Polusi Udara Akibat Pembakaran Bahan Bakar Fosil

1. Sumber Bahan Pencemaran

a. Pembakaran Tidak Sempurna
Menghasilkan asap yang mengandung gas karbon monoksida (CO), partikel karbon (jelaga), dan sisa bahan bakar (hidroksida).
b. Pengotor dalam Bahan Bakar
Bahan bakar fosil mengandung sedikit belerang yang akan menghasilkan oksida belerang (SO2 atau SO3).
c. Bahan Aditif (Tambahan) dalam Bahan Bakar
Bensin yang ditambahi tetraethyllead (TEL) yang punya rumus molekul Pb(C2H5)4 akan menghasilkan partikel timah hitam berupa PbBr2.


2. Asap Buang Kendaraan Bermotor

a. Gas Karbon Dioksida (CO2)
Sebenarnya, gas karbon dioksida tidak berbahaya. Tetapi, gas karbon dioksida tergolong gas rumah kaca, sehingga peningkatan kadar gas karbon dioksida di udara dapat mengakibatkan peningkatan suhu permukaan bumi yang disebut pemanasan global.
b. Gas Karbon Monoksida (CO)
Gas karbon monoksida tidak berwarna dan berbau, sehingga kehadirannya tidak diketahui. Gas karbon monoksida bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernapasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah melalui pernapasan, gas karbon monoksida bereaksi dengan hemoglobin darah, membentuk karboksihemoglobin (COHb).
CO + Hb → COHb
Hemoglobin seharusnya bereaksi dengan oksigen menjadi oksihemoglobin (O2Hb) dan dibawa ke sel-sel jaringan tubuh yang memerlukan.
O2 + Hb → O2Hb
Namun, afinitas gas karbon monoksida terhadap hemoglobin sekitar 300 kali lebih besar daripada oksigen. Bahkan hemoglobin yang telah mengikat oksigen dapat diserang oleh gas karbon monoksida.
CO + O2Hb → COHb + O2
Jadi, gas karbon monoksida menghalangi fungsi vital hemoglobin untuk membawa oksigen bagi tubuh.
Cara mencegah peningkatan gas karbon monoksida di udara adalah dengan mengurangi penggunaan kendaraan bermotor dan pemasangan pengubah katalitik pada knalpot.
c. Oksida Belerang (SO2 dan SO3)
Belerang dioksida yang terhisap pernapasan bereaksi dengan air di dalam saluran pernapasan, membentuk asam sulfit yang dapat merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Bila SO3 terhisap, yang terbentuk adalah asam sulfat (lebih berbahaya). Oksida belerang dapat larut dalam air hujan dan menyebabkan terjadi hujan asam.
d. Oksida Nitrogen (NO dan NO2)
Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasa ditandai dengan lambang NOx. Ambang batas NOx di udara adalah 0,05 ppm. NOx di udara tidak beracun (secara langsung) pada manusia, tetapi NOx ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut). Asbut menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan saluran pernapasan, menjadikan tanaman layu, dan menurunkan kualitas materi.
e. Partikel Timah Hitam
Senyawa timbel dari udara dapat mengendap pada tanaman sehingga bahan makanan terkontaminasi. Keracunan timbel yang ringan dapat menyebabkan gejala keracunan timbel, seperti sakit kepala, mudah teriritasi, mudah lelah, dan depresi. Keracunan yang lebih hebat menyebabkan kerusakan otak, ginjal, dan hati.


3. Pengubah Katalitik

Salah satu cara untuk mengurangi bahan pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor adalah memasang pengubah katalitik pada knalpot kendaraan. Pengubah katalitik berupa silinder dari baja tahan karat yang berisi suatu struktur berbentuk sarang lebah yang dilapisi katalis (biasanya platina). Pada separuh bagian pertama dari pengubah katalitik, karbon monoksida bereaksi dengan nitrogen monoksida membentuk karbon dioksida dan gas nitrogen.
katalis
2CO(g) + 2NO(g) → 2CO2(g) + N2(g)
gas-gas racun gas tak beracun
Pada bagian berikutnya, hidrokarbon dan karbon monoksida (jika masih ada) dioksidasi membentuk karbon dioksida dan uap air.
Pengubah katalitik hanya dapat berfungsi jika kendaraan menggunakan bensin tanpa timbel.


4. Efek Rumah Kaca

Berbagai gas dalam atmosfer, seperti karbon dioksida, uap air, metana, dan senyawa keluarga CFC, berlaku seperti kaca yang melewatkan sinar tampak dan ultraviolet tetapi menahan radiasi inframerah. Oleh karena itu, sebagian besar dari sinar matahari dapat mencapai permukaan bumi dan menghangatkan atmosfer dan permukaan bumi. Tetapi radiasi panas yang dipancarkan permukaan bumi akan terperangkap karena diserap oleh gas-gas rumah kaca.
Efek rumah kaca berfungsi sebagai selimut yang menjaga suhu permukaan bumi rata-rata 15˚C. Tanpa karbon dioksida dan uap air di atmosfer, suhu rata-rata permukaan bumi diperkirakan sekitar –25˚C. Jadi, jelaslah bahwa efek rumah kaca sangat penting dalam menentukan kehidupan di bumi. Akan tetapi, peningkatan kadar dari gas-gas rumah kaca dapat menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi terlalu tinggi sehingga dapat mneyebabkan berbagai macam kerugian.


5. Hujan Asam

Air hujan biasanya sedikit bersifat asam (pH sekitar 5,7). Hal itu terjadi karena air hujan tersebut melarutkan gas karbon dioksida yang terdapat dalam udara, membentuk asam karbonat.
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
asam karbonat
Air hujan dengan pH kurang dari 5,7 disebut hujan asam.
a. Penyebab Hujan Asam
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
asam sulfit
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
asam sulfat
2NO2(g) + H2O(l) → HNO2(aq) + HNO3(aq)
asam nitrit asam nitrat
b. Masalah yang Ditimbulkan Hujan Asam
- Kerusakan Hutan
- Kematian Biota Air
- Kerusakan Bangunan
Bahan bangunan sedikit-banyak mengandung kalsuim karbonat. Kalsium karbonat larut dalam asam, maka dapat bereaksi.
CaCO3(s) + 2HNO3(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
c. Cara Menangani Hujan Asam
- Menetralkan asam
- Mengurangi emisi SO2
- Mengurangi emisi oksida nitrogen