Rabu, 01 Februari 2017

Gas Rumah Kaca

Gas Rumah Kaca
a.    Sejarah Gas Rumah Kaca
Efek rumah kaca pertama kali ditemukan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824. Efek rumah kaca merupakan sebuah proses di mana atmosfer memanaskan sebuah planet, seperti Mars, Venus, Saturnus, dan Bumi.
Efek rumah kaca dapat dibedakan menjadi dua, yaitu efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca meningkat yang terjadi akibat aktivitas manusia.

b.    Definisi Gas Rumah Kaca
          Gas rumah kaca adalah kelompok atau golongan gas yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas ini menyerap dan memantulkan kembali radiasi gelombang dari matahari yang dipancarkan bumi. Akibatnya, panas tersebut akan tersimpan di permukaan bumi. Semakin banyak panas yang terperangkap di bawahnya, semakin meningkat pula konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer.
Ada enam senyawa gas rumah kaca yang disepakati dalam Protokol Kyoto, yaitu :
  1. Karbon dioksida ( CO2 )
  • Karbon dioksida berasal dari setiap proses pembakaran senyawa-senyawa yang mengandung karbon seperti kayu, gas alam, dan bahan bakar fosil (batu bara, minyak bumi)
  • Reaksi antara karbon dan oksigen akan menghasilkan karbon dioksida
  • Karbon dioksida juga dapat berasal dari proses pembusukan (dekomposisi) materi organik oleh bakteri dan jamur
  • Gas karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang jumlahnya paling banyak dan menyerap puncak gelombang panjang. Penyerapan inilah yang menyebabkan pemanasan dan air akan menguap. Karbon dioksida yang melimpah ini mengakibatkan pendinginan di lapisan stratosfer, sehingga memicu percepatan lubang di lapisan ozon.
2.       Metana ( CH4 )
          Metana adalah gas alam yang utama. Metana dapat berasal dari atau dihasilkan oleh :
  • Bakteri yang hidup dan tumbuh subur di rawa-rawa.
  • Mikroba di dalam sistem pencernaan binatang dan kotoran binatang, terutama binatang  pemamah biak seperti sapi dan kambing
  • Padi di sawah. Sistem pertanian padi yang membutuhkan genangan air akan menciptakan    lumpur yang menjadi tempat tinggal bakteri penghasil metana. Metana akan dilepaskan ke  udara saat sawah mulai dikeringkan
  • Pembusukan sampah di tempat pembuangan sampah. Diperkirakan 1 ton sampah padat   akan menghasilkan 50 kg gas metana
  • Produksi dan transportasi batu bara, gas alam, dan minyak bumi
  • Metana merupakan insulator yang efektif. Metana mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak dibandingkan karbon dioksida.
3.    Dinitrogen oksida ( N2O )
  • Gas ini ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar fosil
  • Sering ditemukan sebagai gas yang terlepas di lautan dan diproduksi oleh bakteri-bakteri  yang hidup di tanah
  • Gas ini juga dapat ditimbulkan dari penggunaan pupuk yang berbasis nitrogen, kotoran manusia dan hewan, sampah organik, sisa pembakaran mobil, dan industri. Gas dinitrogen  oksida yang kita lepaskan hari ini akan bertahan di atmosfer hingga 120 tahun kemudian.
4.    Chloro-fluoro-carbon ( CFCs )
  • CFC (Freon) terdiri dari klor (Cl), fluor (F), dan karbon (C)
  • Sifat tidak beracun, tidak dapat dibakar dan sangat stabil (tidak mudah bereaksi)
  • CFC digunakan sebagai bahan pendingin kulkas dan AC (air conditioner) baik di rumah maupun pada kendaraan.
Gambar 1. Fenomena lubang ozon

5.     Hidro-fluoro-carbon ( HFCs )
  • Hidrofluorokarbon (HFC) digunakan untuk menggantikan penggunaan CFC sebagai bahan pendingin kulkas dan AC  yang dilarang karena dapat merusak lapisan ozon
  • HFC tidak menguraikan molekul ozon
  • Senyawa HFCs menahan panas atmosfer sehingga menambah pemanasan global.
6.    Sulfur heksafluorida ( SF6 )
  • SF6­ (Sulfur heksaflorida) digunakan dalam berbagai peralatan transmisi tenaga listrik
  • Sulfur heksafluorida (SF6) merupakan gas rumah kaca anorganik tidak berwarna (colorless), tidak berbau (odorless), dan tidak mudah terbakar (non-flammable gas).
 

Tabel 1. Ikhtisar Gas-gas Rumah Kaca di Atmosfer

Gas-gas inilah yang juga menjadi acuan pada Protokol Kyoto (1997). Gas rumah kaca lain yang terdapat pada guidelines IPCC 2006 adalah nitrogen trifluorida (NF3), trifluorometil sulfur pentafluorida (SF5CF3), eter terhalogenasi, dan halokarbon lain. Gas-gas yang mengandung fluorida seperti HFC, PFC, SF6, SF5CF3, dan NF3 dapat dikelompokkan sebagai gas-gas terfluorinasi (fluorinated gases). Gas-gas ini diproduksi terutama sebagai pengganti zat-zat perusak ozon atau Ozone Depleting Substances (ODS), terutama klorofluorokarbon (CFC) atau freon yang banyak digunakan sebagai refrigeran dan propelan aerosol Karbondioksida (CO2).

c. Proses Terbentuknya Gas Rumah Kaca
Gambar 2. Proses Terjadinya Gas Rumah Kaca
(sumber : https://jurnalingkungan.files.wordpress.com/2010/02/gas-rumah-kaca-versi-bagus.jpg?w=570)

Gas rumah kaca merupakan suatu fenomena dimana gelombang pendek radiasi matahari menembus atmosfer dan berubah menjadi gelombang panjang ketika mencapai permukaan bumi.  Kumpulan gas yang menghalangi sinar pantulan dari bumi disebut dengan gas rumah kaca (green house gases), sedangkan efek yang ditimbulkan oleh gas rumah kaca ini disebut dengan efek rumah kaca (green house effect).
Keberadaan gas rumah kaca di atmosfer ibarat selimut yang membuat bumi tetap hangat. Secara alami, konsentrasi gas rumah kaca sebenarnya berubah setiap saat yang diikuti dengan berubahnya iklim. Periode ketika iklim menjadi hangat menunjukkan bahwa konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer saat itu tinggi, sedangkan periode ketika iklim menjadi lebih dingin menunjukkan bahwa konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer adalah rendah. Perubahan tersebut sebenarnya merupakan siklus alami yang terjadi dalam skala waktu ribuan bahkan jutaan tahun setiap periode.
Namun saat ini perubahan konsentrasi gas rumah kaca tersebut tidak lagi terjadi secara alamiah, tetapi juga dipengaruhi oleh aktivitas manusia, yang dampaknya baru disadari setelah jangka waktu lama.
Video Proses Green House Effect

Dampak Gas Rumah Kaca
Karbon dioksida (CO2)
Apabila kadar CO2 di udara terus meningkat dan melebihi batas tolerasi yaitu melebihi 0,0035% serta tidak segera diubah oleh tumbuhan menjadi oksigen, maka dapat menyebabkan terbentuknya gas rumah kaca yang efeknya akan meningkatkan pemanasan global suhu bumi (global warming).
Dampak CO2 terhadap:
a.    Kesehatan manusia
·    Gas CO2 termasuk gas yang berbahaya karena beracun, ciri-ciri gas ini adalah tidak berwarna dan berbau namun jika gas ini masuk ke paru-paru akan dapat menyebabkan reaksi yang menimbulkan paru-paru berlubang dan akhirnya infeksi.
Tabel 2. Pengaruh Konsentrasi CO2 terhadap Kesehatan
No
Konsentrasi (%)
Efek
1
0,1-0,5
Membuat konsentrasi terganggu
2
0,5
Batas aman internasional yang telah ditetapkan
3
1
Kecepatan bernafas meningkat dan dibawah sadar
4
2
Kecepatan bernafas lebih cepat lagi, cepat lelah dan pusing
5
3
Kecepatan bernafas 2 kali lebih cepat, pusing, sakit kepala, detak jantung meningkat, tekanan darah naik, bahkan pendengaran terganggu
6
>4
Tahap keracunan, gejala : sesak nafas, gangguan penglihatan dan pada akhirnya kehilangan kesadaran.
Sumber : (http://ilmulingkungan.com/jenis-polutan-pencemar-udara-beserta-dampaknya/).

b.    Ekosistem dan Lingkungan
·  Pemanasan global ini dapat mengakibatkan bahaya kekeringan yang hebat yang mengganggu kehidupan manusia dan mencairnya lapisan es di daerah kutub
Gambar 3. Bahaya Kekeringan
Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhFPRxMS9xKhD3H09EVBbPeDTOOnvMpUA0IKuhDjEaCzXk-XRyrnutPYgUa2dX01S5zJYn5LBqnmlGf-Mlh6pLE3TLNJV0PGQ46F3yc7565nmgdROcfIeyLQB5osV-Ui9YW9eXyr935SQI/s1600/KEKERINGAN-MELANDA-KECAMATAN-KERUAK-KABUAPATEN-LOMBOK-TIMUR-Pemerintah-Sebagai-Leading-Sektor-Tertidur-Pulas.jpg

c.    Hewan dan tumbuhan
·   Peningkatan konsentrasi karbondioksida lingkungan akan meningkatkan kecepatan fotosintesis tanaman, dan menurunkan kecepatan respirasinya.
·   Mengganggu metabolisme dan pertumbuhan tanaman
· Peningkatan CO2 lingkungan menyebabkan stress pada tanaman sehingga meningkatkan biosintesis etilen
·    Mempercepat pemasakan atau penuaan sel tanaman sebelum waktunya
·    Kualitas tanaman menurun
·    Rantai makanan terganggu, hewan terancam punah

Metana (CH4)
Hidrokarbon dapat berasal dari berbagai aktivitas perminyakan yang ada, seperti ladang minyak, gas bumi, geothermal. Umumnya hidrokarbon terdiri atas methana, ethana dan turunan-turunan senyawa alifatik dan aromatik. Hidrokarbon dinyatakan sebagai hidrokarbon total (THC), dan konsentrasinya dinyatakan dalam rata-rata puncak 3 jam (dari jam 06.00 - 09.00).
Sejauh mana dampak hidrokarbon diukur dari derajat kemampuannya dalam membentuk senyawa oksidan. Kriteria hidrokarbon, karenanya, ditentukan berdasarkan pengukuran pada jam 06.00 - 09.00, dalam rata-rata tahunan aritmatik. Pada konsentrasi rendah, THC tidak menimbulkan kerugian dan bahaya yang berarti. Kualitas lingkungan akan menurun dengan cepat begitu keadaan awal akan terbentuknya smog oksidan didekati, yaitu antara 0, 15 - 0, 25 ppm.
Dampak CH4 terhadap:
a.    Kesehatan manusia
  • Rusaknya ozon akibat peningkatan konsentrasi metana di atmosfer dapat merusak kesehatan manusia. Apabila gas metana tingkat tinggi mengurangi kadar oksigen di dalam atmosfer di bawah 19, 5% maka akan menyebabkan sesak nafas.
b.    Ekosistem dan lingkungan
  • Metana disebut sebagai gas tersembunyi yang berbahaya; yang bukan hanya menambah efek rumah kaca tetapi juga membuat rusaknya ozon. Kadar metana yang tinggi dapat menyebabkan kebakaran tingkat tinggi dan ledakan apabila bercampur dengan udara.

c.    Hewan dan tumbuhan
  • Bersifat mutagenik terhadap hewan yang terpapar
  • Campuran PAN dengan gas CO dan O3 disebut kabut fotokimia (Photo Chemistry Smog) yang dapat merusak tanaman. Daun menjadi pucat karena selnya mati. Jika hidrokarbon bercampur bahan lain toksitasnya akan meningkat.

Nitro Oksida (N2O)
Dampak N2O terhadap:
a.    Kesehatan manusia
  • Konsentrasi >0,05 ppm dapat mengakibatkan penyakit mata dan gangguan pernafasan akut
  • Terpapar cukup lama dengan konsentrasi tinggi menimbulkan potensi penyakit kanker.
b.    Ekosistem dan lingkungan
 NO yang dipengaruhi oleh sinar matahari akan membentuk smog yang berupa gas.

c.    Hewan dan tumbuhan
  • Konsentrasi 100 μg/m3 dapat meningkatkan kepekaan terhadap radang saluran pernafasan pada hewan
  • Pencemaran oksida nitrogen (NOx) bagi tumbuhan menyebabkan bintik-bintik pada permukaan daun
  • Pada tumbuhan bila konsentrasinya tinggi dapat mengakibatkan nekrosis atau kerusakan jaringan daun yang mengakibatkan proses fotosintesis terganggu
  • Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70%.

Perfluorokarbon (PFCs)
Gas ini diproduksi oleh proses industri, dan tinggal di atmosfer hampir selama-lamanya karena tidak ada penyerap atau penghancur alaminya.   Walaupun jumlahnya di atmosfer amat sangat sedikit, tetapi GWP dari PFCs yang paling tinggi adalah 12,200.
Dampak PFCs terhadap:
a.    Kesehatan manusia
  • Menurut penelitian, paparan PFC dalam tubuh manusia khususnya di kalangan perempuan sangat erat kaitannya dengan menopause atau percepatan penuaan yang lebih dini.
b.    Ekosistem dan lingkungan
  • Rusaknya lapisan ozon (lapisan ozon menjadi tipis bahkan berlubang).
c.    Hewan dan tumbuhan
  • Gas ini dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada hewan dan tumbuhan.

Hidrofluorokarbon (HFCs)
Gas ini diproduksi oleh proses industri, dan tinggal di atmosfer hampir selama-lamanya karena tidak ada penyerap atau penghancur alaminya.   Walaupun jumlahnya di atmosfer amat sangat sedikit, tetapi GWP dari HFCs yang paling tinggi adalah 7,000.
Dampak HFCs terhadap:
a.    Kesehatan manusia
  • Peningkatan konsentrasi HFCs dapat mengurangi keberadaan gas oksigen di atmosfer yang dapat menimbulkan sesak nafas bagi manusia.
b.    Ekosistem dan lingkungan
  • Meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi, yang kemudian dikenal dengan Pemanasan Global.
c.    Hewan dan tumbuhan
  • Gas ini dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada hewan dan tumbuhan.

Sulfur Heksafluorida (SF6)
Gas ini diproduksi oleh proses industri, dan tinggal di atmosfer hampir selama-lamanya karena tidak ada penyerap atau penghancur alaminya.  SF6 biasanya dipergunakan sebagai gas isolator pada jaringan listrik tegangan tinggi.  Walaupun jumlahnya di atmosfer amat sangat sedikit, tetapi GWP dari SF6 yang paling tinggi adalah 22,000.
Dampak SF6 terhadap:
a.    Kesehatan Manusia
  • Gas SF6 mengandung racun yang berakibat pada kulit, mata dan dapat merusak selaput lendir dan bila kontak dalam waktu lama akan mengakibatkan gangguan pada pangkal tenggorokan, paru-paru, hati dan peredaran napas terhenti seperti pingsan
  • Konsentrasi SF >35% dalam udara dapat memicu kematian akibat kekurangan oksigen
b.    Ekosistem dan Lingkungan
  • Memicu adanya gas rumah kaca akibat meningkatnya suhu
c.    Hewan dan Tumbuhan
  • Gas ini dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada hewan dan tumbuhan.

DAFTAR PUSTAKA
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Sumber Pencemar Udara

Pencemaran udara sendiri dapat diartikan sebagai peristiwa masuknya, atau tercampurnya, polutan (unsur-unsur berbahaya) ke dalam lapisan udara (atmosfer) yang dapat mengakibatkan menurunnya kualitas udara (lingkungan). Pencemaran udara juga diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya (Wisnu, 2001).
Pencemaran udara merupakan salah satu kerusakan lingkungan, berupa penurunan kualitas udara karena masuknya unsur-unsur berbahaya ke dalam udara atau atmosfer bumi.
Unsur-unsur berbahaya yang masuk ke dalam atmosfer tersebut bisa berupa :
·       Karbon monoksida (CO)
·       Nitrogen Dioksida (NO2)
·       Chlorofluorocarbon (CFC)
·       Sulfur Dioksida (SO2)
·       Hidrokarbon (HC)
·       Benda Partikulat
·       Timah (Pb)
·       Karbon dioksida (CO2)

Sumber Pencemar dapat dibagi atas :
1.  Sumber Pencemar Primer, yaitu zat pencemar dipancarkan langsung dari sumber pencemar ke udara.  Contoh zat pencemar primer adalah karbon monoksida (CO) dari asap kendaraan bermotor dan sulfur dioksida (SO2) dari pembakaran batubara.
2.  Sumber Pencemar Sekunder, yaitu zat pencemar yang terbentuk ketika zat pencemar primer mengalami perubahan kimia di atmosfer. Ozon adalah contoh dari pencemar sekunder. Ozon terbentuk ketika nitrogen oksida (NOx) dan senyawa volatile organik (VOC) dicampur dan dipanaskan oleh sinar matahari.

Sumber-sumber pencemaran udara dapat dikategorikan menjadi:
a.    Sumber Alamiah
Sumber pencemar alamiah merupakan sumber pencemar yang berasal dari alam dan bukan disebabkan oleh aktivitas manusia. Pencemaran udara alami terjadi karena masuknya zat pencemar ke dalam udara/atmosfer, akibat proses-proses alam seperti asap kebakaran hutan, debu gunung berapi, pancaran garam dari laut, debu meteroid, dan sebagainya.  Contoh-contoh sumber pencemar udara alamiah:
1.       Letusan gunung berapi
Ada banyak macam gas dan zat yang dikeluarkan saat terjadi letusan gunung berapi. Akan tetapi, ada 2 macamu gas yang bisa dikatakan sebagai penyebab utama terjadi pencemaran udara, yaitu sulfur oksida (SO2) dan karbondioksida. Sulfur oksida sangat mudah bereaksi dengan gas lain di atmosfir. Karbondioksida dengan konsentrasi tinggi dapat mengganggu kesehatan manusia.
Gambar 1. Gunung Meletus
                    Sumber : Endra, (2016). Kedahsyatan Gunung Merapi Jogja.http://dbagus.com/kedahsyatan-gunung-merapi-jogja  diunduh tanggal 29 Januari 2017

2.      Sumber air panas
Zat pencemar udara yang dihasilkan antara lain asam sulfide, arsenic dan logam berat lainnya.

3.      Gas-gas hasil pencernaan
Gas metana dan gas-gas lain yang dihasilkan melalui pencernaan makanan dari hewan ternak seperti sapi.

4.      Samudra, Sungai dan Muara
Merupakan sumber-sumber pembuangan gas metana hasil dari sistem pencernaan dari hewan-hewan laut, metanogenesis dalam endapan dan area di sepanjang pesisir, dan mungkin aliran dari hidrat metan di atas permukaan laut.

5.      Debu
Angin berdebu yang berasal dari daerah tanpa  tumbuh-tumbuhan seperti padang pasir.

6.      Garam laut
Hembusan angin dari air laut yang terevaporasi di udara melepaskan natrium klorida serta partikulat lainnya ke udara.

7.      Pelepasan radioaktif
Gas radon dilepaskan ke udara selama pelepasan radioaktif terjadi di permukaan bumi.

8.     Tumbuh-tumbuhan dan pepohonan
Sumber biogenik seperti pohon cemara dan beberapa jenis tumbuhan lain melepaskan senyawa volatil organik. Sekitar 80% dari keseluruhan emisi senyawa volatil organik berasal dari sumber biogenik

9.      Lahan gambut
Reaksi dari bakteri yang ada di lahan gambut menghasilkan gas metana dan melepaskannya ke udara. Lahan gambut merupakan sumber emisi gas metana terbesar.

10.  Rayap
Rayap merupakan sumber emisi gas metana terbesar kedua, gas metana dihasilkan dari proses pencernaan rayap.

11.   Petir
Petir mengubah nitrogen di udara menjadi nitrogen oksida.

12.   Pembukaan lahan baru
Merupakan sumber pencemar gas yang diakibatkan oleh reaksi bakteri sehingga melepaskan nitrogen oksida dalam jumlah yang besar.

b.    Sumber Anthropogenik
Sumber antropogenik merupakan pencemaran udara yang diakibatkan oleh aktivitas manusia. Kebanyakan berasal dari aktivitas transportasi, industri, pembakaran, persampahan, dan lain-lain.
                   i.          Sumber Tidak Bergerak
Sumber pencemar yang tidak mengalami perubahan posisi selama menghasilkan zat pencemar. Sumber pencemar yang termasuk ke dalam kategori ini yaitu kegiatan industri, pembangkit tenaga listrik, pembakaran insinerator, furnace, dan lain-lain. Sumber tidak bergerak dapat dikategorikan menjadi:
·       Sumber Titik
Sumber yang berada pada titik yang tetap. Contohnya cerobong asap, atau tangki penyimpanan yang memancarkan zat pencemar udara.
Gambar 2. Cerobong Asap
 Sumber : Alqassam, (2010). Bahaya Limbah dan Polusi dari Industri.     http://tataruangislam.blogspot.co.id/2013/11/bahaya-limbah-dan-polusi-dari-industri.html.

·       Sumber Area
Mengacu pada serangkaian sumber kecil yang bersama-sama dapat mempengaruhi kualitas udara di suatu daerah. Contohnya adalah penggunaan perapian di rumah untuk penghangat akan berdampak pada satu area, meskipun masing-masing rumah menyumbang berbagai jenis zat pencemar dalam jumlah yang kecil.

                 ii.         Sumber Bergerak
Sumber pencemar yang mengalami perubahan posisi selama menghasilkan zat pencemar. Sumber pencemar yang termasuk ke dalam kategori ini yaitu mobil, truk, bus, kereta api, kapal laut dan pesawat terbang.
Gambar 3. Kendaraan bermotor
Sumber : Kompasiana, (2016). Assap Rokok Vs Asap Kendaan Bermotor. http://www.kompasiana.com/kretek_indonesia/asap-rokok-vs-asap-kendaraan-bermotor_578d00527697738a0d856ced diunduh tanggal 29 Januari 2017


              iii.         Pencemar Udara dari Kegiatan Pertanian dan Perkebunan
Kegiatan pertanian dan perkebunan turut menyumbangkan emisi gas pencemar di atmosfer hasil dari reaksi alamiah dari tumbuhan tersebut berupa debu dan partikulat.

                iv.         Suspensi dari Penggunaan Zat Larutan Kimia
Contohnya yaitu cat, hair spray dan lain-lain. Pengunaan hair spray mengemisikan ozon yang juga berkontribusi sebagai zat pencemar di udara.

                  v.         Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) Sampah
Reaksi dari mikroorganisme dan reaksi kimia yang terjadi pada landfill menghasilkan gas metana, karbon dioksida, ammonia, gas sulfida dan gas pencemar lainnya yang diemisikan ke udara.

                vi.        Kegiatan Militer
Kegiatan militer juga berdampak dalam terjadinya pencemaran di atmosfer, contohnya adalah penggunaan senjata nuklir, bom, gas beracun, rudal maupun senjata biologis.
Video pencemaran udara di China


DAFTAR PUSTAKA

Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)