Kamis

Pencemaran Linkungan ( Hujan Asam)

Tags

Polutan asam dapat berpindah dari atmosfer ke permukaan bumi dalam bentuk basah dan kering. Istilah yang biasa digunakan adalah perubahan wujud asam (acid deposition). Istilah hujan asam digunakan untuk polusi asam dalam bentuk basah yang dapat berupa hujan, salju, kabut, dan uap air. Asam adalah substansi yang berdisosiasi dalam air sehingga menghasilkan ion hydrogen yang korosif.

Keasaman substansi yang larut dalam air umumnya diukur dalam pH. Menurut pengukuran pH, pH kurang dari 7 bersifat asam, dan pH lebih dari 7 bersifat basa (gambar 1). Hujan biasanya mempunyai pH antara 5.0 sampai 5.6 karena reaksi alami di atmosfer melibatkan karbon dioksida. Sebagai perbandingan, air suling yang tidak mengandung berbagai macam senyawa, mempunyai pH 7.0. Hujan dapat digolongkan sebagai hujan asam jika pHnya dibawah 5.6 (25 kali lebih asam daripada air suling).

Deposisi asam bukan hal yang baru. Di abad ke-17, ilmuwan mendapatkan bahwa industri dan polusi asam menyebabkan efek yang tidak baik bagi tumbuhan dan manusia. Bagaimanapun, istilah hujan asam pertama kali digunakan 2 abad kemudian ketika Angus Smith menerbitkan sebuah buku berjudul ‘Acid Rain’ (‘Hujan Asam’) pada than 1872. Pada tahun 1960-an, masalah dengan deposisi menjadi masalah internasional ketika para nelayan mencatat terjadinya penurunan jumlah ikan hasil tangkapan.

Deposisi asam ada dua jenis, yaitu deposisi kering dan deposisi basah. Deposisi kering ialah peristiwa terkenanya benda dan mahluk hidup oleh asam yang ada dalam udara. Ini dapat terjadi pada daerah perkotaan karena pencemaran udara akibat kendaraan maupun asap pabrik. Selain itu deposisi kering juga dapat terjadi di daerah perbukitan yang terkena angin yang membawa udara yang mengandung asam. Biasanya deposisi jenis ini terjadi dekat dari sumber pencemaran.

Deposisi basah ialah turunnya asam dalam bentuk hujan. Hal ini terjadi apabila asap di dalam udara larut di dalam butir-butir air di awan. Jika turun hujan dari awan tadi, maka air hujan yang turun bersifat asam. Deposisi asam dapat pula terjadi karena hujan turun melalui udara yang mengandung asam sehingga asam itu terlarut ke dalam air hujan dan turun ke bumi. Asam itu tercuci atau wash out. Deposisi jenis ini dapat terjadi sangat jauh dari sumber pencemaran. Hujan secara alami bersifat asam karena Karbon Dioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.

Pada dasarnya Hujan asam disebabkan oleh 2 polutan udara, Sulfur Dioxide (SO2) dan nitrogen oxides (NOx) yang keduanya dihasilkan melalui pembakaran. Akan tetapi sekitar 50% SO2 yang ada di atmosfer diseluruh dunia terjadi secara alami, misalnya dari letusan gunung berapi maupun kebakaran hutan secara alami. Sedangkan 50% lainnya berasal dari kegiatan manusia, misalnya akibat pembakaran bahan bakar fosil (BBF), peleburan logam dan pembangkit listrik. Minyak bumi mengadung belerang antara 0,1% sampai 3% dan batubara 0,4% sampai 5%. Waktu BBF di bakar, belerang tersebut beroksidasi menjadi belerang dioksida (SO2) dan lepas di udara. Oksida belerang itu selanjutnya berubah menjadi asam sulfat (Soemarwoto O, 1992).

Menurut Soemarwoto O (1992), 50% nitrogen oxides terdapat di atmosfer secara alami, dan 50% lagi juga terbentuk akibat kegiatan manusia, terutama akibat pembakaran BBF. Pembakaran BBF mengoksidasi 5-50% nitrogen dalam batubara ,40-50% nitrogen dalam minyak berat dan 100% nitrogen dalam mkinyak ringan dan gas.Makin tinggi suhu pembakaran, makin banyak Nox yang terbentuk.

Selain itu NOx juga berasal dari aktifitas jasad renik yang menggunakan senyawa organik yang mengandung N. Oksida N merupakan hasil samping aktifitas jasad renik itu. Di dalam tanah pupuk N yang tidak terserap tumbuhan juga mengalami kimi-fisik dan biologik sehingga menghasilkan N. Karena itu semakin banyak menggunakan pupuk N, makin tinggi pula produksi oksida tersebut.

Senyawa SO2 dan NOx ini akan terkumpul di udara dan akan melakukan perjalanan ribuan kilometer di atsmosfer, disaat mereka bercampur dengan uap air akan membentuk zat asam sulphuric dan nitric. Disaat terjadinya curah hujan, kabut yang membawa partikel ini terjadilah hujam asam. Hujan asam juga dapat terbentuk melalui proses kimia dimana gas sulphur dioxide atau sulphur dan nitrogen mengendap pada logam serta mengering bersama debu atau partikel lainnya.

Pembentukan Perubahan Wujud Asam Deposisi asam dapat terbentuk dari dua proses. Dalam beberapa kasus, asam hidroklorik dapat dilepaskan ke atmosfer. Secara umum, hal itu disebabkan oleh polutan sekunder yang terbentuk dari oksidasi nitrogen oksida (NOx) atau sulfur dioksida (SO2) gas-gas yang dilepaskan ke atmosfer (gambar 2). Reaksi-reaksi di permukaan bumi atau di atmosfer dapat merubah polutan-polutan tersebut menjadi asam nitrit atau asam sulfur. Proses bolak-balik dari gas-gas tersebut menjadi bagian asamnya dapat mencapai beberapa hari, dan selama waktu ini, polutan-polutan ini dapat berpindah sejauh ratusan kilometer dari sumbernya. Pembentukan hujan asam dapat terjadi di permukaan bumi ketika nitrogen oksida dan sulfur dioksida turun ke permukaan bumi dan bereaksi dengan embun atau salju. Emisi dari sulfur dioksida berpengaruh antar 60-70% dalam perubahan wujud asam yang terjadi secara global.Lebih dari 90% sulfur di atmosfer berasal dari manusia. Sumber utama sulfur :

- Pembakaran batu bara

- Peleburan logam sulfide untuk mendapatkan logam murni.

- Letusan gunung berapi.

- Pembusukan bahan organic

- dll.

Setelah dilepaskan ke atmosfer, sulfur dioksida dapat dipindahkan ke permukaan bumi dalam bentuk kering atau dapat juga terlibat dalam reaksi-reaksi berikut yang menghasilkan asam yang terdapat dalam bentuk basah:

SO4+H2O»»»H2SO3

H2SO3 + 1/2O2 »»» H2SO4

Proses Terbentuknya Asam

Beberapa proses dapat menghasilkan berbagai wujud asam. Nitrogen oksida (NOx) dan sulfur dioksida (SO2) dilepaskan ke atmosfer dari berbagai sumber, jatuh ke tanah dengan mudah dalam bentuk kering. Wujud kering ini kemudian dirubah menjadi asam ketika bertemu dengan air. Kebanyakan perubahan wujud asam basah terbentuk ketika nitrogen oksida (NOx) dan sulfur dioksida (SO2) dirubah menjadi asam nitrit (HNO¬3) dan asam sulfur (H2SO¬4) melalui oksidasi dan disolusi. Perubahan wujud basah dapat juga terbentuk ketika gas ammonia (NH3) dari sumber alam dirubah menjadi ammonium (NH4). 95% penyebab kenaikan jumlah nitrogen oksida di atmosfer adalah hasil dari kegiatan manusia. Sisanya yang 5% berasal dari proses alam. Sumber utama dari nitrogen oksida :

• Pembakaran minyak bumi, batu bara, dan gas

• Kegiatan bakteri di dalam tanah

• Kebakaran hutan

• Petir Asam dari nitrogen berasal dari reaksi kimia di atmosfer :

NO + 1/2O2 »»» NO2

2NO2 + H2O »»» HNO2 + HNO3

NO2 + OH »»» HNO3

Akhirnya, konsentrasi nitrogen oksida dan sulfur dioksida lebih rendah dari karbon dioksida di atmosfer yang sangat bertanggung jawab pada pembuatan hujan alami yang mengandung sedikit asam. Bagaimanapun, gas-gas ini lebih larut dalam karbon dioksida dan oleh karena itu mempunyai pengaruh lebih besar pada pH dalam hujan.

Pengaruh Perubahan Wujud Asam

Perubahan wujud asam mempengaruhi lingkungan. Di sistem perairan, perubahan wujud asam dapat mempengaruhi ekosistem ini dengan penurunan pH. Bagaimanapun, tidak semua sistem perairan dipengaruhi sama seperti ini. Kolam atau danau yang berada pada batuan atau sediment yang kaya akan kalsium atau magnesium dinetralkan secara alami dari pengaruh perubahan wujud asam. Sistem perairan pada batuan netral atau asam biasanya sangat sensitive terhadap perubahan wujud asam karena kurangnya senyawa basa yang menetralkan asam
Pengasaman danau dimulai dengan perubahan wujud asam dari produk yang dihasilkan hujan asam (SO4 dan ion H) di tanah yang berada di sebelah badan air. Proses secara hidrologi memindahkan zat-zat kimia tersebut melalui tanah dan lapisan batuan dimana dapat bereaksi dengan lapisan kapur dan aluminium yang mengandung mineral silikat. Setelah reaksi-reaksi kimia tersebut, air lindi mencapai danau. Keasaman air lindi memasuki danau diatur oleh komposisi kimia dari tanah dan lapisan batuan di sekitar danau. Jika di tanah dan lapisan batuan terdapat banyak lapisan kapur, keasaman air dapat dikurangi dengan penetralan (kalsium dan magnesium). Racun aluminium (racun logam lainnya) dapat masuk ke danau jika lapisan tanah dan batuan kaya akan aluminium dengan mineral silikat. Di daerah dengan 4 musim banyak sistem perairan yang asam mengalami kenaikan asam secara drastic (acid shock). Selama musim dingin, asam dapat berkumpul dalam salju. Dengan datangnya musim semi, salju mulai mencair dan asam dilepaskan dalam waktu yang singkat pada konsentrasi asam 5 sampai 10 kali lebih asam dari hujan. Banyak ikan dewasa yang sudah terbiasa dengan keadaan yang berubah drastic ini. Bagaimanapun, telur-telur dan banyak spesies lainnya yang sangat sensitive dengan perubahan derajat keasamaan drastis ini.

Pengaruh dari perubahan wujud asam dalam tumbuhan sangat bergantung pada jenis tanahnya. Seperti proses pengasaman pada permukaan air, banyak lapisan tanah yang mempunyai buffer alami yang dapat menetralkan asam yang masuk. Lapisan tanah yang mempunyai lapisan kapur menetralisasi asam lebih baik daripada lapisan tanah yang lapisan batuan asam. Di tanah yang kekurangan buffer, tumbuhan di tumbuh di atasnya dipengaruhi deposisi asam karena :

• Meningkatnya derajat keasamaan dapat menyebabkan asam masuk ke beberapa nutrisi penting tumbuhan, termasuk kalsium, potassium, dan magnesium. Nutrisi-nutrisi ini dapat mereduksi sehingga terjadi hambatan dalam pertumbuhan tumbuhan tersebut.

• Logam berat aluminium menjadi lebih leluasa bergerak dalam tanah yang mengandung asam. Aluminium dapat merusak akar dan mengganggu masuknya nutrisi ke dalam tumbuhan (magnesium dan potassium).

• Proses reduksi di tanah dapat menyebabkan menghambat pertumbuhan benih tumbuhan.

• Banyak organisme tanah yang tidak dapat hidup dalam kondisi tanah dibawah pH 6.0. Matinya organisme-organisme ini dapat menghambat dekomposisi dan proses perputaran nutrisi.

• Asam nitrit dengan konsentrasi yang tinggi dapat meningkatkan jumlah nitrogen dan mengurangi jumlah nutrisi lain yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan. Akhirnya, dalam tumbuhan terdapat banyak sekali nitrogen (sturasi nitrogen).

• Hujan asam dapat merusak tumbuhan, terlebih lagi kabut dan uap air yang mengandung asam 10 kali daripada hujan asam.

• Wujud kering SO2 dan NOx mempengaruhi kemampuan tumbuhan untuk mendapatkan air ketika tumbuhan tersebut kekurangan air.

• Perubahan wujud asam dapat melemahkan struktur jaringan tumbuhan.

Kombinasi dari pengaruh-pengaruh ini dapat mengurangi pertumbuhan pada tumbuhan dan polinasi. Tumbuhan juga menjadi rentan terhadap penyakit, serangga, kekeringan dan keadaan sangat dingin.

Pengaruh perubahan wujud asam pada manusia dapat digolongkan dalam 3 kategori. Perubahan wujud asam dapat mempengaruhi kesehatan melalui :

• Logam beracun seperti merkuri dan aluminium.

• Peningkatan konsentrasi sulfur dioksida dan nitrogen oksida dapat mengganggu pernapasan.

• Penelitian terhadap anak-anak bahwa deposisi asam ini dapat menambah kerentanan anak terhadap penyakit seperti demam, alergi, dan batuk.

Perubahan wujud asam dapat juga mempengaruhi kehidupan ekonomi manusia. Banyak danau dan sungai di Amerika utara yang mengandung tingkat asam sangat tinggi sehingga menyebabkan penurunan jumlah ikan. Penurunan jumlah ikan tangkapan mempengaruhi penjual-penjual ikan dan industri olahraga memancing. Hutan dan pertanian juga dipengaruhi oleh rusaknya tumbuhan.

Kasus lainnya, perubahan wujud asam dapat merusak sejumlah bangunan-bangunan. Bangunan dan patung yang terbuat dari batu kapur sangat mudah rusak oleh asam, begitu juga dengan bangunan-bangunan yang terbuat dari besi dan baja. Cat pada mobil dapat bereaksi dengan asam dan menyebabkan cat tersebut hilang. Banyak gereja dan katerdal di Eropa yang terkena pengaruh buruk dari perubahan wujud asam ini.


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Referensi :
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/acidprecipitaion_ch8.html 
http://id.wikipedia.org/wiki/Hujan_asam & http://anafio.multiply.com/reviews/item/5
http://www.bmg.go.id/dataDetail.bmkg?Jenis=Teks&IDS=6630117486022692992&IDD=8681723648674472859 
http://ryswan-ilmualamiahdasar.blogspot.com/2011/02/polutan-asam-dapat-berpindah-dari.html 


EmoticonEmoticon