Karakteristik dan Dampak Ozon, Hidrokarbon, dan Timbal

1. OZON (O₃)

A.       KARAKTERISTIK PENCEMAR OZON

         Ozon merupakan gas  yang berwarna biru pucat pada temperatur dan tekanan ruang. Namun pada konsentrasi yang ditemukan di atmosfer, ozon tidak berwarna.  Ozon (O₃) merupakan senyawa oksidan yang memiliki sifat sebagai pengoksidasi kuat setelah fluor, oksigen dan oksigen fluorida. Ozon terbentuk diudara pada ketinggian 30 km dimana radiasi UV matahari dengan panjang gelombang 242 nm secara perlahan memecah molekul oksigen (O₂) menjadi atom oksigen tergantung dari jumlah molekul O₂ atom-atom oksigen secara cepat membentuk ozon. Ozon menyerap radiasi sinar matahari dengan kuat didaerah panjang gelombang 240-320 nm. Meskipun di alam terdapat dalam jumlah kecil tetapi lapisan lain dengan bahan pencemar udara , Ozon sangat berguna untuk melindungi bumi dari radiasi ultraviolet (UV-B).

     Ozon termasuk pencemar sekunder karena tidak diemisikan secara langsung oleh suatu sumber,melainkan terbentuk akibat reaksi dari sinar matahari dan udara yang mengandung CO, NOx, dan VOC. Konsentrasi ozon sering berubah-ubah akibat beberapa factor seperti: kondisi iklim, meteorologis, serta keberadaan pencemar-pencemar primer yang bereaksi membentuk ozon.

Ozon yang dianggap sebagai pencemar adalah ozon pada lapisan troposfer. Ozon pada lapisan ini disebut sebagai ozon permukaan dan dianggap berbahaya karena menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia, tumbuhan, hewan dan ekosistem.

B.  DAMPAK PENCEMAR

1.         Kesehatan Manusia

·   Ozon pada kadar 1,0–3,0 ppm selama 2 jam pada orang-orang yang sensitif dapat mengakibatkan 

   pusing berat dan kehilangan koordinasi.

·   Ozon dengan kadar 9,0 ppm selama beberapa waktu akan mengakibatkan edema pulmonari.

· Oksidan fotokimia masuk kedalam tubuh dan pada kadar subletal dapat mengganggu proses 

  pernafasan normal, dan  menyebabkan iritasi mata. 2. Ekosistem dan Lingkungan

·  Pemajanan oksidan fotokimia pada kadar 200-500 μg/m³ dalam waktu singkat dapat merusak fungsi   paru-paru anak, meningkat frekuensi serangan asma dan iritasi mata, serta menurunkan kinerja para   olaragawan.

2.         Ekosistem dan Lingkungan

·     Pada ekosistem dan lingkungan dampak yang ditimbulkan oleh pencemar ozon yaitu  terganggunya rantai makanan pada  pada tingkat konsumen di ekosistem perairan karena penurunan jumlah fitoplankton.

·  Penggunaan bahan-bahan seperti CFC dan lain sebagainya dapat mengakibatkan penipisian ozon yang menyebabkan pemanasan global sehingga terjadi perubahan iklim, perubahan habitat hidupan liar, kenaikan muka air laut, dan mencairnya daerah kutub.

3.       Hewan

·       Pada hewan , pencemar udara ozon  dapat menyebabkan timbulnya kanker pada mata sapi karena Ozon (salah satu oksida kuat) yang semakin tipis.

4.       Tumbuhan

·    Dampak pencemar ozon bagi tumbuhan yaitu dapat merusak tanaman yang sensitif  karena ozon membuat beberapat anaman rentan akan serangan penyakit, gangguan hama. Sehingga mempengaruhi produktifitas tanaman  dan dapat mengakibatkan gagal panen .

·     Merusak daun pepohonan dan tanaman sehingga memperburuk penampilan tanaman hias dan mengurangi nilai jual sayur-mayur

5.       Material

·      Pencemar ozon dapat menyebabkan kerugian ekonomi akibat ausnya bahan atau material (tekstil, karet, kayu, logam, cat, dsb).

·      Ozon yang berlebihan pada  air minum dapat menimbulkan rasa pahit dan meracuninya.

2. HIDROKARBON (HC)

A.                KARAKTERISTIK PENCEMAR HIDROKARBON

     Hidrokarbon (HC) merupakan sebuah senyawa yang terdiri dari unsur karbon (C) dan hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut, contohnya yaitu senyawa metana (CH₄).   HC adalah bahan pencemar udara yang dapat berbentuk gas, cairan maupun padatan. Semakin tinggi jumlah atom karbon, unsur ini akan cenderung berbentuk padatan. Hidrokarbon dengan kandungan unsur C antara 1-4 atom karbon akan berbentuk gas pada suhu kamar, sedangkan kandungan karbon diatas 5 akan berbentuk cairan dan padatan.HC yang berupa gas akan tercampur dengan gas-gas hasil buangan lainnya. Sedangkan bila berupa cairan maka HC akan membentuk semacam kabut minyak, bila berbentuk padatan akan membentuk asap yang pekat dan akhirnya menggumpal menjadi debu.

            Berdasarkan struktur molekulnya, hidrokarbon dapat dibedakan dalam 3 kelompok yaitu

1.                  Hidrokarban alifalik,

2.                  Hidrokarbon aromatik

3.                  Hidrokarbon alisiklis

HC merupakan polutan primer karena dilepas ke udara ambien secara langsung . Sumber dari pencemar HC ini dapat berasal dari  proses industri yang diemisikan ke udara dan kemudian merupakan sumber fotokimia dari ozon . Kegiatan industri yang berpotensi menimbulkan cemaran dalam bentuk HC adalah industri plastik, resin,pigmen, zat warna, pestisida dan pemrosesan karet. Diperkirakan emisi industri sebesar 10 % berupa HC.

Selain industri, sumber HC dapat   berasal dari sarana transportasi yang menggunakan mesin kurang baik. Metana, salah satu contoh senyawa HC juga dihasilkan dari sumber –sumber alami seperti proses biologi aktivitas geothermal seperti explorasi dan pemanfaatan gas alam dan minyakbumi. Jumlah yang cukup besar juga berasal dari proses dekomposisi bahan organik pada permukaan tanah. Demikian juga pembuangan sampah, kebakaran hutan dan kegiatan manusia lainnya mempunyai peranan yang cukup besar dalam memproduksi gas hidrakarbon di atmosfir.

B.            DAMPAK PENCEMAR

1.             Kesehatan Manusia

        Di udara, Hidrokarbon akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan membentuk ikatan baru yang disebut polycyclic aromatic hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan daerah padat lalu lintas. Bila PAH masuk dalam paru-paru manusia akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel-sel kanker. Pengaruh hidrokarbon aromatik pada kesehatan manusia dapat dilihat pada tabel berikut : 

                                Tabel 2.1 Dampak Hidrokarbon terhadap Kesehatan

Sumber: [1]

         

2.              Ekosistem dan Lingkungan

        Senyawa kimia hidrokarbon seperti minyak dan gas bumi merupakan salah satu pencemaran yang sering terjadi di perairan laut. Polutan hidrokarbon di laut banyak merugikan ekosistem laut, bahkan mematikan komoditi tertentu yang akhirnya terjadi kepunahan. Polutan-polutan itu dapat berasal dari tumpahan minyak oleh kapal-kapal niaga dan apal-kapal tanker. Laut yang tercemar oleh tumpahan minyak akan membawa pengaruh negatif  bagi biota laut, karena emulsi lemak dapat menghambat difusi oksigen dari atmosfer dalam badan air laut, serta menghambat penetrasi sinar matahari ke permukaan perairan, yang akhirnya mengakibatkan kematian fatal bagi biota.

         Selain itu, reaksi pembakaran hidroakarbon yang melibatkan O₂ akan menghasilkan panas yang tinggi. Panas yang tinggi ini menimbulkan peristiwa pemecahan (Cracking) menghasilkan rantai hidrokarbon pendek atau partikel karbon. Gas hidrokarbon dapat bercampur dengan gas buangan lainnya. Cairan hidrokarbon membentuk kabut minyak (droplet). Padatan hidrokarbon akan membentuk asap pekat dan menggumpal menjadi debu/partikel. Hidrokarbon bereaksi dengan NO₂ dan O₂ menghasilkan PAN (Peroxy Acetyl Nitrates) yang bersifat toksik.

3.             Hewan

     Tumpahan minyak yang merupakan senyawa hidrokarbon di laut biasanya lengket dan dapat menempel pada bulu burung laut yang berenang di sekitarnya . Akibatnya  burung tersebut tidak dapat terbang. Lapisan minyak di permukaan dapat juga menghambat kehidupan biota perairan, sehingga ikan atau hewan laut lainnya tidak dapat bernafas dan akhirnya mati dan tenggelam .

Hidrokarbon yang bersifat mutagenik akan sangat rentan pada hewan. Beberapa percobaan pada hewan telah membuktikan adanya indikasi perubahan gen pada hewan tersebut. Hidrokarbon dapat memberikan dampak toksisitas akut dan kronis .Secara umum efek akut hidrokarbon pada hewan yaitu iritasi pada kulit dan mata. Penelitian menunjukkan hasil positif pada pengujian karsinogenik, teratogenik, genotoksik, dan imunotoksik pada hewan uji. Keturunan binatang laboratorium yang terpapar hidrokarbon menunjukkan penurunan berat badan yang signifikan, pertumbuhan yang lambat, dan imunitas yang lemah.

4.             Tumbuhan

        Di udara, reaksi Hidrokarbon, NO₂ dan O₂ yang membentuk PAN akan bereaksi lagi dengan  gas CO dan O₃ membentuk kabut foto kimia (Photo Chemistry Smog). Kabut tersebut dapat  merusak tanaman dimana daun menjadi pucat karena selnya mati. Jika hidrokarbon bercampur bahan lain toksitasnya akan meningkat.

5.             Material

    Dampak hidrokarbon pada material biasanya disebabkan oleh sifat kimiawi hidrokarbon. Conthnya yaitu karet gelang yang direndam dalam bensin makan akan bertambah volumenya tetapi berkurang sifat elastisnya. Dengan demikian, hidrokarbon mampu melarutkan beberapa senyawa penting lain dalam material sehinga akan mengubah tidak hanya sifat fisik, tetapi juga kimia.

Selain itu, Pembakaran senyawa hidrokarbon yang tidak sempurna akan menimbulkan jelaga dan nilai estetika material. Jelaga menimbulkan noda kehitaman sehingga mengurangi estetika bangunan ataupun stuktur lain.

3.         TIMBAL (Pb)

A.        KARAKTERISTIK PENCEMAR TIMBAL

Timbal ( Pb ) merupakan logam lunak yang berwarna kebiru-biruan atau abu-abu keperakan dengan titik leleh pada 327,5°C dan titik didih 1.740°C pada tekanan atmosfer. Ia sangat lunak, mudah dibentuk, ductile, dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki resistasi tinggi terhadap korosi. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya.

Gambar 3.1 Timbal

Sumber: [2]

LOGAM TIMBAL

Senyawa Pb-organik seperti Pb-tetraetil dan Pb-tetrametil merupakan senyawa yang penting karena banyak digunakan sebagai zat aditif pada bahan bakar bensin dalam upaya meningkatkan angka oktan secara ekonomi. PB-tetraetil dan Pb tetrametil berbentuk larutan dengan titik didih masing-masing 110°C dan 200°C. Karena daya penguapan kedua senyawa tersebut lebih rendah dibandingkan dengan daya penguapan unsur-unsur lain dalam bensin, maka penguapan bensin akan cenderung memekatkan kadar P-tetraetil dan Pb-tetrametil. Kedua senyawa ini akan terdekomposisi pada titik didihnya dengan adanya sinar matahari dan senyawa kimia lain diudara seperti senyawa holegen asam atau oksidator.

SUMBER

Sumber pencemaran timbal (Pb) terbesar berasal dari pembakaran bensin, dimana dihasilkan berbagai komponen timbal (Pb), terutama PbBrCl dan PbBrCl2 (Fardiaz, 1992). Timbal (Pb) dicampurkan ke dalam bensin sebagai anti letup atau anti knock aditif dengan kadar sekitar 2,4 gram/gallon. Timbal (Pb) yang digunakan untuk anti knock adalah tetraethyl timbal (C2H5)4. Fungsi penambahan timbal (Pb) adalah dimaksudkan untuk meningkatkan bilangan oktana. Timbal (Pb) adalah bahan yang dapat meracuni lingkungan dan mempunyai dampak pada seluruh sistem di dalam tubuh. Timbal (Pb) dapat masuk ke tubuh melalui inhalasi, makanan dan minuman serta absorbsi melalui kulit (Albalak, 2001).

Gambar 3.2 Timbal pada Asap Kendaraan

Sumber: [3] 

KONSENTRASI ALAMIAH

Menurut World Health Organization (WHO) pajanan timbal yang diperkenankan untuk pekerja laki-laki 40 µg/dL dan untuk pekerja perempuan adalah 30 µg/dL (DeRoos, 1997 dan OSHA, 2005).

KONSENTRASI YANG MENIMBULKAN DAMPAK

Kadar Pb di alam sangat bervariasi tetapi kandungan dalam tubuh manusia berkisar antara 100–400 mg. Sumber masukan Pb adalah makanan terutama bagi mereka yang tidak bekerja atau kontak dengan Pb. Diperkirakan rata-rata masukkan Pb melalui makanan adalah 300 ug per hari dengan kisaran antara 100–500 mg perhari. Rata-rata masukkan melalui air minum adalah 20 mg dengan kisaran antara 10–100 mg. Hanya sebagian asupan (intake) yang diabsorpsi melalui pencernaan.

Manusia dengan pemajanan rendah mengandung 10–30 mg Pb/100 g darah Manusia yang mendapat pemajanan kadar tinggi mengandung lebih dari 100 mg/100 g darah kandungan dalam darah sekitar 40 mg Pb/100g dianggap terpajan berat atau mengabsorpsi Pb cukup tinggi walau tidak terdeteksi tanda-tanda keluhan keracunan. Terdapat perbedaan tingkat kadar Pb di perkantoran dan pedesaan wanita cenderung mengandung Pb lebih rendah dibanding pria, dan pada perokok lebih tinggi dibandingkan bukan perokok

B.         DAMPAK PENCEMAR

1.         Kesehatan Manusia

Timbal memiliki dampak negatif terhadap lingkungan hidup termasuk kepada kesehatan manusia. Dampak negatif ini adalah dapat meningkatkan akumulasi timbal dalam darah terutama pada anak-anak. Bayi dan anak-anak lebih berpeluang menerima kadar pencemar yang lebih tinggi dibandingkan dengan orang dewasa,hal ini dapat dilihat berdasarkan jumlah makanan yang dikomsumsi berdasarkan berat badan 3-4 kali lebih banyak dari orang dewasa. Penyerapan senyawa-senyawa pencemar (contoh logam timbal) oleh usus balita cenderung lebih tinggi dari pada orang dewasa. Keracunan yang terjadi sebagai akibat kontaminasi logam timbal dapat menimbulkan sebagai berikut :

a. Meningkatkan protoporphilin dalam sel darah merah

b. Memperpendek umur sel darah merah

c. Menurunkan jumlah sel darah merah

d. Menurunkan kadar retikulosit (sel darah merah yang masih muda)

e. Meningkatkan kandungan logam Fe dalam darah

Berikut ini beberapa efek dari keracunan timbal pada berbagai organ-organ tubuh

a.         Efek timbal pada sistem syaraf

sistem syaraf merupakn sistem yang paling sensitif terhadap daya racun yang dibawa oleh logam timbal. Pengaruh dari keracunan timbal dapat menimbulkan kerusakan otak. Penyakit-penyakit yang berhubungan dengan otak sebagai akibat dari keracunan timbal adalah epilepsi, halusinasi, kerusakan pada otak besar dan delirium yaitu jenis penyakit gula.

b.         Efek pada sistem urinaria

Efek timbal terhadap sistem urinaria (ginjal) dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan pada saluran ginjal. Kerusakan yang terjadi tersebut disebabkan terbentuknya inkranuclear inclution bodie yang disertai dengan membentuknya aminociduria yaitu terjadinya kelebihan asam amino dalam urin.

c.         Efek timbal terhadap sistem reproduksi, sistem endokrin dan jantung

Efek timbal terhadap sistem reproduksi, menyebabkan menurunnya kemampuan sistem reproduksi. Untuk janin dalam kandungan dapat terjadi hambatan dalam pertumbuhannya sedangkan efek timbal terhadap sistem endokrin dapat mempengaruhi fungsi dari tiroid. Fungsi dari tiroid sebagai hormon akan mengalami tekanan bila manusia kekurangan I 131 (yodium isotop). Untuk pengaruh keracunan timbal pada otot jantung baru ditemukan pada anak.

Keracunan timbal dapat bersifat akut maupun kronik. Senyawa timbal organik umumnya masuk kedalam tubuh melalui pernafasan dan penetrasi lewat kulit (dalam jumlah kecil) penyerapan lewat kulit ini karena senyawa ini dapat larut dalam minyak dan lemak, senyawa seperti tetra etil timbal, dapat menyebabkan keracunan akut pada sistem syaraf pusat meskipun proses dari keracunan tersebut terjadi dalam waktu yang cukup panjang dengan kecepatan penyerapan yang kecil. Sedangkan keracunan timbal dan persenyawaan anorganiknya bersifat kronis. Gangguan yang ditimbulkan bervariasi, dari yang ringan seperti insomnia, kekacauan pikiran sampai gangguan yang cukup berat seperti kolik usus, anemia, gangguan fungsi ginjal, bahkan kebutaan terutama pada anak-anak. Manifestasi dari paparan timbal yang lain adalah terjadinya pembiruan pada guzi (bertonian lead line) dimana hal ini mengindikasikan bahwa penderita pernah mengalami paparan

d.         Efek pada sistem saluran cerna

Kolik usus (spasme usus halus) adalah manifestasi klinis tersering dari keracunan dari timbal lanjut. Nyeri terlokalisir disekitar atau dibawah umbilekus. Tanpa paparan timbal (tidak berkaitan dengan kolik) adalah pigmen kelabu pada gusi (garis-garis timbal).

e.         Efek pada sistem ginjal

Selama fase akut keracunan timbal seringkali ada keterlibatan ginjal fungsional tetapi tidak dapat dipastikan kerusakan ginjal permanen. Timbal dapat ikut andil pada penyakit ginjal pasien Bahaya Paparan Timbal terhadap Kesehatan Manusia

2.         Ekosistem dan Lingkungan

Belum diketahui secara signifikan dapat memberikan pengaruh bagi ekosistem dan lingkungan. Tentunya, adanya perubahan ekosistem lebih disebabkan adanya efek langsung Pb terhadap makhluk hidup.

3.         Hewan

Umumnya keracunan pada anak sapi memperlihatkan gejala: dungu, tidak nafsu makan, dyspnoe, kolik dan diare yang kadang-kadang diikuti konstipasi. Menurut Christian dan Tryphonas (1971) gejala klinis yang muncul pada anak sapi yang keracunan Pb adalah depresi susunan syaraf pusat, kebutaan, menguak dan berlari seperti bingung, menekankan kepala dan anorexia.

Gejala klinis keracunan Pb pada sapi dewasa antara lain akibat gangguan pada syaraf: dungu, buta, jalan berputar (Buck, 1970; Christian dan Tryphonas, 1971), terdapat gerakan kepala dan leher yang terus menerus, gerakan telinga dan pengejapan katup mata (Henderson, 1979). Gejala yang timbul akibat gangguan pada gastrointestinal adalah : statis rumen dan anorexia (Christian dan Tryphonas, 1971).

4.         Tumbuhan

Dampak Pb bagi tanaman belum diketahui secara khusus. Namun, Pb dapat   mengendap di dalam tanaman.

5.         Material

Belum diketahui dampak Pb terhadap material secara signifikan.

REFERENSI

1.https://agus34drajat.files.wordpress.com/2010/10/pedoman-paramater-pencemaran-udara1.pdf (Diakses 25 Februari 2015 pukul 07.00 WIB)

2. http://www.bisosial.com/2013/08/artikel-tentang-timbal-pb.html?m=0 (Diakses 24 Februari 2015 pukul 19.35)
3. http://www.jamiemackinnon.com/lcbo.php(Diakses 24 Februari 2015 pukul 19.35)

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timbal/ (Diakses 24 Februari 2015 pukul 19.30)

https://airpollution8.wordpress.com/2013/02/23/ozon/ (Diakses 25 Februari 2015 pukul 07.30 WIB)

http://www.pencemaranudara1st.co.vu/2013/02/parameter-pencemar-udara-dan-dampaknya.html (Diakses 25 Februari 2015 pukul 07.08 WIB)

http://ejurnal.itenas.ac.id/index.php/lingkungan/article/viewFile/139/624 (Diakses 25 Februari 2015 pukul 07.00 WIB