Pencemaran udara

1. Pencemaran Udara

2. Suhu (oC)
0 40 80 120
-40
-80
Altitu
de
(Km)
0
20
50
80
120
Tekanan Atmosfer (millibars)
0 800 1000
400 600
200
Suhu
Tekanan
Termosfer
Mesosfer
Stratopause
Mesopause
Stratosfer
Lapisan Ozon
Troposfer
Tropopause
Terpanasi dari Bumi
Atmosfer bumi
yang terdiri atas
beberapa lapisan

3. 0 15
10
5 20
0
10
20
30
40
Konsentrasi Ozon
(ppm)
Stratosfer
Troposfer
Stratospheri
c Ozon
Photochemical
Ozon
Altit
ude
(Km
)
Distribusi konsentrasi ozon di
troposfer dan stratosfer

4. • Ozon yang terdapat di lapisan stratosfer
merupakan hasil reaksi antara molekul
oksigen dengan radiasi ultra violet (UV)
matahari. Ozon di lapisan ini berperan
sebagai tabir surya, yang menyerap 95%
radiasi UV matahari sebelum sampai ke
bumi.
• Adanya filter UV menyebabkan :
– manusia dan semua organisme dapat hidup di muka
bumi,
– melindungi manusia dari kanker kulit dan mata serta
melindungi dari kerusakan sistem kekebalan tubuh,
– mencegah oksigen di troposfer berubah menjadi ozon
suatu polutan udara yang berbahaya.

5. Kelas utama bahan pencemar di udara
Kelas Contoh
Carbon oxides Carbon monoxide (CO), Cabon dioxide (CO2)
Sulfur oxides Sulfur dioxide (SO2), Sulfur trioxide (SO3)
Nitrogen oxides Nitric oxide (NO), nitrogen dioksida (NO2), nitrous oxide (N2O) (NO
dan NO2 sering tergabung bersama dan diberi label NOx
Volatile Organic Compound (VOCs) Methane (CH4), propane (C3H8), chlorofluorocarbons (CFCs)
Suspended particulate matter (SPM) Partikel padat (debu, jelaga, asbestos, timbal, nitrat dan garam
sulfat), butiran air (asam sulfat, PCBs, dioxines dan pestisida)
Photochemical oxidants Ozon (O3), peroxyacyl nitrates (PANs), hydrogen peroxide (H2O2)
Radioactive substances Radon-222, iodine-131, strontium-90, plutonium-239
Hazardous air pollutants (HAPs), yang
dapat menyebabkan gangguan
kesehatan seperti kanker,
gangguan sistem saraf dan cacat
kelahiran
Carbon tetrachloride (CCl4), methyl chloride (CH3Cl), chloroform
(CHCl3), benzene (C6H6), etylene dibromide (C2H2Br2),
formaldehyde (CH2O2).

6. • Bahan cemaran (polutan) udara dapat
diklasifikasikan ke dalam
1) polutan primer dan
2) polutan sekunder.
• Polutan primer adalah bahan kimia (polutan) yang
dimasukkan secara langsung ke udara dalam
konsentrasi yang membahayakan. Yang termasuk
dalam kelompok ini adalah SO2, NO, NO2, CO dan
bahan partikulat (debu dan jelaga).
• Polutan sekunder adalah bentuk bahan kimia
berbahaya di atmosfer yang terbentuk melalui reaksi
kimia antara beberapa komponen kimia. Misalnya SO2
dapat bereaksi dengan O2 menjadi SO3. Kemudian SO3
dapat beraksi dengan uap air menjadi asam sulfat
(H2SO4). Contoh lainnya adalah reaksi antara sinar
matahari, hidrokarbon dan NO yang diemisikan oleh
kendaraan bermotor dapat membentuk photochemical
smog yang pedih bagi mata.

7. Photochemical dan Industrial Smog
• Photochemical smog
• Rekasi kimia yang diaktifkan oleh sinar matahari disebut reaksi fotokimia
(photochemical reaction). Photochemical smog adalah campuran bahan yang
mengandung polutan primer dan sekunder, yang terbentuk karena pengaruh
sinar matahari. Proses pembentukan photochemical smog dapat dijelaskan
sebagai berikut. Pembentukan photochemical smog, (N2 + O2 → 2NO) di dalam
mesin kendaran bermotor dan boiler industri atau pembangkit listrik . Di dalam
troposfer (2NO + O2 → 2NO2) yang berwarna coklat kekuningan dengan bau
yang tidak enak. NO2 adalah gas yang menyebabkan warna awan menjadi
kecoklatan pada siang hari, dikenal dengan nama brown air smog.
• Di dalam atmosfer (3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO). Sebagian NO2 akan
berubah menjadi nitric oxide dan atom oksigen jika terpapar radiasi ultra iolet
(NO2 + radiasi UV → NO + O). Atom oksigen yang sangat reaktif ini kemudian
bereaksi dengan oksigen membentuk ozon (O + O2 → O3). Atom oksigen dan
ozon kemudian bereaksi dengan VOC (terutama hidrokarbon yang dilepas oleh
vegetasi, kendaraan bermotor, stasiun pengisian bahan bakar dan instalasi
penyulingan minyak) menghasilkan aldehyde. Selian itu hidrokarbon, oksigen,
dan nitrogen dioxide bereaksi memebentuk peroxyacyl nitrates (PANs)
(hidrokarbon + O2 + NO2 → PANs).
• Secara kolektif, NO2, O3 dan PANs disebut sebagai photochemical
oxidants, karena mereka dapat bereaksi dengan bahan tertentu di atmosfer
(atau di dalam paru manusia). Ozon dan aldehydes dalam photochemical smog
dapat mengiritasi saluran pernapasan dan merusak tubuh dan tanaman. Kota-
kota besar yang memiliki penduduk padat dan banyak kendaraan, bersuhu
panas, banyak sinar matahari, dan beriklim kering sudah dapat dipastikan
memiliki photochemical smog.

8. • Industrial smog
• Lima puluh tahun yang lalu, kota besar seperti London Inggris dan
Chicago USA membakar dalam jumlah sangat besar batu bara dan minyak
berat (heavy oil) yang mengandung sulfur pada instalasi pembangkit listrik dan
industrinya. Karena pembakaran di atas, selama musim dingin kota-kota
tersebut terpapar oleh industrial smog yang mengandung 1) sulfur dioxide, 2)
butiran suspensi sulfuric acid (aerosol yang mengandung asam sulfat) dan 3)
dan campuran aerosol lainnya.
• Proses pembentukan industrial smog sangat sederhana. Bila dibakar
karbon dalam batu bara dan minyak akan terkonversi menjadi carbon dioxide
(C + O2 → CO2) dan carbon monoxide (2C + O2 → 2CO). Sebagian karbon
yang tidak terbakar akan berada di atmosfer membentuk jelaga (suspended
particulate matter).
• Sulfur yang terdapat dalam batu bara dan minyak juga akan bereaksi
dengan oksigen membentuk sulfur dioxide, gas yang menyesakkan napas dan
tidak berwarna (S + O2 → SO2). Di troposfer , sebagian sulfur dioxide bereaksi
dengan oksigen membentuk sulfur trioxide (SO2 + O2 → 2SO3), selanjutnya
bereaksi dengan uap air membentuk butiran air (aerosol) yang mengandung
sulfuric acid (SO3 + H2O → H2SO4). Sebagian dari aerosol ini beraksi
dengan ammonia di atmosfer membentuk partikel padat ammonium sulfate
(2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4). Partikel garam yang lembut ini ditambah
dengan jelaga karbon menghasilkan industrial smog yang berwarna abu-abu
(smog gray-air).

9. • Frekuensi terjadinya dan besar kecilnya
smog di suatu daerah sangat dipengaruhi
oleh:
• topografi dan iklim lokal,
• kepadatan penduduk,
• jumlah industri, dan
• bahan bahan yang digunakan dalam
industri dan transportasi.

10. • Pencemaran udara dapat menurun karena
adanya:
• Hujan; yang membantu membersihkan
udara dari polutan. Oleh karena itu kota
yang memiliki iklim kering lebih peka
terhadap photochemical smog daripada
kota beriklim basah.
• Angin; membantu menyapu polutan
pindah ke tempat lain atau mengencerkan
kadar polutan sehingga kembali bersih.

11. • Terdapat tiga faktor yang dapat
menyebabkan terjadinya peningkatan
pencemaran udara:
• Bangunan di perkotaan, yang dapat
menghalangi atau menurunkan kecepatan
angin, sehingga mengurangi pengenceran
polutan.
• Bukit dan gunung, yang cenderung mengurangi
aliran udara yang menuju lembah di bawahnya,
sehingga polutan cenderung meningkat di dekat
permukaan tanah.
• Suhu tinggi, merangsang reaksi kimia sehingga
terbentuk photochemical smog.

12. Inversi suhu menghalangi polutan yang terdapat di lapisan
dekatpermukaan tanah naik ke atas.
Udara lebih dingin
Udara dingin
Udara hangat
a. Kondisi Normal

13. Udara dingin
Lapisan inversi suhu
hangat
Udara dingin
b. Kondisi Inversi Suhu

14. Hujan Asam
• Hujan akan turun ke permukaan bumi dalam
dua bentuk:
• Wet deposition (deposisi basah) (sebagai hujan
asam dan uap air dengan pH kurang dari 5,6).
• Dry deposition (deposisi kering) (sebagai
partikel asam).
• Sebagian besar deposisi kering terjadi antara 2-
3 hari di dekat sumber pencemaran (emisi),
sebaliknya deposisi basah terjadi dalam 4-14
hari pada jarak yang jauh dari sumber emisi.

15. Acid Rain

16. Pengaruh hujan asam
• Menyebabkan penyakit pernapasan pada
manusia (bronkitis dan asma)
• Melarutkan logam seperti timbal dan tembaga
sehingga dapat mencemari air minum
• Merusak patung, bangunan, logam, dan cat
kendaraan.
• Menurunkan visibilitas atmosfer karena
adanya partikel sulfat.
• Menurunkan keuntungan karena produktivitas
perikanan, hutan dan pertanian menurun.

17. Pencemaran Udara dalam Ruangan (Indoor Air
Pollution)
• Konsentrasi 11 bahan pencemar di dalam ruangan lebih besar 2
sampai kali dari yang terdapat di luar ruangan.
• Konsentrasi partikel halus yang mungkin mengandung logam
toksik seperti timbal dan kadmium di dalam ruangan 60% lebih
tinggi daripada yang terdapat di dalam ruangan.
• Konsentrasi bahan pencemar di dalam mobil yang terdapat di
jalur padat perkotaan dapat mencapai 18 kali lebih besar
daripada yang terdapat di luar kendaraan.
• Risiko terhadap kesehatan oleh adanya pemaparan bahan
pencemar ini meningkat, karena manusia menghabiskan
sebagian besar (70-98%) waktunya di dalam ruangan dan di
dalam kendaraan.

18. Pengaruh Pencemaran Udara pada Kesehatan
Manusia
• Udara yang kita hirup akan masuk ke dalam trachea
yang kemudian masuk ke dalam dua bronchial tubes
dari paru. Bronchial tube ini terbagi menjadi saluran-
saluran kecil yang jumlahnya sangat banyak dikenal
dengan nama bronchiole tubes. Pada ujung bronchiole
tubes terdapat jutaan kantong udara berukuran sangat
kecil yang dinamakan alveoli. Oksigen yang terdapat
dalam udara mengalir melalui dinding alveoli, yang
selanjutnya diikat oleh hemoglobin di dalam darah. Pada
saat yang sama, karbon dioksida mengalir dari darah
melalui dinding alveoli masuk ke dalam paru untuk
kemudian dikeluarkan.

19. • Kecapatan reaksi karbon monoksida yang berasal dari
asap rokok dan kendaraan bermotor dengan
hemoglobin darah adalah 200 kali lebih cepat daripada
kecepatan reaksi oksigen dengan hemoglobin.
• Karbon monoksida dalam hemoglobin ini dapat
menyebabkan sakit kepala, capai, dan gangguan emosi.
Selain itu dapat menyebabkan kerja jantung semakin
berat karena harus memompa darah untuk mensuplai
kebutuhan oksigen. Akibatnya dapat menyebabkan
penyakit cardiovascular dan pembesaran jantung.
• Merokok dan pemaparan oleh pencemaran udara yang
berat (seperti ozon, SO2, dan NO2) dapat merusak dan
memperlambat kerja silia, sehingga bakteri dan partikel
halus lainnya mudah masuk ke dalam alveoli, yang
dapat menyebabkan infeksi dan terjadi kanker paru.