Upload
aida-acr-soetopo
View
1.193
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Paper Kimia Lingkungan mengenai asap kabut.
Citation preview
PAPER KIMIA LINGKUNGAN
KIMIA ATMOSFER
“ASBUT FOTOKIMIA”
Disusun oleh:
TISSA PERMATASARI PUTRI
26020210120035
AIDA ASTUTI CAHYANINGWIDI RAHAYU SUTOPO
26020210120044
PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI
JURUSAN ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu kimia lingkungan merupakan studi terhadap sumber, reaksi,
transpor, efek dan nasib zat kimia di lingkungan udara, tanah, dan air, serta
efek aktivitas manusia terhadapnya. Dengan demikian, ilmu Kimia
Lingkungan mencakup dan mempelajari kimia atmosfer, kimia tanah, dan
kimia akuatik. Ilmu kimia lingkungan sangat bergantung pada kimia
analitik, ilmu lingkungan, dan bidang-bidang ilmu lainnya.
Kimia lingkungan pertama kali mempelajari bagaimana cara kerja
lingkungan yang tak terkontaminasi, zat kimia apa dan berapa konsentrasi
yang ada secara alami, dan apa efeknya. Tanpa hal ini, mustahil untuk
mempelajari secara akurat efek manusia terhadap lingkungan dengan
pelepasan zat kimia.
Cabang ilmu kimia lingkungan yang menjadi fokus dalam paper ini
adalah kimia atmosfer. Komposisi dan kimia atmosfer penting untuk dipelajar
karena beberapa alasan, tapi terutama adalah karena interaksi antara atmosfer
dan organisme hidup. Komposisi atmosfer bumi telah berubah karena aktivitas
manusia dan beberapa perubahan ini berbahaya bagi kesehatan manusia,
panen, dan ekosistem. Contoh masalah yang telah ditangani oleh kimia
atmosfer termasuk hujan asam, asbut fotokimia, dan pemanasan global.
Kimia atmosfer mencari pemahaman penyebab masalah-masalah ini,
dan dengan memahami teori dibalik masalah-masalah tersebut akan mencari
pemecahan yang memungkinkan untuk diuji dan sekaligus mengevaluasi
perubahan pada kebijakan pemerintah.
Masalah yang menjadi topik dalam paper ini adalah mengenai asbut
fotokimia. Asbut fotokimia merupakan salah satu permasalahan yang sangat
akrab dengan masyarakat, terutama masyarakat perkotaan, namun tidak
banyak yang mengetahui penyebab serta dampak dari keberadaan asbut
fotokimia. Oleh sebab itu, penyusun ingin mencari tahu lebih dalam mengenai
asbut melalui penulisan paper ini. Adapun paper ini ditulis sebagai
pemenuhan syarat tugas mata kuliah Kimia Lingkungan.
1.2 Permasalahan
1. Apakah pengertian asbut?
2. Bagaimanakah reaksi pembentukan asbut?
3. Apakah dampak dari terdapatnya asbut?
4. Bagaimana cara penanggulangan asbut?
1.3 Tujuan
1. Memenuhi tugas mata kuliah Kimia Lingkungan
2. Mengetahui pengertian asbut
3. Mengetahui reaksi pembentukan asbut
4. Mengetahui dampak dari asbut
5. Mengetahui cara penanggulangan asbut
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Kimia Lingkungan
2.1.1 Pengertian Kimia Lingkungan
Ilmu kimia lingkungan merupakan studi terhadap sumber,
reaksi, transpor, efek dan nasib zat kimia di lingkungan udara, tanah,
dan air, serta efek aktivitas manusia terhadapnya. Bidang ilmu ini dapat
didefinisikan sebagai studi terhadap sumber, reaksi, transpor, efek, dan
nasib zat kimia di lingkungan udara, tanah, dan air; serta efek aktivitas
manusia terhadapnya (Anonim, 2013).
Kimia lingkungan adalah ilmu antardisiplin yang memasukkan
ilmu kimia atmosfer, akuatik, dan tanah, dan juga sangat bergantung
dengan kimia analitik, ilmu lingkungan, dan bidang-bidang ilmu
lainnya (Anonim, 2013).
Kimia lingkungan pertama kali mempelajari bagaimana cara
kerja lingkungan yang tak terkontaminasi, zat kimia apa dan berapa
konsentrasi yang ada secara alami, dan apa efeknya. Tanpa hal ini,
mustahil untuk mempelajari secara akurat efek manusia terhadap
lingkungan dengan pelepasan zat kimia (Anonim, 2013).
Kimiawan lingkungan menggunakan berbagai konsep kimia
dan ilmu lingkungan berbagai untuk membantu studi mereka tentang
apa yang terjadi pada spesies kimia dalam lingkungan. Konsep-konsep
umum yang penting dari kimia termasuk memahami reaksi, persamaan,
larutan, satuan, teknik pengambilan sampel, dan teknik analisis kimia
(Anonim, 2013).
2.1.2 Bidang Cakupan Kimia Lingkungan
Kimia lingkungan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa
cabang, yaitu kimia akuatik, kimia atmosfer, kimia tanah, pencemaran
lingkungan, siklus biogeokimia, serta toksikologi kimia(Achmad,
2004).
Kimia akuatik merupakan ilmu yang berhubungan dengan air
sungai, danau, dan lautan, juga air tanah dan air permukaan, yang
meliputi distribusi dan sirkulasi dari bahan-bahan kimia dalam perairan
alami serta reaksi-reaksi kimia dalam air (Anonim, 2013).
Kimia atmosfer adalah cabang ilmu atmosfer yang mempelajari
kimia atmosfer bumi dan planet-planet lain. Contoh masalah yang telah
ditangani oleh kimia atmosfer termasuk hujan asam, smog fotokimia,
dan pemanasan global (Anonim, 2013).
Kimia tanah adalah cabang ilmu kimia lingkungan yang
menjelaskan tentang struktur tanah, kegunaan tanah, serta sifat-sifat
tanah (Achmad, 2004).
Siklus biogeokimia adalah cabang ilmu kimia lingkungan yang
mempelajari perjalanan atau aliran bahan-bahan kimia dalam ekosistem
global dalam bentuk siklus (Achmad, 2004).
2.2 Atmosfer
Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet,
termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa.
Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah,
sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan Bumi. Atmosfer tersusun
atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan
tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung
bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan
masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam,
serta kelap-kelipnya bintang (Anonim, 2013).
Atmosfer merupakan selimut pelindung yang memelihara kehidupan
di bumi. Atmosfer merupakan sumber oksigen bagi pernafasan dan sumber
karbondioksida bagi reaksi fotosintesis. Sebagai komponen dasar dari siklus
hidrologi, atmosfer menjadi media transport air dari lautan ke daratan.
Atmosfer mempunyai fungsi sebagai pelindung utama kehidupan di bumi
karena dapat menyerap banyak sinar kosmik dari angkasa luar, selain itu
dapat menyerap radiasi elektromagentik dari sinar matahari. Atmosfer penting
dalam menjaga keseimbangan panas di bumi dengan kemampuannya untuk
menyerap radiasi infra merah yang datang dari matahari yang kemudian
dipancarkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah (Achmad, 2004).
Di samping fungsi yang cukup banyak dari atmoser, di sisi lain
atmosfer menampung berbagai bahan pencemar yang dihasilkan terutama
oleh kegiatan manusia. Hal ini dapat menyebabkan kualitas atmosfer
menurun yang akhirnya akan memberikan dampak negatif bagi keseluruhan
makhluk hidup dan kemungkinan menyebabkan perubahan-perubahan sifat
atmosfer itu sendiri (Achmad, 2004).
Atmosfer merupakan campuran berbagai macam gas yang bersifat
homogen. Susunan utama dari udara kering adalah 78.09% nitrogen, 20.95%
oksigen, 0.93% gas-gas mulia, dan 0.03% karbon dioksida, serta beberapa gas
lainnya dalam jumlah sangat kecil (renik). Kelimpahan gas renik yang paling
banyak adalah metana (Achmad, 2004).
Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis
lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara
atmosfer dan angkasa luar (Anonim, 2013).
Atmosfer bumi dibagi menjadi berbagai wilayah berbeda. Sistem
pembagian wilayah atmosfer yang paling umum digunakan didasarkan pada
perbedaan temperatur dengan ketinggian. Lapisan tersebut ialah troposfer
(ketinggian 0-16 km), stratosfer (16-50km), mesosfer (50-85 km), termosfer
(85-500 km), serta eksosfer (di atas 500 km) (Achmad, 2004).
Gambar 2.1
Lapisan-Lapisan Atmosfer
2.3 Reaksi Fotokimia
Reaksi-reaksi kimia membutuhkan energi dan radiasi cahaya
matahari dapat menyediakannya. Dalam reaksi kimia, cahaya merupakan
partikel-partikel yang disebut foton yang energinya tergantung pada panjang
gelombangnya yang dinyatakan dengan persamaan,
E = 1.196 x 105 kj/Einstein
di mana Einstein adalah bilangan Avogadro (6.023 x 1023) dari foton
(Achmad, 2004).
Reaksi-reaksi fotokimia meskipun pada keadaan tanpa katalis dapat
berlangsung pada suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan reaksi
lainnya. Beberapa reaksi fotokimia yang dipengaruhi radiasi matahari
memegang peranan penting dalam menentukan sifat dan batas perjalanan zat-
zat kimia dalam atmosfer (Achmad, 2004).
Nitrogen dioksida (NO2) merupakan jenis senyawa kimia yang
secara fotokimia paling efektif dalam atmosfer tercemar, dan merupakan
komponen utama dalam proses pembentukan asbut. Suatu spesi seperti NO2
dapat mengabsorbsi cahaya dari energi hv dalam suatu reaksi yang
menghasilkan suatu molekul dengan sebuah elektron tereksitasi yang
dinyatakan dengan tanda * (Achmad, 2004).
NO2 + hv NO2*
Molekul-molekul dengan elektron tereksitasi adalah salah satu dari
tiga jenis spesi yang relatif reaktif dan tidak stabil yang jumlahnya sangat
banyak di atmosfer dan banyak berperan dalam proses-proses kimia atmosfer.
Dua jenis lainnya adlaah atom-atom atau fragmen-fragmen molekuler dengan
elektron tidak berpasangan, yang disebut radikal bebas, dan atom-atom
terionisasi atau fragmen-fragmen molekuler (Achmad, 2004).
2.4 Asbut
2.4.1 Pengertian Asbut
Asbut, istilah adaptasi dari bahasa Inggris smog (smoke and
fog), adalah kasus pencemaran udara berat yang bisa terjadi berhari-hari
hingga hitungan bulan. Di bawah keadaan cuaca yang menghalang
sirkulasi udara, asbut bisa menutupi suatu kawasan dalam waktu yang
lama. Perkataan "asbut" adalah singkatan dari "asap" dan "kabut",
walaupun pada perkembangan selanjutnya asbut tidak harus memiliki
salah satu komponen kabut atau asap. Asbut juga sering dikaitkan
dengan pencemaran udara. Asbut sendiri merupakan koloid jenis
aerosol padat dan aerosol cair (Anonim, 2012).
Asbut dapat mengurangi jarak pandang. Namun yang lebih
penting dari itu adalah, asbut merupakan ancaman serius bagi
kesehatan. Asbut terbentuk sebagai hasil dari tingginya konsentrasi
polutan yang terperangkap di dekat permukaan oleh inversi suhu.
Banyak dari komponen pembentuk asbuk yang tidak hanya
menyebabkan iritasi pernapasan, tetapi juga bersifat karsinogen
(Anonim, 2013).
Gambar 2.2
Asbut di Perkotaan
Terdapat dua jenis utama asbut. Asbut fotokimia, seperti kasus
di Los Angeles, dan asbut industri seperti di London.
1. Asap Kabut Fotokimia
Asap kabut jenis ini pada umumnya disebabkan oleh beberapa jenis
hasil pembakaran bahan kimia yang dikatalisasi oleh kehadiran
cahaya matahari. Asbut ini mengandung:
hasil oksidasi nitrogen, misalnya nitrogen dioksida
ozon troposferik
VOCs (volatile organic compounds)
peroxyacyl nitrat (PAN)
Asbut fotokimia biasanya terjadi di daerah-daerah industri atau
kota padat mobil yang menghasilkan emisi berat dan
terkonsentrasi. Tetapi asbut fotokimia tidak hanya menjadi masalah
di kota-kota industri, sebab bisa menyebar ke daerah non industri.
2. Asap Kabut Industri
Merupakan asbut yang terjadi di London setelah terjadinya revolusi
industri yang menghasilkan pencemaran besar-besaran dari
pembakaran batu bara. Pembakaran ini menghasilkan campuran
asap dan sulfur dioksida. (Anonim, 2012)
2.4.2 Proses Terbentuknya Asbut
Gambar 2.3
Diagram Pembentukan Asbut
Dari grafik tersebut, terlihat keterlibatan sistem NOx dan
produksi ozon. Penjelasannya adalah sebagai berikut:
Reaksi 1 : NO2 bereaksi dengan energi cahaya hv, membentuk NO
dan atom oksigen tunggal.
Reaksi 2 : oksigen tunggal bereaksi dengan molekul oksigen (O2),
dipengarungi katalis “M”, membentuk ozon (O3)
Reaksi 3 : ozon bereaksi dengan NO untuk membentuk lebih
banyak NO2 dan O2, produk-produk itni kembali terlbiat
dalam reaksi 1 dan 2, sehingga produksi ozon tetap
konstan
Reaksi 4 : ozon terdegradasi oleh energi cahaya, membentuk
oksigen tunggal dan molekul oksigen
Reaksi 5 : oksigen-oksigen tersebut beraksi dengan katalis untuk
kembali ke dalam bentuk oksigen tunggal
Reaksi 6 : sebagian oksigen tersebut bereaksi dengan air di
atmosfer, membentuk radikal hidroksil, OH
Reaksi 7 : karbon monoksida di atmosfer, bereaksi secara kuat
dengan radikal hidroksil membentuk karbon dioksida
dan radikal HO2
Reaksi 8 : radikal HO2 bereaksi dengan NO dari atmosfer,
membentuk lebih banyak NO2 dan radikal OH
Reaksi 9 : radikal hidroksil bereaksi dengan NO2 membentuk asam
nitrit yang akan membentuk hujan asam
(Anonim, 2013)
Terdapat banyak kondisi yang mempengaruhi pembentukan
asbut fotokimia, antara lain:
1. Sumber nitrogen oksida dan volatile organic compounds (VOC)
2. Waktu dalam sehari adalah faktor yang sangat penting dalam
jumlah keberadaan asbut fotokimia.
a. Di pagi hari ketika lalu lintas padat, emisi nitrogen
dioksida (NOx) dan Peroxyacetyl nitrat (PAN) meningkat
b. Lama-kelamaan, lalu lintas berkurang kepadatannya dan
nitrogen oksida serta VOC mulai berearksi membentuk
nitrogen dioksida dan meningkatkan konsentrasinya.
c. Selagi matahari bersinar makin terang, nitrogen dioksida
terpecah dan produk sampingannya meningkatkan
konsentrasi ozon.
d. Pada waktu yang sama, beberapa nitrogen dioksida dapat
bereaksi dengan VOC membentuk bahan kimia berbahaya
e. Selagi matahari mulai turun, produksi ozon berhenti. Ozon
yang tersisa di atmosfer dikonsumsi oleh beberapa reaksi
yang berbeda.
3. Beberapa faktor meterologi dapat mempengaruhi pembentukan
asbut fotokimia
a. Presipitasi (hujan) dapat menghilagnankan asbut fotokimia
karena hujan dapat membasuh polusi di udara
b. Angin dapat meniup pergi asbut fotokimia dan
menggantikannya dengan udara segar
c. Inversi suhu dapat meningkatkan keparahan asbut
fotokimia. Normalnya, pada siang hari udara dekat
permukaan panas dan bergerak naik ke atas, membawa
polusi ke ketinggian yang lebih tinggi. Namun, jika terjadi
inversi suhu, polutan dapat terperangkap dekat dengan
permukaan bumi.
4. Topografi juga merupakan faktor penting dalam mempengaruhi
tingkat keparahan asbut. Komunitas yang terletak di lembah lebih
mungkin untuk mengalami asbut fotokimia yang parah karena
perbukitan atau pegunungan yang mengelilinginya mengurangi
aliran angin, dan membuat konsentrasi polutan memiliki
kesempatan untuk meningkat (Anonim, 2013)
2.4.3 Dampak Asbut
Toksisitas akut NO2 sangat membahayakan kesehatan
manusia. Pengaruhnya terhadap kesehatan tergantung dari konsentrasi
NO2. Untuk menyebabkan inflamasi jaringan paru-paru periode 6
sampai 8 minggu. Setelah itu subyek normal kembali. Pada
konsentrasi 150-200 ppm NO2 menyebabkan bronchiolities fibrosa
obliterons, dan keadaan fatal akan terjadi dalam waktu 3 samapi 5
minggu setelah kejadian. Kematian biasanya terjadi 2 sampai 10 hari
setelah subyek terpapar 500 ppm NO2 atau lebih (Achmad, 2004).
Mesktipun kerusakan yang ekstensif terhadap tanaman terjadi
pada lahan yang terpapar NO2 cukup berat, kebanyakan dari
kerusakan ini kemungkinan datang dari produk-produk seunder dari
nitrogen oksida seperti PAN yang terbentuk dalam asbut. Pemaparan
terhadap daun dengan beberapa ppm NO2 menyebabkan bintik-bintik
pada tanaman dan merusak jaringan tanaman (Achmad, 2004).
2.4.4 Cara Penanggulangan Asbut
Solusi yang memungkinkan untuk masalah asbut fotokimia ini adalah
dengan membuat hukum emisi yang ketat di seluruh dunia. Banyak
negara yang telah mengesahkan hukum mengenai batas legal NOx,
karbon dioksida, dan sulfur dioksida. Solusi lain yang memungkinkan
adalah dengan membuat pembakaran yang lebih bersih untuk mobil-
mobil. Beberapa mobil telah dapat dioperasikan menggunakan
hidrogen, listrik, tenaga matahari, dan bahkan air. Masalahnya adlah
bahwa kendaraan-kendaraan ini tidak diproduksi secara massal
sehingga dunia masih bergantuk pada bensin atau diesel sebagai
sumber utama energi (Anonim, 2013).
BAB III
PENUTUP
1. Asbut merupakan polusi udara yang terbentuk dari reaksi fotokimia
nitrogen.
2. Asbut sangat berbahaya bagi kesehatan.
3. Tidak ada cara untuk mengurangi asbut di udara, namun terbentuknya
asbut dapat dicegah dengan mengurangi emisi.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Rukaesih, Dr., Msi. 2004. Kimia Lingkungan. Yogjakarta : Penerbit
ANDI.
http://annisanovilia.blogspot.com/2012/05/asap-kabut-pengertian-asap-kabut-
asbut.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Asbut
http://id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer
http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_atmosfer
http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_lingkungan
http://schoolworkhelper.net/photochemical-smog-history-summary/
http://www.shodor.org/Master/environmental/air/photochem/
smogapplication.html