1
PENCEMARAN UDARA LELY RIAWATI, ST., MT.
2
Pencemaran Udara
3
Regulasi Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara
4
Pencemaran Udara Masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya
5
Pencemaran Udara Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan troposfir yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya. Emisi adalah zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya ke dalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar;
6
Baku mutu udara ambien Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam udara ambien
7
Pencemaran Udara Bahan / zat ke udara (dari kegiatan manusia dan alam)
Angka Batas (Nilai ambang batas) : - Kuantitas kontaminan - Lamanya berlangsung - Potensinya
Bila dibawah udara atmosfer mempunyai kemampuan ekologis untuk beradaptasi dan mengadakan pengendalian alamiah (ecological auto mechanism) dengan unsur dlm ekosistem Bila diatas Terjadi pencemaran
Berbeda untuk setiap negara : tergantung kepentingan nasional (kesehatan, estetika, pertumbuhan industri dll)
8
FAKTOR PENYEBAB PENCEMARAN UDARA 1. Faktor internal (alamiah), misal : • Debu yang berterbangan akibat tiupan angin • Abu / debu dari letusan gunung berapi serta gas vulkanik • Proses pembusukan sampah organik dll 2. Faktor Eksternal (kegiatan manusia) / Antropogenik, misal : • Hasil pembakaran bahan bakar fosil • Debu / serbuk dari kegiatan industri • Pemakaian zat kimia yang disemprotkan ke udara
9
1. Faktor internal (alamiah), • Timbul dengan sendirinya • Tidak dapat dikendalikan tapi tidak sering terjadi
emisi SO2, H2S, CH4, dan partikulat (letusan gunung berapi)
2. Faktor Eksternal (kegiatan manusiaanthropogenik)
10
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan kondisi fisiknya Bentuk khusus dari partikel (terkait pencemaran udara) dibedakan : a. Mist (kabut) b. Fog (kabut yg padat/tebal) c. Smoke (asap) d. Debu (dust) e. Fume
11
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan kondisi fisiknya a. Mist (kabut) : Partikel cair yang berada dalam udara karena kondensasi uap air. b. Fog (kabut yg padat/tebal) : seperti mist tapi masih dapat dilihat dengan mata telanjang c. Smoke (asap): partikel karbon (padat) yang terjadi dari pembakaran tidak sempurna dari sumber pembakaran yang menggunakan bahan bakar hidrokarbon berdiameter kurang dari 0,1 mikron)
12
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan kondisi fisiknya d. Dust (debu) : Partikel padat yg terjadi karena proses mekanis (pemecahan dan reduksi) terhadap masa padat (masih dipengaruhi gravitasi) 0,1 – 25 mikron e. Fume : partikel padat yang terjadi karena kondensasi dari penguapan logam cair yang disertai suatu oksidasi di udara pada pabrik pengecoran dan peleburan logam kurang dari 1 mikron
13
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan reaksi yang terjadi a. Pencemar udara primer b. Pencemar udara sekunder
14
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan reaksi yang terjadi a.
15
Pencemar udara primer : Semua pencemar diudara yang ada dalam bentuk yang hampir tidak berubah (sekitar 90%) / langsung dari sumber oleh kegiatan manusia (penggunaan bahan bakar minyak/batu bara, peleburan/pemurnian logam, transportasi dll) Contoh : partikulat, NOx, CO, SO2
b. Pencemar udara sekunder : Semua pencemar diudara yang sudah berubah karena reaksi tertentu antara dua atau lebih kontaminan / polutan atau terbentuk oleh interaksi kimiawi antara pencemar primer dan senyawa-senyawa penyusun atmosfer alamiah. Contoh : ozon-O3, Peroxy Acetyl Nitrate (PAN), Asam sulfat, asam nitrat.
Jenis & Karakteristik Pencemar Udara Berdasarkan reaksi yang terjadi • Pencemar primer CO dan NO diemisikan pagi hari dari kendaraan bermotor • Puncak konsentrasi CO & NO terjadi pada waktu pagi hari • Pencemar sekunder: NO2 dan O3 terbentuk pada waktu siang hari (reaksi pencemar primer dengan sinar matahari)
16
17
a. Pencemar Udara Primer 1. 2. 3. 4. 5.
Karbonmonoksida (CO) Nitrogen oksida (NOx) Hidrokarbon (HC) Sulfur oksida (SOx) Partikel
18
Polutan
19
1. KARBONMONOKSIDA
20
1. Karbonmonoksida Berasal dari : a. Pembakaran tidak sempurna (terhadap karbon / komponen yg mengandung karbon)
2 C + O2 2 CO 2 CO +O2 2CO2 - Bila jumlah oksigen tidak mencukupi untuk pembakaran sempurna atau bahan bakar lebih banyak daripada udara - Reaksi 1 berlangsung 10 kali lebih cepat
21
1. Karbonmonoksida b. Reaksi antara karbondioksida dan komponen yang mengandung karbon (pada T tinggi) biasanya terjadi pada pembakaran di furnace
CO2 + C 2CO b. Pada T tinggi karbondioksida terurai menjadi karbonmonoksida dan atom O (makin tinggi T gas CO2 yang terdisosiasi makin banyak)
CO2 CO + O
22
1. Karbonmonoksida Dari aktivitas manusia ; • Transportasi paling banyak, kadar CO di kota > desa. • Pembakaran minyak, gas, arang dll • Proses industri ( besi, petroleum, kertas dll) • Pembuangan limbah padat • Kebakaran hutan.
23
1. Karbonmonoksida CO dengan konsentrasi tinggi mematikan, dengan konsentrasi rendah ( <100 ppm) mengganggu kesehatan (sistem syaraf fungsi mental)
Terdapat reaksi antara CO dengan Hb dalam darah kemampuan darah dalam mentransfer oksigen berkurang (Hb berfungsi dalam sistem transport membawa oksigen oksihaemoglobin (O2Hb) dari paru-paru ke sel tubuh dan membawa CO2 karboksihaemoglobin (COHb)
24
2. NITROGEN OKSIDA
25
2. Nitrogen Oksida (NOx) Di atmosfer jumlah NO > NO2
N2 + O2 2 NO 2 NO +O2 2NO2
26
2. Nitrogen Oksida (NOx) Jumlah NO yang terdapat diudara dalam keadaan ekuilibrium dipengaruhi oleh : 1. Suhu pembakaran, semakin tinggi suhu semakin tinggi konsentrasi NO. Bila suhu diturunkan perlahan-lahan NO akan terdisosiasi menjadi N2 dan O2 kembali. Bila didinginkan mendadak (biasanya pada proses pembakaran) NO banyak terdapat dalam suhu rendah tsb.
2. Selang waktu gas hasil pembakaran terdapat pada suhu tsb 3. Jumlah kelebihan oksigen tersedia kelebihan udara akan mengurangi konsentrasi NO
27
2. Nitrogen Oksida (NOx) NOx
Oleh aktivitas bakteri terbanyak
Tidak bermasalah tersebar merata
Oleh aktivitas manusia
bermasalah jumlahnya meningkat pada daerah tertentu
• Kota kadar NOx 10-100x lbh besar dari pedesaan • Dipengaruhi kepadatan penduduk pembakaran kendaraan bermotor, produksi dll
28
2. Nitrogen Oksida (NOx) NOx berperan dalam pembentukan oksidan fotokimia (komponen berbahaya dalam asap)
Terjadi bila terdapat polutan yg akibatkan reaksi yang melibatkan NO dan NO2 (disebut Siklus fotolitik NO2 )
2. Nitrogen Oksida Siklus reaksi fotolitik NO2
29
Keberadaan NOx dipengaruhi oleh sinar matahari
Energi sinar matahari (ultraviolet)
O2
NO2
NO O
O3
O2
2. Nitrogen Oksida Siklus fotolitik NO2 NO2 mengabsorbsi energi dalam bentuk sinar ultraviolet dari matahari. Digunakan untuk memecah NO2 menjadi molekul NO dan atom oksigen (sangat reaktif) Atom O akan bereaksi dengan O2 diatmosfir O3 (polutan sekunder) Ozon bereaksi dengan NO membentuk NO2 dan O2
30
31
3. HIDROKARBON (HC)
32
3. HIDROKARBON (HC) Terdiri dari hidrogen dan karbon Pada suhu kamar : • 1-4 atom karbon gas (sering menimbulkan pencemaran udara) • 5 atau lebih cair atau padat (semakin tinggi jumlah karbon cenderung berbentuk padat) HC gas tercampur dengan gas-gas hasil buangan lainnya. HC cair membentuk semacam kabut minyak. HC padat membentuk asap yang pekat dan akhirnya menggumpal menjadi debu
33
34
3. SUMBER PENCEMAR HIDROKARBON (HC) Kegiatan industri industri plastik, resin, pigmen, zat warna, pestisida dan pemrosesan karet. Sarana transportasi kondisi mesin yang kurang baik akan menghasilkan HC. Umumnya pada pagi dan sore hari HC di udara tinggi, siang & malam hari menurun. Proses biologi aktivitas geothermal seperti explorasi dan pemanfaatan gas alam dan minyak bumi : misal metana. Proses dekomposisi bahan organik pada permukaan tanah Pembuangan sampah, kebakaran hutan dan kegiatan manusia lainnya
35
4. Sulfur Oksida (SOx)
36
4. Sulfur Oksida (SOx) Pencemaran oleh sulfur oksida (SOx) : • SO2 (sulfur dioksida) bau tajam (mulai terdeteksi 0,3 – 1 ppm), tidak terbakar diudara • SO3 (sulfur trioksida) reaktif, mudah bereaksi dengan uap air di udara H2SO4 (reaktifpengkaratan) Pembakaran bahan yang mengandung sulfur menghasilkan sulfur oksida (SOx). SO2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar (tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia)
37
4. Sulfur Oksida (SOx) Mekanisme pembentukan SOx S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 Setelah berada di atmosfer, sebagian SO2 akan diubah menjadi SO3 (kemudian menjadi H2SO4) oleh proses-proses fotolitik dan katalitik. Jumlah SO2 yang teroksidasi menjadi SO3 dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk jumlah air yang tersedia, intensitas, waktu dan distribusi spektrum sinar matahari
38
4. Sulfur Oksida (SOx) • H2SO4 di atmosfer lebih tinggi dari hasil emisi SO3 yang lain berasal dari mekanisme-mekanisme lain • SO3 biasanya diproduksi dalam jumlah kecil selama pembakaran reaksi pembentukan SO3 berlangsung sangat lambat pada suhu relatif rendah (misalnya pada 200oC), kecepatan reaksi meningkat dengan kenaikan suhu. • SO3 di udara dalam bentuk gas terjadi jika konsentrasi uap air sangat rendah. Bila agak tinggi SO3 dan air akan bergabung membentuk droplet asam sulfat (H2SO4). SO + H O H SO
39
4. Sulfur Oksida (SOx) Sulfur di atmosfer : Sepertiga aktivitas manusia (kebanyakan dalam bentuk SO2) terkonsentrasi pada daerah tertentu / distribusinya tidak merata Dua pertiga sumber-sumber alam seperti volcano (terdapat juga dalam bentuk H2S dan oksida) Gas H2S dihasilkan oleh pembusukan bahan organik, letusan gunung berapi , industri
40
5. Partikel
Komponen partikel dan bentuk yang umum terdapat di udara KOMPONEN Besi Magnesium Kalsium Aluminium Sulfur Titanium Karbonat Silikon Fosfor Kalium Natrium Lain-lain
BENTUK Fe2O3,Fe3O4 MgO CaO Al2O3 SO2 TiO2 CO3ˉ SiO2 P2O5 K2O Na2O
41
42
Sumber pencemaran partikel Peristiwa alami : • Debu tanah/pasir halus yang terbang terbawa oleh angin kencang. • Abu dan bahan-bahan vulkanik yang terlempar ke udara akibat letusan gunung berapi. • Semburan uap air panas di sekitar daerah sumber panas bumi di daerah pegunungan.
43
Sumber pencemaran partikel Kegiatan manusia: • Pembakaran bahan bakar dari sumbernya • Proses industri • Kebakaran hutan • Transportasi
Partikel yang masuk ke dalam paru-paru dapat membahayakan manusia a. Sifat-sifat kimia dan fisik dari partikel tersebut mungkin beracun b. Partikel yang masuk tersebut bersifat inert c. Partikel tersebut membawa molekul-molekul gas berbahaya dengan cara mengabsorbsi maupun mengadsorpsi yang menyebabkan molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal dalam paru-paru.
44
45
5. Partikel Selain gas, polutan udara terdapat dalam bentuk partikel kecil padat dan droplet cairan Menurut WHO, ukuran partikel debu yang dapat masuk kedalam saluran pernafasan manusia 0,1 µm sampai 10 µm dan berada sebagai suspended particulate matter (partikulat melayang dengan ukuran ≤ 10 µm dan dikenal dengan nama PM10).
46
DAMPAK NEGATIF DARI PARTIKEL PM10 bersifat akut pada saluran pernafasan bagian bawah seperti pneumonia dan bronchitis baik pada anak-anak maupun pada orang dewasa. Mist asam sulfat (H2SO4) menyebabkan ISPA (mengiritasi membran mukosa saluran pernafasan dapat merusak saluran pelindung pernafasan (bulu hidung, silia, selaput lendir) kuman dapat mudah masuk kedalam tubuh dan menimbulkan penyakit infeksi saluran nafas akut
47
Selamat Belajar…
?
