam menyebabkan tumbuh-tumbuhan rusak dan mati. Adapun senyawa HC bersifat karsinogenik jika masuk ke dalam jaringan makhluk hidup, dengan oksida nitrogen, HC akan bereaksi secara foto oksidasi membentuk smog. (Fahriansah, 2009) Selanjutnya dengan adanya katalis konverter adalah untuk mengatasi pencemaran zat-zat tersebut dengan proses konversi, yaitu mereduksi dan mengoksidasi. Katalis akan mengoksidasi gas CO dan HC menjadi CO 2 dan H 2 O,
Universitas Sumatera Utara
mereduksi gas NO x menjadi N 2 , O 2 dan NO 2 dengan bantuan sebuah pengemban (media/support) dari bahan alam yang ada di Indonesia, seperti batuan alam Zeolit yang memiliki ketahanan termal yang tinggi sehingga tahan pada proses bersuhu tinggi. Logam yang bertindak sebagai katalis diantaranya adalah Cu (tembaga), Mg (Magnesium), Fe (besi), Mn (Mangan), Pt (Platina), dan unsur golongan VIII B lainnya. Selain dibantu dengan adanya pengemban (support), katalis konverter juga terdiri senyawa pereduksi (reduction agent) yang akan bereaksi dengan gas CO, HC dan NO x , sehingga dihasilkan gas-gas yang ramah lingkungan (H 2 O, CO 2 , NO 2 ). Reduction agent tersebut bisa berupa senyawa NH 3 , CH 4 atau senyawa hidrokarbon lainnya. Secara teknis katalis konverter akan diletakkan pada saluran pembuangan gas hasil pembakaran pada kendaraan bermotor, yaitu pada bagian knalpot. Pada knalpot tersebut gas-gas hasil pembakaran sebelum keluar ke lingkungan, akan melewati katalis konverter, sehingga terjadi reaksi oksidasi CO dan HC menjadi CO 2 dan H 2 O, mereduksi NOx menjadi NO 2 . Dengan demikian gas berbahaya hasil pembakaran tak sempurna mesin kendaraan bermotor dapat diminimalisir, sehingga komposisinya di udara menjadi lebih sedikit. Hal ini tentunya akan mengurangi jumlah polutan di udara dan menjadikan lingkungan menjadi lebih bersih dan sehat (Fahriansah, 2009). Katalik konverter yang digunakan selama ini adalah berasal dari logam mulia seperti emas, platina, Rhodium, Ruthenium, Iridium, dan Osmium. Penelitian akhir akhir ini telah menunjukkan bahwa pemakaian logam ini cenderung meningkat terutama dalam pemakaian katalik konverter, industri, obat anti kanker dan pertukangan gigi dalam bentuk paduan selanjutnya zat zat tersebut terlarut di lingkungan dalam air, debu, tanah endapan, dan akhirnya memasuki rantai makanan. Pada akhirnya peningkatan zat zat tersebut sering dihubungkan dengan penyakit asma, mual, perontokan rambut, peningkatan aborsi, dermatitis, dan penyakit serius lainnya (Kielhorn et.al., 2002; Merget & Rosner 2001; Ravindra et.al., 2004; Whitely & Murray 2003). Penelitian ini sudah pernah dilakukan oleh M A Kalam, 2009 di departemen teknik mesin, University of Malaya, Kuala Lumpur, dengan menggunakan wire mesh sebagai substrat, dan oksida logam katalis TiO 2 dan CoO, namun dalam penelitian ini, katalis CoO digantikan dengan FeO, di mana logam Fe adalah logam yang segolongan dengan logam Co dalam sistem periodik unsur, sehingga mempunyai sifat sifat yang
Universitas Sumatera Utara
mirip dan juga merupakan logam yang relatif murah. Adapun hasil yang diperoleh dari penelitian M A Kalam ini adalah absorbsi gas NOx, CO dan HC berturut turut lebih tinggi 24%, 41% dan 40% dibandingkan dengan katalis konverter konvensional (honey comb). Penelitian sebelumnya seperti yang dilakukan oleh Sembiring A.D., 2010, Tambunan T.D., 2006, Debora Rospita Sihite, 2006, Amirnordin shahrin Hisham et. al., 2008, menggunakan substrat keramik berpori untuk reduksi dan oksidasi gas buang kenderaan bermotor. Pemakaian substrat keramik berpori tidak digunakan dalam penelitian ini sebagai gantinya digunakan wire mesh karena wire mesh mempunyai porositas yang lebih besar dan dalam proses preparasinya tidak menggunakan suhu yang terlalu tinggi, hanya menggunakan suhu sekitar 575ºC, dengan demikian lebih murah dalam proses preparasinya.
1.2
PERMASALAHAN Dari uraian di atas, yang menjadi permasalahan adalah : a. Adanya korelasi positif antara kemajuan ekonomi dengan polusi udara di perkotaan. b. Adanya kenderaan bermotor yang mempunyai kondisi tidak standar sehingga menghasilkan sisa pembakaran tidak sempurna. c. Penambahan zat aditif timbal (Pb) dalam bentuk TEL (tetra ethyl Lead / (C 2 H 5 ) 4 Pb) pada bensin yang dapat menurunkan kesehatan manusia dan mengganggu perkembangan intelligence (kecerdasan) anak anak, yang pada gilirannya juga akan menurunkan kualitas sumber daya manusia Indonesia. d. Timbulnya asap kabut (smog) dan hujan asam akibat hasil pembakaran yang tidak sempurna, yang menimbulkan masalah masalah lain seperti pada bidang korosi material dan lingkungan serta berkurangnya jarak pandang (visibilitas) mata akibat adanya smog. e. Pemakaian katalik konverter konvensional telah menimbulkan berbagai masalah penyakit bagi manusia. f. Katalik konverter konvensional menggunakan bahan yang relatif mahal.
1.3
PERUMUSAN MASALAH
Universitas Sumatera Utara
Polusi udara dari kenderaan bermotor telah menimbulkan banyak permasalahan lain dan salah satu cara untuk mengeliminasi permasalahan yang timbul adalah dengan melakukan perlakuan (treatment) pada gas hasil buangan kenderaan bermotor dengan logam bahan katalik konverter yang lebih murah, sehingga setidaknya gas
yang
dikeluarkan dapat dikurangi akibat negatifnya terhadap kesehatan. Dengan demikian masalah yang ingin diselesaikan dalam penelitian ini adalah mengurangi polusi udara akibat gas hasil pembakaran kenderaan bermotor
yang menimbulkan penurunan
kesehatan makhluk hidup dan lingkungannya.
1.4
PEMBATASAN MASALAH Untuk dapat menfokuskan dan memaksimalkan penelitian ini, maka
permasalahan dalam penelitian harus dibatasi. Dengan demikian asumsi dan pembatasan dilakukan sebagai berikut: 1. Penelitian hanya difokuskan pada pengurangan persentasi polusi gas buangan hasil pembakaran kenderaan bermotor CO, HC, dan CO 2 setelah dilewatkan melalui filter knalpot. 2. Penelitian dilakukan pada mobil Toyota Yaris VVTI system dengan tahun pembuatan 2006 berbahan bakar bensin premium (C 6 H 12 ).
1.5
TUJUAN PENELITIAN Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk : a. Mengurangi dan mengkonversikan emisi gas akibat gas buangan kenderaan bermotor yang berbahaya bagi kesehatan manusia menjadi gas yang ramah lingkungan. b. Mencari alternatif bahan katalik konverter yang relatif lebih murah dibandingkan dengan bahan katalik konverter konvensional . c. Mengurangi efek rumah kaca yang menimbulkan global warming.
1.6
MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan akan bermanfaat bagi peningkatan kesehatan
lingkungan dan pelestarian lingkungan hidup bagi generasi yang akan datang serta dapat menjadi dasar untuk penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
