TL-5246 PENCEMARAN DAN PEMANTAUAN UDARA TOKSIK
Vinyl Chloride Karakteristik, Sumber, Pathway, Dampak, dan Mitigasi Diajukan untuk memenuhi tugas kuliah Pencemaran dan Pemantauan Udara Toksik
Nama NIM
: Fatimah Dinan Qonitan : 25313052
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014
Vinyl Chloride (C2H3Cl)
CAS 75-01-4; UN 1086
I.
UMUM
Vinyl chloride adalah salah satu jenis terpenting dari hazardous air pollutants, yaitu polutan udara yang diketahui berpotensi menyebabkan kanker atau dampak kesehatan serius lainnya, seperti cacat kelahiran atau dampak reproduktif. Saat ini Badan Perlindungan Lingkungan Hidup Amerika Serikat atau US EPA, telah menentukan 189 jenis hazardous air pollutants dalam The Clean Air Act, termasuk senyawa vinyl chloride (EPA, 2013). Vinyl chloride seringkali disebut dengan nama chloroethene, chloroethylene, ethylene monochloride, atau monochloroethylene. Pada suhu ruangan vinyl chloride merupakan gas yang tidak berwarna, mudah terbakar, dan tidak stabil pada temperatur tinggi. Vinyl chloride dalam fasa cairan ditemukan pada kondisi tekanan tinggi dan temperatur rendah. Vinyl chloride memiliki bau yang ringan dan manis, yang mulai terdeteksi pada konsentrasi 3000 ppm vinyl chloride di udara. Sedangkan dalam air, kebanyakan orang mulai mendeteksi rasa vinyl chloride pada konsentrasi 3,4 ppm (ATSDR, 2006). Vinyl chloride merupakan senyawa yang diproduksi di industri manufaktur, dan tidak terjadi secara alami. Tetapi, senyawa ini dapat terbentuk di lingkungan dari reaksi penguraian senyawa buatan lainnya, seperti trichloroethylene, trichloroethane, dan tetrachloroethylene, oleh mikroorganisme. Sebagian vinyl chloride yang diproduksi di dunia digunakan untuk membuat polimer yang disebut dengan polyvinyl chloride (PVC). Yang terdiri dari rantai panjang berulang monomer vinyl chloride. PVC umumnya digunakan untuk membuat berbagai produk plastik, termasuk pipa, kawat, kabel coating, dan berbagai bahan kemasan. Kegunaan lain dari PVC adalah untuk bahan funitur, jok mobil, penutup dinding, peralatan rumah tangga, dan suku cadang otomotif (ATSDR, 2006). Penggunaan berbagai produk berbahan dasar vinyl chloride sangat banyak ditemukan di proses industri dan kehidupan sehari-hari. Namun senyawa ini diketahui bersifat karsinogen (menyebabkan kanker) untuk manusia. Vinyl Chloride juga bersifat genetoxicant, yaitu menyebabkan perubahan komposisi DNA pada jaringan yang dapat menyebabkan kanker di tingkat eksposur tertentu pada manusia dan hewan uji (EPA, 2006). Organ target primer dari eksposur vinyl chloride adalah hati. Hubungan antara angiosarcoma di organ hati dan eksposur vinyl chloride telah diteliti dengan baik untuk eksposur di lingkungan kerja. Penyakit hati yang bersifat non-kanker juga memiliki hubungan dengan eksposur vinyl chloride, termasuk nekrosis hati dan kista (EPA, 2006). Fetus, infant, dan anak-anak bersifat sangat rentan terhadap eksposur vinyl chloride karena berpotensi meningkatkan kemungkinan kanker setelah dewasa (ATSDR, 2006).
1
II.
KARAKTERISTIK FISIKA – KIMIA
Vinyl chloride (CH3Cl) merupakan gas tidak berwarna yang mudah terbakar pada suhu ruangan dan bersifat tidak stabil pada temperatur tinggi. Vinyl chloride memiliki bau yang ringan dan manis, yang umumnya mulai terdeteksi pada konsentrasi 3000 ppm vinyl chloride di udara. Vinyl chloride dalam fasa cairan dapat ditemukan juga pada kontainer bertekanan tinggi dan temperatur sangat rendah. Identitas kimia senyawa ini dapat diamati pada Tabel 1, sedangkan karakteristik fisika dan kimia senyawa ini secara lengkap tercantum pada Tabel 2. Tabel 1. Identitas Kimia Vinyl Chloride Karakteristik Nama Kimia Sinonim
Nama Dagang Rumus Kimia Struktur Kimia
Informasi Vinyl Chloride Chloroethene; chloroethylene; 1chloroethylene; ethylene monochloride; monovinyl chloride; monochloroethene; monochloroethylene; MVCs; Trovidur; VC; VCM; vinyl chloride (no data) C2H3Cl
Referensi HSDB 2005
No Identifikasi CAS Registry 75-01-4 HSDB 2005 NIOSH/RTECS KU9625000 HSDB 2005 EPA hazardous waste U043 HSDB 2005 OHM/TADS 7216947 HSDB 2005 DOT/UN/NA/IMCO Shipping 1086 HSDB 2005 HSDB 169 HSDB 2005 NCI (no data) HSDB 2005 Sumber : ATSDR Toxicological Profile for Vinyl Chloride, 2006 CAS = Chemical Abstract Services; DOT/UN/NA/IMCO = Department of Transportation/United Nations/North America/International Maritime Dangerous Goods Code; EPA = Environmental Protection Agency; HSDB = Hazardous Substance Data Bank; NCI = National Cancer Institute; NIOSH = National Institute for Occupational Safety and Health; OHM/TADS = Oil and Hazardous Materials/Technical Assistance Data System; RTECS = Registry of Toxic Effects of Chemical Substances
2
Tabel 2. Karakteristik Fisika dan Kimia Vinyl Chloride Properti Berat Molekul Warna Kondisi Fisik Titik Cair Titik Didih Densitas : at -14.2 °C at 15 °C at 20 °C Tekanan Uap Bau Ambang Bau : Air Udara Kelarutan : Air pada 250C Pelarut Organik
Informasi 62.5 Tidak Berwarna Gas -153.80C -13.370C
Referensi Lewis 1990 Budavari 1989 Budavari 1989 Budavari 1989 Budavari 1989
0.969 g/cm3 0.9195 g/cm3 0.9106 g/cm3 2.16 Manis
Cowfer and Magistro 1983 Lewis 1996 NIOSH 1986 Fire 1986 HSDB 1996
3,4 ppm 3000 ppm
Amoore and Hautala 1983 Amoore and Hautala 1983
2763 mg/L 1100 mg/L Terlarut di hidrokarbon, minyak, alkohol, dan larutan organik yang umum.
EPA 1985b Cowfer and Magistro 1963 Cowfer and Magistro 1963
Koefisien Partisi : Log Kow 1,36 NIOSH 1986 Log Koc 1,99 Lyman et al. 1982 Tekanan Uap : at 200C 2530 mmHg Budavari 1989 0 at 25 C 2600 mmHg Lewis 1996 Koefisien Henry : 10.3 °C 0.0147 (atm-m3)/mol Gossett 1987 17.5 °C 0.0193 (atm-m3)/mol Gossett 1987 3 24.8 °C 0.0278 (atm-m )/mol Gossett 1987 3 34.6 °C 0.0358 (atm-m )/mol Gossett 1987 Temperatur Autoignition 472 °C Lewis 1996 Flashpoint -78 °C (closed cup) Budavari 1989 Batas Keterbakaran 3.6 – 33 % volume NIOSH 1986 Faktor Konversi : ppm to mg/m3 in air 1 ppm = 2.6 mg/m3 NIOSH 1990 mg/m3 to ppm in air 1 mg/m3 = 0.38 ppm NIOSH 1990 Batas ledakan 4 – 22 % volume Lewis 1996 Sumber : ATSDR Toxicological Profile for Vinyl Chloride, 2006
3
III.
SUMBER
3.1 Penggunaan Vinyl Chloride Vinyl chloride merupakan salah satu bahan kimia penting dan digunakan dalam proses manufaktur poly vinyl chloride (PVC) dan produk vinyl lainnya. Pada tahun 2002, terdapat permintaan 15,94 billion pounds vinyl chloride di seluruh dunia (ATSDR, 2006). Tingkat permintaan terhadap vinyl chloride hampir seluruhnya tergantung pada tingkat permintaan PVC. Kapasitas produksi PVC di seluruh dunia pada tahun 2005 adalah sekitar 35 juta ton per tahun, dengan pertumbuhan tahunan diperkirakan sebesar 3%. Nilai pertumbuhan tahunan tersebut menempatkan poly vinyl chloride berada setelah polyolefines tetapi di bawah styrene polymers. Jumlah produksi vinyl chloride diperkirakan terus bertambah dari tahun ke tahun, karena permintaan PVC terus meningkat secara global, dengan laju tahunan 3,5% di Asia dan 2.8% di Amerika. Vinyl chloride bukan merupakan senyawa yang ditemukan secara alami di udara, tetapi dibentuk melalui proses manufaktur. Oleh karena itu, sumber emisi vinyl chloride ke lingkungan sangat bergantung pada pemanfaatnya di berbagai sektor, diantaranya adalah produksi bahan bangunan, industri otomotif, insulasi kabel listrik, perpipaan, peralatan industri dan rumah tangga, medis, serta industri karet, kertas, dan kaca. Namun, beberapa industri manufaktur, retailer, dan perusahaan besar di Amerika diketahui telah beralih dari penggunaan PVC karena perhatian terhadap bahaya yang dapat ditimbulkannya. Target, Wal-Mart, Microsoft, Johnson & Johnson, Nike, dan Apple, adalah beberapa perusahaan yang telah menyetujui untuk mengeliminasi penggunaan PVC pada produk-produknya (EPA, 2013).
3.2 Proses Manufaktur/Produksi Vinyl Chloride Vinyl chloride pertama kali diproduksi secara komersial pada tahun 1930-an dengan cara mereaksikan hydrogen chloride dengan acetylene. Saat ini, produksi vinyl chloride dilakukan dengan klorinasi ethylene melalui salah satu proses, yaitu klorinasi langsung (direct chlorination) atau oxychlorination. Direct chlorination : Mereaksikan ethylene dengan chlorine untuk memproduksi 1,2dichloroethane. Oxychlorination : Mereaksikan ethylene dengan hydrogen chloride dan oksigen untuk memproduksi 1,2-dichloroethane. Setelah melalui salah satu dari kedua proses tersebut, 1,2-dichloroethane diberi tekanan dan temperatur tinggi (2.5–3.0 megapascals, 550–550 °C). Hal ini menyebabkan 1,2dichloroethane mengalami pirolisis, atau pemecahan termal, yang akan membentuk vinyl chloride monomer dan hydrogen chloride. Kemudian vinyl chloride monomer dapat diisolasi (Cowfer dan Magistro, 1985 dalam ATSDR, 2006). Proses manufaktur ini dapat dijelaskan melalui diagram pada Gambar 1 dan Gambar 2.
4
Ethylene
Chlorine
Direct
1,2 dichloro ethane
Pirolisis
Vinyl chloride
Gambar 1. Skema Direct Chlorination
Ethylene
Hydrogen chloride & H2O
Oxy.
1,2 dichloro ethane
Pirolisis
Vinyl chloride
Gambar 2. Skema Oxychlorination 3.3 Sumber Eksposur Berikut ini merupakan sumber-sumber eksposur vinyl chloride bagi populasi manusia, yaitu di lingkungan sehari-hari (general population) dan di lingkungan kerja (occupational populations), yaitu : Eksposur pada General Populations o Secara umum, konsentrasi vinyl chloride di udara ambien cukup rendah, dengan sumber eksposur yaitu gas exhaust dari pabrik yang memproses atau memanufaktur vinyl chloride, atau penguapan dari situs limbah kimia. o Vinyl chloride dapat ditemukan di air minum, yang dihasilkan dari kontaknya dengan pipa PVC yang digunakan untuk distribusi/transmisi air. o Vinyl chloride dapat ditemukan di air tanah, karena vinyl chloride merupakan produk degradasi trichloroethylene oleh mikroba di air tanah. Oleh karena itu, vinyl chloride terdapat pada air tanah yang terkontaminasi trichloroethylene o Rokok (cigar atau cigarretes) mengandung vinyl chloride dalam konsentrasi kecil, yaitu 5-30 nanogram/rokok, yang beragam berdasarkan jenis tembakau dan filternya. Vinyl chloride terbentuk selama pembakaran rokok dan jumlahnya berkaitan dengan jumlah klorin anorganik dalam tembakau. o Sejumlah vinyl chloride (dalam batas aman) ditemukan pada makanan yang disimpan dalam wadah yang mengandung PVC. o Orang yang tinggal di sekitar lokasi limbah berbahaya atau landfill memiliki kemungkinan terkena eksposur lebih tinggi dari udara dan air minum. Eksposur pada Occupational Populations o Sumber utama vinyl chloride adalah dari manufaktur PVC, polimer yang digunakan untuk membuat berbagai jenis produk plastik. o Eksposur di lingkungan kerja dapat terjadi pada pekerja yang menangani produksi, penggunaan, transpor, penyimpanan, dan pembuangan (disposal) bahan kimia. 5
IV.
PATHWAY 4.1 Environmental Fate 4.1.1 Transportasi dan Partitioning Berada dalam fasa gas di atmosfer. Berdasarkan tekanan uap dari 2.660 mmHg pada 25°C, pada dasarnya seluruh vinyl chloride di atmosfer diperkirakan hanya berada dalam fase gas. Akibatnya, penyisihan dari atmosfer melalui deposisi kering tidak menjadi proses fate yang penting. Vinyl chloride di air atau tanah menguap secara cepat jika berada dekat permukaan. Proses transportasi utama vinyl chloride dari sistem air alami adalah penguapan ke atmosfer. Konstanta Henry vinyl chloride adalah 0,0278 atm-m3/mol pada 24,8 ° C (Gossett 1987), yang menunjukkan bahwa vinyl chloride dapat terjadi partitioning cepat ke atmosfer. Waktu paruh penguapan vinyl chloride penguapan dari suatu kolam, sungai, dan danau telah diperkirakan sebesar 43,3, 8,7, dan 34,7 jam. Tekanan uap vinyl chloride yang relatif tinggi menunjukkan bahwa senyawa tersebut menguap dengan cepat dari permukaan tanah yang kering. Waktu paruh efektif vinyl chlorida yang dimasukkan 10 cm ke dalam tanah diperkirakan sebesar 12 jam (Juri et al. 1984). Oleh karena itu, vinyl klorida dapat memasuki air tanah sebelum penguapan terjadi (Cowfer dan Magistro 1983). Memiliki nilai koefisien adsorpsi (Koc) rendah. Data eksperimental tentang adsorpsi vinyl chloride ke dalam tanah tidak berada. Koefisien adsorpsi organik karbon tanah (Koc) untuk vinyl chloride diperkirakan berkisar antara 14 131. Nilai Koc ini menunjukkan kecenderungan sorpsi yang sangat rendah, yang berarti bahwa senyawa ini sangat mobile di tanah dan berpotensi larut ke dalam air tanah. Terlarut pada berbagai pelarut organik. Vinyl klorida larut dalam pelarut organik yang paling sering digunakan (Cowfer dan Magistro 1983). Pada kondisi konsentrasi pelarut organik tinggi (misalnya, pada tempat pembuangan sampah, limbah berbahaya), kelarutan vinyl chloride dapat mengurangi tingkat volatilitas, sehingga menghasilkan mobilitas lebih tinggi daripada yang ditunjukkan oleh nilai Koc. Tidak terakumulasi di tanaman atau hewan. Nilai koefisien partisi oktanol-air vinyl chloride yang kecil (log Kow = 1,23) menunjukkan bahwa potensi biokonsentrasinya rendah pada organisme akuatik (EPA 1982a). Umumnya organisme tingkat tinggi memiliki mekanisme detoksifikasi tersendiri untuk senyawa toksik seperti vinyl chloride. Selain itu, volatilitasnya yang tinggi juga meminimalkan potensi bioakumulasi. Konsentrasi jaringan yang relatif rendah ditemukan pada ikan menunjukkan bahwa vinyl chloride tidak terbiomagnifikasi dalam rantai makanan akuatik ke tingkat yang substansial.
6
4.1.2 Transformasi dan Degradasi Udara Reaksi vinyl chloride (gas) dengan hydroxyl radicals yang merupakan produk reaksi fotokimia, diprediksikan sebagai mekanisme degradasi utama senyawa ini di atmosfer. -12
3
Konstanta laju reaksi ini telah diukur sebesar 6.96x10 cm /molec-second (Kwok and Atkinson 1994), dan waktu paruh 18 jam dengan mengasumsikan konsentrasi hydroxyl 6
3
radical sebesar 1.5x10 molecules/cm . Produk dari reaksi ini adalah hydrochloric acid, formaldehyde, formyl chloride, carbon monoxide, carbon dioxide, chloroacetaldehyde, acetylene, chloroethylene epoxide, chloroacetylchloranil, dan air (Müller and Korte 1977; Woldbaek and Klaboe 1978). Air Proses penyisihan utama vinyl chloride dari air permukaan adalah volatilisasi ke atmosfer. Vinyl chloride dalam air tidak menyerap radiasi ultraviolet di atas 218 nm; sehingga, direct fotolisis langsung di lingkungan akuatik terjadi sangat lambat atau tidak terjadi sama sekali (EPA 1976a). Pada air permukaan yang tersinari matahari dan mengandung photosensitizers, seperti humus, fotodegradasi dapat terjadi lebih cepat. Oleh karena itu, di beberapa badan air, sensitized photodegradation (dengan bantuan humus) dapat menjadi mekanisme penyisihan penting (EPA 1976a). Tanah dan Sedimen Hampir seluruh vinyl chloride yang terdapat pada permukaan tanah akan ter-volatilisasi ke atmosfer. Vinyl chloride juga bersifat mobile di tanah dan berpotensi terjadi leaching (Lyman et al. 1982). Kandungan pelarut organik, seperti pada lokasi limbah berbahaya dapat mempengaruhi mobilitas senyawa ini di tanah (Cowfer and Magistro 1983).
4.2 Pathway pada Manusia 4.2.1 Rute Eksposur Pernafasan Pernafasan adalah rute utama dari eksposur, dan vinyl chloride bersifat sangat mudah terabsorbsi ke dalam jaringan paru-paru. Dermal Kontak langsung dengan kulit/mata mungkin terjadi dengan gas terkompresi/cairan vinyl chloride yang bocor. Oral Kemungkinan eksposur melalui mulut dapat dikatakan tidak ada, karena vinyl chloride berbentuk gas pada temperatur ruangan. Sejumlah kecil dapat terlarut dalam cairan atau terkandung dalam makanan yang dibungkus oleh kontainer mengandung vinyl chloride namun dapat diabaikan. 7
4.2.2 Toksikokinetik Toksikokinetik merupakan deskripsi mengenai laju suatu zat kimia dalam memasuki tubuh manusia dan dampaknya terhadap tubuh tersebut. Berikut ini merupakan toksikokinetik terpenting untuk senyawa vinyl chloride : Absorpsi vinyl chloride melalui pernafasan pada manusia terjadi sangat cepat. Relawan yang diekspos vinyl chloride pada konsentrasi rendah diketahui mengandung 42% dari jumlah vinyl chloride terhirup Tidak terdapat data toksikokinetik mengenai absorpsi oral atau dermal di manusia. Tidak terdapat data distribusi vinyl chloride di manusia Pada hewan uji, metabolit vinyl chloride ditemukan di hati, ginjal, empedu, dan otak. Metabolisme vinyl chloride di manusia berkaitan dengan enzim P-450 monooxigenase di hati Intermediet vinyl chloride tersisihkan melalui mekanisme detoksifikasi gluthathione conjugation dan dikeluarkan melalui urine sebagai senyawa turunan cysteine Ekskresi metabolit vinyl chloride terjadi terutama melalui urin pada tingkat eksposur rendah. Pada tingkat eksposur tinggi, vinyl chloride dikeluarkan kembali melalui ekshalasi sebagai senyawa induk Vinyl chloride tidak terakumulasi pada tubuh Berdasarkan rute eksposur dan toksikokinetik yang telah dibahas, maka pathway vinyl chloride pada manusia dapat digambarkan seperti pada Gambar 3.
Lingkungan
Rute Eksposur
Organ Sasaran
Ekskresi Eksposur Rendah
Vinyl Chloride
Pernafasan,
Hati,
dermal
ginjal, empedu, otak
Urine Eksposur Tinggi
Ekshalasi
Gambar 3. Skema Pathway Vinyl Chloride pada Manusia
8
V.
DAMPAK KESEHATAN
Paparan Akut (jangka pendek) terhadap vinyl chloride dalam konsentrasi tinggi di udara diketahui mengakibatkan efek pada sistem saraf pusat (central nervous system - CNS) manusia, seperti pusing, mengantuk, dan sakit kepala. Paparan Kronis (jangka panjang) vinyl chloride melalui inhalasi dan oral diketahui mengakibatkan kerusakan hati. Kanker merupakan perhatian utama dari paparan vinyl chloride melalui inhalasi, karena telah terbukti meningkatkan risiko tipe kanker hati yang jarang ditemui pada manusia, yaitu angiosarcoma. EPA telah mengklasifikasikan vinyl chloride sebagai Grup A, karsinogen manusia. Berikut ini merupakan penjelasan mengenai paparan akibat vinyl chloride, yang dibagi berdasarkan lama eksposurnya yaitu : akut (14 hari atau kurang) dan kronis (lebih dari 364 hari). 5.1 Eksposur Akut Central Nervous System CNS adalah target utama dari toksisitas akut vinyl chloride. Gejala-gejala yang paling sering dilaporkan adalah yang berkaitan dngan sifat anestesi vinil klorida, yaitu pusing, ataksia, kelelahan, mengantuk, sakit kepala, dan kehilangan kesadaran. Untuk paparan melalui inhalasi, gejala yang lebih serius ditemukan pada rentang konsentrasi 8.000 hingga 20.000 ppm vinyl chloride di udara. Paparan konsentrasi yang lebih tinggi untuk jangka waktu yang lebih lama dapat menyebabkan kematian. Respiratory Paparan vinyl chloride melalui inhalasi dapat menyebabkan iritasi saluran pernafasan ringan, mengi, dan bronkitis. Efek ini bersifat sementara dan dapat hilang secara cepat jika paparan dihentikan. Kematian dapat terjadi akibat depresi saluran pernafasan. Kardiovaskular Vinyl chloride dapat menurunkan ambang myocardial terhadap efek dysrhythmogenic katekolamin; yang dapat mempengaruhi pasien penderita ventricular ectopy dan fibrillation. Dermal Eksposur terhadap gas bertekanan/ cairan yang bocor dapat menyebabkan frostbite yang ditandai dengan kulit kemerahan dan kulit melepuh. Ocular Eksposur terhadap gas bertekanan/ cairan yang bocor dapat menyebabkan frostbite yang disertai dengan iritasi/rasa terbakar pada kornea dan konjungtiva. Uap dalam konsentrasi tinggi dapat menyebabkan iritasi mata. 5.2 Eksposur Kronis Toksisitas vinyl chloride diprediksi sebagai hasil dari pembentukan ikatan metabolit reaktif epoxide kepada hepatic DNA, sehingga organ utama yang menjadi sasaran eksposur dalam jangka panjang adalah hati. 9
Karsinogenitas The U.S. Department of Health and Human Services (DHHS) and the International Agency for Research on Cancer (IARC) telah mengklasifikasikan vinyl chloride bersifat karsinogen pada manusia. Vinyl chloride telah menyebabkan penyakit kanker hati, seperti angiosarcoma pada pekerja yang terpapar konsentrasi tinggi. Vinyl chloride juga diduga dapat menyebabkan kanker pada otak, saluran gastrointestinal, paru-paru, dan sistem limfatik /hematopoietic. Genetoksisitas Vinyl Chloride juga bersifat genetoxicant, yaitu menyebabkan perubahan komposisi DNA pada jaringan yang dapat menyebabkan kanker di tingkat eksposur tertentu pada manusia dan hewan uji. Oleh karena itu, kasus eksposur pada ibu hamil harus diperhatikan secara khusus melalui konseling medis. 5.3 Minimum Risk Levels (MRL) Perkiraan resiko eksposur minimal pada manusia, atau Minimum Risk Levels (MRLs) telah dibuat untuk vinyl chloride (ATSDR, 2006). MRL didefinisikan sebagai perkiraan tingkat eksposur harian suatu senyawa terhadap manusia, tanpa menimbulkan dampak kesehatan negatif (nonkarsinogen) pada durasi eksposur yang ditentukan. Berikut ini merupakan MRLs untuk vinyl chloride : Inhalasi
Eksposur akut (< 14 hari) melalui inhalasi, MRL = 0,5 ppm. Eksposur intermediate (15-364 hari) melalui inhalasi, MRL = 0,03 ppm. Tidak ada MRL yang dikembangkan untuk eksposur kronis (> 364 hari) melalui inhalasi.
Oral
Tidak ada MRL yang dikembangkan untuk eksposur akut/intermediete melalui oral. Eksposur kronis (> 364 hari) melalui oral, MRL = 0,003 mg/kg/hari.
10
VI.
MITIGASI 6.1 MACT (Maximum Achievable Control Technology) Standards Karena keterbatasan dalam menentukan framework berdasarkan resiko eksposur setiap zat kimia, dan adanya kesenjangan dalam informasi ilmiah dan analitis, US EPA merevisi The Clean Air Act 1990, khususnya Pasal 112 untuk menentukan metode pendekatan yang lebih praktis sebagai langkah kontrol dan mitigasi hazardous air pollutants. Pendekatan ini memiliki dua komponen. Pada tahap pertama, EPA mengembangkan MACT standards yaitu yang menentukan sumber emisi untuk memenuhi batas emisi tertentu yang didasarkan pada tingkat emisi sudah dicapai oleh banyak sumber sejenis di dalam negeri. Pada tahap kedua, EPA menerapkan kajian berbasis-risiko untuk menilai bagaimana batas emisi berbasis-teknologi ini dapat mengurangi risiko kesehatan dan lingkungan. Berdasarkan kajian ini, EPA dapat menerapkan standar tambahan untuk resiko kesehatan atau lingkungan yang tidak tertangani namun cukup signifikan. MACT standards, atau Maximum Achievable Control Technology standards ditentukan berdasarkan level emisi yang dapat dicapai oleh fasilitas serupa dengan performa terbaik. MACT standards merupakan batas emisi, yang dinyatakan dalam persen pengurangan emisi atau batas konsentrasi dari sumber tertentu. 6.2 MACT Standards untuk Produksi PVC Sumber utama vinyl chloride adalah proses manufaktur PVC, polimer yang digunakan untuk membuat berbagai jenis produk plastik. Pada 2011, EPA membuat regulasi yang berkaitan dengan batas emisi dari sumber produksi PVC. Regulasi ini mengatur MACT standards untuk sumber major, dan GACT standards untuk sumber area dari produksi PVC. Produksi PVC ini mencakup diantaranya proses manufaktur resin yang digunakan untuk membuat produk plastik pada skala besar, diantaranya adalah cat latex, coatings, adhesif, plastik bening, plastik keras, dan perkerasan lantai. Pada 2002, ditentukan bahwa untuk produksi PVC, batas emisi ditentukan untuk parameter vinyl chloride saja, yang mewakili air toxics lain dari produksi PVC. Sumber emisi yang diatur diantaranya adalah, process vents, stripped resin, kebocoran peralatan, limbah, penukar panas, dan fasilitas penyimpanan. Metode yang dapat diterapkan untuk mengurangi emisi dari produksi PVC, diantaranya adalah : Memasang thermal oxidizer bersamaan dengan scrubber gas asam pada ventilasi proses. Dilakukan stripping pada resin PVC dan limbahnya untuk me-recover dan recycle vinyl chloride yang masih tersisa. Penerapan praktik kerja untuk kejadian kebocoran alat, penukar panas, dan fasilitas penyimpanan. Standar final (MACT dan GACT) telah ditentukan EPA untuk produksi PVC ini, diantaranya adalah menentukan batas emisi dari process vents, prosedur resin sampling, batas emisi pada limbah, dan batas emisi dari sumber area, yang akan dibahas pada bagian selanjutnya. 11
6.3 Standar Emisi untuk Pabrik PVC Standar emisi untuk pabrik polyvinyl chloride (PVC) ini diatur pada dokumen “Emissions standard for vinyl chloride and polyvinyl chloride plants” oleh U.S. Environmental Protection Agency, dengan kode regulasi federal 40 CFR 61.63, 61.64 sebagai berikut : (a) Reaktor Konsentrasi vinyl chloride pada setiap aliran gas exhaust dari setiap reaktor tidak melebihi 10 ppm (rerata 3-jam). Kehilangan dari setiap reaktor dari pembukaan reaktor tidak melebihi 0,02 gr vinyl chloride/kg produk PVC, Tidak ada discharge ke atmosfer yang diperbolehkan untuk manual vent valve discharge, kecuali dalam keadaan darurat. (b) Stripper Konsentrasi vinyl chloride pada setiap aliran gas exhaust dari setiap stripper tidak melebihi 10 ppm (rerata 3-jam). (c) Kontainer penyimpanan, penimbangan, dan penyimpanan. Konsentrasi vinyl chloride pada setiap aliran gas exhaust dari setiap kontainer tidak melebihi 10 ppm (rerata 3-jam), baik kontainer tersebut dilengkapi oleh stripper atau tidak. (d) Monomer recovery system Konsentrasi vinyl chloride pada setiap aliran gas exhaust dari setiap monomer recovery system tidak melebihi 10 ppm (rerata 3-jam). (e) Sumber lain yang melengkapi strippers Peraturan ini berlaku untuk emisi vinyl chloride ke atmosfer dari seluruh sumber yang melengkapi stripper, yaitu : Pada pabrik PVC yang menggunakan teknologi stripping untuk mengontrol vinyl chloride, rerata penimbangan per hari dari operasi stripping tidak melebihi ; 2000 ppm untuk PVC dispersion resin (termasuk resin latex) 400 untuk resin PVC lainnya (termasuk resin latex) Pada pabrik PVC yang mengontrol emisi vinyl chloride tidak menggunakan teknologi stripping atau menggunakan teknologi tambahan lain selain itu, emisi vinyl chloride ke atmosfer tidak melebihi : 2 g/kg PVC untuk PVC dispersion resin 0.42 g/kg PVC untuk resin PVC lainnya. (f) Reaktor yang digunakan sebagai strippers Jika reaktor resin non-bulk digunakan sebagai stripper maka emisi rerata vinyl chloride yang lepas dari pembukaan reaktor tidak boleh melebihi 2.02 g/kg untuk PVC dispersion resin dan 0,42 g/kg untuk resin PVC lainnya. 6.4 Teknologi Kontrol Vinyl Chloride Beberapa teknologi vinyl chloride dikenal untuk mengontrol emisi vinyl chloride dari exhaust vents pabrik PVC. Kontrol primer yang sering digunakan diantaranya adalah solvent absorption (stripping), insenerasi, dan carbon adsorption. 12
Solvent Absorption (Stripping) Kontrol VC dengan solvent absorption atau stripping sangat sering digunakan di Pabrik PVC. Efisiensi dari teknologi ini diklaim sebesar 99.99%. Teknologi kontrol ini diterapkan dengan memasang vent gas absorber system untuk melakukan stripping dan recovery sisa VC yang terkandung di aliran gas. VC yang telah di-recover ini selanjutnya digunakan kembali pada unit polimerisasi. Umumnya vent gas absorber system terdiri dari dua kolom, kolom pertama berfungsi untuk mengabsorbsi gas VC melalui leant solvent yang memasuki kolom dari bagian atas. Gas yang tidak terserap dan sejumlah kecil solvent kemudian dilepaskan ke atmosfer dari bagian atas kolom. Kemudian, solvent yang kaya akan VC dari kolom pertama akan dilewatkan melalui sebuah penukar panas menuju kolom kedua, yaitu stripping column. Pada kolom stripping, solvent dipanaskan untuk melepaskan VC. VC dialirkan kembali ke prosess melalui bagian atas kolom, sedangkan leant solvent mengalir melalui bagian bawah kolom. Leant solvent dikembalikan kembali ke stripping column untuk siklus selanjutnya (EPA, 1982). Insenerasi Aliran limbah yang mengandung hidrokarbon terklorinasi seperti VC lebih mudah dibakar dan temperatur pembakaran yang lebih tinggi umumnya dibutuhkan dibandingkan dengan limbah non-hidrokarbon terklorinasi. Temperatur 9800 - 11000 C direkomendasikan untuk destruksi efektif hidrokarbon yang mengandung halogen melalui oksidasi termal. Metode insenerasi di pabrik VC umumnya secara termal dan katalitik, yaitu dengan oksidasi termal. Temperatur insenerasi yang digunakan biasanya berkisar antara 76000 - 12900 C dengan waktu tinggal 0.5 - 2 detik. Hasil menunjukkan konsentrasi < 0.26 ppm (EPA, 1982). Carbon Adsorption Kontrol primer dengan adsorpsi karbon telah diketahui berhasil mengontrol emisi vinyl chloride di pabrik PVC. Aplikasi praktis teknologi kontrol ini adalah pada monomer recovery system, closed slurry bend tanks, dan storage karena terdapat konsentrasi VC yang tinggi dan volume rendah di area tersebut (EPA, 1982).
Selain teknologi kontrol yang telah disebutkan di atas, tersedia teknologi lain yang dapat dan telah digunakan untuk mengontrol emisi vinyl chloride yaitu referigasi, flare, steam boiler, dan reaksi dengan ozon.
13
VII.
DAFTAR PUSTAKA Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 2006. Toxicological Profile for Vinyl Chloride (Update). Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Services. Material Safety Data Sheet (MSDS) Vinyl Chloride Monomer (VCM) PT Asahimas Chemical, http://www.asc.co.id/?idm=3&id=55&ids=65 ,diakses pada 18 Januari 2014. Congress Must Protect People from Toxic Chemicals Known to Cause Harm: Vinyl Chloride http://www.nrdc.org/health/files/vinylChloride.pdf, ,diakses pada 20 Januari 2014. About Air Toxics (US EPA), http://www.epa.gov/ttnatw01/allabout.html#progress ,diakses pada 23 Januari 2014. Vinyl chloride Hazard Summary (US EPA), http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/vinylchl.html, diakses pada 28 Januari 2014. Taking Toxics Out of the Air (US EPA), http://www.epa.gov/airquality/takingtoxics/p1.html, diakses pada 1 Maret 2014. Genetic Toxicology (GENE-TOX), http://toxnet.nlm.nih.gov/cgibin/sis/search/r?dbs+genetox:@term+@rn+@rel+75-01-4 , diakses pada 2 Maret 2014. Vinyl Chloride (OSHA) https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id= 10021, diakses pada 2 Maret 2014. “Cigarette Smoke Has Vinyl Chloride” Sarasota Journal - Feb 4, 1976, Washington. http://news.google.com/newspapers?nid=1798&dat=19760204&id=pfgeAAAAIBAJ&sjid= WY0EAAAAIBAJ&pg=6741,788481, diakses pada 6 Maret 2014. Vinyl Chloride - a Review of National Emission Standards. US EPA, 1982. http://nepis.epa.gov/Exe/ZyNET.exe/91010K0G.TXT, diakses pada 6 Maret 2014.
14
