CARA-CARA MENANGANI LIMBAH

Mata Pelajaran IPA untuk SMK (KTSP)

Standar kompetensi : 2. Memahami polusi dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan.

Kompetensi dasar : 2.4. Mendeskripsikan cara-cara menangani limbah.

1.     Pengolahan Limbah Padat

Pengolahannya dapat dilakukan dengan 4 cara :

a.     Penimbunan, ada 2 metode :

1)  Penimbunan terbuka (open dumping), yaitu limbah dikumpulkan dan ditimbun begitu saja dalam suatu lahan. Kelemahan metode ini : sebagai tempat berkembangnya kuman dan penyakit, dan rembesan cairan dari limbah dapat mengotori air tanah di sekitarnya.

2)  Sanitary landfill, yaitu limbah diangkut ke tempat yang luas jauh dari pemukiman, limbah diratakan, dipadatkan, kemudian ditimbun dengan tanah selapis demi selapis.

b.     Insinerasi

Yaitu membakar limbah secara besar-besaran dengan menggunakan alat yang disebut insinerator. Kelebihan : mengurangi volume limbah padat hingga 90%. Kekurangan : biaya mahal dan menghasilkan limbah gas yang mencemari udara.

c.     Pembuatan kompos

Merupakan cara terbaik menangani limbah organik. Kompos dapat berbentuk padat dan cair. Untuk membuat kompos dapat menggunakan mikroorganisme EM4 (Effective Microorganism 4) yang merupakan campuran kultur Rhodopseudomonas sp, Actinomycetes sp, Streptomyces sp, dan Saccharomyces cerevisiae. Kompos juga dapat dibuat dengan bantuan cacing tanah yaitu Lumbricus terrestris, L. Rubellus, Pheretima defingens, dan Eisenia foetida.

d.     Reuse, reduce, recycle

Reuse yaitu pemakaian kembali limbah tanpa harus melalui proses daur ulang dan pengolahan limbah. Contoh : botol bekas sirup dapat digunakan untuk tempat air minum.

Reduce, yaitu mengurangi jumlah bahan yang dapat menjadi limbah. Contoh : menggunakan satu kantong plastik kresek untuk berbelanja.

Recycle, yaitu mendaur ulang limbah untuk dihasilkan produk baru yang bermanfaat. Contoh : mendaur ulang kertas dan plastik bekas untuk dihasilkan produk kertas baru dan plastik baru.

2.     Pengolahan Limbah Cair

Pengolahannya melalui 3 tahap :

a.     Tahap pengolahan primer meliputi :

1)   Metode pengendapan (sedimentation)

·      Penyaringan (screening). Limbah disaring menggunakan jeruji saring (bar screen).

·      Pengolahan awal (pre treatment). Limbah dialirkan ke suatu bak/tangki yang disebut grit chamber.

·      Pengendapan (sedimentation). Limbah diendapkan untuk memisahkan partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam air limbah.

2)   Metode pengapungan (flotation)

Digunakan untuk memisahkan polutan berupa lemak atau minyak, dengan menggunakan alat yang dapat menghasilkan gelembung-gelembung udara berukuran kecil.

b.     Tahap pengolahan sekunder, merupakan tahap pengolahan yang melibatkan mikroorganisme untuk mengurai/mendegradasi bahan organik dalam limbah. Ada 3 metode yaitu :

1)   Metode tetesan (trickling filter)

Limbah cair disemprotkan ke permukaan media yang telah ditumbuhi bakteri aerob, limbah cair dibiarkan merembes melewati media tersebut. Selama perembesan, bahan organik dalam limbah akan didegradasi oleh bakteri aerob. Tetesan limbah kemudian akan ditampung dan disalurkan ke tangki pengendapan untuk memisahkan partikel padat tersuspensi dan mikroorganisme dari air limbah. Endapan yang terbentuk akan mengalami proses pengolahan lebih lanjut, sedangkan air limbah akan dibuang ke lingkungan atau disalurkan ke proses pengolahan selanjutnya jika masih diperlukan.

2)   Metode lumpur aktif (activated sludge)

Limbah cair disalurkan ke sebuah tangki berisi mengandung lumpur yang mengandung bakteri aerob. Proses degradasi limbah berlangsung selama beberapa jam dibantu dengan aerasi oksigen. Selanjutnya, limbah disalurkan ke tangki pengendapan, sedangkan lumpur disalurkan kembali ke tangki aerasi.

3)   Metode kolam perlakuan (treatment ponds/lagoons)

Limbah cair ditempatkan dalam kolam-kolam terbuka. Proses degradasi berlangsung dengan menggunakan oksigen hasil fotosintesis algae di kolam. Selama degradasi, limbah juga mengalami proses pengendapan di dasar kolam, sedangkan air limbah dapat disalurkan untuk dibuang ke lingkungan atau diolah lebih lanjut.

c.     Tahap pengolahan tersier

Proses ini dilakukan jika setelah pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu yang berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat, pengolahannya disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam limbah. Beberapa metode pengolahan limbah tersier antara lain : sand filter, multimedia filter, precoal filter, microstaining, vacum filter, penyerapan dengan karbon aktif, pengurangan besi dan mangan, dan osmosis bolak-balik.

d.     Desinfeksi/pembunuhan kuman

Dilakukan dengan menambahkan klorin (klorinasi), penyinaran dengan ultraviolet, dan perlakuan dengan ozon. Proses desinfeksi dilakukan setelah seluruh proses pengolahan primer, sekunder, dan tersier selesai, sebelum limbah dibuang ke lingkungan.

e.     Pengolahan lumpur

Lumpur hasil pengolahan primer, sekunder, dan tersier tidak dapat dibuang langsung ke lingkungan, tetapi perlu diolah lebih lanjut. Pengolahan lumpur tersebut dilakukan dengan cara penguraian anaerob, kemudian disalurkan ke lingkungan (laut, lahan pembuangan, dijadikan kompos, atau dibakar).

3.     Pengolahan Limbah Gas

Dilakukan dengan 2 cara yaitu :

a.     Mengontrol emisi gas buang

Mengurangi sulfur oksida : desulfurisasi, yaitu memasang filter basah (wet scrubber).

Mengurangi nitrogen oksida : menurunkan suhu pembakaran mesin.

Mengurangi karbonmonoksida : memasang alat pengubah katalitik (catalytic converter) untuk menyempurnakan pembakaran.

b.     Menghilangkan materi partikulat dari udara pembuangan

1)  Filter udara, terbuat dari bahan yang dapat menangkap materi partikulat padat seperti debu, serbuk sari, dan spora dari udara. Filter ini digunakan pada ventilasi ruangan, cerobong pabrik, dan mesin kendaraan bermotor.

2)  Pengendap siklon, yaitu alat pengendap materi partikulat yang ikut dalam gas atau udara buangan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal gas buang yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding tabung siklon sehingga partikel yang realtif berat akan terjatung ke bawah. Ukuran partikulat yang dapat diendapkan antara 5 – 40 mikron.

3)  Filter basah, yaitu bahan penyaring udara yang bekerja dengan cara menyalurkan udara ke dalam fillter kemudian menyemprotkan air ke dalamnya. Saat udara kontak dengan air, partikel padat dan senyawa lain yang larut dalam air akan ikut terbawa air turun ke bagian bawah sedangkan udara bersih dikeluarkan dari filter.

4)  Pengendap sistem gravitasi, alat ini hanya dapat digunakan untuk membersihkan udara yang mengandung partikulat berukuran besar, 50 mikron atau lebih. Cara kerja : mengalirkan udara kotor ke dalam alat yang dapat memperlambat kecepatan gerak udara, sehingga saat terjadi perubahan kecepatan, materi partikulat akan jatuh dan terkumpul di bagian bawah akibat gaya gravitasi.

5)  Pengendap elektrostatik, yaitu alat pembersih udara yang mengguanakan elektroda arus DC. Cara kerja : udara kotor disalurkan ke dalam alat dan elektroda akan menyebabkan materi partikulat dalam udara mengalami ionisasi. Ion-ion dalam gas buang tersebut akan tertarik ke bawah, sedangkan udara bersih akan keluar. Alat ini dapat membersihkan udara dalam jumlah besar.

4.     Pengolahan Limbah B3

Dapat dilakukan dengan 3 metode :

a.     Metode pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi

Secara fisika : dilakukan dengan pembakaran/insinerasi, juga dilakukan pengontrolan agar gas beracun hasil pembkaran tidak mencemari udara.

Secara kimia : dilakukan dengan cara stabilisasi/solidifikasi, yaitu mengubah bentuk fisik dan/atau sifat kimia dengan menambahkan senyawa pereaksi (seperti : CaOH₂ dan bahan termoplastik) untuk memperkecil/membatasi kelarutan, pergerakan, atau penyebaran daya racun limbah sebelum dibuang ke lingkungan.

Secara biologi : dilakukan dengan cara bioremediasi dan fitoremediasi. Bioremediasi adalah penggunaan bakteri dan mikroorganisme lain untuk mendegradasi/mengurai limbah B3, sedangkan fitoremediasi adalah penggunaan tumbuhan untuk menyerap dan mengakumulasi bahan beracun dari tanah.

b.     Metode pembuangan limbah B3

1)   Sumur dalam/sumur injeksi (deep well injection)

Yaitu memompa limbah melalui pipa ke lapisan batuan dalam, di bawah lapisan air tanah, sehingga limbah terperangkap dalam lapisan batuan dan tidak mencemari tanah dan air.

2)   Kolam penyimpanan (surface impoundments)

Limbah cair B3 ditampung dalam kolam yang dilapisi lapisan pelindung untuk mencegah perembesan limbah. Ketika air limbah menguap, senyawa B3 akan mengendap di dasar.

3)   Landfill untuk limbah B3 (secure landfills)

Limbah B3 ditempatkan dalam drum/tong, kemudian dikubur dalam landfill yang didesain khusus untuk mencegah perembesan limbah B3 ke lingkungan. Landfill dilengkapi peralatan monitoring limbah dan kondisis limbah B3 harus selalu dipantau.

Sumber :

Ernawati, dkk. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMK dan MAK Kelas XI. Penerbit Erlangga : Jakarta.

DAMPAK POLUSI TERHADAP KESEHATAN DAN LINGKUNGAN

Mata Pelajaran IPA untuk SMK (KTSP)

Standar kompetensi : 2. Memahami polusi dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan.

Kompetensi dasar : 2.3. Mendeskripsikan dampak polusi terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.

Dampak polusi meliputi :

·      Dampak polusi terhadap kesehatan (manusia)

·      Dampak polusi terhadap lingkungan hidup

1.     Polusi Udara

Dampak polusi udara terhadap kesehatan

Polusi udara, menyebabkan beberapa gangguan kesehatan yang disebabkan polutan di udara, antara lain:

1)   Karbonmonoksida (CO) sangat mudah berikatan dengan Hb yaitu 200 kali lebih kuat dibandingan ikatannya dengan oksigen. Dalam darah, CO berikatan dengan Hb membentuk karboksihemoglobin (COHb) dengan reaksi sebagai berikut :

CO + Hb à COHb

Konsentrasi gas CO sebanyak 10 ppm belum terasa, 20 ppm gangguan panca indera, 40 ppm gangguan fungsi jantung, 60 ppm sakit kepala, 80 ppm sulit bernafas, dan konsentrasi 100 ppm menyebabkan pingsan hingga kematian.

Gejala keracunan CO : pusing, sakit kepala, mual, sesak nafas, pingsan, kerusakan otak, gangguan kulit dan penglihatan jangka panjang, kematian.

2)  Gas sulfur oksida, nitrogen oksida, dan ozon dengan konsentrasi yang semakin meningkat mampu menimbulkan iritasi mata, radang saluran pernafasan, dan gangguan pernafasan kronis (bronkhitis, emfisema, dan asma). Gejala : sesak nafas akibat kerusakan organ pernafasan.

3)     Materi partikulat (serbuk batu bara, serbuk kapas, serbuk kuarsa, serat asbes, timbal, serbuk sari bunga, dll).

Timbal merupakan pencemar udara yang berasal dari gas buangan kendaraan bermotor. Untuk menghasilkan pembakaran yang baik dan meningkatkan efisiensi motor bakar, bensin diberi zat tambahah TEL (tetra etil lead atau Pb(C₂H₅)₄). Setelah mengalami pembakaran di dalam motor, timbal dilepaskan ke udara dalam bentuk oksida timbal. Timbal merupakan racun keras, akumulasi timbal dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan sistem pencernaan dan sistem syaraf, radang paru hingga kanker paru, gangguan jantung, gangguan ginjal, keterbelakangan mental pada anak.

Serbuk sari (pollen) bunga menyebabkan gangguan pada penderita alergi saluran pernafasan (seperti : asma).

Penyakit yang disebabkan oleh polutan partikulat di daerah industri dan teknologi adalah Pneumoconiosis, yaitu gangguan sistem pernafasan yang disebabkan oleh partikel debu yang masuk dan mengendap di paru-paru. Pneumoconiosis dibedakan menjadi 5 yaitu:

a.  Silikosis, disebabkan oleh debu silika (SiO₂) yang masuk ke paru-paru dan mengendap, banyak terdapat di pabrik besi & baja, keramik, pengecoran beton, bengkel besi, serta penambangan besi, timah, dan batubara. Masa inkubasi 2 – 4 tahun. Gejala: sesak nafas, batuk, dahak, dan pada kondisi parah menyebabkan kegagalan kerja jantung. Penyakit ini belum ada obatnya.

b.  Asbesitosis, disebabkan debu atau serat asbes yang masuk dan mengendap di paru-paru. Asbes adalah campuran dari berbagai macam silikat, terutama magnesium silikat. Banyak terdapat pada pabrik dan industri yang menggunakan serat asbes. Gejala: sesak nafas, batuk disertai dahak, ujung jari membesar/melebar. Selain itu serat asbes dapat menyebabkan penebalan selaput paru-paru/pleura; dan tumor/kanker paru.

c.   Bisinosis, disebabkan debu/serat kapas yang terhirup dan mengendap di paru-paru. Terdapat pada pabrik pemintalan kapas, pabrik tekstil, dan industri garmen. Masa inkubasi sekitar 5 tahun. Gejala: sesak nafas, berat di dada. Pada stadium lanjut diikuti dengan bronkhitis kronis dan emphysema.  

d.  Antrakosis, disebabkan debu batubara. Terdapat pada penambangan batubara, lokomotif/kapal laut berbahan bakar batubara, pekerja boiler PLTU berbahan bakar batubara. Masa inkubasi 2 – 4 tahun. Gejala: sesak nafas. Adanya kandungan silikat pada batubara menyebabkan penyakit antrakosis sering juga disertai silikosis. Antrakosis dibagi 3 yaitu: antrakosis murni, silikoantrakosis, dan tuberkosilikoantrakosis. 

e.  Beriliosis, disebabkan oleh debu logam berilium baik yang berupa logam murni, oksida, sulfat dan halogenida. Terdapat pada industri yang menggunakan campuran berilum dan tembaga, pabrik fluoresen, pabrik pembuatan tabung radio, dan industri pengolahan bahan penunjang industri nuklir. Masa inkubasi sampai dengan 5 tahun. Debu logam berilium dapat menyebabkan penyakit nasofaringitis, bronkhitis, dan pneumonitis. Gejala: sedikit demam, batuk kering, mudah lelah, berat badan turun, dan sesak nafas.

4)     Asap rokok, mengandung zat berbahaya yaitu: CO, CO₂, akrolein, nikotin, tar, amoniak, asam format, hidrogen sianida, nitrogen oksida, formaldehid, fenol, aceton, naftalen, DDT, hidrogen sulfida, piridin, metil klorida, metanol, kadmium, arsenik, radioaktif Polonium-201, asetol, metil klorida.  Gangguan yang ditimbulkan: gangguan jantung, gangguan pertumbuhan janin, impotensi, dan kanker.

5)     Zat karsinogen, seperti: kloroform, para-diklorobenzena, tetrakloroetilen, trikloroetan, dan radioaktif Radon.

6)     Asbut (asap dan kabut)

Dampak polusi udara terhadap lingkungan

1)    Asbut (Asap dan Kabut)

Asbut terbagi menjadi 2 yaitu :                                   

a.     Asbut industri, yaitu materi gas (terutama sulfur oksida) dan partikulat yang keluar dari cerobong asap pabrik. Asbut ini berwarna keabuan.

b.     Asbut fotokimia, yaitu materi gas polutan dari kendaraan bermotor (terutama nitrogen oksida) yang mengalami reaksi fotokima dengan hidrogen di atmosfer membentuk ozon. Asbut ini berwarna kecoklatan.

Keberadaan asbut ini dapat mengganggu aktivitas penerbangan (mengganggu penglihatan) dan juga dapat menimbulkan gangguan kesehatan.

2)    Hujan Asam (Acid Rain)

Hujan asam yaitu segala macam hujan yang memiliki pH di bawah 5,6. Air hujan normal/alami memiliki pH (5,6-5,7), karena CO₂ di udara yang larut dalam air hujan akan berbentuk sebagai asam lemah yang sangat bermanfaat membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang. Hujan asam pertama kali dilaporkan di Manchester (Inggris) pada tahun 1852. Hujan asam terutama disebabkan oleh revolusi industri yang menghasilkan gas sulfur oksida dan nitrogen oksida yang mencemari atmosfer.

Senyawa bersifat asam yang larut dalam hujan asam adalah : asam sulfat, asam nitrit dan asam nitrat.

Reaksi pembentukan asam sulfat (H₂SO₄) di atmosfer :

S + O₂ à SO₂

2SO₂ + O₂  à 2SO₃

SO₃ + H₂O à H₂SO₄

Reaksi pembentukan asam nitrit dan asam nitrat di atmosfer :

1. Pembentukan nitrogen dioksida (NO₂) dan nitrogen trioksida (NO₃).

2NO + O₂ à 2NO₂

O₃ + NO à NO₂ + O₂

NO₂ + O₃ à NO₃ + O₂

2. Pembentukan dinitrogen pentaoksida (N₂O₅) dan reaksi nitrogen trioksida

NO₃ + NO₂ à N₂O₅

NO₃ + NO à 2NO₂

3. Pembentukan asam nitrit (HNO₂) dan nitrat (HNO₃) dengan adanya uap air

N₂O₅ + H₂O à 2 HNO₃

NO₂ + NO + H₂O à 2 HNO₂

Dampak negatif hujan asam :

·      Melarutkan mineral-mineral dalam tanah (Ca, potassium dan nutrien lain) sehingga kesuburan tanah menjadi berkurang.

·      Melarutkan logam-logam berat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitas air tanah dan air permukaan.

·      Menghancurkan jaringan tumbuhan sehingga menghambat pertumbuhannya dan dapat menyebabkan kematian.

·      Menurunkan derajat keasaman (pH) perairan sehingga ekosistem air terganggu : ikan, tumbuhan air dan biota perairan terganggu/mati.

·      Merusak gedung, bangunan, dan patung-patung yang indah karena kalsiumnya larut bersama hujan asam.

·      Menyebabkan korosi pada logam.

·      Cat menjadi pudar.

·      Menyebabkan penyakit pernafasan.

·      Kulit menjadi lebih rapuh.

·      Pada ibu hamil dapat menyebabkan kelahiran prematur dan meninggal.

Usaha untuk mengurangi dampak hujan asam :

·      Menggunakan bahan bakar dengan kandungan sulfur rendah

·      Mengurangi kandungan sulfur sebelum pembakaran

·      Pengendalian pencemaran selama pembakaran. Slah satu teknologi ialah lime injection in multiple burners (LIMB). Dengan teknologi ini, emisi SO₂ dapat dikurangi sampai 80% dan NOx 50%. Caranya dengan menginjeksikan kapur dalam dapur pembakaran dan suhu pembakaran diturunkan dengan alat pembakar khusus. Kapur akan bereaksi dengan belerang dan membentuk gipsum (kalsium sulfat dihidrat). Penuruna suhu mengakibatkan penurunan pembentukan Nox baik dari nitrogen yang ada dalam bahan bakar maupun dari nitrogen udara.

·      Pengendalian setelah pembakaran. Teknologi yang sudah banyak dipakai ialah fle gas desulfurization (FGD) (Akhadi, 2000. Prinsip teknologi ini ialah untuk mengikat SO₂ di dalam gas limbah di cerobong asap dengan absorben, yang disebut scubbing (Sudrajad, 2006). Dengan cara ini 70-95% SO₂ yang terbentuk dapat diikat.

·      Mengaplikasikan prinsip 3R (Reuse, Recycle, Reduce)

3)    Penipisan Lapisan Ozon (Ozone Layer Depletion)

Ozon adalah gas tidak berwarna yang tersusun dari tiga atom oksigen sehingga rumus molekulnya O₃.

Ozon pertama kali ditemukan oleh C.F. Schonbein (1940). Ozon berasal dari bahasa Yunani ‘ozein’ = bau = smell.

Sifat-sifat ozon

·      Tidak berwarna

·      Sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa di sekitarnya)

·      Apabila berada di lapisan stratosfer mampu membentuk lapisan yang berfungsi melindungi semua makhluk hidup di bumi dari radiasi ultraviolet matahari.

·      Apabila berada di lapisan troposfer bersifar racun bagi makhluk hidup. Intrusi ozon ke lapisan troposfer terjadi karena adanya gas-gas dan partikel polutan yang saling bereaksi sehingga menghasilkan ozon.

·      Dapat menguraikan berbagai senyawa organik beracun dalam air limbah (benzene, atrazine, dioxin dan berbagai zat pewarna organik)

·      Mampu membunuh berbagai macam mikroorganisme (E. coli, Salmonella enteriditis) dan bakteri patogen lainnya, juga mampu menghambat perkembangan jamur.

·      Mampu melancarkan peredaran darah

·      Memiliki oksidasi potensial 2,07 volt

Manfaat ozon

·      Membersihkan air minum, menghilangkan bau (pertama kali dilakukan oleh Nies, Perancis, 1906)

·      Pengolahan air limbah

·      Sterilisasi bahan makanan mentah (buah dan sayuran)

·      Sterilisasi peralatan kedokteran

·      Terapi ozon : merangsang daya imunitas, bila disuntikkan ke dalam peredaran darah sangat bermanfaat untuk perbaikan peredaran darah dan oksigenisasi jaringan tubuh sehingga mampu mengobati beberapa penyakit, menambah kesegaran dan kebugaran sehingga dapat mencegah proses penuaan dini.

Fungsi Lapisan Ozon

Lapisan ozon terletak di lapisan stratosfer (15-25 km) dari permukaan bumi. Di lapisan ini ozon berfungsi melindungi semua makhluk hidup dari pancaran sinar ultraviolet dari matahari. Sinar ultraviolet terdiri dari tiga bagian :

·      Ultraviolet A (uv A), panjang gelombang 320-400 nm, dapat menembus lapisan atmosfer dengan mudah.

·      Ultraviolet B (uv B), panjang gelombang 280-320 nm, tidak mudah melewati ozon.

·      Ultraviolet C (uv C), panjang gelombang 200-280 nm, seluruhnya diserap oleh ozon

Dari ketiganya, uv C memiliki energi paling besar (panjang gelombang paling kecil) dan uv A memiliki energi paling kecil. Uv C dan uv B berbahaya bagi makhluk hidup karena mempunyai enerti tinggi sehingga mampu menghancurkan sel-sel dalam tubuh.

Proses pembentukan ozon

1. Secara alami (Chapman-1930).

O₂ + uv à O + O

O₂ + O à O₃

Selain itu, di atmosfer ozon juga mengalami perusakan alami.

O₃ + uv à O₂ + O

Dalam keadaan normal, proses pembentukan dan perusakan ozon di stratosfer berlangsung seimbang sehingga konsentrasi ozon tetap.

2. Secara buatan, dilakukan melalui dua cara yaitu : Metode electrical discharge dan metode sinar radioaktif

Bahan perusak ozon (BPO)/Ozone Depleting Substances (ODS)

·   CFC (chlorofluorocarbon), yaitu sekumpulan zat kimia yang terdiri dari tiga jenis unsure yaitu Cl, F dan C. CFC terdiri dari beberapa jenis :

CFC-11 (CFCl₃) : pembuatan busa, gas pendorong pada aerosol (bersama CFC-12)

CFC-12 (CF₂Cl₂) : sebagai pendingin dalam kulkas dan AC mobil

CFC-13 C₂F₃Cl₃) : pelarut untuk membersihkan permukaan ‘microchip’

·   Halon, yaitu suatu zat kimia yang terdiri dari unsure Cl, F dan C ditambah unsur Br. Potensi merusak ozonnya lebih besar dibandingkan CFC. Halon digunakan sebagai pemadam kebakaran, terdiri dari tiga jenis : H-1211 dan H-2402 disemprotkan ke api, lalu H-1301 dimasukkan ke dalam ruangan.

·   Dinitrogen monoksida (N₂O), gas ini terbentuk dalam proses perombakan oleh mikroorganisme di tanah.

·   Metilbromida, fumigasi tanah

Mekanisme perusakan ozon

Berlangsung dalam reaksi kimia sebagai berikut :

CCl₂F₂ + uv à CClF₂ + Cl

Cl + O₃ à ClO + O₂

ClO + O à Cl + O₂

Dampak negatif kerusakan ozon

Pada manusia :

·      Kanker kulit melanoma

·      Katarak mata

·      Menurunnya kekebalan tubuh

·      Bertambahnya penyakit menular

·      Menurunnya manfaat vaksinasi

·      Mutasi

Pada ekosistem laut :

·      Berkurangnya plankton laut

·      Berkurangnya kemampuan penyerapan karbondioksida oleh fitoplankton

·      Membunuh larva ikan, udang dan kepiting serta biota laut lainnya sehingga berdampak menurunnya hasil tangkapan ikan

·      Penurunan reproduksi hewan

·      Katarak mata pada hewan

·      Mutasi

Pada tumbuhan :

·      Mengganggu asimilasi nitrogen oleh mikroorganisme (ketersediaan nitrogen menurun)

·      Menurunnya hasil panen dan terhalangnya pertumbuhan tanaman

Pada bahan-bahan lain :

·      Bahan-bahan di luar ruangan (seperti plastik, cat dan karet) akan cepat rusak

Usaha-usaha yang dilakukan untuk mengurangi kerusakan lapisan ozon :

·      Protocol Montreal (1987), yaitu perjanjian internasional untuk mengurangi emisi CFC di negara-negara industri.

·      Menggalakkan penggunaan bahan pengganti CFC.

·      Melarang/mengurangi produksi dan impor peralatan yang menggunakan ODS.

·      Mendemonstrasikan teknologi baru yang dapat menggantikan CFC

·      Menanamkan kesadaran kepada masing-masing individu untuk menghindari penggunaan bahan-bahan yang mengandung CFC.

4)    Efek Rumah Kaca (Greenhouse Effect) dan Pemanasan Global (Global Warming)

Efek rumah kaca adalah peristiwa tertahan atau terperangkapnya gelombang inframerah matahari yang membawa panas di lapisan atmosfer bumi bagian bawah oleh adanya gas-gas polutan yang membentuk lapisan di atmosfer. Gas-gas polutan rumah kaca antara lain : CO₂, CH₄, N₂O, NO, NO₂, SO₂, O₃, HFC, CFC, VOC.

Peristiwa terjadinya Efek Rumah Kaca dan Pemanasan Global

Matahari meradiasiakan gelombang inframerah yang membawa panas ke bumi. Gelombang inframerah ini sebagian diserap oleh organisme dan benda-benda di permukaan bumi, dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke luar angkasa. Namun, karena adanya gas-gas polutan di atmosfer yang membentuk lapisan (tebal) menyebabkan gelombang inframerah yang daya tembusnya lemah ini tidak mampu menembus lapisan gas polutan tersebut sehingga memantul kembali ke bumi. Pemantulan ini terjadi secara berulang-ulang sehingga radiasi panas dari inframerah ini terperangkap di permukaan bumi. Peristiwa seperti ini sama dengan yang terjadi di dalam rumah kaca (greenhouse). Terperangkapnya gelombang inframerah di lapisan atmosfer bumi bagian bawah ini menyebabkan suhu permukaan bumi meningkat. Jika peristiwa ini terjadi hampir menyeluruh di permukaan bumi, maka akan terjadi kenaikan suhu rata-rata permukaan bumi, peristiwa ini disebut pemanasan global.

Pemanasan global adalah meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi yang disebabkan oleh efek rumah kaca.

Dampak negatif pemanasan global :

·      Pencairan gunung es di kutub utara dan selatan sehingga menyebabkan kenaikan permukaan air laut dan juga menyebabkan tenggelamnya pulau-pulau kecil serta berkurangnya luas daratan. Kenaikan suhu rata-rata 1^oC akan menaikkan permukaan laut setinggi kurang lebih 15 cm.

·      Perubahan iklim regional dan global (bergesernya periode musim)

·      Timbulnya fenomena el nino dan la nina. El nino yaitu menghangatnya temperatur permukaan air laut di atas rata-rata pada daerah serupa. La nina yaitu proses pendinginan suhu permukaan air laut di bawah suhu rata-rata pada kawasan Pasifik timur dan tengah di selatan khatulistiwa.

·      Kekeringan yang menyebabkan gagal panen. Disebabkan oleh el nino.

·      Kebakaran hutan. Disebabkan oleh el nino.

·      Terjadinya bencana alam : banjir, tanah longsor. Disebabkan oleh la nina

·      Intensitas badai meningkat. Naiknya suhu rata-rata akan meningkatkan kekuatan angin. Panas adalah energi yang menggerakan angin.

·      Perubahan siklus hidup flora dan fauna. Meliputi hewan-hewan yang bermigrasi dan musim pembungaan pada tumbuhan.

·      Menyebabkan kematian beberapa spesies. Kenaikan suhu rata-rata air laut 2-3^oC akan menyebabkan matinya terumbu karang akibat pemutihan karang (coral bleaching). Telah terjadi di Australia, Thailand, Filipina, Indonesia, Jamaica, Bahama dll pada tahun 1997/1998 akibat el nino.

·      Meningkatnya penyakit daerah tropis : malaria dan demam berdarah. Kenaikan suhu akan mempersingkat siklus hidup nyamuk dari telur menjadi larva sehingga populasi nyamuk pun meningkat.

Usaha-usaha untuk mengurangi dampak pemanasan global :

·      Hemat energi (terutama energi yang berasal dari bahan bakar fosil)

·      Hemat listrik

·      Menggalakkan penghijauan (reboisasi, pembuatan jalur hijau)

·      Perjanjian internasioal : Protokol Kyoto (1997) yang diikuti oleh 141 negara yang berisi komitmen untuk mengurangi emisi karbondioksida.

2.     Polusi Air

Dampak polusi air terhadap kesehatan

Polusi air menyebabkan penyakit menular yang disebabkan oleh mikroorganisme yaitu : 

1)     Penyakit menular disebabkan virus, yaitu:

a.  Hepatitis A (oleh virus hepatisis A). Gejala: Demam, sakit kepala, sakit perut, kehilangan selera makan, pembengkakan hati sehingga tubuh menjadi kuning.

b.  Poliomyelitis (virus Polio). Gejala: Tenggorokan sakit, demam, diare, sakit pada tungkai dan punggung, kelumpuhan dan kemunduran fungsi otot.

2)     Penyakit menular disebabkan bakteri

a.  Kolera (oleh Vibrio cholerae). Gejala: Diare yang sangat parah, muntah-muntah, kehilangan cairan sangat banyak sehingga menyebabkan kejang dan lemas.

b.  Diare (oleh Escherichia coli). Gejala: Buang air besar berkali-kali dalam sehari, kotoran encer (mengandung banyak air), terkadang diikuti rasa mulas atau sakit perut.

c.   Tifus (oleh Salmonella typhi). Gejala: Sakit kepala, demam, diare, muntah-muntah, peradangan dan pendarahan usus.

d.  Disentri (oleh Shigella dysentriae). Gejala: Infeksi usus besar, diare, kotoran mengandung lendir dan darah, sakit perut.

3)     Penyakit menular disebabkan protozoa

a.  Disentri amuba (oleh Entamoeba histolytica). Gejala: Infeksi usus besar, diare, kotoran mengandung lendir dan darah, sakit perut.

b.  Balantidiasis (oleh Balantidium coli). Gejala: Peradangan usus, diare berdarah.

c.   Giardiasis (oleh Giardia lamblia). Gejala: Diare, sakit perut, terbentuk gas dalam perut, bersendawa, kelelahan.

4)     Penyakit menular disebabkan metazoa/cacing parasit

a.  Ascariasis (oleh Ascaris lumbricoides). Gejala: Demam, sakit perut yang parah, malabsorbsi, muntah-muntah, kelelahan.

b.  Taeniasis (oleh Taenia saginata). Gejala: Gangguan pencernaan, rasa mual, kehilangan berat badan, rasa gatal di anus.

c.   Schistosomiasis (oleh Schistosoma sp.). Gejala: Gangguan pada hati dan kantung kemih sehingga terdapat darah dalam urin, diare, tubuh lemas, sakit perut yang terjadi berulang-ulang.

Polusi air menyebabkan gangguan kesehatan tidak menular yang disebabkan oleh limbah logam berat dan senyawa berbahaya yaitu : 

a.     Mercury/Air raksa/Hygrargyrum (Hg). Gangguan kesehatan berupa: menyebabkan bronchitis, sampai rusaknya paru-paru. Gejala keracunan Merkuri tingkat awal, pasien merasa mulutnya kebal sehingga tidak peka terhadap rasa dan suhu, hidung tidak peka bau, mudah lelah, gangguan psikologi (rasa cemas dan sifat agresif), dan sering sakit kepala. Jika terjadi akumulasi yang tinggi mengakibatkan kerusakan sel-sel saraf di otak kecil, gangguan pada luas pandang, kerusakan sarung selaput saraf dan bagian dari otak kecil. Turunan oleh Merkuri (biasanya etil merkuri) pada proses kehamilan akan nampak setelah bayi lahir yang dapat berupa cerebral palsy maupun gangguan mental. Sedangkan keracunan Merkuri yang akut dapat menyebabkan kerusakan saluran pencernaan, gangguan kardiovaskuler, kegagalan ginjal akut maupun shock. 

b.     Cadmium (Cd). Gangguan kesehatan berupa: menghambat kerja paru-paru, bahkan mengakibatkan kanker paru-paru, mual, muntah, diare, kram, anemia, dermatitis, pertumbuhan lambat, kerusakan ginjal dan hati, dan gangguan kardiovaskuler, merusak tulang (osteomalacia, osteoporosis) dan meningkatkan tekanan darah. Gejala umum keracunan Kadmium adalah sakit di dada, nafas sesak (pendek), batuk – batuk, dan lemah.

c.      Timbal/Plumbum (Pb). Gangguan kesehatan berupa: gangguan sintesis hemoglobin darah, gangguan neurologi (susunan syaraf), gangguan pada ginjal, sistem reproduksi, penyakit akut atau kronik sistem syaraf, dan gangguan fungsi paru-paru, dapat menurunkan IQ pada anak kecil jika terdapat 10-20 myugram/dl dalam darah, hipertensi, gangguan kehamilan, kelahiran prematur, kematian janin, kerusakan otak, kejang-kejang, gangguan tingkah laku.

d.     Arsen (As). Gangguan kesehatan berupa: gangguan daya pandang mata, hiperpigmentasi (kulit menjadi berwarna gelap), hiperkeratosis (penebalan kulit), pencetus kanker, infeksi kulit (dermatitis). Selain itu, dapat menyebabkan kegagalan fungsi sumsum tulang, menurunnya sel darah, gangguan fungsi hati, kerusakan ginjal, gangguan pernafasan, kerusakan pembuluh darah, varises, gangguan sistem reproduksi, menurunnya daya tahan tubuh, dan gangguan saluran pencernaan.

e.     Cobalt (Co). Gangguan kesehatan berupa: gagal jantung, oedema (pembengkakan jaringan akibat akumulasi cairan sel).

f.      Tembaga/Cuprum (Cu). Gangguan kesehatan berupa: sakit perut, mual, muntah, diaera, dan pada kasus yang parah dapat menyebabkan gagal ginjal.

g.     Cromium (Cr). Gangguan kesehatan berupa: gangguan sistem saluran pernafasan, kulit, pembuluh darah, dan ginjal.

h.     Dikoloro difenil trikloroetana (DDT). DDT merupakan pestisida yang sangat stabil di lingkungan, tidak larut dalam air dan sulit diuraikan. Jika masuk ke dalam tubuh organisme, ia akan mengendap dan mengganggu rantai makanan dalam ekosistem. Pada hewan unggas, DDT dapat menyebabkan cangkang telur rapuh. Gangguan kesehatan pada manusia berupa : kelahiran prematur, cacat kronis, kanker, dan diduga sebagai penyebab terjadinya puber dini pada remaja perempuan.

Dampak polusi air terhadap lingkungan

1)     Sumber air tanah yang tercemar menyebabkan air tidak dapat digunakan sesuai peruntukannya, yaitu sebagai : air minum untuk rumah tangga, air untuk keperluan industri, dan air untuk keperluan pertanian dan perikanan.

Menurut PP RI No. 20 Tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi :

a.  Golongan A : air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu

b.  Golongan B : air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum

c.   Golongan C : air yang dapat digunakan untuk kepentingan perikanan dan peternakan

d.  Golongan D : air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit tenaga air

2)     Menurunnya populasi biota air seperti : ganggang, berbagai jenis ikan, kepiting, udang, kerang, dan terumbu karang yang disebabkan oleh :

·      masuknya limbah beracun ke lingkungan sehingga menyebabkan kematian biota air

·      masuknya limbah organik yang mengalami pembusukan di dalam air, hal ini menyebabkan nilai BOD meningkat yang diikuti penurunan nilai DO, sehingga biota air kekurangan oksigen dan mengalami kematian

·      tumpahan minyak di perairan, karena senyawa dalam minyak bersifat racun bagi biota air. Tumpahan minyak juga menempel pada bulu-bulu burung dan rambut-rambut mamalia yang dapat mengganggu fungsi fisiologis organisme tersebut yaitu, burung kehilangan kemampuan untuk terbang, sedangkan mamalia kehilangan fungsi dalam pengaturan suhu tubuh yang diperankan oleh rambut-rambut di kulitnya.

3)     Eutrofikasi, yaitu yaitu penimbunan nutrien yang menyebabkan pertumbuhan yang cepat pada alga (blooming alga), akibatnya, tanaman di dalam air tidak dapat berfotosintesis karena sinar matahari terhalang.

4)     Terjadinya banjir.

3.     Polusi Tanah

Dampak polusi tanah terhadap kesehatan

Polutan yang mencemari tanah berupa : limbah infektif, logam berat maupun senyawa beracun yang hampir sama dengan polutan pada air.

Dampak polusi tanah terhadap lingkungan

Pencemaran tanah oleh pestisida, logam berat, senyawa beracun dan limbah anorganik yang sulit membusuk akan berdampak pada :

a.     Menurunnya kesuburan tanah

b.     Unsur dan senyawa berbahaya/beracun yang terserap ke dalam tubuh tumbuhan akan masuk ke dalam rantai makanan dan mengendap di dalam tubuh konsumen terakhir (termasuk manusia)

4.     Polusi suara

Dampak polusi suara terhadap kesehatan

Kontak dengan suara bising dalam waktu alam dapat menimbulkan gangguan kesehatan dan kerusakan organ pendengaran yaitu :

a.     Perubahan tekanan darah

b.     Perubahan denyut nadi

c.      Kontraksi perut

d.     Gangguan jantung

e.     Stress dan penyakit kejiwaan lainnya

f.      Gangguan daya dengar

g.     Berdengung dan nyeri di telinga

h.     Tuli 

Sumber :

Ernawati, dkk. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMK dan MAK Kelas XI. Penerbit Erlangga : Jakarta.