AIR Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air SIFAT FISIK DAN KIMIA AIR Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen. Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-).
Elektrolisis air Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hydrogen Kelarutan (solvasi) Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. -zat "hidrofobik" (takut-air). Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air. Kohesi dan adesi Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Tegangan Permukaan Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air. Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik — dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National Institute of Health. Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan la ngsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing) Air dalam kehidupan Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organic untuk melakukan replikasi. Semua makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidroden dengan oksigen. Hidrogen akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara. Air minum Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi; jumlah pastinya bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa faktor lainnya. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Sebagian besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8–10 gelas (sekitar dua liter) per hari, namun hasil penelitian yang diterbitkan Universitas Pennsylvania pada tahun 2008 menunjukkan bahwa konsumsi sejumlah 8 gelas tersebut tidak terbukti banyak membantu dalam menyehatkan tubuh. Malah terkadang untuk beberapa orang, jika meminum air lebih banyak atau berlebihan dari yang dianjurkan dapat menyebabkan ketergantungan. Literatur medis lainnya menyarankan konsumsi satu liter air per hari, dengan tambahan bila berolahraga atau pada cuaca yang panas PENGOLAHAN AIR Air Kebutuhan Utama Manusia ■ Bagi manusia, air munum adalah salah satu kebutuhan utama, untuk kebutuhan: minum, mandi, cuci, dsb ■ Air minum yang ideal adalah: ■ Air minum yang ideal adalah: ☐ jernih ☐ tidak berwarna ☐ tidak berbau ☐ tidak berasa ☐ tidak mengandung kuman dan zat-zat yang berbahaya ■ Tujuannya adalah: mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air (water-borne-diseases) ■ Di negara maju standar air minum sudah sangat tinggi, sehingga tersedia air yang siap minum dimana saja (potable water). Sedang di Indonesia, kualitas air minum yang memenuhi syarat belum dapat tercapai, sehingga sistem penyediaan air minum yang disediakanoleh PDAM baru disebut air bersih bukan air minum. Konservasi Sumber Daya Air Pemakaian air bersih penduduk perkotaan di Indonesia : ■ Pelayanan Secara Langsung : 100-200 liter/orang/hari ■ Pelayanan dengan keran umum : 20-40 liter/orang/hari ■ Pelayanan dengan keran umum : 20-40 liter/orang/hari Kriteria dan Standar ■ Kriteria dan standar kualitas air didasarkan atas : ☐ Kesehatan : logam dan logam berat, anorganik (nitrit), zat organik ☐ Estetika : bau, rasa, warna ☐ Teknis : the best technology available atau best practical technology ☐ Toksisitas : efek racun ☐ Polusi : mencegah teremisinya pencemar ke lingkungan ☐ Ekonomi : kerugian-kerugian ekonomi ■ Standar air minum di indonesia : diterapkan untuk sumber air minum ■ Standar air minum di indonesia : diterapkan untuk sumber air minum (air baku) dan air minum sehingga tidak akan menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan manusia : ☐ Standar sumber air minum (air baku) : PP 82/2001 ☐ Standar air minum : Keputusan Menkes No. 907/2001 Parameter Fisik Air ■ Suspended solid (>10-3 mm) ■ Suspended solid (>10-3 mm) ☐ Koloid (10-6 mm - 10-3 mm) ■ Turbiditas (absorbed/scattered) ■ Warna (dissolved solid, <10-6 mm) ☐ Zat tannin pada kayu dan humus > warna kuning ☐ Oksida besi > warna merah ☐ Oksida besi > warna merah ☐ Oksida mangan > warna coklat/hitam ■ Rasa dan bau ■ Temperatur Parameter Kimia Air ■ Total Dissolved Solids (ion balance) ■ Total Dissolved Solids (ion balance) ☐Major constituents (1-1000 mg/L): Sodium, calcium, magnesium, bicarbonate, sulfate, chloride ☐Secondary constituens (0.01-10 mg/L): iron, strontium, potassium, carbonate, nitrate, flouride, boron, silica Parameter Kimia Air (2) ■ Alkalinitas: jumlah ion dalam air yang akan ■ Alkalinitas: jumlah ion dalam air yang akan bereaksi dengan ion hidrogen ☐Sumber: bikarbonat (HCO3-), karbonat (CO32-) hidroksida (OH-), HSiO3- ,H2BO3-, dll. ■ Kesadahan (Hardness) : konsentrasi kation logam dalam larutan. ☐Dalam kondisi supersaturasi (sangat jenuh) akan bereaksi dengan anion membentuk endapan. Parameter Kimia Air (3) ■ Florida ■ Florida ■ Logam > karsinogenik ■ Zat organik ☐BOD (Biochemical Oxygen Demand): jumlah oksigen yang digunakan oleh mikroba untuk mengkonsumsi zat organic ■ Nutrien (untuk pertumbuhan): karbon, nitrogen, fosfor Parameter Biologi Air ■ Patogen ☐Bakteri > kolera (bakteri Vibrio comma), tifus Bakteri > kolera (bakteri Vibrio comma), tifus (bakteri Salmonella thyposa), ☐Virus > diare, meningitis, hepatitis ☐Protozoa (hewan tingkat terendah) ☐Helminth (parasitic worms) rotavirus Vibrio comma PENGOLAHAN AIR ■ Kriteria air minum : ☐ Kualitas : memenuhi persyaratan agar berfungsi secara baik dalam penggunanya ☐ Kuantitas : memenuhi kebutuhan agar jumlahnya cukup sesuai kebutuhan ☐ Kontinuitas : tersedia dan terjangkau setiap saat ☐ Kontinuitas : tersedia dan terjangkau setiap saat ■ Kualitas : ☐ Kualitas fisik : bau, rasa, warna, suhu dan kekeruhan ☐ Kualitas kimiawi : ■ Anorganik : ditoleransi hingga batas-batas tertentu, terutama dampaknya terhadap kesehatan. Contoh: maksimum konsentrasi Cu = 1 mg/l, Zn = 5 mg/l ■ Organik : dibatasi karena dapat bersifat toksik (baik karsinogen, maupun npn-karsigen), seperti senyawa aktif pembentukan pestisida dll ☐ Kualitas biologi : indikator pencemaran air oleh aktivitas domestik, contoh : bakteri eschericia coli ☐ Kualitas radioaktif : bebasdari zat radioaktif ■ Jenis pengolahan air bersih secara umum: ☐ Penjernihan : bertujuan menurunkan kekeruhan, Fe dan Mn ☐ Pelunakan : bertujuan menurunkan kesadahan air ☐ Desinfeksi : bertujuan membunuh bakteri patogen ■ Jenis proses pengolahan air bersih: ☐ Secara fisika : tidak ada penambahan zat kimia (aditif), contoh: pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dll ☐ Secara kimiawi : penambahan bahan kimia sehingga ☐ Secara kimiawi : penambahan bahan kimia sehingga terjadi reaksi kimia. Contoh penyisihan logam berat, pelunakan, netralisasi, klorinasi, ozonisasi, UV, dsb ☐ Secara biologi : memanfaatkan aktivitas mikroorganisme. Contoh saringan pasir lambat Pencemaran air Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Walaupun fenomena alam seperti gunung berapi, badai, gempa bumi dll juga mengakibatkan perubahan yang besar terhadap kualitas air, hal ini tidak dianggap sebagai pencemaran. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda. • Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi. • Sampah organik seperti air comberan (sewage) menyebabkan peningkatan kebutuhan oksigen pada air yang menerimanya yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem. • Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti logam berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air. akibat: banjir kekurangan sumber air Dampak pencemaran air bagi manusia dan lingkungan Pencemaran air terjadi sejak lama dan telah kita ketahui bersama, baik di laut, sungai, danau bahkan parit di depan rumah kita. Air yang berwarna kecoklatan bahkan hitam seolah sudah menjadi pemandangan yang biasa dan dapat kita lihat sehari hari. Pencemaran air disebabkan oleh aktifitas manusia sehari hari yang dapat mengakibatkan adanya perubahan pada kualitas air tsb. Pencemaran air ini terjadi di sungai, lautan, danau dan air bawah tanah.
Tingkat pencemaran yang terberat adalah akibat limbah industri yang dibuang ke sungai dan juga tumpahan minyak dilautan. Pencemaran di sungai dan dilautan ini telah menyebabkan ekosistem dan habitat air menjadi rusak bahkan mati. Untuk sungai, pembuangan limbah industri / pabrik telah merusak habitat sungai sepanjang puluhan kilometer. Limbah industri ini mengandung logam berat, toksin organik, minyak dan zat lainnya yang memiliki efek termal dan juga dapat mengurangi kandungan oksigen dalam air. Limbah berbahaya ini selain menyebabkan kerusakan bahkan matinya habitat sungai, juga mengakibatkan timbulnya masalah kesehatan bagi masyarakat yang tinggal di sepanjang sungai yang menggunakan air sungai tsb untuk keperluan MCK (Mandi, Cuci dan Kakus). Selain limbah industri, limbah rumah tangga juga memiliki peranan yang besar dalam pencemaran air. Limbah rumah tangga ini terbagi menjadi 2 golongan, yakni limbah organik dan anorganik. Limbah organik adalah limbah yang dapat diuraikan oleh bakteri seperti sisa sayuran, buah dan daun daunan. Sementara limbah anorganik tidak dapat diurai oleh bakteri seperti bekas kaca, karet, plastik, logam, kain, kayu, kulit, dll. Upaya yang bisa dilakukan untuk mengurangi dampak pencemaran air adalah : 1. Hindari membuang sampah ke dalam sungai / parit. Jika perlu manfaatkan limbah anorganik untuk bisnis home industry 2. Untuk limbah Laundry, gunakan teknologi penyaringan air Grey Water (silahkan cari metodenya di Google dengan kata kunci "grey water") 3. Membuat Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) untuk industri dan pabrik 4. Untuk rumah tangga, jika terpaksa menggunakan air sungai untuk keperluan MCK, air sungai sebaiknya disaring terlebih dahulu. Jika perlu gunakan tawas, kapur dan kaporit dengan takaran per 1000 Liter air : - 5 sendok makan tawas - 5 sendok makan kapur - 1 sendok makan kaporit Tindakan untuk mencegah kerusakan yang lebih parah akibat pencemaran air seharusnya dilakukan sejak dini, demi masa depan yang lebih baik. UDARA Udara adalah kumpulan/campuran gas, yang terbanyak adalah nitrogen dan oksigen. Oksigen sangat penting untuk mendukung kehidupan makhluk hidup dan memungkinkan terjadinya pembakaran bahan bakar. Nitrogen merupakan penyubur tanaman. Bakteri menggunakan nitrogen dari udara untuk menyuburkan tanah. Udara juga melindungi bumi dari radiasi berbahaya yang berasal dari ruang angkasa. Apa yang akan terjadi jika udara yang kita hirup kotor? Udara yang kotor bisa membuat kita sakit atau cacat, bahkan dapat menyebabkan kematian. Penyakit yang ditimbulkan dari polusi udara di antaranya adalah gangguan sistem pernapasan, TBC dan penyakit lainnya. Oleh karena itu kita harus selalu menjaga lingkungan agar kualitas udara di bumi ini terjaga. Apa sih yang dimaksud kualitas udara? Kualitas udara adalah mutu atau tingkat kebaikan udara menurut sifat-sifat unsur pembentuknya. Udara disebut berkualitas buruk bila sifat unsur-unsur pembentuknya membahayakan atau merusak. Udara kotor juga menjadi penyebab dari buruknya kualitas air hujan. Air hujan yang jatuh pada tempat yang udaranya kotor akan membawa racun-racun yang melayang ke tanah, menjadikan genangan air hujan tidak lagi bersih. Di beberapa tempat yang tingkat pencemarannya tinggi, hujan yang jatuh sering disebut dengan Hujan Asam karena sifat keasamannya yang tinggi dan sangat merusak. Angkasa yang merupakan tempat udara berada juga tidak luput dari masalah. Pencemaran dan pengotoran udara ternyata juga merusak lapisan pelindung bumi yang disebut dengan ozon, sehingga merusak kehidupan yang ada. Bahan-bahan lapisan perusak ozon adalah bahan yang mengandung CFC atau lebih dikenal dengan Freon yang mengandung khlorin, yang banyak dipakai lemari es, AC, pembuatan busa, dan pendingin kimia. Selai CFC bahan perusak ozon (BPO) lainnya adalah halon, yang digunakan untuk pemadam kebakaran dan metil bromida yang mengandung bromin yang biasa digunakan untuk menyemprot hama, pengawet kayu dan hasil pertanian seperti beras, jagung, kedelai, kopi dll. Molekul-molekul kimia dari klorin dan bromin inilah yang menyebabkan lapisan ozon berubah menjadi oksigen aktif. Reaksi ini akan mengurangi jumlah ozon yang ada di lapisan stratosfir sehingga lapisan ozon semakin menipis. Akibatnya, terjadinya pemanasan gelobal yang lama-kelamaan akan mempercepat mencairnya gunung es di kutub utara dan selatan, begitu juga dengan jatuhnya sinar Ultraviolet (UV) B ke muka bumi yang mengakibatkan kerusakan jaringan pada tubuh mahluk hidup terutama manusia. Penyakit-penyakit seperti katarak, alergi dan infeksi, kanker kulit dan vaksinasi serta imunisasi menyebabkan tidak berguna lagi serta terjadi perubahan iklim yang drastis.
Udara Bersih Komposisi udara bersih sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain di seluruh dunia. Rata-rata prosentase (per volume) gas dalam udara bersih dan kering tertera di bawah ini : A. Nitrogen 78% B. Oksigen 20,8% C. Argon 0,9% D. Karbon dioksida 0,03% E. Gas lain 0,27% Gas lain meliputi helium, neon, krypton, xenon, hidrogen, dan methan. Udara juga mengandung uap air tetapi jumlahnya bervariasi. Udara kering (misalnya di daerah gurun) mengandung uap air. Udara basah (misal di wilayah hutan tropis) bisa mengandung 6% uap air. Karbon dioksida Persentase karbondioksida di udara dapat bervariasi dari 0,01% sampai 0,1%. Tanaman hijau daun menghirup karbondioksida dari udara dan mengeluarkan oksigen. Manusia, binatang, dan mesin mengikat oksigen dari udara dan mengeluarkan karbondioksida. Daftar berikut merupakan rata-rata seseorang dan 1 liter udara yang dihembuskan. Dihirup a. Oksigen 208 cm3 b. Nitrogen 780 cm3 c. Karbon dioksida 0,3 cm3 d. Gas lain 11,7 cm3 Dihembuskan a. Oksigen 170 cm3 b. Nitrogen 780 cm3 c. Karbon dioksida 38,3 cm3 d. Gas lain 11,7 cm3 Kecepatan Rata-rata kecepatan sebuah molekul udara adalah 415 m/det. Udara Kotor Udara kotor atau terpopulasi mengandung debu, pasir, jelaga, dan gas berbahaya. Suatu kota kecil dapat menghasilkan lebih dari 5.000 kg polusi udara dalam sehari. Polutan yang lain misalnya ozon, dihasilkan bila gas-gas ini saling bereaksi saat terkena cahaya matahari. Oleh karena itu, dalam rangka memperingati hari ozon kita menjaga bumi kita dengan tidak membuat kerusakan-kerusakan terutama polusi udara. PENCEMARAN UDARA 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. Sumber polusi udara Pencemar udara dibedakan menjadi dua yaitu, pencemar primer dan pencemar sekunder. Pencemar primer adalah substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemaran udara. Karbon monoksida adalah sebuah contoh dari pencemar udara primer karena ia merupakan hasil dari pembakaran. Pencemar sekunder adalah substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar-pencemar primer di atmosfer. Pembentukan ozon dalam smog fotokimia adalah sebuah contoh dari pencemaran udara sekunder. Atmosfer merupakan sebuah sistem yang kompleks, dinamik, dan rapuh. Belakangan ini pertumbuhan keprihatinan akan efek dari emisi polusi udara dalam konteks global dan hubungannya dengan pemanasan global, perubahan iklim dan deplesi ozon di stratosfer semakin meningkat. Kegiatan manusia • Transportasi • Industri • Pembangkit listrik • Pembakaran (perapian, kompor, furnace, insinerator dengan berbagai jenis bahan bakar) • Gas buang pabrik yang menghasilkan gas berbahaya seperti (CFC) • Sumber alami • Gunung berapi • Rawa-rawa • Kebakaran hutan • Nitrifikasi dan denitrifikasi biologi Sumber-sumber lain • Transportasi amonia • Kebocoran tangki klor • Timbulan gas metana dari lahan uruk/tempat pembuangan akhir sampah • Uap pelarut organik Sumber alami • Gunung berapi • Rawa-rawa • Kebakaran hutan • Nitrifikasi dan denitrifikasi biologi Sumber-sumber lain • Transportasi amonia • Kebocoran tangki klor • Timbulan gas metana dari lahan uruk/tempat pembuangan akhir sampah • Uap pelarut organik Jenis-jenis pencemar • Karbon monoksida • Oksida nitrogen • Oksida sulfur • CFC • Hidrokarbon • Ozon • Volatile Organic Compounds • Partikulat Dampak kesehatan Substansi pencemar yang terdapat di udara dapat masuk ke dalam tubuh melalui sistem pernapasan. Jauhnya penetrasi zat pencemar ke dalam tubuh bergantung kepada jenis pencemar. Partikulat berukuran besar dapat tertahan di saluran pernapasan bagian atas, sedangkan partikulat berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru. Dari paru-paru, zat pencemar diserap oleh sistem peredaran darah dan menyebar ke seluruh tubuh. Dampak kesehatan yang paling umum dijumpai adalah ISPA (infeksi saluran pernapasan akut), termasuk di antaranya, asma, bronkitis, dan gangguan pernapasan lainnya. Beberapa zat pencemar dikategorikan sebagai toksik dan karsinogenik. Studi ADB memperkirakan dampak pencemaran udara di Jakarta yang berkaitan dengan kematian prematur, perawatan rumah sakit, berkurangnya hari kerja efektif, dan ISPA pada tahun 1998 senilai dengan 1,8 trilyun rupiah dan akan meningkat menjadi 4,3 trilyun rupiah di tahun 2015. Dampak terhadap tanaman Tanaman yang tumbuh di daerah dengan tingkat pencemaran udara tinggi dapat terganggu pertumbuhannya dan rawan penyakit, antara lain klorosis, nekrosis, dan bintik hitam. Partikulat yang terdeposisi di permukaan tanaman dapat menghambat proses fotosintesis. Hujan asam pH biasa air hujan adalah 5,6 karena adanya CO2 di atmosfer. Pencemar udara seperti SO2 dan NO2 bereaksi dengan air hujan membentuk asam dan menurunkan pH air hujan. Dampak dari hujan asam ini antara lain: • Mempengaruhi kualitas air permukaan • Merusak tanaman • Melarutkan logam-logam berat yang terdapat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitas air tanah dan air permukaan • Bersifat korosif sehingga merusak material dan bangunan Efek rumah kaca Efek rumah kaca disebabkan oleh keberadaan CO2, CFC, metana, ozon, dan N2O di lapisan troposfer yang menyerap radiasi panas matahari yang dipantulkan oleh permukaan bumi. Akibatnya panas terperangkap dalam lapisan troposfer dan menimbulkan fenomena pemanasan global. Dampak dari pemanasan global adalah: • Pencairan es di kutub • Perubahan iklim regional dan global • Perubahan siklus hidup flora dan fauna Kerusakan lapisan ozon Lapisan ozon yang berada di stratosfer (ketinggian 20-35 km) merupakan pelindung alami bumi yang berfungsi memfilter radiasi ultraviolet B dari matahari. Pembentukan dan penguraian molekul-molekul ozon (O3) terjadi secara alami di stratosfer. Emisi CFC yang mencapai stratosfer dan bersifat sangat stabil menyebabkan laju penguraian molekul-molekul ozon lebih cepat dari pembentukannya, sehingga terbentuk lubang-lubang pada lapisan ozon. Kerusakan lapisan ozon menyebabkan sinar UV-B matahri tidak terfilter dan dapat mengakibatkan kanker kulit serta penyakit pada tanaman. Terjadinya pencemaran udara Kelembaban udara bergantung pada konsentrasi uap air, dan H2O yang berbeda-beda konsentrasinya di setiap daerah. Kondisi udara di dalam atmosfer tidak pernah ditemukan dalam keadaan bersih, melainkan sudah tercampur dengan gas-gas lain dan partikulat-partikulat yang tidak kita perlukan. Gas-gas dan partikulat-partikulat yang berasal dari aktivitas alam dan juga yang dihasilkan dari aktivitas manusia ini terus-menerus masuk ke dalam udara dan mengotori/mencemari udara di lapisan atmosfer khususnya lapisan troposfer. Apabila bahan pencemar tersebut dari hasil pengukuran dengan parameter yang telah ditentukan oleh WHO konsentrasi bahan pencemarnya melewati ambang batas (konsentrasi yang masih bisa diatasi), maka udara dinyatakan dalam keadaan tercemar. Pencemaran udara terjadi apabila mengandung satu macam atau lebih bahan pencemar diperoleh dari hasil proses kimiawi seperti gas-gas CO, CO2, SO2, SO3, gas dengan konsentrasi tinggi atau kondisi fisik seperti suhu yang sangat tinggi bagi ukuran manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Adanya gas-gas tersebut dan partikulat-partikulat dengan konsentrasi melewati ambang batas, maka udara di daerah tersebut dinyatakan sudah tercemar. Dengan menggunakan parameter konsentrasi zat pencemar dan waktu lamanya kontak antara bahan pencemar atau polutan dengan lingkungan (udara), WHO menetapkan empat tingkatan pencemaran sebagai berikut: • Pencemaran tingkat pertama; yaitu pencemaran yang tidak menimbulkan kerugian bagi manusia. • Pencemaran tingkat kedua; yaitu pencemaran yang mulai menimbulkan kerugian bagi manusia seperti terjadinya iritasi pada indra kita. • Pencemaran tingkat ketiga; yaitu pencemaran yang sudah dapat bereaksi pada faal tubuh dan menyebabkan terjadinya penyakit yang kronis. • Pencemaran tingkat keempat; yaitu pencemaran yang telah menimbulkan sakit akut dan kematian bagi manusia maupun hewan dan tumbuh-tumbuhan. Zat-zat Pencemar udara Sumber bahan pencemar udara ada lima macam yang merupakan penyebab utama (sekitar 90%) terjadinya pencemaran udara global di seluruh dunia yaitu: 1. Gas karbon monoksida, CO 2. Gas-gas nitrogen oksida, NOx 3. Gas hidrokarbon, CH 4. Gas belerang oksida, SOx 5. Partikulat-partikulat (padat dan cair) Gas karbon monoksida merupakan bahan pencemar yang paling banyak terdapat di udara, sedangkan bahan pencemar berupa partikulat (padat maupun cair) merupakan bahan pencemar yang sangat berbahaya (sifat racunnya sekitar 107 kali dari sifat racunnya gas karbon monoksida). a. Gas karbon monoksida, CO Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa, titik didih -192º C, tidak larut dalam air dan beratnya 96,5% dari berat udara. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas karbon monoksida antara lain: • Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar atau senyawa¬ senyawa karbon lainnya: 2 C + O 2 -------2 CO • Reaksi antara gas karbon dioksida dengan karbon dalam proses industri yang terjadi dalam tanur: CO2 + C ------ 2 CO • Penguraian gas karbon dioksida pada suhu tinggi: 2 CO2 ------- 2 CO + O 2 • Gas karbon monoksida yang dihasilkan secara alami yang masuk ke atmosfer lebih sedikit bila dibandingkan dengan yang dihasilkan dari kegiatan manusia. b. Gas-gas Nitrogen oksida, NOx Gas-gas Nitrogen oksida yang ada di udara adalah Nitrogen monoksida NO, dan Nitrogen dioksida NO2 termasuk bahan pencemar udara. Gas Nitrogen monoksida tidak berwarna, tidak berbau, tetapi gas nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam dan menyebabkan orang menjadi lemas. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas NO dan NO2 antara lain: (1210 – 1765)ºC 2 N + O2 -------- 2 NO 2 NO + O2 -------- 2 NO c. Hidrokarbon CH Sumber terbesar senyawa hidrokarbon adalah tumbuh¬tumbuhan. Gas metana CH4 adalah senyawa hidrokarbon yang banyak dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerob yang terjadi dalam air, dalam tanah dan dalam sedimen yang masuk ke dalam lapisan atmosfer: 2 (CH2O)n --------- CO2 + CH4 d. Gas-gas belerang oksida SOx Gas belerang dioksida SO2 tidak berwarna, dan berbau sangat tajam. Gas belerang dioksida dihasilkan dari pembakaran senyawa¬senyawa yang mengandung unsur belerang. Gas belerang dioksida SO2 terdapat di udara biasanya bercampur dengan gas belerang trioksida SO3 dan campuran ini diberi simbol sebagai SOx. S + O2 ------ SO2 2 SO2 + O 2 ------- 2 SO3 e. Partikulat Yang dimaksud dengan partikulat adalah berupa butiran-butiran kecil zat padat dan tetes-tetes air. Partikulat-partikulat ini banyak terdapat dalam lapisan atmosfer dan merupakan bahan pencemar udara yang sangat berbahaya. Efek Negatif Pencemaran Udara Bagi Kesehatan Tubuh Tabel 1 menjelaskan tentang pengaruh pencemaran udara terhadap makhluk hidup. Rentang nilai menunjukkan batasan kategori daerah sesuai tingkat kesehatan untuk dihuni oleh manusia. Karbon monoksida, nitrogen, ozon, sulfur dioksida dan partikulat matter adalah beberapa parameter polusi udara yang dominan dihasilkan oleh sumber pencemar. Dari pantauan lain diketahui bahwa dari beberapa kota yang diketahui masuk dalam kategori tidak sehat berdasarkan ISPU (Indeks Standar Pencemar Udara) adalah Jakarta (26 titik), Semarang (1 titik), Surabaya (3 titik), Bandung (1 titik), Medan (6 titik), Pontianak (16 titik), Palangkaraya (4titik), dan Pekan Baru (14 titik). Satu lokasi di Jakarta yang diketahui merupakan daerah kategori sangat tidak sehat berdasarkan pantauan lapangan [1]. Tabel 1. Pengaruh Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU) Kategori Rentang Karbon monoksida (CO) Nitrogen (NO2) Ozon (O3) Sulfur dioksida (SO2) Partikulat Baik 0-50 Tidak ada efek Sedikit berbau Luka pada Beberapa spesies tumbuhan akibat kombinasi dengan SO2 (Selama 4 Jam) Luka pada Beberapa spesies tumbuhan akibat kombinasi dengan O3 (Selama 4 Jam) Tidak ada efek Sedang 51 - 100 Perubahan kimia darah tapi tidak terdeteksi Berbau Luka pada Beberapa spesies tumbuhan Luka pada Beberapa spesies tumbuhan Terjadi penurunan pada jarak pandang Tidak Sehat 101 - 199 Peningkatan pada kardiovaskular pada perokok yang sakit jantung Bau dan kehilangan warna. Peningkatan reaktivitas pembuluh tenggorokan pada penderita asma Penurunan kemampuan pada atlit yang berlatih keras Bau, Meningkatnya kerusakan tanaman Jarak pandang turun dan terjadi pengotoran debu di mana-mana Sangat Tidak Sehat 200-299 Meningkatnya kardiovaskular pada orang bukan perokok yang berpenyakit Jantung, dan akan tampak beberapa kelemahan yang terlihat secara nyata Meningkatnya sensitivitas pasien yang berpenyakit asma dan bronchitis Olah raga ringan mengakibatkan pengaruh parnafasan pada pasien yang berpenyaklt paru-paru kronis Meningkatnya sensitivitas pada pasien berpenyakit asma dan bronchitis Meningkatnya sensitivitas pada pasien berpenyakit asma dan bronchitis Berbahaya 300 - lebih Tingkat yang berbahaya bagi semua populasi yang terpapar Sumber: Bapedal [1]
Cara penanggulangannya Untuk dapat menanggulangi terjadinya pencemaran udara dapat dilakukan beberapa usaha antara lain: mengganti bahan bakar kendaraan bermotor dengan bahan bakar yang tidak menghasilkan gas karbon monoksida dan diusahakan pula agar pembakaran yang terjadi berlangsung secara sempurna, selain itu pengolahan/daur ulang atau penyaringan limbah asap industri, penghijauan untuk melangsungkan proses fotosintesis (taman bertindak sebagai paru-paru kota), dan tidak melakukan pembakaran hutan secara sembarangan, serta melakukan reboisasi/penanaman kembali pohon¬pohon pengganti yang penting adalah untuk membuka lahan tidak dilakukan pembakaran hutan, melainkan dengan cara mekanik
Sumber http://id.wikipedia.org/wiki/Air www.e-smartschool.com/pnu/002/PNU0020005.asp http://.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_udara.