Pencemaran Udara

 

Pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.

Pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia.Beberapa definisi gangguan fisik seperti polusi suara, panas, radiasi atau polusi cahaya dianggap sebagai polusi udara.Sifat alami udara mengakibatkan dampak pencemaran udara dapat bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global.Pencemar udara dibedakan menjadi pencemar primer dan pencemar sekunder.Pencemar primer adalah substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemaran udara. Karbon monoksida adalah sebuah contoh dari pencemar udara primer karena ia merupakan hasil dari pembakaran. Pencemar sekunder adalah substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di atmosfer.Pembentukan ozon dalam smog fotokimia adalah sebuah contoh dari pencemaran udara sekunder.

Atmosfer merupakan sebuah sistem yang kompleks, dinamik, dan rapuh. Belakangan ini pertumbuhan keprihatinan akan efek dari emisi polusi udara dalam konteks global dan hubungannya dengan pemanasan global, perubahan iklim dan deplesi ozon di stratosfer semakin meningkat.

Kegiatan manusia

• Transportasi
• Industri
• Pembangkit listrik
• Pembakaran (perapian, kompor, furnace, insinerator dengan berbagai jenis bahan bakar)

Sumber alami

• Gunung berapi
• Rawa-rawa
• Kebakaran hutan
• Nitrifikasi dan denitrifikasi biologi

Sumber-sumber lain

• Transportasi amonia
• Kebocoran tangki klor
• Timbulan gas metana dari lahan uruk/tempat pembuangan akhir sampah
• Uap pelarut organik

Jenis-jenis pencemar

• Karbon monoksida
• Oksida nitrogen
• Oksida sulfur
• CFC
• Hidrokarbon
• Ozon
• Volatile Organic Compounds
• Partikulat

Dampak
Dampak kesehatan
Substansi pencemar yang terdapat di udara dapat masuk ke dalam tubuh melalui sistem pernapasan.Jauhnya penetrasi zat pencemar ke dalam tubuh bergantung kepada jenis pencemar. Partikulat berukuran besar dapat tertahan di saluran pernapasan bagian atas, sedangkan partikulat berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru. Dari paru-paru, zat pencemar diserap oleh sistem peredaran darah dan menyebar ke seluruh tubuh.

Dampak kesehatan yang paling umum dijumpai adalah ISPA (infeksi saluran pernapasan akut), termasuk di antaranya, asma, bronkitis, dan gangguan pernapasan lainnya.Beberapa zat pencemar dikategorikan sebagai toksik dan karsinogenik.
Studi ADB memperkirakan dampak pencemaran udara di Jakarta yang berkaitan dengan kematian prematur, perawatan rumah sakit, berkurangnya hari kerja efektif, dan ISPA pada tahun 1998 senilai dengan 1,8 trilyun rupiah dan akan meningkat menjadi 4,3 trilyun rupiah di tahun 2015.

Dampak terhadap tanaman
Tanaman yang tumbuh di daerah dengan tingkat pencemaran udara tinggi dapat terganggu pertumbuhannya dan rawan penyakit, antara lain klorosis, nekrosis, dan bintik hitam. Partikulat yang terdeposisi di permukaan tanaman dapat menghambat proses fotosintesis.
Hujan asam
pH normal air hujan adalah 5,6 karena adanya CO2 di atmosfer. Pencemar udara seperti SO2 dan NO2 bereaksi dengan air hujan membentuk asam dan menurunkan pH air hujan. Dampak dari hujan asam ini antara lain:

• Mempengaruhi kualitas air permukaan
• Merusak tanaman
• Melarutkan logam-logam berat yang terdapat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitas air tanah dan air permukaan
• Bersifat korosif sehingga merusak material dan bangunan

Efek rumah kaca
Efek rumah kaca disebabkan oleh keberadaan CO2, CFC, metana, ozon, dan N2O di lapisan troposfer yang menyerap radiasi panas matahari yang dipantulkan oleh permukaan bumi.Akibatnya panas terperangkap dalam lapisan troposfer dan menimbulkan fenomena pemanasan global.
Dampak dari pemanasan global adalah:

• Pencairan es di kutub
• Perubahan iklim regional dan global

Kerusakan lapisan ozon
Lapisan ozon yang berada di stratosfer (ketinggian 20-35 km) merupakan pelindung alami bumi yang berfungsi memfilter radiasi ultraviolet B dari matahari.Pembentukan dan penguraian molekul-molekul ozon (O3) terjadi secara alami di stratosfer.Emisi CFC yang mencapai stratosfer dan bersifat sangat stabil menyebabkan laju penguraian molekul-molekul ozon lebih cepat dari pembentukannya, sehingga terbentuk lubang-lubang pada lapisan ozon.
Kerusakan lapisan ozon menyebabkan sinar UV-B matahri tidak terfilter dan dapat mengakibatkan kanker kulit serta penyakit pada tanaman.
cemaran udara dapat bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global

Pencemaran Udara, Suatu Pendahuluan

1. Umum
Tulisan ini mengetengahkan sekilas pandang mengenai pencemaran udara.pengertian, pengaruhnya terhadap kualitas lingkungan dan kesehatan manusia serta teknologi terbaru untuk menguranginya. Semakin pesatnya kemajuan ekonomi mendorong semakin bertambahnya kebutuhan akan transportasi, dilain sisi lingkungan alam yang mendukung hajat hidup manusia semakin terancam kualitasnya, efek negatif pencemaran udara kepada kehidupan manusia kian hari kian bertambah. Untuk itulah tulisan singkat ini dipersembahkan sebagai bahan awal untuk melangkah menciptakan lingkungan yang sehat dan nyaman.Pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam atmosfir yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada kesehatan manusia secara umum serta menurunkan kualitas lingkungan.Pencemaran udara dapat terjadi dimana-mana, misalnya di dalam rumah, sekolah, dan kantor. Pencemaran ini sering disebut pencemaran dalam ruangan (indoor pollution). Sementara itu pencemaran di luar ruangan (outdoor pollution) berasal dari emisi kendaraan bermotor, industri, perkapalan, dan proses alami oleh makhluk hidup. Sumber pencemar udara dapat diklasifikasikan menjadi sumber diam dan sumber bergerak.Sumber diam terdiri dari pembangkit listrik, industri dan rumah tangga.Sedangkan sumber bergerak adalah aktifitas lalu lintas kendaraan bermotor dan tranportasi laut. Dari 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 NO2 dan CO di udara yang jumlahnya lebih dari 50%. Penurunan kualitas udara yang terus terjadi selama beberapa tahun terakhir menunjukkan kita bahwa betapa pentingnya digalakkan usaha-usaha pengurangan emisi ini.Baik melalui penyuluhan kepada masyarakat ataupun dengan mengadakan penelitian bagi penerapan teknologi pengurangan emisi.

2. Zat-zat Pencemar Udara
Emisi Karbon Monoksida (CO)
Asap kendaraan merupakan sumber utama bagi karbon monoksida di berbagai perkotaan. Data mengungkapkan bahwa 60% pencemaran udara di Jakarta disebabkan karena benda bergerak atau transportasi umum yang berbahan bakar solar terutama berasal dari Metromini [5]. Formasi CO merupakan fungsi dari rasio kebutuhan udara dan bahan bakar dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar mesin diesel. Percampuran yang baik antara udara dan bahan bakar terutama yang terjadi pada mesin-mesin yang menggunakan Turbocharge merupakan salah satu strategi untuk meminimalkan emisi CO. Karbon monoksida yang meningkat di berbagai perkotaan dapat mengakibatkan turunnya berat janin dan meningkatkan jumlah kematian bayi serta kerusakan otak. Karena itu strategi penurunan kadar karbon monoksida akan tergantung pada pengendalian emisi seperti pengggunaan bahan katalis yang mengubah bahan karbon monoksida menjadi karbon dioksida dan penggunaan bahan bakar terbarukan yang rendah polusi bagi kendaraan bermotor
Nitrogen Oksida (NOx)
Sampai tahun 1999 NOx yang berasal dari alat transportasi laut di Jepang menyumbangkan 38% dari total emisi NOx (25.000 ton/tahun) [4]. NOx terbentuk atas tiga fungsi yaitu Suhu (T), Waktu Reaksi (t), dan konsentrasi Oksigen (O2), NOx = f (T, t, O2). Secara teoritis ada 3 teori yang mengemukakan terbentuknya NOx, yaitu:

1. Thermal NOx (Extended Zeldovich Mechanism)
   Proses ini disebabkan gas nitrogen yang beroksidasi pada suhu tinggi pada ruang bakar (>1800 K). Thermal NOx ini didominasi oleh emisi NO (NOx = NO + NO2).
2. Prompt NOx
   Formasi NOx ini akan terbentuk cepat pada zona pembakaran.
3. Fuel NOx
   NOx formasi ini terbentuk karena kandungan N dalam bahan bakar.

Kira-kira 90% dari emisi NOx adalah disebabkan proses thermal NOx, dan tercatat bahwa dengan penggunaan HFO (Heavy Fuel Oil), bahan bakar yang biasa digunakan di kapal, menyumbangkan emisi NOx sebesar 20-30%. Nitrogen oksida yang ada di udara yang dihirup oleh manusia dapat menyebabkan kerusakan paru-paru. Setelah bereaksi dengan atmosfir zat ini membentuk partikel-partikel nitrat yang amat halus yang dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Selain itu zat oksida ini jika bereaksi dengan asap bensin yang tidak terbakar dengan sempurna dan zat hidrokarbon lain akan membentuk ozon rendah atau smog kabut berawan coklat kemerahan yang menyelimuti sebagian besar kota di dunia.
SOx (Sulfur Oxide : SO2, SO3)
Emisi SOx terbentuk dari fungsi kandungan sulfur dalam bahan bakar, selain itu kandungan sulfur dalam pelumas, juga menjadi penyebab terbentuknya SOx emisi. Struktur sulfur terbentuk pada ikatan aromatic dan alkyl. Dalam proses pembakaran sulfur dioxide dan sulfur trioxide terbentuk dari reaksi:
S + O2 = SO2
SO2 + 1/2 O2 = SO3
Kandungan SO3 dalam SOx sangat kecil sekali yaitu sekitar 1-5%. Gas yang berbau tajam tapi tidak berwarna ini dapat menimbulkan serangan asma, gas ini pun jika bereaksi di atmosfir akan membentuk zat asam. Badan WHO PBB menyatakan bahwa pada tahun 1987 jumlah sulfur dioksida di udara telah mencapai ambang batas yg ditetapkan oleh WHO.
Emisi HydroCarbon (HC)
Pada mesin, emisi Hidrokarbon (HC) terbentuk dari bermacam-macam sumber. Tidak terbakarnya bahan bakar secara sempurna, tidak terbakarnya minyak pelumas silinder adalah salah satu penyebab munculnya emisi HC. Emisi HC pada bahan bakar HFO yang biasa digunakan pada mesin-mesin diesel besar akan lebih sedikit jika dibandingkan dengan mesin diesel yang berbahan bakar Diesel Oil (DO). Emisi HC ini berbentuk gas methan (CH4).Jenis emisi ini dapat menyebabkan leukemia dan kanker.
Partikulat Matter (PM)
Partikel debu dalam emisi gas buang terdiri dari bermacam-macam komponen. Bukan hanya berbentuk padatan tapi juga berbentuk cairan yang mengendap dalam partikel debu. Pada proses pembakaran debu terbentuk dari pemecahan unsur hidrokarbon dan proses oksidasi setelahnya. Dalam debu tersebut terkandung debu sendiri dan beberapa kandungan metal oksida. Dalam proses ekspansi selanjutnya di atmosfir, kandungan metal dan debu tersebut membentuk partikulat. Beberapa unsur kandungan partikulat adalah karbon, SOF (Soluble Organic Fraction), debu, SO4, dan H2O. Sebagian benda partikulat keluar dari cerobong pabrik sebagai asap hitam tebal, tetapi yang paling berbahaya adalah butiran-butiran halus sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Diketahui juga bahwa di beberapa kota besar di dunia perubahan menjadi partikel sulfat di atmosfir banyak disebabkan karena proses oksida oleh molekul sulfur.

3. Efek Negatif Pencemaran Udara Bagi Kesehatan Tubuh
Tabel 1 menjelaskan tentang pengaruh pencemaran udara terhadap makhluk hidup.Rentang nilai menunjukkan batasan kategori daerah sesuai tingkat kesehatan untuk dihuni oleh manusia. Karbon monoksida, nitrogen, ozon, sulfur dioksida dan partikulat matter adalah beberapa parameter polusi udara yang dominan dihasilkan oleh sumber pencemar. Dari pantauan lain diketahui bahwa dari beberapa kota yang diketahui masuk dalam kategori tidak sehat berdasarkan ISPU (Indeks Standar Pencemar Udara) adalah Jakarta (26 titik), Semarang (1 titik), Surabaya (3 titik), Bandung (1 titik), Medan (6 titik), Pontianak (16 titik), Palangkaraya (4 titik), dan Pekan Baru (14 titik). Satu lokasi di Jakarta yang diketahui merupakan daerah kategori sangat tidak sehat berdasarkan pantauan lapangan [1].

Tabel 1. Pengaruh Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU)

Kategori	Rentang	Karbon monoksida (CO)	Nitrogen (NO2)	Ozon (O3)	Sulfur dioksida (SO2)	Partikulat
Baik	0-50	Tidak ada efek	Sedikit berbau	Luka pada Beberapa spesies tumbuhan akibat kombinasi dengan SO2 (Selama 4 Jam)	Luka pada Beberapa spesies tumbuhan akibat kombinasi dengan O3 (Selama 4 Jam)	Tidak ada efek
Sedang	51 - 100	Perubahan kimia darah tapi tidak terdeteksi	Berbau	Luka pada Beberapa spesies tumbuhan	Luka pada Beberapa spesies tumbuhan	Terjadi penurunan pada jarak pandang
Tidak Sehat	101 - 199	Peningkatan pada kardiovaskular pada perokok yang sakit jantung	Bau dan kehilangan warna. Peningkatan reaktivitas pembuluh tenggorokan pada penderita asma	Penurunan kemampuan pada atlit yang berlatih keras	Bau, Meningkatnya kerusakan tanaman	Jarak pandang turun dan terjadi pengotoran debu di mana-mana
Sangat Tidak Sehat	200-299	Meningkatnya kardiovaskular pada orang bukan perokok yang berpenyakit Jantung, dan akan tampak beberapa kelemahan yang terlihat secara nyata	Meningkatnya sensitivitas pasien yang berpenyakit asma dan bronchitis	Olah raga ringan mengakibatkan pengaruh parnafasan pada pasien yang berpenyaklt paru-paru kronis	Meningkatnya sensitivitas pada pasien berpenyakit asma dan bronchitis	Meningkatnya sensitivitas pada pasien berpenyakit asma dan bronchitis
Berbahaya	300 - lebih	Tingkat yang berbahaya bagi semua populasi yang terpapar

Sumber: Bapedal [1]

Tabel 2. Sumber dan Standar Kesehatan Emisi Gas Buang

Pencemar	Sumber	Keterangan
Karbon monoksida (CO)	Buangan kendaraan bermotor; beberapa proses industri	Standar kesehatan: 10 mg/m3 (9 ppm)
Sulfur dioksida (S02)	Panas dan fasilitas pembangkit listrik	Standar kesehatan: 80 ug/m3 (0.03 ppm)
Partikulat Matter	Buangan kendaraan bermotor; beberapa proses industri	Standar kesehatan: 50 ug/m3 selama 1 tahun; 150 ug/m3
Nitrogen dioksida (N02)	Buangan kendaraan bermotor; panas dan fasilitas	Standar kesehatan: 100 pg/m3 (0.05 ppm) selama 1 jam
Ozon (03)	Terbentuk di atmosfir	Standar kesehatan: 235 ug/m3 (0.12 ppm) selama 1 jam

Sumber: Bapedal [2]
Tabel 2 memperlihatkan sumber emisi dan standar kesehatan yang ditetapkan oleh pemerintah melalui keputusan Bapedal. BPLHD Propinsi DKI Jakarta pun mencatat bahwa adanya penurunan yang signifikan jumlah hari dalam kategori baik untuk dihirup dari tahun ke tahun sangat mengkhawatirkan. Dimana pada tahun 2000 kategori udara yang baik sekitar 32% (117 hari dalam satu tahun) dan di tahun 2003 turun menjadi hanya 6.85% (25 hari dalam satu tahun) [3]. Hal ini menandakan Indonesia sudah seharusnya memperketat peraturan tentang pengurangan emisi baik sektor industri maupun sektor transportasi darat/laut.Selain itu tentunya penemuan-penemuan teknologi baru pengurangan emisi dilanjutkan dengan pengaplikasiannya di masyarakat menjadi suatu prioritas utama bagi pengendalian polusi udara di Indonesia.

4. Tentang Teknologi Penanggulangan Emisi dari Kendaraan
Secara sekilas teknologi penanggulangan emisi dari mesin dapat dikategorikan menjadi dua bagian besar yaitu Pengurangan emisi metoda primer dan Pengurangan emisi metoda sekunder [6]. Untuk pengurangan emisi metoda primer adalah sebagai berikut:
Berdasarkan bahan bakar :

• Penggunaan bahan bakar yang rendah Nitrogen dan Sulfur termasuk penggunaan non fossil fuel
• Penggalangan penggunaan Non Petroleum Liquid Fuels
• Penggunaan angka cetan yang tinggi bagi motor diesel dan angka oktan bagi motor bensin
• Penggunaan bahan bakar Gas
• Penerapan teknologi emulsifikasi (pencampuran bahan bakar dengan air atau lainnya)

Berdasarkan Perlakuan Udara :

• Penggunaan teknologi Exhaust Gas Recirculation (EGR)
• Pengaturan temperature udara yang masuk pada motor
• Humidifikasi

Berdasarkan Proses Pembakaran :

• Modifikasi pada pompa bahan bakar dan sistem injeksi bahan bakar
• Pengaturan waktu injeksi bahan bakar
• Pengaturan ukuran droplet dari bahan bakar yang diinjeksikan
• Injeksi langsung air ke dalam ruang pembakaran

Sementara itu pengurangan emisi metoda sekunder adalah :

• Penggunaan Selective Catalytic Reduction (SCR)
• Penerapan teknologi Sea Water Scrubber untuk aplikasi di kapal
• Penggunaan katalis magnet yang dipasang pada pipa bahan bakar
• Penggunaan katalis pada pipa gas buang kendaraan bermotor

5. Akhir
Melihat kenyataan seperti dituliskan diatas, polusi udara merupakan salah satu permasalahan lingkungan yang serius di Indonesia saat ini, sejalan dengan semakin meningkatnya jumlah kendaraan bermotor dan peningkatan ekonomi transportasi.Uji kelayakan emisi yang sejak beberapa tahun terakhir didengung-dengungkan oleh pemerintah dan LSM ternyata juga tidak berjalan dengan yang diharapkan.Jumlah kendaraan bermotor di jalan raya kian hari semakin meningkat.Di wilayah DKI Jakarta pertambahan kendaraan tercatat 8.74% per tahun sementara prasarana jalan meningkat 6.28% per tahun [3], menambah semakin terpuruknya kondisi lingkungan udara kita.Penulis berharap semoga dengan kenaikan harga pokok bahan bakar minyak bagi kendaraan yang ditetapkan pemerintah dapat menjadi salah satu momentum bagi kita semua untuk melangkah berpikir tentang lingkungan udara yang sehat. Kesadaran masyarakat akan pembatasan penggunaan kendaraan pribadi dan didukung dengan penyediaan angkutan massal yang baik dan nyaman oleh pemerintah akan menciptakan lingkungan udara yang sehat bagi manusia Indonesia.

6. Daftar Pustaka

1. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, 2002, Presentasi Data ISPU - Januari 2002 hingga Desembar 2002.
2. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, 2002, Sumber dan Standar Kesehatan Emisi Gas Buang.
3. Kementerian Lingkungan Hidup, 2002, Status Lingkungan Hidup DKI Jakarta.
4. Nishida Osami, 2001, Actual State and Prevention of Marine Air Pollution from Ships, Review of Kobe University of Mercantile Marine No. 49, Kobe-Japan.
5. Tempo Interaktif, 2005, Metromini Penyebab Pencemaran Udara Terbesar di Jakarta, Januari 2005.
   (http://www.tempointeraktif.com/hg/jakarta/2005/01/18/brk,20050118-10,id.html)
6. Wright.A.A, 2000, Exhaust Emissions from Combustion Machinery, IMARE-London.