Pencemaran Udara : Pengertian, Penyebab & Penanggulangan

Pencemaran Udara – Seperti air dan tanah, udara juga merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Jika tidak ada udara, pasti tidak ada kehidupan di muka bumi ini. Manusia dan organisme lainnya mungkin mampu bertahan hidup tanpa makan selama beberapa hari, tetapi tidak akan tahan untuk tidak bernapas selama beberapa menit saja. Manusia memerlukan udara yang bersih untuk hidupnya, yaitu yang mengandung oksigen dan tidak tercemar. Bagaimana jika udara yang kita hirup mengandung bahan-bahan pencemar? Jika tercemar oleh bahan berbahaya dan beracun, udara yang kita hirup dapat menyebabkan masalah serius pada kesehatan kita, bahkan dapat menyebabkan kematian.

Udara yang dibutuhkan oleh semua makhluk hidup tersusun atas bermacam-macam gas. Bermacam-macam gas yang menyusun udara beserta volumenya tercantum dalam Tabel di bawah.

komposisi udara kering pada pembahasan pencemaran udara

A. Pengertian Pencemaran Udara 

Udara dikatakan murni jika komposisinya seperti yang tercantum dalam tabel di atas. Jika tidak maka terjadi pencemaran udara. Pencemaran Udara adalah peristiwa dimana udara tercampuri zat-zat pencemar atau polutan dalam konsentrasi tinggi sehingga menimbulkan gangguan bagi makhluk hidup yang mengisapnya. Jadi, meskipun udara tercampuri gas asing yang tidak biasa terdapat di udara, jika tidak menimbulkan kerugian bagi lingkungan dan kehidupan, gas itu dikatakan tidak menimbulkan pencemaran udara (walaupun tetap disebut polutan). Kandungan karbon dioksida di udara hanya 0,03%, tetapi apabila kadarnya mencapai 10%, akan menimbulkan pencemaran udara dan bersifat racun bagi banyak bentuk kehidupan.

Dibandingkan pencemaran air [baca: pencemaran air], pencemaran udara lebih sulit dideteksi sehingga pencemaran udara lebih berbahaya. Karena tidak terlihat oleh mata, pencemaran udara dapat mengancam kehidupan manusia ataupun makhluk hidup lainnya. Masalah serius yang dapat diakibatkan oleh pencemaran udara, antara lain dapat menyebabkan gangguan kesehatan serius, seperti sesak napas dan kanker, menyebabkan hujan asam, merusak lapisan ozon yang melindungi bumi dari radiasi ultraviolet, serta dapat menyebabkan perubahan iklim dunia.

B. Penyebab Pencemaran Udara dan Penanggulangannya

Pabrik-pabrik dan semua kendaraan bermotor mengeluarkan bahan-bahan beracun yang dapat menyebabkan pencemaran udara (Gambar di bawah ini). Pabrik-pabrik menghasilkan asap dan sulfur dioksida, sedangkan kendaraan bermotor menghasilkan senyawa karbon monoksida (CO) dan oksida nitrogen (NO2 dan NO atau NOx) yang akan membentuk kabut asap. Berikut adalah beberapa pencemar yang sering kali mencemari udara, antara lain asap, sulfur dioksida dan oksida nitrogen, kabut asap, karbon monoksida, dan klorofluorokarbon.

pencemaran udara oleh industri

1) Asap

Asap terutama tersusun atas partikel-partikel kecil karbon (C) dan tar yang berasal dari pembakaran batu bara di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik atau di rumah-rumah. Di dalam tar terkandung bahan-bahan kimia penyebab kanker (karsinogen). Partikel-partikel karbon yang tertinggal dapat menghitamkan bangunan dan daun-daun tumbuhan. Tumbuhan yang daun-daunnya tertutup jelaga hitam tidak dapat melakukan fotosintesis dengan baik. Asap di udara juga mengurangi jumlah sinar matahari yang mencapai bumi.

2) Partikulat

Gas-gas buangan kendaraan bermotor (terutama yang bermesin diesel) mengandung partikel-partikel mikroskopis yang dilapisi hidrokarbon. Partikel-partikel tersebut berdiameter kurang dari 10 atau 2,5 mikrometer . Partikel-partikel itu diduga menyebabkan 10.000 kematian per tahun, khususnya orang-orang yang menderita penyakit paru-paru kronis seperti emfisema dan bronkitis. [baca juga: gangguan pada sistem pernapasan]

3) Sulfur Dioksida dan Oksida Nitrogen

Batu bara dan minyak bumi mengandung sulfur (belerang). Jika dibakar, bahan bakar tersebut melepaskan sulfur dioksida ke udara. Ketika turun hujan, sulfur dioksida itu larut dalam air hujan dan membentuk asam sulfat (H2SO4). Cahaya matahari meningkatkan kecepatan reaksi tersebut. Asam dan air hujan itu jatuh ke bumi sebagai hujan asam. Jika jatuh mengenai bangunan atau patung, hujan asam dapat melarutkan kapur dan semen yang terdapat pada patung ataupun dinding bangunan (Gambar di bawah).

akibat pencemaran udara
Erosi udara (akibat hujan asam). Pada tahun 1908, patung ini (a) berumur lebih dari 200 tahun. Enam puluh tahun kemudian, pencemaran udara oleh industri di Jerman hampir menghancurkan patung tersebut (b)

Jika mengenai tumbuhan, hujan asam dapat menghambat pertumbuhan dan merusak daun-daunnya (Gambar di bawah). Hujan asam yang jatuh ke tanah merusak akar-akar tumbuhan dan melarutkan mineral-mineral penting, contohnya garam-garam aluminium. Garam-garam aluminium yang larut terbawa air hujan ke badan-badan air, misalnya sungai dan danau. Di dalam sungai dan danau, garam-garam aluminium terakumulasi hingga mencapai tingkat beracun yang dapat membunuh ikan-ikan. Hujan asam telah terjadi selama bertahun-tahun dan makin parah. Hutan-hutan di Jerman, Amerika Utara, Skandinavia, dan Skotlandia mengalami kerusakan akibat hujan asam.

akibat hujan asam (pencemaran udara)
Hujan asam telah merusakkan pohon-pohom di Hutan Hitam, Jerman.

Oksida nitrogen yang dihasilkan oleh stasiun-stasiun pembangkit listrik, penyulingan minyak, dan gas-gas buangan kendaraan bermotor juga menyebabkan polusi udara dan hujan asam. Oksida nitrogen larut dalam air hujan dan membentuk asam nitrit (HNO2). Asam nitrit akan bereaksi dengan ozon (O3) membentuk asam nitrat (HNO3). Akibatnya, lapisan ozon di atmosfer menjadi menipis. Padahal lapisan ozon sangat diperlukan sebagai pelindung bumi dari radiasi gelombang pendek matahari. Reaksi antara ozon dan oksida nitrogen diduga yang paling bertanggung jawab sebagai penyebab kerusakan pohon di hutan.

Walaupun dalam keadaan udara tidak tercemar, secara alami hujan bersifat asam lemah karena merupakan larutan asam karbonat (H2CO3) yang terbentuk ketika air hujan melarutkan karbon dioksida di udara. Pada umumnya air hujan memiliki pH 5,4, sedangkan air hujan yang tercemar gas-gas asam memiliki pH 4—4,5. Makin rendah pH air hujan, makin berat dampaknya bagi makhluk hidup.

4) Smog

Smog adalah asap dan partikulat mikroskopis yang melayang di atmosfer sehingga menghalangi pancaran cahaya matahari ke bumi. Fenomena ini biasa terjadi di daerah industri dan kota-kota besar (Gambar di bawah). Smog mengiritasi mata dan paru-paru, serta merusak tumbuhan. Smog terbentuk ketika cahaya matahari dan ozon di udara bereaksi dengan oksida nitrogen serta hidrokarbon (yang tidak terbakar) dari gas buangan kendaraan bermotor.

smog salah satu contoh pencemaran udara

5) Karbon Monoksida

Gas ini juga dihasilkan oleh gas buangan mobil dan truk. Jika terhirup, karbon monoksida berikatan dengan hemoglobin dalam darah membentuk senyawa yang stabil, yaitu karboksihemoglobin (HbCO). Pembentukan karboksihemoglobin itu mengurangi kemampuan darah mengikat/ membawa oksigen. Hal itu tentu saja berbahaya terutama bagi orang-orang berpenyakit jantung ataupun anemia. Seorang perokok menghirup karbon monoksida dari rokok lebih banyak dibandingkan dari udara.

6) Klorofluorokarbon (CFC)

Klorofluorokarbon adalah gas-gas yang digunakan sebagai pendingin dalam lemari es, bahan pendorong dalam kaleng aerosol (aerosol propellant), dan sebagai pembentuk gelembung-gelembung pada plastik busa (foaming agents). Klorofluorokarbon sangat stabil dan terakumulasi di udara untuk selanjutnya bereaksi dengan ozon.

Bersama-sama dengan hidroklorofluorokarbon (HCFC), halon, metil bromida, karbon tetraldorida, dan metil kloroform, klorofluorokarbon dikenal sebagai bahan-bahan perusak ozon (ozone-depleting substances/ ODS). Selain sebagai aerosol propellants dan bahan pembentuk busa (foaming agents), ODS juga digunakan sebagai bahan pendingin (coolants), pemadam kebakaran (fire extinguishers), pelarut (solvents), dan pestisida. Di udara, zat ODS tersebut terdegradasi dengan sangat lambat.

Ozon terdapat di seluruh atmosfer, tetapi mencapai puncaknya di lapisan stratosfer, yaitu sekitar 15—40 km di atas permukaan bumi, tempat ozon membentuk “lapisan ozon”. Namun, konsentrasi lapisan ozon tertinggi terdapat di ketinggian sekitar 25 km. Lapisan ozon menyaring dan menyerap radiasi ultraviolet cahaya matahari. Sinar ultraviolet adalah komponen radiasi elektromagnetik dari matahari yang mencapai permukaan bumi. Jika lapisan ozon menipis, akan banyak radiasi ultraviolet yang mencapai permukaan bumi. Radiasi tersebut dapat mengancam kehidupan karena energi yang dikandungnya dapat memutuskan ikatan kimia, misalnya memutuskan ikatan rangkap pada asam nukleat sehingga mengubah susunan asam nukleat tersebut.

Pada manusia, hal itu menyebabkan peningkatan kasus kanker kulit dan katarak. Pada tanaman pangan, misalnya kedelai, peningkatan radiasi ultraviolet menyebabkan penurunan hasil panen. Di lautan, peningkatan radiasi ultraviolet mengganggu keseimbangan ekologi lautan. Radiasi ultraviolet tidak hanya dengan menghancurkan fitoplankton sehingga mengacaukan rantai makanan, tetapi juga mengganggu kontribusi lautan dalam penyerapan karbon dioksida karena berkurangnya fitoplankton. Radiasi ultraviolet yang meningkat juga mengacaukan pola cuaca. Penipisan lapisan ozon (atau disebut “lubang” ozon) pertama kali ditemukan di atas Antartika (Kutub Selatan) pada tahun 1974 (Gambar di bawah). Masalah penipisan lapisan ozon telah dijadikan isu internasional oleh badan PBB untuk lingkungan hidup, United Nations Environment Programme (UNEP), sejak tahun 1987. Sebuah protokol konvensi, dikenal dengan nama Montreal Protocol, mengajak negara-negara yang telah menandatangani konvensi tersebut untuk menghapus produksi klorofluorokarbon secara bertahap pada 1 Januari 1996. Jika upaya ini berhasil, lapisan ozon akan kembali normal pada tahun 2050.

penipisan lapisan ozon akibat pencemaran udara
Penipisan lapisan ozon (warna biru) yang terjadi di atas Antartika (tahun 1979 & 2008)

7) Karbon Dioksida

Sesungguhnya gas karbon dioksida bukanlah gas yang beracun, bahkan dibutuhkan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Namun, kalau jumlahnya terlalu banyak, dapat mengganggu pernapasan dan menimbulkan pencemaran udara.

Gas karbon dioksida yang ada di udara selain berasal dari beberapa proses alam, seperti respirasi makhluk hidup, dekomposisi bahan-bahan organik, fermentasi, pelapukan batuan, dan pengaruh magma di bawah permukaan tanah, juga berasal dari pembakaran-pembakaran yang dilakukan manusia, contohnya pembakaran bahan bakar fosil (batu bara dan minyak bumi). Konsentrasi karbon dioksida di udara hanya sekitar 0,03%. Namun, karena pada saat ini banyak terjadi pembakaran bahan bakar fosil untuk industri, kendaraan bermotor, dan untuk keperluan rumah tangga, konsentrasi karbon dioksida (umumnya di dalam kota) menjadi melebihi ambang batas normal. Peningkatan itu terutama terjadi sejak dimulainya Revolusi Industri di Inggris pada tahun 1860. Sejak itu, terjadi peningkatan konsentrasi karbon dioksida dari 0,029% menjadi 0,035%. Untuk setiap ton karbon yang dibakar, dihasilkan sekitar empat ton gas karbon dioksida.

Selain mengganggu pernapasan, peningkatan konsentrasi karbon dioksida juga meningkatkan suhu di permukaan bumi. Permukaan bumi menerima dan menyerap energi panas dari matahari. Selanjutnya, bumi memantulkan kembali sebagian panas tersebut ke angkasa. Radiasi matahari, terutama dalam bentuk energi gelombang pendek, masuk ke atmosfer bumi dengan mudah. Energi panas matahari yang dipantulkan kembali dari bumi merupakan energi gelombang panjang (inframerah) yang sebagian besar diserap oleh atmosfer bumi, yaitu oleh uap air (H2O) dan gas karbon dioksida. Akibatnya, suhu atmosfer bumi menjadi lebih hangat. Atmosfer bumi berfungsi seperti dinding kaca pada rumah kaca. Rumah kaca menerima cahaya dan panas dari matahari, tetapi mereduksi jumlah panas yang keluar. Fenomena itu kemudian dinamakan “efek rumah kaca“. Efek rumah kaca pertama kali ditemukan oleh Joseph Fourier pada tahun 1829 dan pertama kali diteliti oleh Svante Arrhenius pada tahun 1896. Secara alami, efek rumah kaca itu berfungsi memelihara/ menjaga agar suhu di permukaan bumi tetap hangat sehingga layak dihuni oleh segala bentuk kehidupan. Jika tidak ada efek rumah kaca, permukaan bumi mungkin bersuhu -40oC. Namun, meningkatnya kadar karbon dioksida di udara menyebabkan makin banyak radiasi inframerah cahaya matahari yang diserap oleh karbon dioksida. Akibatnya, suhu atmosfer menjadi makin panas. Peningkatan suhu atmosfer bumi itu dinamakan pemanasan global.

Beberapa ahli memperkirakan gas-gas penyebab efek rumah kaca (karbon dioksida, metana, dan klorofluorokarbon) akan mencapai konsentrasi tinggi pada tahun 2030—2050 dan akibatnya suhu permukaan bumi atau suhu atmosfer meningkat 2—5oC. Jika hal itu terjadi, es-es di daerah kutub dan salju-salju di puncak gunung akan mencair. Akibatnya, permukaan air laut di seluruh dunia akan naik. Pemanasan global lebih dari 2oC dalam 40 tahun akan menaikkan permukaan laut setinggi 30 cm atau lebih.

Sumber:

Pujiyanto, Sri.(2012). Menjelajah Dunia BIOLOGI 1 Untuk kelas X SMA dan MA. Platinum: Solo

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *