Dampak pembakaran bahan fosil terhadap lingkungan

Dampak Pembakaran Bahan Fosil Terhadap Lingkungan

            Pencemaran akibat pembakaran bahan bakar fosil umumnya terjadi karena pembakaran yang tidak sempurna dan akibatnya adanya pengotor dalam bahan bakar tersebut. Bahan bakar fosil mengandung senyawa hidrokarbon. Pada pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon akan dihasilkan karbondioksida dan uap air. Akan tetapi, jika udara untuk pembakaran tidak mencukupi maka pembakaran akn berlangsung tidak sempurna dan akan menghasilkan karbonmonoksida disamping karbondioksida. Jika udara sangat kurang, maka pembakaran juga dapat menghasilkan jelaga, yaitu partikel karbon yang tidak terbakar.

            Bahan bakar fosil, khususnya batu bara biasanya mengandung sedikit belerang dioksida. Batu bara juga mengandung berbagai senyawa logamsebagai pengotior. Oleh karena itu, pembakaran batu bara akan meninggalkan abu. Abu tersebut terutama mengandung oksida-oksida logam.

            Pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat yang dapat mengakibatkan pencemaran udara. Dalam bensin ditambahkan berbagai aditif untuk menaikkan nilai oktannya. Salah satu diantaranya, yaitu TEL [Pb(C₂H₅)]. Pembakaran TEL akan menghasilkan timbal (II) oksida yang dapat menempel pada silinder. Oleh karena itu, kedalam bensin bertimbal ditambahkan juga etilen bromide, yang berfungsi sebagai scavenger. Senyawa ini akan mengubah timbal (II) oksida menjadi timbal (II) bromida yang mudah menguap dan keluar bersama asap kendaraan.

            Beberapa zat pencemar akibat pembakaran bensin pada kendaraan bermotor adalah sebagai berikut.

Zat Pencemar	Sumber	Dampak Terhadap Lingkungan
CO2	Pembakaran bahan bakar.	Pemanasan global/efek rumah kaca.
CO	Pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna.	Bersifat racun dan dapat mengakibatkan kematian jika konsentrasi CO di udara mencapai 0,1%.
NOx (NO, NO2)	Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi dimana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi.	Hujam asam dan smogfotokimia.
Pb	Penggunaan bensin yang menggunakan aditif senyawa timbal.	Timbal bersifat racun.

            Bensin (bahan bakar) mengandung hidrokarbon C₆ – C₁₂, dalam mesin kendaraan (silinder) campuran bahan bakar dan udara terbakar cepat oleh bunga api listrik. Pembakaran tidak sempurna, sehingga menghasilkan gas-gas yang terdapat dalam asap kendaraan bermotor dan dapat menimbulkan kerugian.

Gas-gas tersebut diantaranya adalah sebagai berikut.

1.      Karbon Dioksida (CO₂)

                 Sebenarnya karbon dioksida tidak berbahaya bagi manusia. Akan tetapi, karbon dioksida tergolong gas rumah kaca, sehingga peningkatan kadar CO₂ di udara dapat mengakibatkan peningkatan suhu permukaan bumi. Peningkatan suhu karena meningkatnya kadar gas-gas rumah kaca di udara disebut pemanasan global. Pemanasan global dapat memengaruhi iklim, mencairkan sungkup es di kutub dan berbagai rangkaian akibat lainnya yang mungkin belum sepenuhnya dimengerti. Gas-gas yang berperan dalam efek rumah kaca adalah sebagai berikut.

a)      Karbon dioksida (CO₂)

          Gas karbon dioksida merupakan gas rumah kaca yang paling peting karena kelimpahannya di atmosfer paling banyak.

b)     Uap air

          Kelimpahannya di udara juga cukup besar, tetapi kurang mendapatkan perhatian karena keberadaannya tidak terkait dengan aktivitas manusia.

c)      Metana

          Kelimpahannya jauh lebih sedikit dibandingkan dengan karbon dioksida dan uap air. Akan tetapi, metana mempunyai efek rumah kaca yang lebih kuat daripada karbon dioksida permolekulnya. Metana terbentuk sebagai hasil penguraian sisa tumbuh-tumbuhan.

2.      Karbon Monoksida (CO)

                 Gas karbon monoksida tidak berwarna dan tidak berbau, oleh karena itu, kehadirannya tidak segera diketahui. Gas CO bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernapasan dan paru-paru. Bila masuk dalam darah melalui pernapasan , CO bereaksi dengan haemoglobin dalam darah membentuk COHb (karbon dihemoglobin).

CO       +          Hb                                            COHb

                 Seperti kita ketahui, Hb ini seharusnya bereaksi dengan oksigen menjadi O₂Hb (oksihemoglobin) dan membawa oksigen yang diperlukan ke sel-sel jaringan tubuh.

O         +          Hb                                            O₂Hb

                 Akan tetapi, afinitas CO terhadap sekitar 300 kali lebih besar daripada O₂, bahkan Hb yang telah mengikat oksigen dapat diserang oleh CO.

                 Jadi, CO menghalangi fungsi fital Hb untuk membawa oksigen bagi tubuh. Ambang batas CO di udara sebesar 20 ppm. Udara dengan kadar CO lebih dari 100 ppn akan menimbulkan sakit kepala dan gangguan pernapasan. Kadar yang lebih tinggi lagi dapat mengakibatkan kematian. Salah satu cara mencegah peningkatan gas CO di udara adalah dengan mengurangi penggunaan kendaraan bermotor dan pemasangan pengubahan katalitik (catalytic converter) pada knalpot kendaraan bermotor.

3.      Oksidasi Belerang (SO₂ dan SO₃)

                 Belerang oksidasi, apabila terhisap oleh pernapasan akan bereaksi dengan air dalam saluran pernapasan, dan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Apabila SO₃ yang terhisap maka yang terbentuk adalah asam sulfat dan asam ini lebih bebahaya. Oksidasi belerang dapat pula larut dalam air hujan dan menyebabkan apa yang yang disebut hujan asam. Air hujan biasanya sedikit bersifat asam, dengan pH sekitar 5,7. Hal ini terjadi karena air hujan tersebut melarutka gas CO₂ yang terdapat dalam udara, membentuk asam karbonat (H₂CO₃).

CO_2(g)               +          H₂O_(l)                                                    H₂CO_3(aq)

               Air hujan dengan pH yang lebih rendah dari 5,7 disebut hujan asam. Polutan yang menyebabkan hujan asam adalah oksida belerang (SO₂) dan SO₃ dan nitrogen dioksida (NO₂). Oksida-oksida tersebut adalah larutan dalam air.

Masalah yang ditimbulkan oleh hujan asam adalah sebagai berikut.

a.      Kerusakan hutan

                    Hujan asam membawa akibat buruk pada tanaman. Hujan asam membilas unsure hara penting seperti kalsium dan magnesium. Hujan asam membuat tanah menjadi bersifat asam dan halini tidak baik bagi tumbuhan. Pada saat yang sama, hujan asam membentuk ion aluminium yang merupakan racun bagi tumbuhan. Banyak hutan yang mengalami kerusakan akibat hujan asam. Belerang dioksida (SO₂), dalam bentuk gas juga dapat mematikan daun tumbuhan.

b.      Kematian biota air

                    Air di berbagai sungai dan danau telah menjadi asam karena hujan asam. Ikan dan tumbuhan air tidak dapat hidup dalam air yang bersifat asam. Ion aluminium dapat mengganggu mekanisme insang ikan, sehingga ikan akan menjadi kekurangan oksigen. Ribuan sungai dan danau dewasa ini tanpa kehidupan. Keasaman air sungai dan danau tidak semata disebabkan hujan asam, tetapi juga karena mendapat air buangan yang bersifat asam.

c.       Kerusakan bangunan

                    Hujan asam berakibat buruk terhadp bahan bangunan biasa, seperti batu kapur, marmer, dan beton. Bahan bangunan tersebut, sedikit atau banyak, mengandung kalsium karbonat (CaCO₃). Kalsium karbonat larut dalam asam. Reaksinya dengan asam nitrat berlangsung sebagai berikut.

CaCO_3(s)     +     2HNO_3(aq)                          Ca(NO₃)_2(aq)     +     H₂O_(l)     +     CO_2(g)

Cara-cara menangani hujan asam adalah sebagai berikut.

a.      Menetralkan asamnya dengan kalsium karbonat

                        Danau yang telah menjadi asam dapat dinetralkan dengan suatu basa. Biasanya digunakan kalsium karbonat, suatu basa yang relatif murah.

b.      Mengurangi emisi SO₂

            Penyebab utama hujan asam adalah SO₂ yang berasal dari pusat pembangkit tenaga, yaitu dari pembakaran batu bara. Batu bara mengandung sedikit 1% belerang. Idealnya, belerang dipisahkan dari batu bara sebelum pembakaran. Akan tetapi, hal ini sangat sukar dilakukan. Hal yang mungkin dilakukan adalah dengan menyerap belerang dioksida sebelum memasuki cerobong asap. Untuk tujuan tersebut dapat digunakan kalsium karbonat. Belerang dioksida bereaksi dengan kalsium karbonat membentuk kalsium sulfit. Kalsium sulfit kemudian dapat dioksidasi lebih lanjut membentuk kalsium sulfat. Kalsium sulfat yang dihasilkan dapat digunakan untuk membuat plester tembok/plamir. Akan tetapi, proses ini cukup mahal dan dapat menaikkan harga listrik sekitar 10%.

c.       Mengurangi emisi Oksida Nitrogen 

            Pengurangan emisi oksida nitrogen akan mengurangi asam nitrat dalam air hujan. Selain itu karena oksida nitrogen juga berperan sebagai katalis pada pembentukkan ozon dan asam sulfat. Oksida nitrogen (NO_x) terutama berasal dari mesin kendaraan bermotor. Oleh karena itu, salah satu cara mengurangi emisi NO_x dilakukan dengan mengontrol pembakaran dalam mesin. Misalnya dengan mengatur suhu mesin dan perbandingan bahan bakar terhadap udara. Emisi NO_x juga dapat dengan mengurangi kecepatan kendaraan. Persentase oksida nitrogen dalam gas buangan kendaraan dapat berkurang dari sekitar 0,11% pada kecepatan 110 km/jam menjadi sekitar 0,03 pada kecepatan 50 km/jam. Cara lainnya adalah dengan memasang pengubah katalitik pada knalpot kendaraan.

4.      Oksida Nitrogen (NO dan NO₂)

                 Campuran NO dan NO₃ sebagai pencemaran udara biasa ditandai dengan lambang NO_x. Ambang batas NO_x di udara adalah 0,005 ppm. NO_x dinudara tidak beracun (secara langsung) pada manusia, tetapi NO_x ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut) atau smog dalam bahasa Inggris. Asbut menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan saluran pernapasan, menjadikan tanaman layu dan menurunnya kualitas materi.

5.      Partikel Timah Hitam

                 Senyawa timbel di udara dapat mengendap pada tanaman sehingga bahan makanan terkontaminasi. Kadar timbel dalam darah penduduk daerah perkotaan banyak yang mencapai tingkat yang dapat menyebabkan gejala keracunan timbel. Keracunan timbel yang ringan menyebabkan sakit kepala, mudah teriritasi, mudah lelah, dan depresi. Keracunan yang lebih hebat menyebabkan kerusakan otak, ginjal, dan hati. Para ahli mensinyalir bahwa penyimpangan perilaku, seperti vandalisme dan holiganisme mungkin sebagian disebabkan karena keracunan timbel.

Langkah-langkah mengatasi dampak dari pembakaran bensin adalah sebagai berikut.

a.      Produksi bensin yang ramah lingkungan, seperti tanpa zat aditif timbel (Pb).

b.      Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.

c.       Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan (knalpot).

d.      Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.

e.    Penggunaan bahan bakar alternative yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah. lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

Sumber :

Sulistiyaningsih. Star Platinum Buku Ajar Kimia Kelas X. Solo: Putra Kertonatan.