Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan olehJoseph Fourierpada1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutamaplanetatau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaanatmosfernya.
Gambaran sederhana dari efek rumah kaca adalah cahaya matahari menembus kaca dan dipantulkan kembali oleh benda-benda dalam ruangan rumah kaca sebagai gelombang panas yang berupa sinar infra merah. Namun gelombang panas itu terperangkap di dalam ruangan kaca serta tidak bercampur dengan udara dingin di luarnya. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi daripada di luarnya.
Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gaskarbondioksida(CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi
Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.
Gas rumah kacaadalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia. Contoh gas rumah kaca adalah uap air, karbondioksida (CO2), metana (CH4), nitrogen oksida (NO), ozon (O3), dan CFC.
Uap air adalah gas rumah kaca yang timbul secara alami dan bertanggungjawab terhadap sebagian besar dari efek rumah kaca. Konsentrasi uap air berfluktuasi secara regional, dan aktivitas manusia tidak secara langsung mempengaruhi konsentrasi uap air kecuali pada skala lokal.Meningkatnya konsentrasi uap air mengakibatkan meningkatnya efek rumah kaca; yang mengakibatkan meningkatnya temperatur; dan kembali semakin meningkatkan jumlah uap air di atmosfer. Keadaan ini terus berkelanjutan sampai mencapai titik ekuilibrium (kesetimbangan). Oleh karena itu, uap air berperan sebagai umpan balik positif terhadap aksi yang dilakukan manusia yang melepaskan gas-gas rumah kaca seperti CO2
Karbon dioksida dihasilkan pembakaran bahan-bahan hidrokarbon seperti bahan bakar fosil (batubara, minyak bumi, gas alam), atau biomassa (kayu dll.), oleh deforestasi atau kerusakan hutan, atau oleh terlepasnya karbon bawah tanah (sub-soil carbon) oleh rusaknya ekosistem gambut. Hutan menyerap karbon dioksida yang ada di atmosfer untuk kebutuhan fotosintesis. Semakin sedikit hutan, semakin sedikit karbon dioksida yang diserapnya, sehingga semakin banyak pula karbon dioksida yang menebalkan selimut gas-gas rumah kaca di atmosfer.
Metanayang merupakan komponen utamagas alamjuga termasuk gas rumah kaca. Ia merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan selama produksi dan transportasibatu bara, gas alam, danminyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat keluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutamasapi, sebagai produk samping dari pencernaan.
Nitrogen oksida adalah gas insulator panas yang sangat kuat. Ia dihasilkan terutama dari pembakaran bahan bakar fosil dan oleh lahan pertanian. Ntrogen oksida dapat menangkap panas 300 kali lebih besar dari karbondioksida.
CFC, merupakan kepanjangan dari (Chloro Fluoro Carbon) atau yang disebut sebagai Freon, CFC ini menyerang Ozon, akibatnya kandungan Ozon di angkasa menipis dan mengakibatkan lubang di kutub utara dan selatan, sehingga UV (ultraviolet) mampu menerobos masuk ke atmosfer dan menyebabkan terjadinya radiasi.CFC ini dua ribu kali lebih efektif memperangkap radiasi gelombang panjang daripada karbon. Menurut CFC ini dapat bertahan di atmosfer selama beberapa dekade, sedangkan satu molekul karbon dioksida dapat bertahan sampai 100 tahun, satu molekul nitrogen oksida selama 170 tahun, dan satu molekul metana selama 10 tahun.
DAMPAK EFEK RUMAH KACA :
Dampak positif :
Planet kita pada dasarnya membutuhkan gas gas tesebut untuk menjaga kehidupan di dalamnya. Tanpa keberadaan gas rumah kaca, bumi akan menjadi terlalu dingin untuk ditinggali karena tidak adanya lapisan yang mengisolasi panas matahari. Sebagai perbandingan, planet mars yang memiliki lapisan atmosfer tipis dan tidak memiliki efek rumah kaca memiliki temperatur rata-rata -32 derajat Celcius.
Dampak negatif :
-Iklim mulai tidak stabil.
-Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahaniklimyang sangat ekstrim di bumi.
-Mengakibatkan terganggunyahutandanekosistemlainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer.
-Mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut.
-Mengakibatkan meningkatnya suhuair lautsehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negarakepulauanakan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.
-Munculnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan panas (heatstroke) dan kematian.
-Pergeseran ekosistemdapat memberi dampak pada penyebaran penyakit melalui air ) maupun penyebaran penyakit melaluivektor(vector-borne diseases).
Udara merupakan faktor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya pembangunan fisik kota dan pusat-pusat industri, kualitas udara telah mengalami perubahan. Udara yang dulunya segar kini kering dan kotor. Hal ini bila tidak segera ditanggulangi, perubahan tersebut dapat membahayakan kesehatan manusia, kehidupan hewan serta tumbuhan.
Pencemaran udara diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya. Kehadiran bahan atau zat asing di dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada di udara dalam waktu yang cukup lama, akan dapat mengganggu kehidupan manusia. Bila keadaan seperti itu terjadi maka udara dikatakan telah tercemar
Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No. 41 tahun 1999 mengenai Pengendalian Pencemaran udara, yang dimaksud dengan pencemaran udara adalah masuknya atau dimaksuknya zat, energi dan/atau komponen lain ke dalam udara ambient oleh kegiatan manusia sehingga mutu udara ambient turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambient tidak memenuhi fungsinya.
Telah disadari bersama, kualitas udara saat ini telah menjadi persoalan global, karena udara telah tercemar akibat aktivitas manusia dan proses alam. Masuknya zat pencemar ke dalam udara dapat secara alamiah, misalnya asap kebakaran hutan, akibat gunung berapi, debu meteorit dan pancaran garam dari laut ; juga sebagian besar disebabkan oleh kegiatan manusia, misalnya akibat aktivitas transportasi, industri, pembuangan sampah, baik akibat proses dekomposisi ataupun pembakaran serta kegiatan rumah tangga
Terdapat 2 jenis pencemar yaitu sebagai berikut :
a.
yaitu zat kimia yang langsung mengkontaminasi udara dalam konsentrasi yang membahayakan. Zat tersebut bersal dari komponen udara alamiah seperti karbon dioksida, yang meningkat diatas konsentrasi normal, atau sesuatu yang tidak biasanya, ditemukan dalam udara, misalnya timbal.
b.
yaitu zat kimia berbahaya yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi kimia antar komponen-komponen udara.
Sumber bahan pencemar primer dapat dibagi lagi menjadi dua golongan besar :
·Sumber alamiah
Beberapa kegiatan alam yang bisa menyebabkan pencemaran udara adalah kegiatan gunung berapi, kebakaran hutan, kegiatan mikroorganisme, dan lain-lain. Bahan pencemar yang dihasilkan umumnya adalah asap, gas-gas, dan debu.
gambar 1.0 Gunung berapi meletus
·Sumber buatan manusia (Anthropogenik)
Kegiatan manusia yang menghasilkan bahan-bahan pencemar bermacam-macam antara lain adalah kegiatan-kegiatan berikut :
a.Pembakaran,
seperti pembakaran sampah, pembakaran pada kegiatan rumah tangga, industri, kendaraan bermotor, dan lain-lain. Bahan-bahan pencemar yang dihasilkan antara lain asap, debu, grit (pasir halus), dan gas (CO dan NO).
Gambar 1.1 Pembakaran Hutan
b.Proses peleburan,
seperti proses peleburan baja, pembuatan soda,semen, keramik, aspal. Sedangkan bahan pencemar yang dihasilkannya antara lain adalah debu, uap dan gas-gas.
c.Pertambangan dan penggalian,
seperti tambang mineral and logam. Bahan pencemar yang dihasilkan terutama adalah debu.
Gambar 1.2 Lahan Pertambangan
d.Proses pengolahan dan pemanasan,
seperti pada proses pengolahan makanan, daging, ikan, dan penyamakan. Bahan pencemar yang dihasilkan terutama asap, debu, dan bau.
e.Pembuangan limbah, baik limbah industri maupun limbah rumah tangga.
Pencemarannya terutama adalah dari instalasi pengolahan air buangannya. Sedangkan bahan pencemarnya yang teruatam adalah gas H2S yang menimbulkan bau busuk.
f.Proses kimia,
seperti pada proses fertilisasi, proses pemurnian minyak bumi, proses pengolahan mineral. Pembuatan keris, dan lain-lain. Bahan-bahan pencemar yang dihasilkan antara lain adalah debu, uap dan gas-gas
g.Proses pembangunan
seperti pembangunan gedung-gedung, jalan dan kegiatan yang semacamnya.Bahan pencemarnya yang terutama adalah asap dan debu.
Gambar 1.4 Pembangunan
h. Proses percobaan atom atau nuklir.
Bahan pencemarnya yang terutama adalah gas-gas dan debu radioaktif.
Gas karbon monoksida merupakan bahan pencemar yang paling banyak terdapat di udara, sedangkan bahan pencemar berupa partikulat (padat maupun cair) merupakan bahan pencemar yang sangat berbahaya (sifat racunnya sekitar 107 kali dari sifat racunnya gas karbon monoksida).
a. Gas Karbon Monoksida, CO
Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa, titik didih -192º C, tidak larut dalam air dan beratnya 96,5% dari berat udara. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas karbon monoksida antara lain:
Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar atau senyawa senyawa karbon lainnya:
2 C + O 2 -->2 CO
Reaksi antara gas karbon dioksida dengan karbon dalam proses industri yang terjadi dalam tanur:
CO2 + C 2 CO
·Penguraian gas karbon dioksida pada suhu tinggi:
2 CO2 -->2 CO + O2
Gas karbon monoksida yang dihasilkan secara alami yang masuk ke atmosfer lebih sedikit bila dibandingkan dengan yang dihasilkan dari kegiatan manusia.
Karbon monoksida di atmosfer
Karbon monoksida, walaupun dianggap sebagai polutan, telah lama ada di atmosfer sebagai hasil produk dar aktivitas gunung berapi.Ia larut dalam lahar gunung berapi pada tekanan yang tinggi di dalam mantel bumi. Kandungan karbon monoksida dalam gas gunung berapi bervariasi dari kurang dari 0,01% sampai sebanyak 2% bergantung pada gunung berapi tersebut. Oleh karena sumber alami karbon monoksida bervariasi dari tahun ke tahun, sangatlah sulit untuk secara akurat menghitung emisi alami gas tersebut.
Karbon monoksida memiliki efek radiative forcing secara tidak langsung dengan menaikkan konsentrasi metana dan ozon troposfer melalui reaksi kimia dengan konstituen atmosfer lainnya (misalnya radikal hidroksil OH-) yang sebenarnya akan melenyapkan metana dan ozon. Dengan proses alami di atmosfer, karbon monoksida pada akhirnya akan teroksidasi menjadi karbon dioksida. Konsentrasi karbon monoksida memiliki jangka waktu pendek di atmosfer.
CO antropogenik dari emisi automobil dan industri memberikan kontribusi pada efek rumah kaca dan pemanasan global. Di daerah perkotaan, karbon monoksida, bersama dengan aldehida, bereaksi secara fotokimia, meghasilkan radikal peroksi. Radikal peroksi bereaksi dengan nitrogen oksida dan meningkatkan rasio NO2 terhadap NO, sehingga mengurangi jumlah NO yang tersedia untuk bereaksi dengan ozon. Karbon monoksida juga merupakan konstituen dari asap rokok.
b. Gas-gas Nitrogen Oksida, NOx
Gas-gas Nitrogen oksida yang ada di udara adalah Nitrogen monoksida NO, dan Nitrogen dioksida NO2 termasuk bahan pencemar udara. Gas Nitrogen monoksida tidak berwarna, tidak berbau, tetapi gas nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam dan menyebabkan orang menjadi lemas. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gas NO dan NO2 antara lain:
(1210 – 1765)ºC
2 N + O2 --> 2 NO
2 NO + O2 --> 2 NO
DAMPAK TERHADAP KESEHATAN
Oksida nitrogen seperti NO dan NO2 berbahaya bagi manusia. Penelitian menunjukkan bahwa NO 2 empat kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Diudara ambient yang normal, NO dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang bersifat racun.
Penelitian terhadap hewan percobaan yang dipajankan NO dengan dosis yang sangat tinggi, memperlihatkan gejala kelumpuhan sistim syarat dan kekejangan. Penelitian lain menunjukkan bahwa tikus yang dipajan NO sampai 2500 ppm akan hilang kesadarannya setelah 6-7 menit, tetapi jika kemudian diberi udara segar akan sembuh kembali setelah 4–6 menit. Tetapi jika pemajanan NO pada kadar tersebut berlangsung selama 12 menit, pengaruhnya tidak dapat dihilangkan kembali, dan semua tikus yang diuji akan mati.
NO 2 bersifat racun terutama terhadap paru. Kadar NO 2 yang lebih tinggi dari 100 ppm dapat mematikan sebagian besar binatang percobaan dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala pembengkakan paru ( edema pulmonari ). Kadar NO 2 sebesar 800 ppm akan mengakibatkan 100% kematian pada binatang-binatang yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang. Pemajanan NO 2 dengan kadar 5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas.
c. Hidrokarbon (CH)
Sumber terbesar senyawa hidrokarbon adalah tumbuhtumbuhan. Gas metana CH4 adalah senyawa hidrokarbon yang banyak dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerob yang terjadi dalam air, dalam tanah dan dalam sedimen yang masuk ke dalam lapisan atmosfer:
2 (CH2O)n --> CO2 + CH4
DAMPAK TERHADAP KESEHATAN
Hidrokarbon diudara akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan akan membentuk ikatan baru yang disebut plycyclic aromatic hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan padat lalulintas. Bila PAH ini masuk dalam paru-paru akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel-sel kanker.
Pengaruh hidrokarbon aromatic pada kesehatan manusia dapat terlihat pada tabel dibawah ini.
Jenis Hidrokarbon
Konsentrasi
( ppm )
Dampak Kesehatan
Benzene
(C6H6 )
100
Iritasi membran mukosa
3.000
Lemas setelah ½ - 1 Jam
7.500
Pengaruh sangat berbahaya setelah pemaparan 1 jam
20.000
Kematian setelah pemaparan 5 –10 menit
Toluena
(C7H8 )
200
Pusing lemah dan berkunang-kunang setelah pemaparan 8 jam
600
Kehilangan koordinasi bola mata terbalik setelah pemaparan 8 jam
d. Gas-gas Belerang Oksida SOx
Gas belerang dioksida SO2 tidak berwarna, dan berbau sangat tajam. Gas belerang dioksida dihasilkan dari pembakaran senyawasenyawa yang mengandung unsur belerang. Gas belerang dioksida SO2 terdapat di udara biasanya bercampur dengan gas belerang trioksida SO3 dan campuran ini diberi simbol sebagai SOx.
S + O2 --> SO2
2SO2 + O 2 --> 2 SO3
DAMPAK TERHADAP KESEHATAN
Pencemaran SOx menimbulkan dampak terhadap manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadar sebesar 0,5 ppm
Pengaruh utama polutan Sox terhadap manusia adalah iritasi sistim pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO2 sebesar 5 ppm atau lebih bahkan pada beberapa individu yang sensitif iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO2 dianggap pencemar yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit khronis pada sistem pernafasan kadiovaskular. Individu dengan gejala penyakit tersebut sangat sensitif terhadap kontak dengan SO2, meskipun dengan kadar yang relative rendah.
Kadar SO 2 yang berpengaruh terhadap gangguan kesehatan adalah sebagai berikut :
Konsentasi (ppm)
Pengaruh
3-5
Jumlah terkecil yang dapat dideteksi dari baunya
8-12
Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan iritasi tenggorokan
20
Jumlah terkecil yang akan mengakibatkan iritasi mata
20
Jumlah terkecil yang akan mengakibatkan batuk
20
Maksimum yang diperbolehkan untuk konsentrasi dalam waktu lama
50-100
Maksimum yang diperbolehkan untuk kontrak singkat ( 30 menit )
400-500
Berbahaya meskipun kontak secara singkat
e. Partikulat
Yang dimaksud dengan partikulat adalah berupa butiran-butiran kecil zat padat dan tetes-tetes air. Partikulat-partikulat ini banyak terdapat dalam lapisan atmosfer dan merupakan bahan pencemar udara yang sangat berbahaya.
DAMPAK TERHADAP KESEHATAN
Inhalasi merupakan satu-satunya rute pajanan yang menjadi perhatian dalam hubungannya dengan dampak terhadap kesehatan. Walau demikian ada juga beberapa senjawa lain yang melekat bergabung pada partikulat, seperti timah hitam (Pb) dan senyawa beracun lainnya, yang dapat memajan tubuh melalui rute lain. Pengaruh partikulat debu bentuk padat maupun cair yang berada di udara sangat tergantung kepada ukurannya. Ukuran partikulat debu bentuk padat maupun cair yang berada diudara sangat tergantung kepada ukurannya. Ukuran partikulat debu yang membahayakan kesehatan umumnya berkisar antara 0,1 mikron sampai dengan 10 mikron.
Pada umunya ukuran partikulat debu sekitar 5 mikron merupakan partikulat udara yang dapat langsung masuk kedalam paru-paru dan mengendap di alveoli. Keadaan ini bukan berarti bahwa ukuran partikulat yang lebih besar dari 5 mikron tidak berbahaya, karena partikulat yang lebih besar dapat mengganggu saluran pernafasan bagian atas dan menyebabkan iritasi. Keadaan ini akan lebih bertambah parah apabila terjadi reaksi sinergistik dengan gas SO2 yang terdapat di udara juga.
Selain itu partikulat debu yang melayang dan berterbangan dibawa angin akan menyebabkan iritasi pada mata dan dapat menghalangi daya tembus pandang mata (Visibility) Adanya ceceran logam beracun yang terdapat dalam partikulat debu di udara merupakan bahaya yang terbesar bagi kesehatan.
>
Pada umumnya udara yang tercemar hanya mengandung logam berbahaya sekitar 0,01% sampai 3% dari seluruh partikulat debu di udara Akan tetapi logam tersebut dapat bersifat akumulatif dan kemungkinan dapat terjadi reaksi sinergistik pada jaringan tubuh, Selain itu diketahui pula bahwa logam yang terkandung di udara yang dihirup mempunyai pengaruh yang lebih besar dibandingkan dengan dosis sama yang besaral dari makanan atau air minum. Oleh karena itu kadar logam di udara yang terikat pada partikulat patut mendapat perhatian
