Jenis Gas Buang
Transportasi telah menjadi sumber utama dari pencemaran udara khususnya di daerah perkotaan. Terlebih lagi dengan penambahan unit kendaraan bermotor yang melaju di jalan raya dan buruknya sistem angkutan umum yang jelas memperparah pencemaran udara yang terjadi. Bahan pencemar (polutan) yang berasal dari kendaraan bermotor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori sebagai berikut:
• Sumber
Polutan dibedakan menjadi polutan primer atau sekunder. Polutan primer seperti sulfur oksida (SOx), nitrogen oksida (NOx) dan hidrokarbon (HC) langsung dibuangkan ke udara bebas dan mempertahankan bentuknya seperti pada saat pembuangan. Polutan sekunder seperti ozon (O3) dan peroksiasetil nitrat (PAN) adalah polutan yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi fotokimia, hidrolisis atau oksidasi.
• Komposisi kimia
Polutan dibedakan menjadi organik dan inorganik. Polutan organik mengandung karbon dan hidrogen, juga beberapa elemen seperti oksigen, nitrogen, sulfur atau fosfor; contohnya hidrokarbon, keton, alkohol, ester dan lain- lain. Polutan inorganik seperti karbonmonoksida (CO), karbonat, nitrogen oksida, ozon dan lainnya.
• Bahan penyusun
Polutan dibedakan menjadi partikulat atau gas. Partikulat dibagi menjadi padatan dan cairan seperti debu, asap, abu, kabut dan spray; partikulat dapat bertahan di atmosfer. Sedangkan polutan berupa gas tidak bertahan di atmosfer dan bercampur dengan udara bebas.

1. Partikulat
Polutan partikulat yang berasal dari kendaraan bermotor umumnya merupakan fasa padat yang terdispersi dalam udara dan membentuk asap. Fasa padatan tersebut berasal dari pembakaran tak sempurna bahan bakar minyak yang berkomposisikan senyawa organik hidrokarbon. Selain itu partikulat juga mengandung timbal yang merupakan bahan aditif untuk meningkatkan kinerja pembakaran bahan bakar pada mesin kendaraan. Partikel asap mempunyai diameter berkisar 0.5 – 1 m. Asap dapat mengurangi jarak pandang karena partikel padatan di dalamnya memencarkan atau menyerap sinar. Intensitas pengurangan jarak pandang ini tergantung kepada ukuran dan bentuk dari partikulat. Menurunnya jarak pandang berdampak negatif terhadap sistem transportasi khususnya pesawat terbang dengan memperlambat operasi bandara udara karena kebutuhan untuk menambah jarak antar pesawat guna menghindari kecelakaan. Asap juga menyebabkan kotornya pakaian dan bahan tekstil, korosi pada bahan bangunan dari logam (khususnya pada kelembaban 75%) serta merusak cat bangunan.
Partikulat memencarkan dan memantulkan sinar matahari sehingga mengurangi intensitas sinar yang jatuh ke permukaan bumi. Hal ini dapat memperlama periode hujan dan salju. Selain itu asap juga dapat merusak kesehatan mahluk hidup. Partikulat yang menempel pada permukaan daun dapat merusak jaringan daun jika terserap ke dalamnya. Selain itu partikulat akan menutup stomata sehingga mengurangi kemampuan tumbuhan untuk berfotosintesis dan mengganggu pertumbuhannya. Hewan yang memakan tumbuhan yang terlapisi oleh partikukat dapat mengalami gangguan pencernaan bahkan kematian karena keracunan zat-zat berbahaya yang terdapat pada partikulat tersebut.
Efek partikulat pada kesehatan manusia menjadi berbahaya dikarenakan ukuran partikulat yang sangat kecil dapat menembus system pernapasan sampai ke bagian paru-paru bagian dalam. Terlebih lagi partikulat dapat mengikat polutan lain yang terdapat di dalam udara (SOx, NOx, dll) sehingga tertinggal dalam tubuh untuk waktu yang lebih lama. Penelitian intensif telah dilakukan terhadap efek timbal pada manusia karena kerusakan jaringan tubuh yang ditimbulkan lebih hebat, terutama pada sis tem pembentukan darah, sistem saraf dan sistem ekskresi. Termasuk juga sistem reproduksi, fungsi hati, jantung serta enzim dalam tubuh.


2. Hidrokarbon (HC)
Pembakaran tak sempurna pada kendaraan juga menghasilkan gas buang yang mengandung hidrokarbon, termasuk di dalamnya senyawa alifatik dan aromatik yang terdapat dalam bahan bakar. Senyawa alifatik terdapat dalam beberapa macam gugus yaitu alkana, alkena, alkuna. Alkana merupakan senyawa inert dan tidak reaktif pada atmosfer terhadap reaksi fotokimia. Alkena atau olefin merupakan senyawa tak jenuh dan sangat aktif di atmosfer terhadap reaksi fotokimia. Oleh karena itu penelitian terhadap polutan alkena menjadi sangat penting, terlebih lagi dengan munculnya polutan sekunder yang berasal dari reaksi fotokimia alkena, seperti peroksiasetil nitrat (PAN) dan ozon (O3).
Salah satu senyawa alkena yang cukup banyak terdapat pada gas buang kendaraan adalah etilen. Penelitian menunjukkan bahwa etilen dapat mengganggu pertumbuhan tomat dan lada, juga merusak struktur dari anggrek. Alkuna, meskipun lebih reaktif dari alkena namun jarang ditemukan di udara bebas dan tidak menjadi masalah utama dalam pencemaran udara akibat gas buang kendaraan. Senyawa aromatik juga menjadi pusat perhatian dalam studi pencemaran udara karena sifatnya yang aktif secara biologis dan dapat menyebabkan kanker (carcinogenic).


3. Karbon Monoksida (CO)
Karbon monoksida yang juga berasal dari pembakaran tak sempurna bahan bakar merupakan gas yang tak berwarna, tak berasa dan tak berbau. Karbon monoksida di atmosfer bersifat inert pada kondisi normal dan mempunyai waktu tinggal sekitar 2 ½ bulan. Pada konsentrasi normal, karbon monoksida di udara bebas tidak berpengaruh besar terhadap property maupun mahluk hidup. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, karbon monoksida dapat secara serius mempengaruhi metabolisme pernapasan manusia.
Karbon monoksida mempunyai afinitas terhadap hemoglobin dalam darah (COHb) yang lebih tinggi daripada oksigen; dengan demikian mengurangi kemampuan darah untuk membawa oksigen. Kekurangan oksigen dalam aliran darah dan jaringan tubuh akan menurunkan kinerja tubuh dan pada akhirnya dapat menimbulkan kerusakan pada organ-organ tubuh. Gejala yang umumnya timbul akibat pemaparan terhadap karbon monoksida dalam konsentrasi tinggi untuk waktu yang lama adalah gangguan sistem saraf, lambatnya refleks dan penurunan kemampuan penglihatan.


4. Sulfur Oksida (SOx)
Sulfur oksida mungkin merupakan polutan yang paling banyak dipelajari karena senyawa turunannya yang bervariasi. Pada umumnya 2 senyawa sulfur oksida yang dipelajari adalah sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3). Sulfur dioksida merupakan gas yang tak berwarna, tak mudah terbakar dan tak mudah meledak tetapi mempunyai bau yang menyengat. Sulfur dioksida mempunyai kelarutan yang tinggi dalam air dengan waktu tinggal sebagai gas dalam atmosfer selama 2 – 4 hari serta daya transportasi yang tinggi. Oleh karena itu masalah polusi SO2 dapat menjadi masalah internasional. SO2 relatif stabil di atmosfer dan dapat bertindak sebagai reduktor maupun oksidator. Namun SO2 dapat bereaksi secara fotokimia atau katalisis dengan komponen lain dan membentuk SO3, tetesan H2SO4 dan garam asam sulfat. Reaksireaksi yang mungkin terjadi:
SO2 + H2O —- H2SO3 (asam sulfit)
SO3 + H2O —- H2SO4 (asam sulfat)
Seperti halnya polutan yang lain, sulfur dioksida juga berdampak negative terhadap lingkungan, material maupun manusia. Pada manusia, asam sulfat (H2SO4), sulfur dioksida (SO2) dan garam sulfat dapat menimbulkan iritasi pada membrane lendir saluran pernapasan dan memperparah penyakit pernapasan seperti bronkitis dan pneumonia. Kondisi ini makin parah di daerah yang berdebu dimana terdapat partikulat dalam konsentrasi tinggi. Sulfur dioksida dan molekul asam sulfat cenderung menghentikan kemampuan bulu getar sepanjang saluran pernapasan yang bertugas menyaring partikel pengotor. Dengan demikian partikulat dapat dengan mudah masuk ke dalam saluran pernapasan dalam (paru-paru) tanpa adanya penyaringan terlebih dahulu. Sebagian sulfur dioksida juga terikat dengan partikulat dan menyebabkan iritasi pada paru-paru. Dalam jangka waktu yang lama, partikulat dan sulfur dioksida dapat merusak paru-paru dan menyebabkan kematian karena kerusakan sistem pernapasan. Tumbuhan sangat sensitif terhadap sulfur dioksida.
Ada 2 macam kerusakan akibat sulfur dioksida. Pertama, tumbuhan yang terpapar oleh sulfur dioksida pada konsentrasi tinggi untuk waktu singkat mengalami kerusakan jaringan daun karena terjadi klorolisis, ya itu hilangnya klorofil dan plasmolisis, yaitu runtuhnya struktur daun. Kedua, kerusakan akibat terpapar oleh sulfur dioksida pada konsentrasi rendah untuk waktu yang lama yaitu warna daun menjadi merah kecoklatan atau muncul bercak putih. Kondisi kerusakan semakin parah pada daerah yang panas dan lembab. Sulfur oksida juga mempunyai daya rusak yang tinggi terhadap bahan bangunan terutama yang mengandung karbonat dengan reaksi:
CaCO3 + H2SO4 —- CaSO4 + CO2 + H2O
Kalsium sulfat atau gipsum yang terbentuk dengan mudah terbawa oleh air dan menimbulkan lubang-lubang pada permukaan bahan, misalnya pada monumen, ukiran dan gedung. Kabut asam sulfat juga merusak bahan tekstil seperti katun, linen, rayon dan nilon bahkan kulit. Kertas pun menjadi kekuningan dan menjadi getas. Sulfur oksida juga mempercepat laju korosi pada logam.


5. Nitrogen Oksida (NOx)
Senyawa nitrogen oksida yang sering menjadi pokok pembahasan dalam masalah polusi udara adalah NO dan NO2. Kedua senyawa ini terbuang langsung ke udara bebas dari hasil pembakaran bahan bakar. NO2 yang mudah larut dalam air dapat membentuk asam nitrit atau asam nitrat menurut reaksi:
2 NO2 + H2O —- HNO3 + HNO2 (asam nitrat dan asam nitrit)
3 NO3 + HO —- 2 HNO3 + NO (asam nitrat dan nitrogen oksida)
Asam nitrat dan asam nitrit akan jatuh bersama dengan hujan dan bergabung dengan ammonia (NH3) di atmosfer dan membentuk ammonium nitrat (NH4NO3) yang merupakan sari makanan bagi tumbuhan. Dengan kemampuan yang tinggi untuk menyerap sinar ultraviolet, NO2 memainkan peranan penting dalam pembentukan kontaminan ozon (O3). Tidak seperti gas polutan lainnya yang mempunyai daya destruktif tinggi terhadap kesehatan manusia, NO merupakan gas inert dan ‘hanya’ bersifat racun. Sama halnya dengan CO, NO mempunyai afinitas yang tinggi terhadap oksigen dibandingkan dengan hemoglobin dalam darah. Dengan demikian pemaparan terhadap NO dapat mengurangi kemampuan darah membawa oksigen sehingga tubuh kekurangan oksigen dan mengganggu fungsi metabolisme. Namun NO2 dapat menimbulkan iritasi terhadap paru-paru.
Pada tumbuhan, NO tidak bersifat merusak namun NO2 menimbulkan sedikit kerusakan pada tumbuhan. Polutan sekunder dari NOx seperti PAN dan O3 justru mempunyai daya perusak yang lebih tinggi pada tumbuhan. Konsentrasi NO2 yang tinggi pada udara bebas dapat memudarkan warna tekstil, memberi warna kuning pada tekstil berwarna putih, dan mengoksidasi logam.

Edited by : @_pararaja from Peserta Mata Kuliah Teknik Pembakaran Semester Genap 2001/2002. 2001. Portfolio Bahan Bakar Cair. Depok : Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.

About these ads