PENCEMARAN PARTIKULAT

PENCEMARAN PARTIKULAT

PENDAHULUAN

Udara merupakan faktor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya pembangunan fisik kota dan pusat – pusat industri, kualitas udara telah mengalami perubahan.  Udara yang dulunya segar, kini kering dan kotor. Keadaan ini apabila tidak segera di tanggulangi dapat membahayakan kesehatan manusia, kehidupan hewan, serta tumbuhan.

Perubahan lingkungan udara disebabkan pencemaran udara, yaitu masuknya zat pencemar (berbentuk gas – gas dan partikel kecil / aerosol) kedalam udara. Zat pencemar masuk kedalam udara dapat secara alamiah   (asap kebakaran hutan, akibat gunung berapi, debu  meteorit,  dan  pancaran  garam dari laut) dan aktivitas manusia (transportasi,  industri pembuangan sampah). Konsentrasi pencemaran udara di beberapa kota besar dan daerah industri Indonesia menyebabkan  adanya  gangguan  pernafasan,  iritasi pada  mata  dan  telinga,  timbulnya  penyakit  tertentu serta gangguan jarak pandang.

Sumber Pencemar Udara

Sumber pencemaran dapat merupakan kegiatan yang bersifat alami dan kegiatan antropogenik. Contoh sumber alami adalah akibat letusan gunung berapi, kebakaran hutan, dekomposisi biotik, debu, spora tumbuhan  dan  lain  sebagainya.  Pencemaran akibat kegiatan manusia secara kuantitatif sering lebih besar, misalnya  sumber  pencemar  akibat  aktivitas transportasi, industri, persampahan baik akibat proses dekomposisi ataupun pembakaran  dan rumah tangga .

Pencemaran  udara  akibat  kegiatan  transportasi yang sangat penting adalah akibat kendaraan bermotor di  darat  yang  menghasilkan  gas  CO,  Nox, hidrokarbon,  SO2   dan  Tetraethyl  lead,  yang merupakan bahan logam timah yang ditambahkan kedalam  bensin  berkualitas  rendah  untuk meningkatkan nilai oktan guna mencegah terjadinya letupan pada mesin. Parameter penting akibat aktivitas ini adalah CO, Partikulat, NOx, HC, Pb , dan SOx.

Emisi pencemaran udara oleh industri sangat tergantung dari jenis industri dan prosesnya, peralatan industri dan utilitasnya. Berbagai industri dan pusat pembangkit tenaga listrik menggunakan tenaga dan panas yang berasal dari pembakaran arang dan bensin. Hasil sampingan dari pembakaran adalah SOx, asap dan bahan pencemar lain.

Proses pembakaran sampah walaupun skalanya kecil sangat berperan dalam menambah jumlah zat pencemar diudara terutama debu dan hidrokarbon. Hal penting   yang   perlu   diperhitungkan   dalam   emisi pencemaran udara oleh sampah adalah emisi partikulat akibat pembakaran, sedangkan emisi dari proses dekomposisi yang perlu diperhatikan adalah emisi HC dalam bentuk gas metana.

Jenis Pencemar Udara

Dilihat dari ciri fisik,  bahan  pencemar  dapat berupa:

a.    Partikel (debu, aerosol, timah hitam)

b.    Gas (CO, NOx, SOx, H2S dan HC)

c.    Energi (suhu dan kebisingan).

Berdasarkan   dari   kejadian,   terbentuknya pencemar terdiri dari :

a.            Pencemar primer (yang diemisikan langsung dari sumbernya)

b.            Pencemar sekunder (yang terbentuk karena reaksi di udara antara berbagai zat)

Pola emisi akan menggolongkan pencemar dari sumber titik (point source), sumber garis (line source) dan sumber area (area source). Dilihat secara kimiawi, banyak sekali macam bahan pencemar tetapi yang biasanya menjadi perhatian adalah pencemar utama (major air pollutans) yaitu golongan oksida karbon (CO, CO2) , oksida belerang (SO2, SO3) dan oksida nitrogen (N2O, NO, NO3) senyawa hasil reaksi fotokimia, partikel (asap, debu, asbestos, metal, minyak, garam sulfat),   senyawa inorganik ( HF, H2S,NH3,H2SO4,HNO3), hidrokarbon (CH4, C4H10) unsur  radio  aktif  (titanium,  Radon),  energi  panas (suhu, kebisingan).

Gas diudara dengan reaksi fotokimia dapat membentuk bahan pencemar sekunder, misalnya peroxyl radikal dengan oksigen akan membentuk ozon dan nitrogen dioksida berubah menjadi nitrogen monoksida dengan oksigen  dan  sebagainya. Pemaparan terhadap manusia pada umumnya melalui pernafasan dan cara penanggulangannya terutama dengan mengurangi pembebasan bahan pencemar secara langsung keudara, misalnya dengan menggunakan “ gas scrubber “, alat tambahan pada knalpot dan lain – lain.

Partikel dengan ukuran antara 0,01 – 5 μm merupakan   sumber   pencemar   udara   yang   utama karena keadaanya tidak terlihat secara nyata dan terus berada pada atmosfer untuk waktu yang cukup lama. Dampak negatif  dari  bahan  –  bahan  ini  biasanya berupa gangguan pada bahan – bahan bangunan, tanaman, hewan serta manusia .

Dampak Pencemaran Udara

Pencemaran   udara   pada   dasarnya   berbentuk partikel (debu, aerosol, timah hitam)   dan gas (CO, NOx, SOx, H2S, hidrokarbon). Udara yang tercemar dengan partikel dan gas ini dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang berbeda tingkatan dan jenisnya, tergantung dari macam, ukuran  dan komposisi kimiawinya . Gangguan tersebut terutama terjadi pada fungsi faal dari organ tubuh seperti paru – paru dan pembuluh darah atau menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.

Pencemaran udara karena partikel debu biasanya menyebabkan penyakit pernafasan kronis seperti bronchitis khronis, emfisema (penggelembungan rongga atau jaringan karena gas atau udara didalamnya; busung angin), paru, asma bronkial dan kanker paru. Pencemar gas yang terlarut dalam udara dapat langsung masuk kedalam tubuh sampai ke paru – paru yang pada akhirnya diserap  oleh  sistem  peredaran darah .

Kadar timah (Pb) yang tinggi di udara dapat mengganggu pembentukan sel darah merah. Gejala keracunan      dini      mulai      ditunjukkan      dengan terganggunya  fungsi  enzim  untuk  pembentukan  sel darah merah, yang pada akhirnya dapat menyebabkan gangguan  kesehatan  lainnya  seperti  anemia  , kerusakan   ginjal,   dan   lain   –   lain.   Sedangkan keracunan Pb bersifat akumilatif. Keracunan gas CO timbul akibat terbentuknya karboksihemoglobin (COHb) dalam darah. Afinitas CO yang lebih besar dibandingkan dengan oksigen (O2) terhadap Hb menyebabkan fungsi Hb untuk membawa oksigen keseluruh tubuh menjadi terganggu. Berkurangnya penyediaan oksigen kedalam tubuh akan membuat sesak   nafas,   dan   dapat   menyebabkan   kematian, apabila  tidak segera  mendapat udara  segar  .  Bahan pencemar SOx, NOx,H2S dapat merangsang saluran pernafasan  yang  mengakibatkan  iritasi  dan peradangan.

Peraturan Perundangan

Upaya pengendalian pencemaran lingkungan khususnya udara saat ini masih bersifat sektoral, baik legislatif maupun institusinya. Peraturan perundangan dalam kaitannya dengan upaya penanggulangan pencemaran yang bersifat nasional adalah undang – undang no. 4 tahun 1982 tentang Ketentuan Pokok Pengelolaan lingkungan Hidup. Beberapa peraturan tentang upaya pengendalian pencemaran misalnya yang diterapkan untuk: Sektor industri, Sektor pertambangan, Sektor transportasi, Teknologi pengendalian pencemaran

Upaya   teknologi   pengendalian   pencemaran   udara dapat     dilakukan     melalui:     Pengendalian     pada sumbernya, meliputi pengendalian pencemaran debu/partikel,   gas,   dan   buangan   kendaraan   bermotor Pengendalian lingkungan, usaha pengendslisn pencemaran perlu dilengkapi dengan usaha teknik pengendalian agar sesuai dengan fungsinya.

Partikel

Polutan  udara  primer,  yaitu  polutan  yang mencakup 90 % dari jumlah polutan udara seluruhnya apat  dibedakan  menjadi  lima  kelompok  sebagaiberikut:

a)    Karbon monoksida ( CO )

b)   Nitrogen oksida ( NOx)

c)    Hidrokarbon ( HC)

d)   Sulfur Dioksida ( SOx)

e)    Partikel

Sumber polusi yang utama berasal  dari traspotasi, 60 % dari polutan yang dihasilkan terdiri dari karbonmonoksida dan sekitar 15 % hidrokarbon. Toksisitas kelima kelompok polutan tersebut berbeda – beda, di bawah ini menyajikan toksisitas relatif masing – masing kelompok polutan tersebut. Ternyata    polutan    yang    paling    berbahaya    bagi kesehatan adalah partikel – partikel, diikuti berturut – turut NOx, SOx, Hidrokarbon dan yang paling rendah toksisitasnya adalah karbonmonoksida.

Sifat fisis partikel yang penting adalah ukurannya, yang berkisar antara diameter 0,0002 mikron sampai sekitar 500 mikron. Pada kisaran tersebut partikel mempunyai umur dalam bentuk tersuspensi di udara antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Umur partikel tersebut dipengaruhi oleh kecepetan pengendapan yang ditentukan dari ukuran dan densitas partikel serta aliran udara. Pada gambar dibawah ini dapat dilihat hubungan antara velositas pengendapan dengan ukuran partikel jika diasumsi densitas sama.

Sifat partikel lainnya yang penting adalah kemampuannya sebagi tempat adsorbsi (sorbsi secara fisik) atau kimisorbsi (sorbsi disertai dengan interaksi kimia).  Sifat ini  merupakan  fungsi  luas  permukaan yang pada umunya luas untuk kebanyakan partikel. Sifat lainnya adalah sifat optiknya . Partikel yang mempunyai diameter kurang dari 0,1  mikron berukuran sedemikian kecilnya dibandingkan dengan panjang gelombang sinar , sehingga partikel – partikel tersebut mempengaruhi sinar seperti halnya molekul molekul dan menyebabkan refraksi. Demikian sebaliknya untuk partikel yang ukurannya lebih dari satu mikron. Sifat optik ini penting dalam menentukan pengaruh partikel atmosfer terhadap radiasi dan visibilitas solar dan energi.

Sumber Polusi Partikel

Berbagai      proses      alami,      mengakibatkan penyebaran   partikel   diatmosfer,   misalnya   letusan volkano dan hembusan debu serta tanah oleh angin. Aktivitas manusia juga berperan dalam penyebaran partikel,  misalnya  dalam  bentuk  partikel  –  partikel debu dan asbes dari bahan bangunan, abu terbang dari proses  peleburan  baja  dan  asap  dari  proses pembakaran tidak sempurna, terutama dari batu arang. Sumber partikel yang utama yaitu pembakaran bahan bakar dari sumbernya, dikuti oleh proses-proses industri.

Hubungan antara ukuran partikel polutan dengan sumbernya  adalah,  untuk  partikel  dengan  diameter lebih besar dari 10 mikron dihasilkan dari proses – proses mekanis seperti erosi angin , penghancuran dan penyemprotan. Pelindasan benda- benda oleh kendaraan atau pejalan kaki. Partikel yang berukuran diameter diantara 1 – 10 mikron biasanya termasuk tanah, debu, dan produk – produk pembakaran dari industri lokal , dan pada tempat – tempat tertentu juga terdapat   garam   laut.   Partikel   yang   mempunyai diameter antara 0,1 – 1 mikron berasal dari sumber – sumber kebakaran.

Pengaruh Partikel Terhadap Lingkungan

Pengaruh partikel terhadap tanaman. Pengaruh partikel terhadap tanaman terutama adalah dalam bentuk debunya, dimana debu–debu tersebut jika bergabuing dengan uap air atau air hujan akan membentuk kerak yang tebal pada permukaan daun dan tidak dapat tercuci dengan air hujan kecuali digosok.

Lapisan kerak tersebut akan menganggu proses fotosintesis pada tanaman karena menghambat masuknya sinar matahari dan mencegah pertukaran CO2   dengan  atmosfer,  akibatnya  pertumbuhan tanaman menjadi terganggu. Bahaya lain yang ditimbulkan dari pengupulan partikel pada tanaman adalah kemungkinan bahwa partikel tersebut mengandung komponen kimia yang berbahaya bagi hewan yang memakan tanaman tersebut.

Pengaruh partikel terhadap manusia.  Polutan partikel masuk kedalam tubuh manusia melalui sistem pernafasan, oleh karena itu pengaruh yang merugikan terjadi    pada    sistem    pernafasan.    Faktor    yang berpengaruh terhadap sistem pernafasan adalah ukuran partikel, karena ukuran partikel yang menentukan seberapa   jauh   penetrasi   partikel   kedalam   sistem pernafasan. Sistem pernafasan mempunyai beberapa sistem pertahanan yang mencegah masuknya pertikel– pertikel, baik berbentuk padat maupun cair kedalam paru – paru, misalnya bulu hidung akan mencegah masuknya partikel yang berukuran besar, sedang yang ukuran lebih kecil akan dicegah masuk oleh membran mukosa yang terdapat disepanjang sistem pernafasan dan merupakan tempat pertikel menempel .

Partikel   yang   mempunyai   diameter   lebih besar dari 5,0 mikron akan berhenti dan terkumpul terutama didalam hidung dan tenggorokan. Partikel   yang berukuran 0,5 – 5,0 mikron dapat terkumpul di dalam paru paru sampai pada bronchioli    dan  hanya  sebagian  kecil  yang  sampai pada alveoli. Partikel yang kurang dari 0,5 mikron dapat mencapai dan tinggal didalam alveoli. Partikel – partikel yang masuk dan tertinggal didalam paru- paru mungkin berbahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting, yaitu :

1.    Partikel tersebut mungkin beracun karena sifat – sifat kimia dan fisiknya.

2.     Patikel  tersebut  mungkin  bersifat  inert  (tidak bereaksi) tetapi tertinggal didalam saluran pernafasan dapat menganggu pembersihan bahan – bahan lain yang berbahaya.

3.     Partikel–partikel      tersebut      mungkin      dapat membawa molekul–molekul gas yang berbahaya, baik        dengan      cara      mengabsorbsi      atau mengadsorbsi, sehingga molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal dibagian paru-paru yang sensitif.

Pengaruh partikel terhadap bahan lain. Partikel – partikel yang terdapat diudara dapat mengakibatkan   berbagai   kerusakan   pada   berbagai bahan.  Jenis  dan  tingkat kerusakan  yang  dihasilkan oleh partikel dipengaruhi oleh komposisi kimia dan sifit fisik partikel tersebut.

Pengaruh partikel terhadap radiasi solar dan iklim. Partikel yang terdapat diatmosfer berpengaruh terhadap jumlah  dan  jenis  radiasi  solar  yang  dapat mencapai permukaan bumi. Pengaruh ini disebabkan oleh penyebaran  dan  absorbsi  sinar  oleh  partikel. Salah satu pengaruh utama yaitu penurunan visibilitas. Jumlah polutan partikel bervariasi dengan musim atau iklim. Pada musim salju dan gugur, sistem pemanas didalam   rumah – rumah dan gedung meningkat sehingga dibutuhkan tenaga yang lebih tinggi yang mengakibatkan terbentuknya lebih banyak partikel.