Evaluasi mengenai dampak lingkungan limbah gas

Evaluasi mengenai dampak lingkungan limbah gas

Sebelumnya sudah membahas tentang apa itu limbah, limbah berdasarkan karakteristiknya, limbah berdasarkan asalnya, limbah berdasarkan sumbernya dan juga membahas tentang evaluasi mengenai dampak lingkungan limbah padat dan limbah cair, selanjutnya akan membahas tentang evaluasi mengenai lingkungan limbah udara  dan ada beberapa hal yang harus diketahui tentang evaluasi dampak lingkungan limbah gas yaitu :

v  Definisi limbah gas/udara

v  Proses pencemaran udara/gas

v  Unsur-unsur pencemaran udara/gas

v  Penyakit yang disebabkan oleh pencemaran udara/gas

v  Penanganan limbah udara/gas

v  Pengolahan limbah udara/gas

Dan saatnya melakukan pembahasan dari beberapa hal yang harus diketahui tentang evaluasi dampak lingkungan limbah gas.

v  Definisi limbah gas

Udara adalah  media pencemar untuk limbah gas. Limbah gas atau asap yang diproduksi pabrik keluar bersamaan dengan udara. Secara alamiah udara mengandung unsur kimia seperti O2, N2, NO2,CO2, H2 dan Jain-lain. Penambahan gas ke dalam udara melampaui kandungan alami akibat kegiatan manusia akan menurunkan kualitas udara.

Pencemaran udara dapat disebabkan oleh sumber alami maupun sebagai hasil aktivitas manusia. Pada umumnya pencemaran yang diakibatkan oleb sumber alami sukar diketahui besarnya, walaupun demikian masih mungkin kita memperkirakan banyaknya polutan udara dan aktivitas ini. Polutan udara sebagai hasil aktivitas manusia, umumnya lebih mudah diperkirakan banyaknya, terlebih lagi jika diketahui jenis bahan, spesifikasi bahan, proses berlangsungnya aktivitas tersebut, serta spesifikasi satuan operasi yang digunakan dalam proses maupun pasca prosesnya. Selain itu sebaran polutan ke atmosfir dapat pula diperkirakan dengan berbagai macam pendekatan.

Zat pencemar melalui udara diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu partikel dan gas. Partikel adalah butiran halus dan masih rnungkin terlihat dengan mata telanjang seperti uap air, debu, asap,kabut dan fume-Sedangkan pencemaran berbentuk gas tanya aapat dirasakan melalui penciuman (untuk gas tertentu) ataupun akibat langsung. Gas-gas ini antara lain SO2, NOx, CO, CO2, hidrokarbon dan lain-lain.

Untuk beberapa bahan tertentu zat pencemar ini berbentuk padat dan cair. Karena suatu kondisi temperatur ataupun tekanan tertentu bahan padat/cair itu dapat berubah menjadi gas. Baik partikel maupun gas membawa akibat terutama bagi kesehatan,manusia seperti debu batubara, asbes, semen, belerang, asap pembakaran,uap air, gas sulfida, uap amoniak, dan lain-lain.

Pencemaran yang ditimbulkannya tergantung pada jenis limbah, volume yang lepas di udara bebas dan lamanya berada dalam udara. Jangkauan pencemaran melalui udara dapat berakibat luas karena faktor cuaca dan iklim turut mempengaruhi.Pada malam hari zat yang berada dalam udara turun kembali ke bumi bersamaan dengan embun. Adanya partikel kecil secara terus menerus jatuh di atap rumah, di permukaan daun pada pagi hari menunjukkan udara mengandung partikel. Kadang-kadang terjadi hujan masam.

v  Proses pencemaran udara/gas

Semua spesies kimia yang dimasukkan atau masuk ke atmosfer yang "bersih" disebut kontaminan. Kontaminan pada konsentrasi yang cukup tinggi dapat mengakibatkan efek negatif terhadap penerima (receptor), bila ini terjadi, kontaminan disebat cemaran (pollutant).

Cemaran udara diklasifihasikan menjadi 2 kategori menurut cara cemaran masuk atau dimasukkan ke atmosfer yaitu: cemaran primer dan cemaran sekunder. Cemaran primer adalah cemaran yang diemisikan secara langsung dari sumber cemaran. Cemaran sekunder adalah cemaran yang terbentuk oleh proses kimia di atmosfer.

Sumber cemaran dari aktivitas manusia (antropogenik) adalah setiap kendaraan bermotor, fasilitas, pabrik, instalasi atau aktivitas yang mengemisikan cemaran udara primer ke atmosfer. Ada 2 kategori sumber antropogenik yaitu: sumber tetap (stationery source) seperti: pembangkit energi listrik dengan bakar fosil, pabrik, rumah tangga, jasa, dan lain-lain dan sumber bergerak (mobile source) seperti: truk, bus, pesawat terbang, dan kereta api.

Lima cemaran primer yang secara total memberikan sumbangan lebih dari 90% pencemaran udara global adalah:

Ø  Karbon monoksida (CO),

Ø  Nitrogen oksida (Nox),

Ø  Hidrokarbon (HC),

Ø  Sulfur oksida (SOx)

Ø  Partikulat.

Selain pencemaran primer terdapat cemaran sekunder yaitu cemaran yang memberikan dampak sekunder terhadap komponen lingkungan ataupun cemaran yang dihasilkan akibat transformasi cemaran primer menjadi bentuk cemaran yang berbeda. Ada beberapa cemaran sekunder yang dapat mengakibatkan dampak penting baik lokal, regional maupun global yaitu:

Ø  CO2 (karbon monoksida),

Ø  Cemaran asbut (asap kabut) atau smog (smoke fog),

Ø  Hujan asam,

Ø  CFC (Chloro-Fluoro-Carbon/Freon),

Ø  CH4 (metana).

v  Unsur-unsur penecemaran udara/gas

Ø  Karbon monoksida (CO)

Pencemaran karbon monoksida berasal dari sumber alami seperti: kebakaran hutan, oksidasi dari terpene yang diemisikan hutan ke atmosfer, produksi CO oleh vegetasi dan kehidupan di laut. Sumber CO lainnya berasal dari sumber antropogenik yaitu hasil pembakaran bahan bakar fosil yang memberikan sumbangan 78,5% dari emisi total. Pencemaran dari sumber antropogenik 55,3% berasal dari pembakaran bensin pada otomotif.

Ø  Nitrogen oksida (NOx)

Cemaran nitrogen oksida yang penting berasal dari sumber antropogenik yaitu: NO dan NO2. Sumbangan sumber antropogenik terhadap emisi total ± 10,6%.

Ø  Sulfur oksida (SOX)

Senyawa sulfur di atmosfer terdiri dari H2S, merkaptan, SO2, SO3, H2SO4 garam-garam sulfit, garam-garam sulfat, dan aerosol sulfur organik. Dari cemaran tersebut yang paling penting adalah SO2 yang memberikan sumbangan ± 50% dari emisi total. Cemaran garam sulfat dan sulfit dalam bentuk aerosol yang berasal dari percikan air laut memberikan sumbangan 15% dari emisi total.

Ø  Hidrokarbon (HC)

Cemaran hidrokarbon yang paling penting adalah CH4 (metana) + 860/ dari emisi total hidrokarbon, dimana yang berasal dari sawah 11%, dari rawa 34%, hutan tropis 36%, pertambangan dan lain-lain 5%. Cemaran hidrokarbon lain yang cukup penting adalah emisi terpene (a-pinene p-pinene, myrcene, d-Iimonene) dari tumbuhan ± 9,2 % emisi hidrokarbon total. Sumbangan emisi hidrokarbon dari sumber antrofogenik 5% lebih kecil daripada yang berasal dari pembakaran bensin 1,8%, dari insineratc dan penguapan solvent 1,9%.

Ø  Partikulat

Cemaran partikulat meliputi partikel dari ukuran molekul s/d > 10 μm.

Partikel dengan ukuran > 10 μm akan diendapkan secara gravitasi dari atmosfer, dan ukuran yang lebih kecil dari 0,1 μm pada umumnya tidak menyebabkan masalah lingkungan. Oleh karena itu cemaran partikulat yang penting adalah dengan kisaran ukuran 0,1 - 10 μm. Sumber utama partikulat adalah pembakaran bahan bakar ± 13% - 59% dan insinerasi.

Ø  Karbondioksida (CO2)

Emisi cemaran CO2 berasal dari pembakaran bahan bakar dan sumber alami. Sumber cemaran antropogenik utama adalah pembakaran batubara 52%, gas alam 8,5%, dan kebakaran hutan 2,8%

Ø  Metana (CH4)

Metana merupakan cemaran gas yang bersama-sama dengan CO2, CFC, dan N2O menyebabkan efek rumah kaca sehingga menyebabkan pemanasan global. Sumber cemaran CH4 adalah sawah (11%), rawa (34%), hutan tropis (36%), pertambangan dll (5%). Efek rumah kaca dapat dipahami dari Gambar 30. Sinar matahari yang masuk ke atmosfer sekitar 51% diserap oleh permukaan bumi dan sebagian disebarkan serta dipantulkan dalam bentuk radiasi panjang gelombang pendek (30%) dan sebagian dalam bentuk radiasi inframerah (70%). Radiasi inframerah yang dipancarkan oleh permukaan bumi tertahan oleh awan. Gas-gas CH4, CFC, N2O, CO2 yang berada di atmosfer mengakibatkan radiasi inframerah yang tertahan akan meningkat yang pada gilirannya akan mengakibatkan pemanasan global.

Ø  Asap kabut fotokimia

Asap kabut merupakan cemaran hasil reaksi fotokimia antara O3, hidrokarbon dan NOX membentuk senyawa baru aldehida (RHCO) dan Peroxy Acil Nitrat (PAN) (RCNO5).

Ø  Hujan asam

Bila konsentrasi cemaran NOx dan SOX di atmosfer tinggi, maka akan diubah menjadi HNO3 dan H2SO4. Adanya hidrokarbon, NO2, oksida logam Mn (II), Fe (II), Ni (II), dan Cu (II) mempercepat reaksi SO2 menjadi H2SO4. HNO3 dan H2SO4 bersama-sama dengan HCI dari emisi HCI menyebabkan derajad keasaman (pH) hujan menjadi rendah <>

v  Penyakit yang Disebabkan Oleh Pencemaran Udara / Gas

Penyakit-penyakit yang dapat disebabkan oleh pencemaran udara adalah:

Ø  Bronchitis kronika. Pengaruh pada wanita maupun pria kurang lebih sama. Hal ini membuktikan bahwa prevalensinya tak dipengaruhi oleh macam pekerjaan sehari-hari. Dengan membersihkan udara dapat terjadi penurunan 40% dari angka mortalitas.

Ø  Emphysema pulmonum.

Ø  Bronchopneumonia.

Ø  Asthma bronchiale.

Ø  Cor pulmonale kronikum. Di daerah industri di Republik Ceko umpamanya, dapat ditemukan prevalensi tinggi penyakit ini. Demikian juga di India bagian utara di mana penduduk tinggal di rumah-rumah tanah liat tanpa jendela dan menggunakan kayu api untuk pemanas rumah.

Ø  Kanker paru. Stocks & Campbell menemukan mortalitas pada nonsmokers di daerah perkotaan 10 kali lebih besar daripada daerah pedesaan.

Ø  Penyakit jantung, juga ditemukan 2 kali lebih besar morbiditasnya di daerah dengan pencemaran udara tinggi. Karbon-monoksida ternyata dapat menyebabkan bahaya pada jantung, apalagi bila telah ada tanda-tanda penyakit jantung ischemik sebelumnya. Afinitas CO terhadap hemoglobin adalah 210 kali lebih besar daripada O2 sehingga bila kadar COI-Ib sama atau lebih besar dari 50%, akin dapat terjadi nekrosis otot jantung. Kadar lebih rendah dari itu pun telah dapat mengganggu faal jantung. Scharf dkk (1974) melaporkan suatu kasus dengan infark myocard transmural setelah terkena CO.

Ø  Kanker lambung, ditemukan 2 kali Iebih banyak pada daerah dengan pencemaran tinggi.

Ø  Penyakit-penyakit lain, umpamanya iritasi mata, kulit dan sebagainya banyak juga dihubungkan dengan pencemaran udara. Juga gangguan pertumbuhan anak dan kelainan hematologik pernah diumumkan. Di Rusia pernah ditemukan hambatan pembentukan antibodi terhadap influenza vaccin di daerah kota dengan tingkat pencemaran tinggi, sedangkan di daerah lain pembentukannya normal.

Di Jepang sekarang secara resmi telah diakui oleh pemerintah pusat maupun daerah, sejumlah 7 macam penyakit yang berhubungan dengan pencemaran (pollution related diseases). yaitu:

Ø  Bronchitis kronika

Ø  Asthma bronchiale

Ø  Asthrnatik bronchitis

Ø  Emphysema pulmonum dan komplikasinya

Ø  Minamata disease (karena pencemaran air dengan methyl-Hg)

Ø  Itai-itai disease (karena keracunan cadmium khronik)

Ø  Chronic arsenik poisoning (pencemaran air dan udara di tambang tambang AS).

Orang-orang dengan keterangan sah menderita penyakit ini, yang dianggap disebabkan oleh salah satu macam bahaya pencemaran, akan mendapat kompensasi akibat kerugian dan biaya perawatan dari penyakitnya oleh polluters.

v  Penanganan Limbah Gas

Pencemaran udara sebenarnya dapat berasal dari limbah berupa gas atau materi partikulat yang terbawah bersama gas tersebut. Berikut akan dijelaskan beberapa cara menangani pencemaran udara oleh limbah gas dan materi partikulat yang terbawah bersamanya.

Ø  Mengontrol Emisi Gas Buang

·            Gas-gas buang seperti sulfur oksida, nitrogen oksida, karbon monoksida, dan hidrokarbon dapat dikontrol pengeluarannya melalui beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat dihilangkan dari udara hasil pembakaran bahan bakar dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah (wet scrubber).

·            Mekanisme kerja filter basah ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya, yaitu mengenai metode menghilangkan materi partikulat, karena filter basah juga digunakan untuk menghilangkan materi partikulat.

·            Gas nitrogen oksida dapat dikurangi dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dengan cara menurunkan suhu pembakaran. Produksi gas karbon monoksida dan hidrokarbon dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dapat dikurangi dengan cara memasang alat pengubah katalitik (catalytic converter) untuk menyempurnakan pembakaran.

·            Selain cara-cara yang disebutkan diatas, emisi gas buang juga dapat dikurangi kegiatan pembakaran bahan bakar atau mulai menggunakan sumber bahan bakar alternatif yang lebih sedikit menghasilkan gas buang yang merupakan polutan.

Ø  Menghilangkan Materi Partikulat Dari Udara Pembuangan

·            Filter Udara

Filter udara dimaksudkan untuk yang ikut keluar pada cerobong atau stack, agar tidak ikut terlepas ke lingkungan sehingga hanya udara bersih yang saja yang keluar dari cerobong. Filter udara yang dipasang ini harus secara tetap diamati (dikontrol), kalau sudah jenuh  (sudah penuh dengan abu/ debu) harus segera diganti dengan yang baru.

Jenis filter udara yang digunakan tergantung pada sifat gas buangan yang keluar dari proses industri, apakah berdebu banyak, apakah bersifat asam, atau bersifat alkalis dan lain sebagainya

·            Pengendap Siklon

Pengendap Siklon atau Cyclone Separators adalah pengedap debu / abu yang ikut dalam gas buangan atau udara dalam ruang pabrik yang berdebu. Prinsip kerja pengendap siklon adalah pemanfaatan gaya sentrifugal dari udara / gas buangan yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding tabung siklon sehingga partikel yang relatif   “berat” akan jatuh ke bawah.

Ukuran partikel / debu / abu yang bisa diendapkan oleh siklon adalah antara 5 u – 40 u. Makin besar ukuran debu makin cepat partikel tersebut diendapkan.

·            Filter Basah

Nama lain dari filter basah adalah Scrubbers atau Wet Collectors. Prinsip kerja filter basah adalah membersihkan udara yang kotor dengan cara menyemprotkan air dari bagian atas alt, sedangkan udara yang kotor dari bagian bawah alat. Pada saat udara yang berdebu kontak dengan air, maka debu akan ikut semprotkan air turun ke bawah.

Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dapat juga prinsip kerja pengendap siklon dan filter basah digabungkan menjadi satu. Penggabungan kedua macam prinsip kerja tersebut menghasilkan suatu alat penangkap debu yang dinamakan.

·            Pegendap Sistem Gravitasi

Alat pengendap ini hanya digunakan untuk membersihkan udara kotor yang ukuran partikelnya relatif cukup besar, sekitar 50 u atau lebih. Cara kerja alat ini sederhana sekali, yaitu dengan mengalirkan udara yang kotor ke dalam alat yang dibuat sedemikian rupa sehingga pada waktu terjadi perubahan kecepatan secara tiba-tiba (speed drop), zarah akan jatuh terkumpul di bawah akibat gaya beratnya sendiri (gravitasi). Kecepatan pengendapan

tergantung pada dimensi alatnya. 

·            Pengendap Elektrostatik

Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang kotor dalam jumlah (volume) yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar dari alat ini sudah relatif bersih.

Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah (DC) yang mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv. Alat pengendap ini berupa tabung silinder di mana dindingnya diberi muatan positif, sedangkan di tengah ada sebuah kawat yang merupakan pusat silinder, sejajar dinding tabung, diberi muatan negatif. Adanya perbedaan tegangan yang cukup besar akan menimbulkan corona discharga di daerah sekitar pusat silinder. Hal ini menyebabkan udara kotor seolah – olah mengalami ionisasi. Kotoran udara menjadi ion negatif sedangkan udara bersih menjadi ion positif dan masing-masing akan menuju ke elektroda yang sesuai. Kotoran yang menjadi ion negatif akan ditarik oleh dinding tabung sedangkan udara bersih akan berada di tengah-tengah silinder dan kemudian terhembus keluar.

Pada umumnya jenis pencemar melalui udara terdiri dari bermacam-macam senyawa kimia baik berupa limbah maupun bahan beracun dan berbahaya yang tersimpan dalam pabrik.

Limbah gas, asap dan debu melalui udara adalah:

·            Debu : Berupa padatan halus

·            Karbon monoksida : Gas tidak berwarna dan tidak berbau

·            Karbon dioksida : Gas, tidak berwarna, tidak berbau

·            Oksida nitrogen : Gas, berwarna dan berbau

·            Asap : Campuran gas dan partikel berwarna hitam: CO2 dan SO2

·            Belerang dioksida : Tidak berwarna dan herbau tajam

·            Soda api : Kristal

·            Asam chlorida : Berupa larutan dan uap

·            Asam sulfat : Cairan kental

·            Amoniak : Gas tidak berwarna, berbau

·            Timah hitam : Gas tidak berwarna

·            Nitro karbon : Gas tidak berwarna

·            Hidrogen fluorida : Gas tidak berwarna

·            Nitrogen sulfida : Gas, berbau

·            Chlor : Gas, larutan dan berbau

·            Merkuri : Tidak berwarna, larutan

v  Pengolahan Limbah Gas

Ada beberapa metode yang telah dikembangkan untuk penyederhanaan buangan gas. Dasar pengembangan yang dilakukan adalah absorbsi, pembakaran, penyerap ion, kolam netralisasi dan pembersihan partikel.

Pilihan peralatan dilakukan atas dasar faktor berikut:

Ø  Jenis bahan pencemar (polutan)

Ø  Komposisi

Ø  Konsentrasi

Ø  Kecepatan air polutan

Ø  Daya racun polutan

Ø  Berat jenis

Ø  Reaktivitas

Ø  Kondisi lingkungan

Desain peralatan disesuaikan dengan variabel tersebut untuk memperoleh tingkat efisiensi yang maksimum. Kesulitannya sering terbentuk pada persediaan alat di pasaran. Pilihan desain yang diinginkan tidak sesuai dengan kondisi limbah, sebab itu harus dibentuk desain baru. Kemampuan untuk mendesain peralatan membutuhkan keahlian tersendiri dan ini merupakan masalah tersendiri pula.

Di samping itu ada faktor lain yang harus dipertimbangkan yaitu nilai ekonomis peralatan. Tidakkah peralatan mencakup sebagian besar investasi yang tentu harus dibebankan pada harga pokok produksi. Permasalahannya bahwa ternyata kemudian biaya pengendalian menjadi beban konsumen.

Atas dasar pemikiran ini maka pilihan teknologi .pengolahan harus merupakan kebijaksanaan perlindungan konsumen baik dari sudut pencemaran itu sendiri maupun dari segi biaya.

Pada umumnya jenis pencemar melalui udara terdiri dari bermacam-macam senyawa kimia baik berupa limbah maupun bahan beracun dan berbahaya yang tersimpan dalam pabrik.

Limbah gas, asap dan debu melalui udara adalah:

Ø  Debu : Berupa padatan halus

Ø  Karbon monoksida : Gas tidak berwarna dan tidak berbau

Ø  Karbon dioksida : Gas, tidak berwarna, tidak berbau

Ø  Oksida nitrogen : Gas, berwarna dan berbau

Ø  Asap : Campuran gas dan partikel berwarna hitam: CO2 dan SO2

Ø  Belerang dioksida : Tidak berwarna dan herbau tajam

Ø  Soda api : Kristal

Ø  Asam chlorida : Berupa larutan dan uap

Ø  Asam sulfat : Cairan kental

Ø  Amoniak : Gas tidak berwarna, berbau

Ø  Timah hitam : Gas tidak berwarna

Ø  Nitro karbon : Gas tidak berwarna

Ø  Hidrogen fluorida : Gas tidak berwarna

Ø  Nitrogen sulfida : Gas, berbau

Ø  Chlor : Gas, larutan dan berbau

Ø  Merkuri : Tidak berwarna, larutan