Dampak Pembakaran Terhadap Lingkungan ( Teknik Pembakaran )

       A.  Dampak pembakaran terhadap lingkungan

1.      Dampak terhadap Udara dan Iklim

Selain menghasilkan energi, pembakaran sumber energi fosil (misalnya: minyak bumi, batu bara) juga melepaskan gas-gas, antara lain karbon dioksida (CO₂), nitrogen oksida (NOx),dan sulfur dioksida (SO₂) yang menyebabkan pencemaran udara (hujan asam, smog dan pemanasan global).

Emisi NOx (Nitrogen oksida) adalah pelepasan gas NOx ke udara. Di udara, setengah dari konsentrasi NOx berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi), dan sisanya berasal dari proses alami (misalnya kegiatan mikroorganisme yang mengurai zat organik). Di udara, sebagian NOx tersebut berubah menjadi asam nitrat (HNO₃) yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam.

Emisi SO₂ (Sulfur dioksida) adalah pelepasan gas SO₂ ke udara yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan peleburan logam. Seperti kadar NOx di udara, setengah dari konsentrasi SO₂ juga berasal dari kegiatan manusia. Gas SO₂ yang teremisi ke udara dapat membentuk asam sulfat (H₂SO₄) yang menyebabkan terjadinya hujan asam.

Emisi gas NOx dan SO₂ ke udara dapat bereaksi dengan uap air di awan dan membentuk asam nitrat (HNO₃) dan asam sulfat (H₂SO₄) yang merupakan asam kuat. Jika dari awan tersebut turun hujan, air hujan tersebut bersifat asam (pH-nya lebih kecil dari 5,6 yang merupakan pH “hujan normal”), yang dikenal sebagai “hujan asam”. Hujan asam menyebabkan tanah dan perairan (danau dan sungai) menjadi asam. Untuk pertanian dan hutan, dengan asamnya tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman produksi. Untuk perairan, hujan asam akan menyebabkan terganggunya makhluk hidup di dalamnya. Selain itu hujan asam secara langsung menyebabkan rusaknya bangunan (karat, lapuk).

Smog merupakan pencemaran udara yang disebabkan oleh tingginya kadar gas NOx, SO₂, O₃ di udara yang dilepaskan, antara lain oleh kendaraan bermotor, dan kegiatan industri. Smog dapat menimbulkan batuk-batuk dan tentunya dapat menghalangi jangkauan mata dalam memandang.

Emisi CO₂ adalah pemancaran atau pelepasan gas karbon dioksida (CO₂) ke udara. Emisi CO₂ tersebut menyebabkan kadar gas rumah kaca di atmosfer meningkat, sehingga terjadi peningkatan efek rumah kaca dan pemanasan global. CO₂ tersebut menyerap sinar matahari (radiasi inframerah) yang dipantulkan oleh bumi sehingga suhu atmosfer menjadi naik. Hal tersebut dapat mengakibatkan perubahan iklim dan kenaikan permukaan air laut.

Emisi CH4 (metana) adalah pelepasan gas CH4 ke udara yang berasal, antara lain, dari gas bumi yang tidak dibakar, karena unsur utama dari gas bumi adalah gas metana. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang menyebabkan pemasanan global.

Batu bara selain menghasilkan pencemaran (SO₂) yang paling tinggi, juga menghasilkan karbon dioksida terbanyak per satuan energi. Membakar 1 ton batu bara menghasilkan sekitar 2,5 ton karbon dioksida. Untuk mendapatkan jumlah energi yang sama, jumlah karbon dioksida yang dilepas oleh minyak akan mencapai 2 ton sedangkan dari gas bumi hanya 1,5 ton.

Selain itu, juga terdapat pencemar butiran. Pencemar butiran yang paling mencolok adalah asap dari butiran karbon yang tidak terbakar. Pencemar butiran dapat mengganggu pernapasan, akibat yang ditimbulkannya bergantung pada besar butiram, sifat kimia, dan bahan pencemar yang ada di dalam butiran. Pencemar butiran juga dapat menebarkan dan menyerap sehingga dapat mengganggu pandangan. Selain merugikan, pencemar butiran  dapat bermanfaat, yaitu mendorong pembentukan awan, turunnya hujan dan memengaruhi cuaca.

2.    Dampak Terhadap Perairan

             Eksploitasi minyak bumi, khususnya cara penampungan dan pengangkutan minyak bumi yang tidak layak, misalnya: bocornya tangker minyak atau kecelakaan lain akan mengakibatkan tumpahnya minyak (ke laut, sungai atau air tanah) dapat menyebabkan pencemaran perairan.Pada dasarnya pencemaran tersebut disebabkan oleh kesalahan manusia. Jika terjadi pencemaran perairan maka akan sangat merugikan pada kehidupan manusia dan ekosistem di perairan itu sendiri.

3.      Dampak Terhadap Tanah

Dampak penggunaan energi terhadap tanah dapat diketahui, misalnya dari pertambangan batu bara. Masalah yang berkaitan dengan lapisan tanah muncul terutama dalam pertambangan terbuka (Open Pit Mining). Pertambangan ini memerlukan lahan yang sangat luas. Perlu diketahui bahwa lapisan batu bara terdapat di tanah yang subur, sehingga bila tanah tersebut digunakan untuk pertambangan batu bara maka lahan tersebut tidak dapat dimanfaatkan untuk pertanian atau hutan selama waktu tertentu.

4.      Asap buang kendaraan bermotor

Gas-gas yang terdapat dalam asap kendaraan bermotor banyak yang dapat menimbulkan kerugian, didntaranya adalah karbon dioksida, karbon monoksida, oksida nitrogen dan oksida belerang. Berikut ini kerugian yang ditimbulkan gas-gas tersebut:

a         a.  Karbon Dioksida

Karbon dioksida merupakan hasil pembakaran . misalnya pembakaran oktan (salah satu komponen bensin) menghasilkan karbon dioksida dan air.

2C₈H₁₈ + 25O₂   ->     16 CO₂ + 18 H₂O

Peningkatan kadar karbon dioksida di udara dapat mengakibatakan peningkatan suhu permukaan bumi. Gejala ini seringkali disebut dengan efek rumah kaca atau juga dikenal dengan pemanasan global. Disebut demikian karena kenaikan temperatur yang diakibatkan kenaikan karbon dioksida sama dengan kenaikan temperatur yang terjadi di dalam rumah kaca. Rumah kaca biasa digunakan untuk pembibitan tanaman di negeri beriklim dingin.

Karbon dioksida yang ada di udara dapat dilewati oleh sinar ultraviolet dan sinar tampak, tetapi menahan sinar inframerah. Akibatnya, termperatur di permukaan bumi makin panas jika kadar karbon dioksida makin tinggi. Akibat kenaikan itu juga dapat menyebebkan permukaan air laut naik sehingga pantai dapat terendam air laut.

a          b.  Karbon monoksida

Karbon monoksida merupakan gas hasil pembakaran yang tidak sempurna. Pembakaran tak sempurna bahan kendaraan bermotor merupakan sumber karbon monoksida pada lingkungan. Konsentrasi gas karbon pada asap kendaraan bermotor dapat mencapai 10.000-40.000 ppm.

2C + O₂  ~>     2CO (g)

Gas ini bersifat racun, dapat menyebabkan  rasa sakit pada mata, saluran pernafasan dan paru-paru. Jika masuk ke dalam darah melalui pernafasan, karbon monoksida bereaksi degan hemoglobin dalam darah membentuk COHb (karboksihemoglobin). Ambang batas karbon monoksida di udara adalah 20 ppm. Jika lebih dari 100 ppm, dapat menimbulkan sakit kepala dan gangguan pernapasan. Lebih besar dari 100 ppm dapat menyebabkan kematian.

a          c.   Oksida Belerang

Bahan bakar minyak bumi dan batu bara biasanya mengandung belerang. Sehingga dalam pembakarannya menghasilkan oksida-oksida belerang. Selain itu, juga dapat dihasilkan oleh industri pengolahan logam.

Belerang oksida, apabila terisap oleh pernapasna, akan berekasi dengan air dalam sluran pernapasan dan membentuk asam sulfat yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Oksidasi belerang juga dapat larut dalam air hujan dan menyebabkan hujan asam.

Belerang dioksida yang terisap bersama udara pernapasan dapat bereaksi dengan air dalam udara pernapasan membentuk asam sulfit. Pembentukan asam sulfit dapat merusak jaringan tubuh dan menimbulkan rasa sakit. Sedangkan belerang trioksida akan membentuk asam sulfat.

b          d.  Oksida nitrogen

Bahan utama oksida nitrogen yang ada di udara adalah pembakaran bahan bakar industri  dan kendaraan bermotor. Nitrogen dan oksigen bereaksi pada suhu tinggi. Reaksi itu dapat ditulis sebagai berikut:

N₂ (g) + O_{2           ~>}      2NO (g)

Ambang batas gas NO dan NO₂ di udara adalah 0,05 ppm. NOx (campuran gas NO dan NO2) bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asap-kabut (asbut) atau smog. Smog menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan sluran pernapasan, membuat tanaman layu, serta menurunkan kualitas materi.Pembakaran pada mesin kendaraan bermotor menghasilkan senyawa hidrokarbon yang tidak terbakar. Hidrokarbon itu dapat bereaksi dengan atom oksigen yang dihasilkan oleh reaksi foto kimia. Reaksi itu menghasilkan hidrokarbon bermuatan listrik yang sangat reakftif disebut radikal hidrokarbon. Radikal hidrokarbon dapat bereaksi dengan gas NO menghasilkan gas NO₂, secara berulang-ulang dan menghasilkan ozon. Selain itu, radikal juga bereaksi dengan O₂ dan N₂  menghasilkan senyawa yang lebih kompleks.

5.      Dampak Terhadap Lingkungan

      Dampak lingkungan yang ditimbulkan oleh sistem transportasi yang tidak "sustainable" dapat dibagi dalam 2 kelompok besar yaitu dampak terhadap lingkungan udara dan dampak terhadap lingkungan air.

Kualitas udara perkotaan sangat menurun akibat tingginya aktivitas transportasi. Dampak yang timbul meliputi meningkatnya konsentrasi pencemar konservatif yang meliputi: · Karbon monoksida (CO) · Oksida sulfur (SOx) · Oksida nitrogen (NOx) · Hidrokarbon (HC) · Timbal (Pb) · Ozon perkotaan (O3) · Partikulat (debu) Perubahan kualitas udara perkotaan telah diamati secara menerus di beberapa kota baik oleh Bapedalda maupun oleh BMG.

Secara tidak langsung, kegiatan transportasi akan memberikan dampak terhadap lingkungan air terutama melalui air buangan dari jalan raya. Air yang terbuang dari jalan raya, terutama terbawa oleh air hujan, akan mengandung bocoran bahan bakar dan juga larutan dari pencemar udara yang tercampur dengan air tersebut.

6.      Dampak Terhadap Kesehatan

    Dampak terhadap kesehatan merupakan dampak lanjutan dari dampak terhadap lingkungan udara. Tingginya kadar timbal dalam udara perkotaan telah mengakibatkan tingginya kadar t imbal dalam darah.

7.      Dampak Terhadap Ekonomi

    Dampak terhadap ekonomi lebih banyak merupakan dampak turunan terutama dari adanya dampak terhadap kesehatan. Dampak terhadap ekonomi akan semakin bertambah dengan terjadinya kemacetan dan tingginya waktu yang dihabiskan dalam perjalanan sehari-hari. Akibat dari tingginya kemacetan dan waktu yang dihabiskan di perjalanan, maka waktu kerja semakin menurun dan akibatnya produktivitas juga berkurang.

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 PbBr2Bensin yang ditambahi tetraethyllead (TEL) yang punya rumus molekul Pb(C2H5)4 akan

Menghasilkan partikel  timah hitam berupa PbBr2.

2.      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.

3.      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.