Hendra Adijuwana - IPB University

BAB 10

Hendra Adijuwana

ATMOSFIRStratosfir Lapisan ozon melindungi

kehidupan dari radiasi UV

TERMOSFIR

MESOSFIR

STRATOSFIR

(LAPISAN OZON)

TROPOSFIR

100

80

60

40

20

0

Km

Udara (campuran gas)Kering : 78% N2

21% O21% Ar

SIKLUS NITROGEN

N2atmosfir

Proteinhewani Protein

nabati

NO3-

NO2-Urea

NH3Asam amino

Fiksasi

Denitrifiksasi

N2 + O2 2NO2NO + O2 2NO2

NO2 + H2O HNO3 + NOHujan asam

SIKLUS OKSIGEN

CO

Fito Plankton

TanamanHijau

Fe2O3

CO2

CO2

O2

O2 H2O

UV AtomH

Troposfir

StratosfirLapisanozon

O3

PENCEMARAN UDARAGunung berapi meletus (debu, gas beracun)Manusia membuat api (asap)

Zat pencemar : Senyawa kimia yang terdapat padatempat yang tidak sewajarnya dengankonsentrasi yang berlebih darikeadaan normal

O3 di alam pentingStratosfir melindungi bumi dari UVTroposfir zat pencemar sangat berbahaya

ASAP DAN KABUT(smoke and fog)

1. Kabut London terdiri dari asap, kabut, SO2, H2SO4, Debu, jelagaBatubara dibakar untuk sumber energi

2. Kabut Los Angles terjadi pada musim keringhidrokarbon yang tidak terbakar

sinergisme partikulatInteraksi SO2

Pengaruh lebih besar dari masing-masing zat terpisah

SIFAT KIMIA ASAP & KABUT C + O2 CO2Batubara

3% S

- CO- Jelaga- SO2

SO2 SO2 H2SO4

O2 H2O

Bahan PartikulatPartikel besar – Asap, Debu (tampak)Partikel kecil ≤ 1μm Aerosol (tidak tampak)

• Jelaga• Debu beterbangan dienapkan• Sulfat

NH3+ H2SO4 (NH4)2SO4

NITROGEN OKSIDA (NO)+

N2 +O2 2NO2NO + O2 2NO2

AWAL :

SEKUNDER :

TERSIER :

NO2 + Sinar Matahari NO + O

O + O2 O3O + Hidrokarbon Aldehida

O3 + Hidrokarbon AldehidaHidrokarbon + Oksigen + NO2 PAN

R - CO

O-O-NO2

OZON Stratosfir – Lapisan O3

O2 2OO + O2 O3 – Pengoksidasi kuat

UV

CFC - Propelan dalam tabung aerosol- Refrigeran

CF2Cl2 CF2Cl. + Cl.Cl + O3 .ClO + O2.ClO + O Cl. + O2 Lapisan ozon rusak

UV

(Supersonic transport)NO + O3 NO2 + O2NO2 + O NO + O2

PERANG NUKLIR Peledakan nuklir di stratosfir NO

SST

Kanker kulit

HIDROKARBONSumber alam Hidrokarbon

Atmosfir : 15% oleh Manusia

Daerah Urban :Bensin merupakan sumber utama hidrokarbon

Bensin Menguap- Hidrokarbon tidak terbakar

Terbakar parsial

- Hidrokarbon + Oksigen + NO2 PAN

C = C + O H – C – C HιιH

O

HHH

HH

HUJAN ASAM

SO2 SO2 + O2 SO3SO3 + H2O H2SO4

NO NO + O2 NO2NO2 + H2O HNO3

pH hujan asam < 5.6Korosi terhadap logamFe + O2 Fe2O3 (karat)Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

Kerusakan bangunan/patungCaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2Marmerpatung

PELEPASAN Pb KE UDARA•Logam berat beracunPb•Mempengaruhi fungsi (darah, hati, ginjal, otak)

Bensin : Nilai Oktana ~ 60+ Pb – tetraetil 0.5-1.0 g/l

Nilai Oktana = 70

Pb-tetraetil sebagai anti letupUap Pb masalah lingkunganPengganti Pb : hidrokarbon aromatik

3,4-benzpirena (karsinogen)

SIAPA YANG MELAKUKAN PENCEMARAN UDARA

Pengotoran dan perusakan bangunan, pakaianMembahayakan kesehatan bayi, anak-anak, orang tua, orang sakitKerusakan tanaman, kerdil, matiMengurangi batas pandang kecelakaanlalu lintasMenimbulkan bau, asap.

ZAT PENCEMAR UTAMA1 CO Kendaraan bermotor Gangguan transpor

oksigen2 CmHm Kendaraan bermotor Karsinogen aldehida, PAN

3 (SO)x Industri Iritasi sistem pernafasanHujan asam

4 (NO)x Kendaraan bermotor Iritasi sistem pernafasanKerusakan lapisan O3

Hujan asam5 Bahan

partikulatIndustri Iritasi sistem pernafasan

Merusak pandangan6 O3 Pencemar sekunder

NO2

Iritasi sistem pernafasan

7 Pb Kendaraan bermotor Racun sarafRacun – semua bendahidup

KARBONDIOKSIDA DAN AIRBATUBARAMINYAK BUMI CO2 + H20

BUMI

matahari H2O

CO2

H2OCO2

Menghasilkan*Efek Rumah Kaca

Sewaktu bumimeradiasikan kalorkembali ke angkasaluar (energi inframerah) energi diserap H2O danCO2 kenaikan suhu

Jelaga, asap, debu menahanSinar matahari suhu menurun

AIR – H2O

Jagat raya – tidak mungkin adakehidupan tanpa airDari 163.84 x 109 m3 H2O sekitar 0.5%

manusiao 97% di lautano 2.25% es, salju

1. Densitas air > minyak2. Kapasitas kalor tinggi H2O 10x Fe3. Kalor penguatan tinggi

STRUKTUR AIR

MOLEKUL H2O :POLAR

HO H

H-----OH

Ikatanhidrogen

H - FON

Elektronegativitas tinggi

DENSITAS ES < AIR

GARAM DI LAUTAir melarutkan zat-zat ionik

- +

Kekuatan air sebagai pelarutair laut bergaram

Air hujan melarutkan mineral sungai, laut

Panas matahari menguapkansebagian air laut

Laut akan jenuh dengan garam : 3.5 juta tahun lagi

SIKLUS AIR

UAP AIR

: : : : : : : :: : : : : : : :: : : : : : : :

: : : : : :: :::: : : ::::: : :: :

: : : : ::::: ::: :: :

Air tawar

EnergiMatahari

LAUT

hujanPenguapan

KONTAMINASI BIOLOGI

Kontaminasiair

MASALAH

PENYAKITDisentri, Kolera

Oleh mikroorganisme daribuangan penduduk

KONTAMINASI KIMIA

Kontaminasiair

PENCEMARANAIR

AIR SADAH :

Oleh PupukPestisidaDetergen

Ca2+, Mg2+, Fe2+/Fe3+

HCO3-

BUANGAN BAHAN ORGANIK

MIKRO-ORGANISME

BIO-DEGRADASI

•AEROBIK•ANAEROBIK

BAHANORGANIK

OKSIDASI AEROBIK DALAM AIR

Bila ada O2 terlarutPenurunan kadar O2

BODBiologicalOxygenDemand

BOD tinggi makhluk air akan mati

SIKLUS EKOLOGI

IKAN

ALGAELIMBAHORGANIK

LIMBAHANORGANIK

LIMBAHMANUSIA

PestisidaRadio isotopLogam toksikPlastik Pupuk

DetergenPembuangan sampah ke dalam air terputusnya siklus ekologi

BAKTERI AEROBIK

BAHAN ORGANIK

CO2 + H2O + zat anorganikNO3

-, NO2-, PO4

3-

SO42-, HCO3

-oksidasi

NO3-

PO43- Nutrien untuk pertumbuhan ganggang

EUTROFIKSASIBakteri anaerobik – Tanpa O2

Bahan organik direduksiS H2S, CH3SHN NH3, RNH2

KONTAMINASI AIR TANAH

Air tanah tercemar Berbahaya

Air minumZAT PENCEMAR

•Pembuangan limbah•Bahan kimia

KONTAMINAN•Pelarut hidrokarbon•CCl2=CHCl – Dry Cleaning

•ppm•ppb•ppt

JUMLAH KONTAMINAN

CONTOHALDICARB10 ppb – batas aman(10 mg/1000000 l H2O)

ALDICARB• Pestisida untuktanaman kentang

• Lebih toksik dariaspirin

AIR ASAMHUJANASAM

Kesuburan tanah turunHasil pertanian + kehutanan turun

INDUSTRI SO2NO

PERUTBUMI Al2Si2O5 (OH)4 + H3O+ Al3+ + SiO2 + H2O

CaCO3 + H3O+ Ca2+ + CO2 + H2O

Gunung ApiPerambangan Al3+ •Tidak sangat toksik (manusia)

•Ikan kecil mati

Tanah liat Asam Pasir

Batu kapur

PENCEMARANLIMBAH INDUSTRI

PABRIK KERTAS Bahan baku : KAYU

Lignin + HSO3- SO2

Bau tak sedapBahan organik terlarut perairan

• BOD naik• Kehidupan akuatik

terganggu

PENCEMARANLIMBAH INDUSTRI

INDUSTRI MOBILDiperlukan logam air tercemarPelapisan Cr buangan CrO4

2-, CN-

CrO42- + SO2 + H2O Cr3+ + SO4

2- + OH-

CN- + Cl2 + OH- N2 + HCO3- + Cl- + H2O

INDUSTRI PENYUMBANG PENCEMARAN AIR

Air yang diperlukan untuk beberapaindustri (m3/metrik ton)

Industri Lainnya :Pengemasan dagingTekstilMakanan

BAJA 100KERTAS 20

TEMBAGA 400RAYON 800ALUMINIUM 1280KARET SINTESIS 2400

PENGELOLAAN AIR BUANGAN

PRIMER Tangki/kolam pembuangan (BOD tinggi, bau tak sedap)Zat organik terlarutPadatan tersuspensi, bakteripatogen

SEKUNDER Saringan pasir dan kerikilAerasiBakteri aerobikKlorinasi

Penyaringan dengan arangPenghilangan PO4

3-, NO3-

Al3+ + PO43- AlPO4↓

Osmosis balik

TERSIER

METODA PENGOLAHAN LIMBAHMetoda Biaya Bahan yang Dilepas %

PRIMERSedimentasi R Zat org. T

Padat Ters25-4040-70

SEKUNDERSaringan S Zat org. T

Padat Ters80-9570-92

Lumpur teraktifkan S Zat org. TPadat Ters

85-9585-95

TERSIERKarbonPertukaran ionPengendapanPenyaringanOsmosis balikElektrodialisis

STSRSTST

Zat org. TNO3

-, PO43-

PO43-

Padat TersPadat TerlPadat Terl

90-9880-9288-9550-9065-9510-40

KEMBALI KE TANAH :PEMECAHAN ALTERNATIF

Pembuangan limbah ke dalam tanah menambahpupuk (Subur)

Pilot ProyekLumpur teraktifkan kembali ke dalamtanah (daerah pertanian)Cairan pengairanLumpur sumber hara dan humus

MasalahBiaya transpor tinggiPipa saluran pembuanganSumber penyakitTerkontaminasi logam