Makalah Pencemaran Udara

A. Latar Belakang

Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konsistan. Komponen yang konsentrasinya selalu bervariasi adalah air dalam bentuk uap H2O dan karbon dioksida (CO₂).  Konsentrasi CO₂ di udara selalu rendah, yaitu sekitar 0.03%. konsentrasi CO₂ mungkin naik, tetapi masih dalam kisaran beberapa per seratus persen, misalnya di sekitar proses-proses yang menghasilkan CO₂ seperti pembusukan sampah tanaman, pembakaran, atau di sekitar kumpulan massa manusia di dalam ruangan terbatas yaitu karena pernafasan. 

Udara merujuk kepada campuran gas yang terdapat pada permukaan bumi. Udara bumi yang kering mengandung 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbon dioksida, dan gas-gas lain. 

Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah dengan ketinggian dari permukaan tanah. Demikian juga massanya, akan berkurang seiring dengan ketinggian. Semakin dekat dengan lapisan troposfer, maka udara semakin tipis, sehingga melewati batas gravitasi bumi, maka udara akan hampa sama sekali. 

Pencemaran udara dapat didefinisikan sebagai hadirnya substansi di udara dalam konsentrasiyang cukup untuk menyebabkan gangguan kesehatan pada manusia, hewan, tanaman maupunmaterial. Substansi ini dapat berupa gas, cair maupun partikel padat. Pencemaran udara terjadiapabila mengandung satu macam atau lebih bahan pencemar diperoleh dari hasil proses kimiawi (dapat berupa gas), atau kondisi fisik yang sangat tinggi bagi ukuran manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Adanya gas-gas tersebut dan partikulat-partikulat dengan konsentrasi yang melewati ambang batas, maka terjadilah pencemaran udara di daerah tersebut. Ada lima jenis polutan yang dapat mencemari udara, yaitu partikut dengan diameter kurang dari 10 µm (PM10), Sulfur dioksida (SO₂), nitrogen dioksida (NO₂), karbon monoksida (CO) dan timbal. Polutan-polutan tersebut dapat mencemari udara dan berdampak negatif bagi kesehatan masyarakat jika telah melebihi ambang batas, sehingga perlu dikendalikan. Polutan tersebut dapat berasal dari berbagai sumber, baik sumber pencemar alamimaupun akibat perbuatan manusia. Sumber pencemar alami berasal dari alam dan tanpa campur tangan manusia. 

Pencemaran udara ini sudah menjadi masalah yang serius di kota-kota besar di Indonesia. Dampak pencemaran udara terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia serta ekosistem telah menimbulkan kerugian ekonomi yang sangat besar. Berdasarkan studi Bank Dunia tahun 1994 dinyatakan bahwa kerugian ekonomi yang disebabkan polusi udara di Jakarta sebesar Rp500 milyar yang diperhitungkan dari 1.200 kematian prematur, 32 juta masalah pernapasan, dan 464 kasus asma. Peningkatan pencemaran udara disebabkan peningkatan pertumbuhan penduduk dan laju urbanisasi yang mendorong pertumbuhan kendaraan bermotor, penurunan ruang terbuka hijau, perubahan gaya hidup yang mendorong pertumbuhan konsumsi energi, ketergantungan kepada minyak bumi sebagai sumber energi, serta kurangnya kesadaran masyarakat mengenai pencemaran udara dan pengendaliannya. 

Apabila makhluk hidup bernapas, kandungan oksigen berkurang sementara kandungan karbon dioksida bertambah. Ketika tumbuhan menjalani sistem fotosintesa, oksigen kembali dibebaskan. Dengan karakteristiknya antara lain : 

a. Oksigen (O2)                  =          20,9% 

b. Nitrogen (N2)                  =          78,09 % 

c. Argon ( Ar)                       =          0,93% 

d. Karbondioksida (CO2)  =          0,033% 

e. Neon (Ne)                       =          0,0008% 

f. Helium (He)                    =          0,0005% 

g. Methan (CH4)                 =          0,00015% 

h. Lain-Lain                         =          0,00001% 

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. 

B. Tujuan 

1. Untuk mengetahui karakteristik udara bersih 

2. Untuk mengetahui pencemaran udara oleh faktor-faktor kimia

BAB II

PEMBAHASAN 

A. Karakteristik udara bersih 

Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi.Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konsistan. Komponen yang konsentrasinya selalu bervariasi adalah air dalam bentuk uap H2O dan karbon dioksida (CO₂).  Konsentrasi CO₂ di udara selalu rendah, yaitu sekitar 0.03%. konsentrasi CO₂ mungkin naik, tetapi masih dalam kisaran beberapa per seratus persen, misalnya di sekitar proses-proses yang menghasilkan CO₂ seperti pembusukan sampah tanaman, pembakaran, atau di sekitar kumpulan massa manusia di dalam ruangan terbatas yaitu karena pernafasan.  Mm Tabel Komposisi udara kering dan bersih:

Komponen	Formula	Persen volume	Ppm
Nirogen Oksigen Argon Karbon diokside Neon Helium Metana Kripton	N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 Kr	78,08 20,95 0,934 0,0314 0,00182 0,000524 0,0002 0,000114	780. 800 209. 500 9. 340 314 18 5 2 1

Komposisi udara tersebut sangat ideal untuk kehidupan baik,manusia, tumbuhan maupun hewan. Kompoisi terbanyak adalah Nitrogen, bukan oksigen ataukarbondioksida. Hal ini dapat dipahami bahwa Nitrogen banyak dibutuhkan tumbuhan sebagai bahan dasarmakanan untuk kelangsungan hidupnya. Tumbuhan pada hakekatnya penghasil oksigen yang sangat dibutuhkan manusia dan hewan, sebagai imbal baliknya manusia dan hewan menghasilkan CO2yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Maka untuk mempertahankan keadaan tersebut keberadaan Nitrogen perludipertahankan. Dapat dibayangkan bila Nitrogen rendah proporsinya, maka tumbuhan akan mati atau tinggalsedikit, otomatis oksigen yang diproduksi juga sedikit, akibatnya manusia dan hewan akan kekurangan oksigen. 

Kebutuhan udara jauh lebih berat dibandingkan dengan kebutuhan makanan dan air. Dalam sehari rata-rata pemuda membutuhkan udara 13,64 kg, sedangkan makanan hanya 1,37 kg dan 2,05 kg air.Secara normal seseorang yang sedang istirahat membutuhkan udara sebanyak 7,5 liter/menit, pada pekerjaannormal sebanyak 15 liter/menit dan pekerja berat membutuhkan udara 45 liter/menit. Kebutuhan udaratersebut terkandung maksud untuk memenuhi kebutuhan O2 sebagai bahan pembakaran/membangun energi(ATP) dan melepaskan CO2. Berdasarkan kebutuhan udara tersebut berarti dalam satu menit dibutuhkan 1,57liter O2 saat beristirahat dan 3,14 liter pada bekerja normal 

Proses bernapas dalam setiap siklus respirasi terdiri inspirasi (inhalation/menghirup udara) dan ekspirasi(exhalation/menghembuskan udara). Pada saat bernapas udara masuk melalui nasal passages, pharynx,larynx, trachea, bronchi, bronchioles, alveoli,kemudian kembali keluar. Di alveoli terjadi pertukaran gas O2 dengan darah untuk berikatan dengan Hb, dan darah melepaskan CO2. Jumlah udara yang digunakan untuk bernapas dalam setiap siklus respirasi normal sebanyak ±500 ml (0,5 liter). Dari 500 ml tersebut yangmencapaialveoli350 ml dan 150 ml mencapai ruang buntu anatomi yang tidak mengalami pertukaran gas(Novida, RG, 1996, 20). Siklus respirasi normal sebanyak 14 – 20 kali/menit, keadaan tersebut dipengaruhi juga aktivitas yang membutuhkan energi, yang berarti membutuhkan banyak O2 sebagai bahan bakar.Berdasarkan hitungan tersebut berarti dalam satu menit sebanyak 7 – 10 liter udara mengikuti sirkulasirespirasi dan antara 4,9 – 7 liter udara mencapai alveoli serta sebanyak 1,03 – 1,47 liter O2 yang ditukar. 

B. Pencemaran Udara Oleh Faktor-Faktor Kimia 

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.  

Pencemaran udara disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain:

1. Faktor alam (internal), yang bersumber dari aktivitas alam 

Contoh : 

- abu yang dikeluarkan akibat letusan gunung berapi 

- gas-gas vulkanik 

- debu yang beterbangan di udara akibat tiupan angin 

- bau yang tidak enak akibat proses pembusukan sampah organik 

2. Faktor manusia (eksternal), yang bersumber dari hasil aktivitas manusia 

Contoh : 

- hasil pembakaran bahan-bahan fosil dari kendaraan bermotor 

- bahan-bahan buangan dari kegiatan pabrik industri yang memakai zat kimia organik dan anorganik 

- pemakaian zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara 

- pembakaran sampah rumah tangga 

- pembakaran hutan 

Ada beberapa polutan yang dapat menyebabkan pencemaran udara, antara lain: 

Karbon monoksida, Nitrogen dioksida, Sulfur dioksida, PM10, O3, Partikulat, Hidrokarbon, CFC,  Timbal dan Karbondioksida. 

1. Karbon monoksida (CO) 

CO merupakan rumus kimia untuk gas karbon monoksida. Gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan bersifat racun. Gas ini dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna. Pembakaran tidak sempurna, salah satu sebabnya adalah kurangnya jumlah oksigen. Bisa karena saring udara yang tersumbat, bisa juga karena karburator kotor dan setelannya tidak tepat. Asap kendaraan merupakan sumber utama bagi karbon monoksida di berbagai perkotaan. Data mengungkapkan bahwa 60 persen pencemaran udara di kota-kota besar disumbang oleh transportasi umum. Karbon monoksida bersifat racun, mengakibatkan turunnya berat janin, meningkatkan jumlah kematian bayi, serta menimbulkan kerusakan otak. Standar baku mutu yang diperbolehkan adalah 10.000 ug/Nm3. 

2. Nitrogen dioksida (NO₂) 

NO2 singkatan dari nitrogen dioksida. Zat nitrogen dioksida sangat beracun sehingga dapat menyebabkan iritasi pada mata, hidung, dan saluran pernapasan serta menimbulkan kerusakan paru-paru. Gas ini terbentuk dari hasil pembakaran tidak sempurna. Setelah bereaksi di atmosfer, zat ini membentuk partikel-partikel nitrat sangat halus sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Partikel-partikel nitrat ini pula, jika bergabung dengan air baik air di paru-paru atau uap air di awan akan membentuk asam. Asam ini dapat merusakan tembok bangunan dan menghambat pertumbuhan tanaman. Jika bereaksi dengan sisa hidrokarbon yang tidak terbakar, akan membentuk smog atau kabut berwarna cokelat kemerahan. Standar baku mutu yang diperbolehkan adalah 150 ug/Nm3

3.  Sulfur dioksida (SO₂) 

SO2 merupakan rumus kimia untuk gas sulfur dioksida. Gas ini berasal dari hasil pembakaran bahan bakar yang mengandung sulfur. Selain dari bahan bakar, sulfur juga terkandung dalam pelumas. Gas sulfur dioksida sukar dideteksi karena merupakan gas tidak berwarna dan tidak bersifat korosi. Sulfur dioksida dapat menyebabkan gangguan pernapasan, pencernaan, sakit kepala, sakit dada, dan saraf. Pada kadar di bawah batas ambang, dapat menyebabkan kematian. Korban sulfur dioksida bukan hanya manusia, tetapi juga bangunan dan tumbuhan. Keberadaan gas ini di udara dapat menimbulkan hujan asam yang merusakkan bahan bangunan dan menghambat pertumbuhan tanaman. Standara baku mutu yang diperbolehkan adalah 365 ug/Nm3. 

4. PM 10 

PM merupakan kependekan dari particulate matter atau partikulat. Partikulat merupakan zat pencemar padat maupun cair yang terdispersi di udara. Partikulat ini dapat berupa debu, abu, jelaga, asap, uap, kabut, atau aerosol. Jenis-jenis partikulat dibedakan berdasarkan ukurannya. Partikel yang sangat kecil dapat bergabung satu sama lain membentuk partikel yang lebih besar. 

Partikulat dalam emisi gas buang dapat terdiri atas bermacam-macam komponen. Beberapa unsur kandungan partikulat adalah karbon (dari pembakaran tidak sempurna) dan logam timbel (dari pembakaran bensin bertimbel). Sebagian partikulat keluar dari cerobong pabrik sebagai asap hitam tebal. Tetapi, yang paling berbahaya adalah butiran-butiran halus sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Jika ini yang terjadi, organ pernapasan akan terganggu. Standar baku mutu yang diperbolehkan adalah 150 ug/Nm3. 

5. Oksidan (O3) 

O3 merupakan lambang dari ozon. Senyawa kimia ini tersusun atas tiga atom oksigen. Ozon merupakan gas yang sangat beracun dan berbau sangit. Ozon terbentuk ketika percikan listrik melintas dalam oksigen. Adanya ozon dapat dideteksi melalui bau (aroma) yang ditimbulkan oleh mesin-mesin bertenaga listrik. Secara kimiawi, ozon lebih aktif ketimbang oksigen biasa dan juga merupakan zat pengoksidasi yang lebih baik. 

Biasanya, ozon digunakan dalam proses pemurnian (purifikasi) air, sterilisasi udara, dan pemutihan jenis makanan tertentu. Di atmosfer, terjadinya ozon berasal dari nitrogen oksida dan gas organik yang dihasilkan oleh emisi kendaraan maupun industri. Di samping dapat menimbulkan kerusakan serius pada tanaman, ozon berbahaya bagi kesehatan, terutama penyakit pernafasan seperti bronkitis maupun asma. Standar baku mutu yang diperbolehkan adalah 235 ug/Nm3 pada pengukuran selama 1 jam. 

6. Partikulat (asap atau jelaga) 

Partikulat debu melayang (Suspended Particulate Matter/SPM) merupakan campuran yang sangat rumit dari berbagai senyawa organik dan anorganik yang terbesar di udara dengan diameter yang sangat kecil, mulai dari < 1 mikron sampai dengan maksimal 500 mikron. Partikulat debu tersebut akan berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayanglayang di udara dan masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Selain dapat berpengaruh negatif terhadap kesehatan, partikel debu juga dapat mengganggu daya tembus pandang mata dan juga mengadakan berbagai reaksi kimia di udara.  Partikel debu SPM pada umumnya mengandung berbagai senyawa kimia yang berbeda, dengan berbagai ukuran dan bentuk yang berbada pula, tergantung dari mana sumber emisinya. 

Karena Komposisi partikulat debu udara yang rumit, dan pentingnya ukuran partikulat dalam menentukan pajanan, banyak istilah yang digunakan untuk menyatakan partikulat debu di udara. Beberapa istilah digunakan dengan mengacu pada metode pengambilan sampel udara seperti : Suspended Particulate Matter (SPM), Total Suspended Particulate (TSP), balack smake. Istilah lainnya lagi lebih mengacu pada tempat di saluran pernafasan dimana partikulat debu dapat mengedap, seperti inhalable/thoracic particulate yang terutama mengedap disaluran pernafasan bagian bawah, yaitu dibawah pangkal tenggorokan (larynx ). Istilah lainnya yang juga digunakan adalah PM-10 (partikulat debu dengan ukuran diameter aerodinamik <10 mikron), yang mengacu pada unsur fisiologi maupun metode pengambilan sampel. 

Secara alamiah partikulat debu dapat dihasilkan dari debu tanah kering yang terbawa oleh angin atau berasal dari muntahan letusan gunung berapi. Pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar yang mengandung senyawa karbon akan murni atau bercampur dengan gas-gas organik seperti halnya penggunaan mesin disel yang tidak terpelihara dengan baik. Partikulat debu melayang (SPM) juga dihasilkan dari pembakaran batu bara yang tidak sempurna sehingga terbentuk aerosol kompleks dari butir-butiran tar. Dibandingkan dengan pembakaraan batu bara, pembakaran minyak dan gas pada umunya menghasilkan SPM lebih sedikit. Kepadatan kendaraan bermotor dapat menambah asap hitam pada total emisi partikulat debu. Demikian juga pembakaran sampah domestik dan sampah komersial bisa merupakan sumber SPM yang cukup penting. Berbagai proses industri seperti proses penggilingan dan penyemprotan, dapat menyebabkan abu berterbangan di udara, seperti yang juga dihasilkan oleh emisi kendaraan bermotor. 

7. Hidrokarbon (HC) 

Struktur Hidrokarban (HC) terdiri dari elemen hidrogen dan korbon dan sifat fisik HC dipengaruhi oleh jumlah atom karbon yang menyusun molekul HC. HC adalah bahan pencemar udara yang dapat berbentuk gas, cairan maupun padatan. Semakin tinggi jumlah atom karbon, unsur ini akan cenderung berbentuk padatan. Hidrokarbon dengan kandungan unsur C antara 1-4 atom karbon akan berbentuk gas pada suhu kamar, sedangkan kandungan karbon diatas 5 akan berbentuk cairan dan padatan. 

HC yang berupa gas akan tercampur dengan gas-gas hasil buangan lainnya. Sedangkan bila berupa cair maka HC akan membentuk semacam kabut minyak, bila berbentuk padatan akan membentuk asap yang pekat dan akhirnya menggumpal menjadi debu. 

Berdasarkan struktur molekulnya, hidrokarbon dapat dibedakan dalam 3 kelompok yaitu hidrokarban alifalik, hidrokarbon aromatik dan hidrokarbon alisiklis. Molekul hidrokarbon alifalik tidak mengandung cincin atom karbon dan semua atom karbon tersusun dalam bentuk rantai lurus atau bercabang. 

Sebagai bahan pencemar udara, Hidrokarbon dapat berasal dari proses industri yang diemisikan ke udara dan kemudian merupakan sumber fotokimia dari ozon. HC merupakan polutan primer karena dilepas ke udara ambien secara langsung, sedangkan oksidan fotokima merupakan polutan sekunder yang dihasilkan di atmosfir dari hasil reaksi-reaksi yang melibatkan polutan primer. Kegiatan industri yang berpotensi menimbulkan cemaran dalam bentuk HC adalah industri plastik, resin, pigmen, zat warna, pestisida dan pemrosesan karet. Diperkirakan emisi industri sebesar 10 % berupa HC. 

Sumber HC dapat pula berasal dari sarana transportasi. Kondisi mesin yang kurang baik akan menghasilkan HC. Pada umumnya pada pagi hari kadar HC di udara tinggi, namun pada siang hari menurun. Sore hari kadar HC akan meningkat dan kemudian menurun lagi pada malam hari. Adanya hidrokarbon di udara terutama metana, dapat berasal dari sumber-sumber alami terutama proses biologi aktivitas geothermal seperti explorasi dan pemanfaatan gas alam dan minyak bumi dan sebagainya Jumlah yang cukup besar juga berasal dari proses dekomposisi bahan organik pada permukaan tanah, Demikian juga pembuangan sampah, kebakaran hutan dan kegiatan manusia lainnya mempunyai peranan yang cukup besar dalam memproduksi gas hidrakarbon di atmosfir. 

8. Chlorofluorocarbon (CFC) 

Gas yang dapat menyebabkan menipisnya lapisan ozon yang ada di atmosfer bumi. Dihasilkan dari berbagai alat rumah tangga seperti kulkas, AC, alat pemadam kebakaran, pelarut, pestisida, alat penyemprot (aerosol) pada parfum dan hair spray. 

9. Timbal (Pb) 

Logam berat yang digunakan manusia untuk meningkatkan pembakaran pada kendaraan bermotor. Hasil pembakaran tersebut menghasilkan timbal oksida yang berbentuk debu atau partikulat yang dapat terhirup oleh manusia. 

10. Karbon dioksida (CO₂) 

Gas yang dihasilkan dari pembakaran sempurna bahan bakar kendaraan bermotor dan pabrik serta gas hasil kebakaran hutan. 

BAB III 

PENUTUP 

A. Kesimpulan 

1. Karateristik Udara Bersih 

a. Oksigen (O2)                    =          20,9% 

b. Nitrogen (N2)                    =          78,09 % 

c. Argon ( Ar)                        =          0,93% 

d. Karbondioksida (CO2)      =          0,033% 

e. Neon (Ne)                         =          0,0008% 

f. Helium (He)                      =          0,0005% 

g. Methan (CH4)                   =          0,00015% 

h. Lain-Lain                           =          0,00001% 

2. pencemaran udara oleh faktor-faktor kimia 

a. Karbon monoksida (CO) 

b. Nitrogen dioksida (NO₂) 

c. Sulfur dioksida (SO₂) 

d. PM 10 

e. Oksidan (O3) 

f. Partikulat (asap atau jelaga) 

g. Hidrokarbon (HC) 

h. Chlorofluorocarbon (CFC) 

i. Timbal (Pb) 

j. Karbon dioksida (CO₂) 

B. Saran