Artikel Hujan Asam
Pernah dengar hujan asam/acid rain ?, apakah itu?
Bukankah hujan itu adalah air yang turun? Atau kali ini bercampur asam, dan
rasanya juga asam,kecut? Mengapa itu bisa terjadi? Apakah hujan asam itu
berbahaya bagi kehidupan di bumi?
Secara alamiah, hujan asam ”ringan” terjadi
karena air hujan berreaksi dengan Karbonmonoksida (CO) yang berada di angkasa,
dan memebentuk asam lemah. Hujan asam jenis ini bermanfaat bagi bumi karena
dapat membantu melarutkan mineral-mineral di permukaan bumi, yang dibutuhkan
oleh tumbuhan dan binatang.
Istilah
hujan asam yang ”berat” erat kaitannya dengan polusi udara. Kita ketahui
bersama bahwa pada polusi udara, beberapa kegiatan industri, kendaraan
bermotor, hingga letusan gunung berapi, terdapat berbagai senyawa kimia yang
dilepaskan ke udara dan ”mengotori” udara salah satunya adalah Sulfur atau
Belerang. Polutan itu terbawa angin jauh jaraknya ke segenap penjuru bumi.
Nah, dilain pihak, butir2 uap air yang ada di
angkasa juga ber-reaksi dengan polutan-polutan tersebut, dan kemudian turun
sebagai hujan yang sudah bercampur dengan senyawa baru ”asam” tadi. Itulah yang
disebut dengan hujan asam
Hujan asam tentu akan mempengaruhi kehidupan di bumi,
beberapa di antarnya rusaknya tanaman, tumbuhan karena mendapat curahan ”benda
asing” tadi. Beberapa kasus kerusakan hutan di Amerika serikat, disebebkan oleh
pembangkit listrik batu bara yang beroperasi di negara tersebut, yang ikut
menyebabkan hujan asam.
Hujan asam adalah akibat ikutan dari polusi
udara. Mari kita sama-sama menjaga kelestarian alam, mengendalikan pencemaran
udara.
Berikut proses terjadinya hujan
asam:
Hujan asam
Hujan asam diartikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan
secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida
(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.
Hujan asam disebabkan oleh belerang
(sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan
bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat
ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat
dan asam
nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang
asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang
terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman. Usaha untuk mengatasi hal
ini saat ini sedang gencar dilaksanakan.
Secara alami hujan asam dapat terjadi akibat
semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah,
rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas
manusia seperti industri, pembangkit tenaga
listrik, kendaraan bermotor dan pabrik pengolahan
pertanian (terutama amonia).
Gas-gas yang dihasilkan oleh proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan
kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.
Sumber
Secara alami hujan asam dapat terjadi akibat
semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah,
rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas
manusia seperti industri, pembangkit tenaga
listrik, kendaraan bermotor dan pabrik pengolahan
pertanian (terutama amonia).
Gas-gas yang dihasilkan oleh proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan
kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.
Hujan asam karena proses industri telah menjadi
masalah yang penting di Republik Rakyat Cina, Eropa Barat, Rusia dan
daerah-daerah di arahan anginnya. Hujan asam dari pembangkit tenaga listrik di Amerika
Serikat bagian Barat telah merusak hutan-hutan di New York dan New England.
Pembangkit tenaga listrik ini umumnya menggunakan batu bara sebagai bahan
bakarnya.
Pembentukan hujan asam
Secara sederhana, reaksi pembentukan hujan asam
sebagai berikut:
Bukti terjadinya peningkatan hujan asam diperoleh
dari analisa es kutub. Terlihat turunnya kadar pH sejak dimulainya Revolusi
Industri dari 6 menjadi 4,5 atau 4. Informasi lain diperoleh dari organisme
yang dikenal sebagai diatom yang menghuni kolam-kolam. Setelah bertahun-tahun,
organisme-organisme yang mati akan mengendap dalam lapisan-lapisan sedimen di
dasar kolam. Pertumbuhan diatom akan meningkat pada pH tertentu, sehingga
jumlah diatom yang ditemukan di dasar kolam akan memperlihatkan perubahan pH
secara tahunan bila kita melihat ke masing-masing lapisan tersebut.
Sejak dimulainya Revolusi Industri, jumlah emisi
sulfur dioksida dan nitrogen oksida ke atmosfer turut meningkat. Industri yang
menggunakan bahan bakar fosil, terutama batu bara,
merupakan sumber utama meningkatnya oksida belerang ini. Pembacaan pH di area
industri kadang-kadang tercatat hingga 2,4 (tingkat keasaman cuka). Sumber-sumber
ini, ditambah oleh transportasi, merupakan penyumbang-penyumbang utama hujan
asam.
Masalah hujan asam tidak hanya meningkat sejalan
dengan pertumbuhan populasi dan industri tetapi telah berkembang menjadi lebih
luas. Penggunaan cerobong asap yang tinggi untuk mengurangi polusi lokal
berkontribusi dalam penyebaran hujan asam, karena emisi gas yang dikeluarkannya
akan masuk ke sirkulasi udara regional yang memiliki jangkauan lebih luas.
Sering sekali, hujan asam terjadi di daerah yang jauh dari lokasi sumbernya, di
mana daerah pegunungan
cenderung memperoleh lebih banyak karena tingginya curah hujan di sini.
Terdapat hubungan yang erat antara rendahnya pH
dengan berkurangnya populasi ikan di danau-danau. pH di bawah 4,5 tidak memungkinkan bagi
ikan untuk hidup, sementara pH 6 atau lebih tinggi akan membantu pertumbuhan
populasi ikan. Asam di dalam air akan menghambat produksi enzim dari larva ikan
trout untuk keluar dari
telurnya. Asam juga mengikat logam beracun seperi alumunium di
danau. Alumunium akan menyebabkan beberapa ikan mengeluarkan lendir berlebihan
di sekitar insangnya
sehingga ikan sulit bernafas. Pertumbuhan Phytoplankton yang menjadi
sumber makanan ikan juga dihambat oleh tingginya kadar pH.
Tanaman dipengaruhi oleh hujan asam dalam
berbagai macam cara. Lapisan lilin pada daun rusak sehingga
nutrisi menghilang sehingga tanaman tidak tahan terhadap keadaan dingin, jamur
dan serangga. Pertumbuhan akar menjadi lambat sehingga lebih sedikit nutrisi
yang bisa diambil, dan mineral-mineral penting menjadi hilang.
Ion-ion beracun yang terlepas akibat hujan asam
menjadi ancaman yang besar bagi manusia. Tembaga di air berdampak pada
timbulnya wabah diare pada anak dan air tercemar alumunium dapat menyebabkan
penyakit Alzheimer.
Hujan asam dilaporkan pertama kali di Manchester,
Inggris, yang
menjadi kota penting dalam Revolusi
Industri. Pada tahun 1852, Robert Angus Smith menemukan hubungan antara hujan asam
dengan polusi udara. Istilah hujan asam tersebut mulai digunakannya pada tahun
1872. Ia mengamati bahwa hujan asam dapat mengarah pada kehancuran alam.
Sejarah
Walaupun hujan asam ditemukan di tahun 1852, baru pada tahun 1970-an para ilmuwan
mulai mengadakan banyak melakukan penelitian mengenai fenomena ini. Kesadaran
masyarakat akan hujan asam di Amerika Serikat meningkat di tahun 1990-an
setelah di New York Times memuat laporan dari Hubbard Brook
Experimental Forest di New Hampshire tentang of the banyaknya kerusakan
lingkungan yang diakibatkan oleh hujan asam.
Metode pencegahan
Di Amerika
Serikat, banyak pembangkit tenaga listrik tenaga batu bara menggunakan Flue
gas desulfurization (FGD) untuk menghilangkan gas yang mengandung belerang
dari cerobong mereka. Sebagai contoh FGD adalah wet scrubber yang umum
digunakan di Amerika Serikat dan negara-negara lainnya. Wet scrubber
pada dasarnya adalah tower yang dilengkapi dengan kipas yang mengambil gas asap
dari cerobong ke tower tersebut. Kapur atau batu kapur dalam bentuk bubur juga
diinjeksikan ke dalam tower sehingga bercampur dengan gas cerobong serta
bereaksi dengan sulfur dioksida yang ada, Kalsium karbonat dalam batu kapur
menghasilkan kalsium sulfat ber pH netral yang secara fisik dapat dikeluarkan
dari scrubber. Oleh karena itu, scrubber mengubah polusi menjadi
sulfat industri.
Di beberapa area, sulfat tersebut dijual ke
pabrik kimia sebagai gipsum bila kadar kalsium sulfatnya tinggi. Di tempat lain,
sulfat tersebut ditempatkan di land-fill.
Sumber:wikipedia
Membuka proses terjadinya hujan asam
DENGAN semakin meningkatnya ilmu pengetahun dan
teknologi (iptek), semakin tinggi pula aktivitas kegiatan ekonomi manusia, di
antaranya dengan semakin pesatnya perkembangan proses industrialisasi dan
sistem transportasi. Sebagai konsekuensi logis, maka semakin meningkat pula
zat-zat polutan yang dikeluarkan kegiatan industri maupun transportasi
tersebut. Keberadaan zat-zat polutan di udara ini tentu akan berpengaruh
terhadap proses-proses fisik dan kimia yang terjadi di udara. Salah satu
dampaknya ialah dengan terjadinya hujan asam.
Istilah hujan asam pertama kali digunakan Robert
Angus Smith pada tahun 1972. Ia menguraikan tentang keadaan di Manchester,
sebuah kawasan industri di bagian utara Inggris. Hujan asam ini pada dasarnya
merupakan bagian dari peristiwa terjadinya deposisi asam. Deposisi asam terdiri
dari dua jenis, yaitu deposisi kering dan deposisi basah. Deposisi kering
adalah peristiwa terkenanya benda dan molekul hidup oleh asam yang ada dalam
udara.
Hal ini bisa terjadi di daerah perkotaan, karena
adanya pencemaran udara dari lalu lintas yang berat dan daerah yang langsung
terkena udara yang tercemar dari pabrik. Dapat pula terjadi di daerah
perbukitan yang terkena angin yang membawa udara yang mengandung asam. Deposisi
kering biasanya terjadi di tempat dekat sumber pencemaran.
Sedangkan deposisi basah ialah turunnya dalam
bentuk hujan. Hal ini terjadi apabila asam di dalam udara larut ke dalam
butir-butir air di awan. Jika kemudian turun hujan dari awan itu, air hujannya
akan bersifat asam. Dalam bahasa Inggris peristiwa ini disebut dengan rain-out.
Deposisi basah dapat pula terjadi karena hujan turun melalui udara yang
mengandung asam, sehingga asam itu larut ke bumi. Peristiwa ini disebut wash-out.
Menurut Bambang Yulianto (1993) masalah deposisi
asam terjadi di lapisan atmosfer terendah, yaitu di troposfer. Asam yang
terkandung didalam deposisi asam ialah asam sulfat (H2SO4) dan asam nitrat
(NHO3). Keduanya merupakan asam yang sangat kuat. Asam sulfat berasal dari gas
SO2 dan asam nitrat, terutama dari gas NOx yang melalui proses fisik dan kimia
di udara membentuk keasaman. Proses yang terjadi sangatlah kompleks yang
melibatkan proses transportasi dan transformasi. Kontribusi air hujan untuk
mengikat zat-zat polutan tersebut membentuk keasaman dalam bentuk senyawa H2SO4
dan NHO3.
Dalam konteks ini, dalam ilmu kimia, derajat
keasaman diukur dengan pH yang menunjukkan kadar ion H+ yang terdapat dalam
sebuah larutan yang dinyatakan dalam -log kadar H+. Karena pH menggunakan skala
logaritma, tiap skala berarti kelipatan 10. Misalnya, pH 3 adalah 10 kali lebih
asam dari pada pH 4 dan 100 kali asam dari pH 5. Sedangkan hujan yang normal,
yaitu hujan yang tidak tercemar, mempunyai pH sekira 5,6. Jadi, bersifat agak
asam. Hal ini disebabkan gas CO2 didalam air hujan. Asam karbonat itu bersifat
asam yang tercemar oleh asam yang kuat, pH air hujan turun dibawah 5,6. Hujan
inilah yang merupakan hujan asam.
Polutan yang berperan
Polutan yang berperan akan terjadinya hujan asam
adalah zat SO2 dan NOx di udara. Sekira 50% SO2 yang ada didalam atmosfer
adalah alamiah, antara lain dari letusan gunung berapi dan kebakaran hutan yang
alamiah. Sedangkan yang 50% lagi adalah antropogenik, yaitu berasal dari
aktivitas manusia, terutama dari pembakaran bahan-bahan fosil (BBF) dan
peleburan logam.
Namun, di daerah yang banyak mempunyai industri
dan lalu lintas berat, SO2 yang antrofogenik lebih tinggi.
Kadar SO2 tertinggi terdapat pada pusat industri
di Eropa, Amerika Utara dan Asia Timur. Di Eropa Barat, 90% SO2 adalah
antrofogenik. Di Inggris, 2/3 SO2 berasal dari pembangkit listrik batu bara, di
Jerman 50% dan di Kanada 63%.
Emisi terbesar SO2 di dunia adalah pabrik pelebur
tembaga dan nikel di Sundbury, Ontario, Kanada yang mengemisikan SO2 632.000
ton/tahun. Adapun pembentukan asam sulfat dalam fase gas oleh emisi SO2 di
udara terjadi dengan bantuan radikal hidroksil (OH), sehingga terbentuklah
kembali radikal OH.
Oleh sebab itu selama masih terdapat NO di
atmosfer, dapatlah terbentuk asam sulfat tanpa mengurangi kadar OH. Dengan
demikian semakin banyak SO2 makin banyak pula asam sulfat yang terbentuk.
Kemudian, seperti halnya SO2, 50% NOx dalam
atmosfer adalah alamiah dan 50% antrofogenik. Pembakaran BBF juga merupakan
sumber terbesar NOx sehingga di negara dengan industri maju NOx yang
antrofogenik lebih besar dari pada yang alamiah. Emisi NOx dalam tahun 1980
diperkirakan sebesar 9,2 juta ton di Eropa, 19,3 juta ton di Amerika Serikat,
dan 1,8 juta ton di Kanada. Instalasi pembangkit listrik dan kendaraan bermotor
merupakan sumber utama NOx.
NOx berasal juga dari aktivitas jasad renik
tanah, di mana untuk kehidupannya menggunakan senyawa organik yang mengandung
N. Oksida N itu merupakan hasil sampingan dari aktivitas jasad renik tersebut.
Pupuk N dalam tanah yang tidak terserap tumbuhan
juga mengalami perombakan kimia fisik dan biologi yang menghasilkan oksida N.
Semakin banyak digunakan pupuk N, semakin tinggi pula produksi oksida tersebut.
Sebagian dari oksida N tersebut di udara berubah menjadi asam nitrat.
Sumber asam nitrat yang lain ialah amonia (NH3).
NH3 sebenarnya bersifat basa, tetapi keberadaannya di udara menetralisasi asam
dengan pembentukan garam (NH4)2 dan NH4NO3 kemudian dioksidasi menjadi asam
nitrat. Sumber utama NH3 ialah pertanian dan peternakan, yaitu pupuk dan
kotoran ternak.
Untuk emisi yang berasal dari transportasi
(pencemaran udara akibat aktivitas transportasi besarnya 33-50% dari pencemaran
total pada udara) dengan menggunakan metode pengubah katalik (catalytic
converter). Namun, alat ini hanya dapat dipergunakan pada kendaraan dengan
bahan bakar minyak (BBM) bensin dan tidak pada mesin diesel.
Alat ini pun juga tidak dapat dipergunakan pada
bensin yang mengandung timbal (Pb), sehingga tidak dapat dipergunakan di negara
yang masih mempergunakan bensin jenis ini, seperti di Indonesia. Pengubah
katalik ini dipasang pada knalpot menggunakan campuran platinum dan rhodium
sebagai katalisator. Alat ini dapat mengubah CO dan HC menjadi CO2 dan air
serta mereduksi NOx menjadi gas nitrogen. Dengan alat ini emisi CO, HC, dan NOx
dapat dikurangi sampai dengan 90%.
Semua cara tadi tentu saja memerlukan biaya yang
mahal. Untuk itu, dalam mengantisipasinya yaitu dengan cara upaya penghematan
energi.
Penghematan energi ini mempunyai keuntungan dalam
mengurangi CO2 selain mengurangi emisi lainnya. Namun, tentunya bersifat
fleksibel, sehingga terdapat pilihan yang luas yang bisa dilakukan oleh
berbagai lapisan masyarakat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar