minyak bumi, panduan belajar siswa kelas x · pdf filesecara umum, didalam kilang minyak bumi,...
TRANSCRIPT
MINYAK BUMI, PANDUAN BELAJAR SISWA KELAS X SMA
M. Busrah
Widyaiswara LPMP Sulawesi Selatan
Dalam mempelajari pelajaran IPA, khususnya Kimia, terkadang siswa mengalami
kesulitan untuk memahaminya. Hal itu terjadi karena belum tersedianya bahan ajar yang
menarik dan mudah dipelajari siswa, misalnya saja mengenai minyak bumi.
Sebenarnya minyak bumi adalah campuran yang kompleks hidrokarbon plus senyawaan
organik dari sulfur, oksigen, nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam
terutama nikel, besi dan tembaga. Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform,
melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, sumur minyak dan juga
kedalaman sumur. Informasi mengenai minyak bumi diuaraikan dalam tulisan singkat berikut
ini.
Sumber hidrokarbon utama di alam adalah minyak bumi. Penggunaan minyak bumi
sangat luas, terutama petrokimia. Semua bahan bakar minyak berasal dari minyak bumi dan
mengandung senyawa hidrokarbon.
1. Apakah minyak bimi itu?
2. Bagaimana sebenarnya proses pembentukan minyak bumi dan gas alam serta
pengolahannya sampai menjadi produk yang berguna?
3. Bagaimana dampak dari pembakaran minyak bumi?
A. Komposisi dari minyak bumi
Minyak bumi adalah campuran yang kompleks hidrokarbon plus senyawaan organik dari
sulfur, oksigen, nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama
nikel, besi dan tembaga. Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan
berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, sumur minyak dan juga kedalaman
sumur. Dalam minyak bumi parafin ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 %
sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.
157
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan, yaitu :
• golongan parafinik
• golongan naphthenik
• golongan aromatik
• sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam minyak, demikian juga
hidrokarbon asetilenik sangat jarang.
Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan
sulfur, senyawaan nitrogen, senyawaan oksigen, senyawaan organometal (dalam jumlah
kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal).
1. Senyawa sulfur
Crude oil yang kerapatannya lebih tinggi mempunyai kandungan sulfur yang lebih tinggu
pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan masalah,
misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin
atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil
pembakaran gasolin) dan air.
2. Senyawa Oksigen
Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan mengaiami kenaikan
dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen dapat menaik apabila produk itu
lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk
ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan
disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naftent (asam alisiklik) dan
asam alifatik.
3. Senyawa Nitrogen
158
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %.
Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun
terhadap katalis dan dapat membentuk gum/getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen
terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen kelas dasar yang mempunyai
berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan
yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral
encer.
4. Konstituen Metalik
Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic
cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline,
menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur
tinggi, misalnya oil-fired gas turbin, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat
membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang
mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace
(bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan
refractory itu.
Agar dapat diolah menjadi produk-produknya, minyak bumi dari sumur diangkut ke
kilang menggunakan kapal, pipa, mobil tanki atau kereta api. Didalam Kilang, minyak bumi
diolah menjadi produk yang kita kenal secara fisika berdasarkan trayek titik didihnya (distilasi),
dimana gas berada pada puncak kolom fraksinasi dan residu (aspal) berada pada dasar kolom
fraksinasi. Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misalnya :
S0-50°C : Gas yaitu metana, etana, propana
50-85°C : nafta yaitu senyawa alkana rantai lurus, sikloalkana, aromatic, alkena
85-105°C : Kerosin yaitu senyawa alkana rantai lurus, sikloalkana, alkena
105-135°C : Solar
> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)
Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil(minyak mentah) adalah
merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti
159
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang
mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.
Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat
jenis, yaitu :
1. Parafin
2. Olefin
3. Naften
4. Aromatik
Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin,
maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan
Aromat.
Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer
sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang
sama. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-metil propana, atau
kadang disebut juga iso-butana. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C4 H10 tetapi
memiliki rumus bangun yang berbeda seperti
tampak pada gambar.
Jika atom karbon (C) dinotasikan sebagai bola
berwarna hitam dan atom hidrogen (H) dinotasikan
sebagai bola berwarna merah maka gambar dari
normal-butan dan iso-butan akan tampak seperti
gambar berikut :
Senyawa hidrokarbon ‘normal’ sering juga disebut
sebagai senyawa hidrokarbon rantai lurus, sedangkan
senyawa isomernya atau ‘iso’ sering juga disebut
Gambar 1. n -butana
160
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
sebagai senyawa hidrokarbon bercabang. Keduanya merupakan jenis minyak bumi jenis
paraffin, sedangkan sisa kandungan hidrokarbon lainnya dalam minyak bumi adalah senyawa
siklo-parafin yang disebut juga naften dan/atau senyawa aromatik. Berikut adalah contoh dari
siklo paraffin dan aromat.
‘Keluarga hidrokarbon’ tersebut di atas disebut
homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada
dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan ke dalam
beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial.
Secara umum, didalam kilang minyak bumi, pemisahan
perbandingan kemurnian dilakukan terhadap
hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang
lebih kecil dari C7. Pada umumnya,
kandungan tersebut dapat dipisahkan dan
diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di
laboratorium. Campuran siklo parafin dan aromatik
dalam rantai hidrokarbon panjang dalam minyak bumi
membuat minyak bumi tersebut digolongkan menjadi
minyak bumi jenis aspaltin.
Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam
bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara
paraffin dan aspaltin.
Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis
aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi.
Artinya, minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan
dibandingkan aromatik dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya. Dalam skala industri,
produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan
trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan
dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.
Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni.
Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities)
berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya,
Gambar 5. merkaptan
Gambar 4. benzena
Gambar 3. sikloheksana
161
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang
disebut merkaptan. Merkaptan ini mirip dengan hidrokarbon pada umumnya, tetapi ada
penambahan satu atau lebih atom sulfur dalam molekulnya, seperti pada gambar 5. berikut :
Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan
disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada
produk distilat pertengahan (middle distillate). Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat
dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam
organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).
Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena
sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika
minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dengan jumlah atom
karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon
rantai panjang dengan jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.
B. Pembentukan Minyak Bumi
Manusia hidup di dunia ini hampir tidak dapat dipisahkan dari minyak bumi. Tidak hanya
untuk bahan bakar saja kita menggunakan minyak bumi. Adakah yang menyadari bahwa pakaian
kita ini menggunakan komponen yang berasal dari minyak bumi? Bahkan sampai ke pupuk pun
menggunakan minyak bumi, sehingga tanaman dapat menjadi subur dan menghasilkan berbagai
macam hasil tanaman. Listrik yang menerangi rumah juga mengunakan generator yang bahan
bakarnya dari minyak bumi. Cat, plastik, DVD, katup jantung buatan, dan lain-lain semuanya itu
menggunakan bahan dari minyak bumi. Bagaimanakah seandainya minyak bumi itu tiada, atau
habis cadangannya?
Minyak bumi terbentuk dari penguraian senyawa-senyawa organik yang berasal dari
jasad organism yang hidup di laut jutaan tahun yang lalu. Begitu organisme ini mati, lalu
terkubur di dasar laut dan kemudian tertimbun oleh pasir dan lumpur. Kemudian ia akan
terbentuk lapisan yang kaya akan zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan.
Proses ini berulang secara terus-menerus, sehingga satu lapisan akan menutup lapisan
162
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
berikutnya. Ini berlangsung selama jutaan tahun. Yang memungkingkan lautan tersebut
menyusut dan berpindah tempat karena adanya gerakan dari lempeng-lempeng bumi.
Endapan yang terbentuk ini umumnya miskin oksigen, sehingga tidak dimungkinkan
material organik dari organisme, tumbuhan, maupun hewan tersebut terdekomposisi secara
sempurna. Akan tetapi ada bakteri anaerob (tidak menggunakan oksigen dalam hidupnya) yang
mengurai material ini, sedikit demi sedikit, molekul demi molekul, selama jutaan tahun menjadi
material yang kaya akan hidrogen dan karbon. Seiring dengan terdekomposisinya material ini,
muncul tekanan yang disebabkan oleh batuan yang mengendap di atasnya, sehingga temperatur
dan tekanannya menjadi tinggi dan kemudian secara perlahan-lahan akan mengubah sisa-sisa
bahan organik tersebut menjadi minyak dan gas bumi.
Minyak bumi yang dihasilkan ini kemudian akan bergerak ke lapisan batuan yang atas
karena massa jenisnya yang rendah. Minyak bumi ini akan menuju batuan yang mempunyai pori-
pori yang ukurannya cukup. Sehingga minyak akan terakumulasi di lapisan batuan tersebut.
Lapisan batuan yang dapat mengandung minyak inilah yang disebut dengan reservoir minyak.
Batuan yang mengandung minyak bumi tertua yang diketahui berumur lebih dari 600 juta
tahun, sedangkan yang paling muda berumur sekitar 1-juta tahun. dapat kita bayangkan berapa
lama waktu pembentukan minyak bumi tersebut. Waktu pembentukan yang lama inilah yang
menyebabkan minyak bumi termasuk sumber daya yang tidak dapat diperbarui, sehingga sudah
seharusnyalah kita menghemat penggunaan minyak bumi ini demi kelangsungan hidup manusia.
Proses penguraian berlangsung lambat di bawah suhu dan tekanan tinggi dan menghasilkan
campuran hidrokarbon yang kompleks. Sebagian campuran berada dalam fasa cair dan dikenal
sebagai minyak bumi. Sebagian lagi berada dalam fasa gas dan disebut gas alam. Karena
memiliki nilai kerapatan yang lebih rendah dari air, maka minyak bumi dan gas alam dapat
bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak
bumi dapat mencapai permukaan bumi. Akan tetapi, pada umumnya minyak bumi terperangkap
dalam batuan yang tidak berpori dalam pergerakannya ke atas. Hal ini menjelaskan mengapa
minyak bumi juga disebut petroleum. Petroleum dari bahasa Latin “petrus” artinya batu dan
“oleum” artinya minyak.
163
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Tabel1.1 Komposisi komponen minyak mentah
__________________
Minyak bumi yang telah
dipisahkan dari gas
alam disebut minyak
mentah
Minyak mentah dapat
dibedakan menjadi
minyak mentah ringan
dan minyak mentah
berat
Langkah awal untuk mendapatkan minyak bumi adalah eksplorasi, yaitu upaya mencari
daerah yang mengandung minyak bumi dan prakiraan minyaknya. Setelah mengetahui daerah-
daerah yang akan diselidiki, para ahli geologi menyelidiki contoh-contoh batuan. Penyelidikan
selanjutnya adalah penyelidikan secara geofisika yang dikenal dengan istilah kegiatan seismik.
Selanjutnya, mereka melakukan pengoboran kecil untuk menentukan ada tidaknya minyak. Jika
ada maka dilakukan beberapa pengeboran untuk memperkirakan apakah jumlah minyak bumi
tersebut ekonomis untuk diambil atau tidak. Pengeboran untuk mengambil minyak bumi dan gas
alam dilepas pantai dapat dilakukan dua cara, yaitu: (a). menanam jalur pipa di dasar laut dan
memompa minyak dan gas alam ke daratan. Cara ini digunakan apabila jarak sumur minyak ke
darat cukup dekat. (b). membuat anjungan dimana minyak bumi dan gas alam selanjutnya
dibawah ke kilang minyak (refinery) untuk diolah.
C. Pengolahan minyak bumi.
Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi
yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah (crude oil).
Minyak mentah dapat dibedakan menjadi:
• Minyak mentah ringan yang mengandung kadar logam dan belerang
rendah, berwarna terang dan bersifat encer (viskositas rendah).
• Minyak mentah berat ( heavy crude oil) yang mengandung kadar
logam dan belerang tinggi, memiliki viskositas tinggi sehingga harus
dipanaskan agar meleleh.
Tabel 1. Komponen minyak mentah
Untuk memisahkan komponen-komponennya,
yakni berdasarkan perbedaan titik didihnya.
Proses ini disebut distilasi bertingkat.
Selanjutnya untuk mendapatkan produk akhir
sesuai yang diinginkan, maka sebagian hasil
dari distilasi bertingkat perlu diolah lebih lanjut
melalui proses konversi, pemisahan pengotor
dalam fraksi, dan campuran fraksi.
Komponen minyak mentah Komposisi (%)
Karbon
Hydrogen
Belerang
Nitrogen
Oksigen
Logam (Ni,Cu, As, Fe, V)
Garam ( NaCl, MgCl2,
CaCl2)
84
14
1-3
< 1
< 1
< 1
< 1
164
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Gambar 6. Menara Distalasi. Pipa yang
keluar dari setiap tingkatan menara
menunjukkan level fraksi.
i. Distilasi bertingkat
Dalam proses distilasi bertingkat minyak mentah tidak dipisahkan menjadi
komponen-komponen murni. Melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok-
kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis
komponen hidrokarbon begitu banyak dan isomer hidrokarbon mempunyai titik didih
yang berdekatan. Proses distilasi bertingkat dapat dijelaskan sebagai berikut:
• Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi
sampai suhu 600oC. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian
bawah menara distilasi.
• Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat
(tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung
(bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.
Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin.
Sebagian uap akan mencapai ketinggian dimana uap tersebut akan
terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam
suatu kisaran suhu tertentu disebut fraksi.
• Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan
terkondensasi di bagian bawah
menara distilasi. Sedangkan fraksi
senyawa-senyawa dengan titik didih
rendah terkondensasidi bagian atas menara. Sebagian fraksi dari
menara distilasi selanjutnya dialirkan ke bagian kilang minyak
lainnya untuk proses konversi.
ii. Proses konversi
Proses konversi adalah penyususnan ulang struktur molekul hidrokarbon, yang
bertujuan untuk memperoleh fraksi-fraksi dengan kuantitas dan kualitas sesuai
permintaan pasar. Sebagai contoh untuk memenuhi fraksi bensin yang tinggi, maka
sebagian fraksi rantai panjang perlu diubah/dikonversi menjadi rantai pendek. Demikian
pula sebagian besar fraksi rantai lurus harus dikonversi menjadi rantai
bercabang/asiklik/aromatik dibandingkan rantai lurus.
Beberapa jenis proses konversi dalam kilang minyak adalah:
165
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
• Perengkahan (craking)
Perengkahan adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contohnya
perengkahan fraksi minyak ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, minyak
solar/disel.
• Reforming
Reforming bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai
bercabang/alisiklik/aromatik. Sebagai contoh komponen rantai lurus ( C5 – C6 ) dari fraksi
bensin diubah menjadi senyawa aromatik.
• Alkilasi
Alkilasi adalah masuknya molekul-molekul alkil (R-) menjadi molekul besar. Contohnya
penggabungan molekul propane dan butena menjadi komponen fraksi bensin.
• Coking
Coking adalah proses perengkahan fraksi residu padat menjadi fraksi minyak bakar dan
hidrokarbon intermediate (produk antara). Dalam proses ini, dihasilkan kokas (Coke).
Kokas digunakan dalam industry aluminium sebagai electroda untuk ekstraksi logam Al.
iii. Pemisahan pengotor dalam fraksi
Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang
mengandung S, N, O, air; logam; dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan
cara melewatkan fraksi melalui:
• Menara asam sulfat, yang berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh,
senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.
• Menara absorpsi, yang mengandung agen pengering untuk memisahkan air.
• Scrubber, yang berfungsi untuk memisahkan belerang atau senyawa belerang.
iv. Pencampuran fraksi
Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan.
Sebagai contoh:
� Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatic dan
berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas bermutu.
� Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk
mendapatkan kualitas tertentu.
� Fraksi nafta dengan berbagai kualitas untuk industri petrokimia.
166
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Produk-produk ini siap dipasarkan ke berbagai tempat, seperti pengisian bahan bakar,
industri petrokimia.
D Kegunaan minyak bumi
Kegunaan fraksi-fraksi yang diperoleh dari minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya
seperti titik didih dan viskositas, juga sifat kimianya.
Tabel 2 Kegunaan minyak bumi
Fraksi Jumlah
Atom c
Titik didih
(0C)
Kegunaan
Gas
Bensin (Gasolin)
Nafta
Kerosin
Minyak solar dan
diesel
Minyak pelumas
Lilin
Minyak bakar
Bitumen
C1-C4
C5-C10
C6-C10
C11-C14
C15-C17
C18-C20
>C20
>C20
>C20
<20o
40-180
70-180
180-250
250-300
300-350
>350
>350
>350
Sebagai bahan bakar elpiji (LPG-Liquefied Petroleum Gas) dan
bahan baku untuk sintesis senyawa organik.
Bahan bakar kendaraan bermotor.
Fraksi nafta diperoleh dari fraksi bensin. Nafta digunakan
untuk sintesi senyawa organik lainnya yang digunakan untuk
pembuatan plastik, karet sintetis, deterjen, obat, cat, bahan
pakaian, dan kosmetik.
Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar
kompor parafin.
Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel,
minyak solar untuk kendaraan mesin diesel untuk rotasi
sedang/rendah, disamping sebagai bahan bakar tungku di
industri.
Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan
kekentalannya (viskositas) yang cukup besar.
Sebagi lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus
berlapis lilin, lilin batik, korek api, dan bahan pengkilap, seperti
semir sepatu.
Bahan bakar kapal, industri pemanas (boiler plant), dan
pembangkit listrik.
Materi aspal jalan dan atap bangunan. Aspal juga digunakan
sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik, dan pengedap suara
pada lantai.
Gambar 7.Solar
digunakan sebagai
bahan bakar untuk
kendaraan diesel
Gambar 8. Aspal berupa
padatan pada suhu ruang
sehingga dapat
digunakan untuk melapisi
jalan
Gambar 9.Nafta
digunakan untuk
pembuatan plastik,
karet, deterjen, obat,
cat, bahan pakaian,
dan biokosmetik
Gambar 10.Kerosin
digunakan sebagai bahan
bakar pesawat. Di
Indonesia ada 2 jenis
produk kerosin, yakni
Avgas untuk pesawat
dengan mesin pembakaran
internal dan Avtur untuk
mesin pesawat dengan
167
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
E. Bensin
Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang masih memegang peranan penting
sampai saat ini. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokabon yang memiliki rantai C5-
C10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan.
Lalu, bagaimana sebenarnya penggunaan bensin sebagai bahan bakar?
i. Bensin sebagi bahan bakar kendaraan bermotor
Karena bensin hanya terbakar dalam fasa uap, maka bensin harus diuapkan dalam
karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasikan dari proses
pembakaran bensin diubah menjadi gerak tahapan berikut.
Pembakaran bensin yang diinginkan adalah yang dihasilkan dorongan yang mulus
terhadap penurunan piston. Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah
energi yang ditransfer ke piston mejadi maksimum. Ketepatan waktu pembakaran tergantung
dari jenis rantai hidrokarbon yang selanjutnya akan menentukan kualitas bensin.
Alkana rantai lurus dalam bensin seperti n-heptana, n-oktana, dan n-nonana sangat
mudah terbakar. Hal ini menyebabkan pembakaran terlalu awal sebelum piston mencapai
posisi yang tepat. Akibatnya, timbul bunyi ledakan yang disebut ketukan (knocking).
Pembakaran terlalu awal juga berarti ada sisa komponen bensin yang belum terbakar
sehingga energi yang ditransfer ke piston tidak maksimum.
Alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dalam bensin seperti isooktana tidak terlalu
mudah terbakar. Jadi, lebih sedikit ketukan yang dihasilkan, dan energi yang ditransfer ke
piston lebih besar.
Oleh karena itu,bensin dengan kualitas yang baik harus mengandung lebih banyak alkana
rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan alkana rantai lurus. Kualitas bensin ini
dinyatakan oleh bilangan oktan.
ii. Bilangan Oktan
Bilangan oktan (octane number) merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk
mengatasi ketukan sewaktu terbakar dalam mesin. Nilai bilangan oktan 0 ditetapkan untuk n-
heptana yang mudah terbakar, dan nilai 100 untuk isooktana yang tidak mudah terbakar. Suatu
campuran 30% isooktana akan mempunyai bilangan oktan:
= (30 / 100 X 0) + (70 / 100 X 100)
= 70
Bilangan oktan suatu bensin dapat ditentukan melalui uji pembakaran sampel bensin
untuk memperoleh karakteristik pembakarannya. Karakteristik tersebut kemudian dibandingkan
dengan karakteristik pembakaran dari berbagai campuran n-heptana dan isooktana. Jika ada
168
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Reforming
Katalis, panas
isooktana n-oktana
Tabel 3 Bilangan oktan dari bensin
karakteristik yang sesuai, maka kadar isooktana dalam campuran n-heptana dan isooktana
tersebut digunakan untuk menyatakan nilai bilangan oktan dari bensin yang diuji.
Gambar 11. Menentukan bilangan oktan dari bensin
Fraksi bensin dari menara distilasi umumnya mempunyai bilangan oktan ~70. Untuk
menaikkan nilai bilangan oktan tersebut, ada beberapa hal yang dapat dilakukan:
Mengubah hidrokarbon rantai lurus dalam fraksi bensin menjadi hidrokarbon rantai
bercabang melalui proses reforming. Contohnya mengubah n-oktan menjadi isooktana.
CH3
CH3 – (CH2)4 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – (CH2)4 – CH3
Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam campuran akhir fraksi bensin.
Menambahkan zat aditif anti ketukan ke dalam bensin untuk memperlambat pembakaran
bensin. Dulu digunakan sebagai senyawa (Pb). Oleh karena Pb bersifat racun, maka
penggunaannya sudah dilarang dan diganti dengan senyawa organik, seperti etanol dan
MTBE (Methyl Tertiary Ether).
iii. Jenis Bensin
Ada 3 jenis bensin produksi Petamina, yakni premium, Pertamax,
dan Pertamax Plus. Nilai bilangan oktan ketiga jenis bensin ini
dibeberikan pada tabel 3. Beberapa keunggulan darui Pertamax
dan Pertamax Plus dibandingkan dengan Premium :
Mempunyai bilangan oktan yang tinggi
Produsen mobil lebih memproduksi kendaraan yang
menggunakan kompresi mesin yang tinggi. (Perbandingan kompresi mesin adalah perbandingan
volum silinder sebelum dan sesudah kompresi).Ini dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih
besar dan kendaraan dapat melaju dengan kecepatan tinggi. Mesin itu membutuhkan bensin
dengan bilangan oktan yang tinggi.
Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga
Jenis Bensin Bilangan
oktan
Premium
Pertamax
Pertamax Plus
80-88
91-92
95
Uji pembakaran
sampel bensin
Diperoleh
karakteristik
pembakaran
bensin
Karekteristik pembakaran
bensin lalu dibandingkan
dengan karakteristik
pembakaran berbagai
campuran n-heptana dan
isooktana untuk
mendaptkan karakteristik
yang setara
Kadar isooktana dalam
campuran n-heptana dan
isooktana tersebut digunakan
untuk menyatakan nilai
bilangan iktan bensin yang
diuji
169
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Gambar 12. Pencemaran udara oleh kendaraan
bermotor.
Pertamax dan Pertamax Plus memiliki stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung
aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kinerja
mesin bertambah baik.
Bersifat ramah lingkungan
Pertamax dan Pertamax Plus tidak mengandung Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang
semakin sempurna dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.
Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan
Pertamax dan Pertamax Plus mengandung zat aditif sehingga praktis dan tepat takarannya.
Zat aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.
Jenis Aditif Keterangan
Antiketukan
Antioksidan
Pewarna
Antikorosi
Deterjen karburator
Antikerak PFI (Port fuel
Injection)
Untk memperlambat pembakaran bahan bakar. Dulu digunakan senyawa Pb seperti TEL (Tetra
Ethyl Lead) dan MTBE (Methyl Tetuary Butyl Eter). Oleh karena Pb bersifat racun, maka
penggunaannya sudah diganti dengan senyawa organik seperti etanol.
Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat menyumbat saringan dan saluran bensin.
Bansin banyak mengandung senyawa olefin yang disebut gum. Jadi, bensin perlu ditambahkan
antioksidan, seperti alkil fenol.
Untuk membedakan berbagai jenis bensin. Contohnya pewarna kuning untuk bensin premium.
Pewarna tidak mempengaruhi kualitas bensin.
Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan dengan bensin, seperti logam tangki dan
saluran bensin. Contoh antikorosi adalah asam karboksilat.
Untuk mencegah/membersihkan kerakk dalam karburator.
Endapan kerak berasal dari partikel padat/asap pembakaran dan gum. Adanya kerak dapat
menurunkan kinerja mesin sehingga kendaraan boros bahan bakar dan mesin cenderung tersendat.
Deterjen karburator mengandung berbagao senyawa, seperti amina dan amida.
Untuk membersihkan kerak pada sistem PFI (Port Fuel Injection) kendaraan. Kerak dapat
menghambat pengambilan bensin sehingga kendaraan sulit dinyalakan dan kurang tenaga.
Pembentukan kerak berawal sewaktu mesin dimatikan. Panas yang menyebabkan penguapan sisa
bahan bakar, yang meninggalkan senyawa berat seperti olefin. Olefin bereaksi dengan oksigen
membentuk kerak gum. Contoh antikerak PFI adalah dispersan polimer yang mengandung
senyawa, seperti polibuterna amina dan polieter amina.
F. Apakah Dampak Penggunaan Minyak Bumi?
Sebagian besar minyak bumi digunakan sebagai
bahan bakar. Tidak heran jika sampak tersebar
penggunaan minyak bumi juga berasal dari pembakaran
bahan bakar minyak. Mengapa pengguanaan minyak
bumi menimbulkan dampak? Apakah dampak dari
penggunaan minyak bumi sebagai bahan bakar?
Kendaraan bermotor menggunakan bahan bakar
sebagai sumber energi agar dapat bergerak. Ada dua
jenis pembakaran bahan bakar, yaitu pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna.
Pada pembakaran sempurna, seluruh senyawa hidrokarbon habis bereaksi, sehingga akan
dihasilkan CO2,H2O, dan N2. Secara umum, gas-gas tersebut tidak akan membahayakan
kesehatan. Sementara itu, pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan gas karbon monoksida
Tabel 4. Beberapa aditif dalam bensin.
170
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Gambar 13. Cerobong asap
(CO), hidrokarbon atau volatile organic compounds (VCO), dan oksida nitrogen. Senyawa
hidrokarbon dapat bereaksi dengan oksida nitrogen membentuk ozon. Gas-gas tersebut
menimbulkan pencemaran udara.
Pencemaran udara juga disebabkan oleh zat-zat kimia lain, seperti partikulat, logam
timbel (Pb) dan oksida sulfur. Logam timbal berasal dari bensin yang mengandung sulfur. Jadi,
dapat disimpulkan bahwa yang termasuk zat pencemar udara adalah pertikulasi, gas CO, oksida
nitrogen, oksida sulfur, ozon, dan logam timbal. Apakah bahaya zat pencemar tersebut terhadap
kesehatan?
Dampak Pencemaran Terhadap Lingkungan
Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia, tata kehidupan,
pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam jangkauan pencemaran. Gejala pencemaran
dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan
pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu sampai dengan setahun
sedangkan pencemaran dalam jangka panjang terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih.
Gejala pencemaran yang terjadi dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat
sumber pencemaran kemudian mengendalikannya. Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat
pada komponen lingkungan yang terkena pencemaran. Berbeda halnya dengan pencemaran yang
terjadi dalam waktu yang cukup lama. Bahan pencemar sedikit demi sedikit berakumulasi.
Dampak pencemaran semula tidak begitu kelihatan, tetapi setelah menjalani waktu yang
relatif panjang dampak pencemaran kelihatan nyata dengan berbagai akibat yang ditimbulkan.
Unsur-unsur lingkungan, mengalami perubahan kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup
cukup subur menjadi gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu yang
semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian menjadi langka, karena mati atau
mencari tempat lain. Kondisi kesehatan manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul
penyakit baru yang sebelumnya tidak ada.Kondisi air, mikroorganisme, unsur hara dan nilai
estetika mengalami perubahan yang cukup menyedihkan.
Bahan pencemar yang terdapat dalam limbah industri ternyata telah memberikan dampak
serius mengancam satu atau lebih unsur lingkungan: Jangkauan pencemar dalam jangka pendek
maupun panjang tergantung pada sifat limbah,jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya
limbah berperan.
1. Dampak Pencemaran Udara oleh Belerang Oksida
(SOx)
Gas belerang oksida atau sering ditulis dengan SOx terdiri atas
gas SO2 dan gas SO3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda.
Gas SO2 berbau tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan
gas SO3 bersifat sangat reaktif. Gas SO3 mudah bereaksi
dengan uap air yang ada diudara untuk membentuk asam
171
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
sulfat atau H2SO4. Asam sulfat ini sangat reaktif, mudah bereaksi (memakan) benda-benda lain
yang mengakibatkan kerusakan, seperti proses perkaratan (korosi) dan proses kimiawi lainnya.
SOx mempunyai ciri bau yang tajam, bersifat korosif (penyebab karat), beracun karena selalu
mengikat oksigen untuk mencapai kestabilan phasa gasnya. SOx menimbulkan gangguan sitem
pernafasan, jika kadar 400-500 ppm akan sangat berbahaya, 8-12 ppm menimbulkan iritasi mata,
3-5 ppm menimbulkan bau.
Konsentrasi gas SO2 diudara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium baunya)
manakala kensentrasinya berkisar antara 0,3 – 1 ppm. Jadi dalam hal ini yang dominan adalah
gas SO2. Namun demikian, gas tersebut akan bertemu dengan oksigen yang ada diudara dan
kemudian membentuk gas SO3 melalui reaksi berikut :
2SO2 + O2 (udara) → 2SO3
Pemakaian batu bara sebagai bahan bakar pada beberapa kegiatan industri seperti yang
terjadi di negara Eropa Barat dan Amerika, menyebabkan kadar gas SOx diudara meningkat.
Reaksi antara gas SOx dengan uap air yang terdapat di udara akan membentuk asam sulfat
maupun asam sulfit. Apabila asam sulfat dan asam sulfit turun ke bumi bersama-sama dengan
jatuhnya hujan, terjadilah apa yang dikenal denagn Acid Rain atau hujan asam. Hujan asam
sangat merugikan karena dapat merusak tanaman maupun kesuburan tanah. Pada beberapa
negara industri, hujan asam sudah banyak menjadi persoalan yang sangat serius karena sifatnya
yang merusak. Hutan yang gundul akibat jatuhnya hujan asam akan mengakibatkan lingkungan
semakin parah.
Pencemaran SOx diudara terutama berasal dari pemakaian baru bara yang digunakan
pada kegiatan industri, transportasi, dan lain sebagainya. Belerang dalam batu bara berupa
mineral besi peritis atau FeS2 dan dapat pula berbentuk mineral logam sulfida lainnya seperti
PbS, HgS, ZnS, CuFeS2 dan Cu2S. Dalam proses industri besi dan baja (tanur logam) banyak
dihasilkan SOx karena mineral-mineral logam banyak terikat dalam bentuk sulfida. Pada proses
peleburan sulfida logam diubah menjadi oksida logam. Proses ini juga sekaligus menghilangkan
belerang dari kandungan logam karena belerang merupakan pengotor logam. Pada suhu tinggi
sulfida logam mudah dioksida menjadi oksida logam melalui reaksi berikut :
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2
Selain tergantung dari pemecahan batu bara yang dipakai sebagai bahan bakar, penyebaran gas
SOx, ke lingkungan juga tergnatung drai keadaan meteorologi dan geografi setempat.
Kelembaban udara juga mempengaruhi kecepatan perubahan SOx menjadi asam sulfat maupun
asam sulfit yang akan berkumpul bersama awan yang akhirnya akan jatuh sebagai hujan asam.
Hujan asam inilah yang menyebabkan kerusakan hutan di Eropa (terutama di Jerman) karena
banyak industri peleburan besi dan baja yang melibatkan pemakaian batu bara maupun minyak
bumi di negeri itu. Meskipun sumber alami (gunung berapi atau panas bumi) mungkin hadir pada
172
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
beberapa tempat, sumber antropogenik, pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung sulfur,
mendominasi daerah perkotaan.
• Sumber pokok (pembangkit tenaga listrik, pabrik pembakaran, pertambangan dan
pengolahan logam)
• Sumber daerah (pemanasan domestik dan distrik)
• Sumber bergerak (mesin diesel)
Sering menunjukkan perbedaan daerah dan musim yang signifikan, bergantung pada
sumber dominan dan distribusi ruang, cuaca dan pola penyebaran. Pada konsentrasi tinggi,
dimana berlangsung untuk beberapa hari selama musim dingin, bulan musim dingin yang stabil
ketika penyebaran terbatas, masih terjadi pada banyak bagian dunia dimana batu bara digunakan
untuk tempat pemanasan. Sumber daerah biasanya mendominasi pada beberapa peristiwa, hasil
pada pola homogen konsentrasi dan paparan/pembukaan.
Sebagian besar pencemaran udara oleh gas belerang oksida (SOx) berasal dari
pembakaran bahan bakar fosil, terutama batu bara. Adanya uap air dalam udara akan
mengakibatkan terjadinya reaksi pembentukan asam sulfat maupun asam sulfat. Reaksinya ialah
sebagai berikut:
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
Apabila asam sulfat maupun asam sulfit tersebut ikut berkondensasi di udara dan
kemudian jatuh bersama-sama air hujan sehingga pencemaran berupa hujan asam tidak dapat
dihindari lagi. Hujan asam ini dapat merusak tanaman, terkecuali tanaman hutan. Kerusakan
hutan ini akan mengakibatkan terjadinya pengikisan lapisan tanah yang subur. Walaupun
konsentrasi gas SOx yang terdispersi ke lingkungan itu berkadar rendah, namun bila waktu
kontak terhadap tanaman cukup lama maka kerusakan tanaman dapat saja terjadi. Konsentrasi
sekitar 0,5 ppm sudah dapat merusakan tanaman, terlebih lagi bila konsentrasi SOx di udara
lingkungan dapat dilihat dari timbulnya bintik-bintik pada permukaan daun. Kalau waktu
paparan lama, maka daun itu akan gugur. Hal ini akan mengakibatkan produktivitas tanaman
menurun.
Udara yang telah tercemar SOx menyebabkan manusia akan mengalami gangguan pada
sistem pernapasan. Hal ini karena gas SOx yang mudah menjadi asam tersebut menyerang
selaput lendir pada hidung, tenggorokan dan saluran napas yang lain sampai ke paru-paru.
Serangan gas SOx tersebut menyebabkan iritasi pada bagian tubuh yang terkena.
Lapisan SO2 dan bahaya bagi kesehatan
SO2 mempunyai pengaruh yang kuat terhadap kesehatan yang akut dan kronis. dalam
bentuk gas, SO2 dapat mengiritasi sistem pernapasan; pada paparan yang tinggi (waktu singkat)
mempengaruhi fungsi paru-paru.
173
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
SO2 merupakan produk sampingan pembuatan H2SO4 yang mempengaruhi sistem
pernapasan. Senyawanya, terdiri dari garam ammonium polinuklir atau organosulfat,
mempengaruhi kerja alveoli dan sebagai bahan kimia yang larut, mereka melewati membran
selaput lendir pada sistem pernapasan pada makhluk hidup.
Secara umum, senyawa-senyawa belerang dalam jumlah cukup besar masuk ke atmosfer
melalui aktivitas manusia sekitar 100 juta metric ton belerang setiap tahunnya, terutama sebagai
SO2 dari pembakaran batu bara dan gas buangan pembakaran bensin. Jumlah yang cukup besar
dari senyawa belerang juga dihasilkan oleh kegiatan gunung berapi dalam bentuk H2S, proses
perombakan bahan organik, dan reduksi sulfat secara biologis. Jumlah yang dihasilkan oleh
proses biologis ini dapat mencapai lebih 1 juta metric ton H2S per tahun.
Sebagian dari H2S yang mencapai atmosfer secara cepat diubah menjadi SO2 melaui reaksi :
H2S + 3/2 O2 → SO2 + H2O
reaksi bermula dari pelepasan ion hidrogen oleh radikal hidroksil ,
H2S + HO- →
HS- + H2O
yang kemudian dilanjutkan dengan reaksi berikut ini menghasilkan SO2
HS- + O2 → HO
- + SO
SO + O2 → SO2 + O
Hampir setengah dari belerang yang terkandung dalam batu bara dalam bentuk pyrit, FeS2, dan
setengah lagi dalam bentuk organobelerang. Sulfur dioksida yang dihasilkan oleh perubahan
pyrit melalui reaksi sebagai berikut :
4FeS2 + 11O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
Pada dasarnya, semua sulfur yang memasuki atmosfer dirubah dalam bentuk SO2 dan hanya 1%
saja sebagai SO2.
Walaupun SO2 yang dihasilkan oleh aktivitas manusia hanya merupakan bagian kecil dari SO2
yang ada diatmosfer, tetapi pengaruhnya sangat serius karena SO2 langsung dapat meracuni
makhluk hidup disekitarnya. SO2 yang ada diatmosfer menyebabkan iritasi saluran pernapasan.
Orang yang mempunyai pernapasan lemah sangat peka terhadap kandungan SO2 yang tinggi
diatmosfer. Pada konsentrasi 500 ppm, SO2 dapat menyebabkan kematian pada manusia.
Pencemaran yang cukup tinggi oleh SO2 telah menimbulkan malapetaka yang cukup
serius. Seperti yang terjadi di lembah Nerse Belgia pada 1930, tingkat kandungan SO2 diudara
mencapai 38 ppm dan menyebabkan toksisitas akut. Selama periode ini menyebabkan kematian
60 orang dan sejumlah ternak sapi.
174
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Sulfur dioksida juga berbahaya bagi tanaman. Adanya gas ini pada konsentrasi tinggi dapat
membunuh jaringan pada daun. pinggiran daun dan daerah diantara tulang-tulang daun rusak.
Secara kronis SO2 menyebabkan terjadinya khlorosis. Kerusakan tanaman iniakan diperparah
dengan kenaikan kelembaban udara. SO2 diudara akan berubah menjadi asam sulfat. Oleh karena
itu, di daerah dengan adanya pencemaran oleh SO2 yang cukup tinggi, tanaman akan rusak oleh
aerosol asam sulfat.
Kerusakan juga dialami oleh bangunan yang bahan-bahannya seperti batu kapur, batu pualam,
dolomit akan dirusak oleh SO2 dari udara. Efek dari kerusakan ini akan tampak pada
penampilannya, integritas struktur, dan umur dari gedung tersebut.
1) Dampak Partikulasi
Pertikulat atau particulate matter (PM) merupakan zat pencemar padat maupun cair yang
terdispersi di udara. Partikulasi itu dapat berupa debu, abu, jelega, asap, uap, kabut, atau aerosol.
Salah satu zat pencemar yang biasa berada dalam bentuk pertikulat adalah sulfur, yang
terkandung dalam bahan bakar solar. Sulfur dalam bentuk pertikulat dapat memengaruhi
kesehatan masyarakat melalui proses pembengkakan membrane mukosa karena iritasi sehingga
menghambat aliran udara pada saluran pernapasan. Kondisi tersebut akan menjadi lebih peka
terhadap penderita penyakit jantung dan paru-paru maupun para lanjut usia.
2) Dampak CO
Gas CO dihasilkan dari pembakran bahan bakar yang tidak sempurna. Salah satu
penyebab pembakaran tidak sempurna adalah kurangnya jumlah oksigen. Hal itu dapat
disebabkan saringan udara yang tersumbat, dapat juga karena karburator kotor dan setelannya
yang tidak tepat. Asap kendaraan merupakan sumber utama bagi karbon monoksida di berbagai
perkotaan. Data mengungkapkan bahwa 60% pencemaran udara di kota-kota besar disebabkan
transportasi umum. Karbon monoksida bersifat racun, mengakibatkan turunnya berat janin bayi,
meningkatkan jumlah kematian bayi, serta menimbulkan kerusakan otak.
3) Dampak Logam Timbal
TEL dapat meningkatkan bilangan oktan, akan tetapi penggunaan TEL dalam bensin
ternyata menimbulkan dampak negatif. Bensin yang dicampur dengan TEL akan menghasilkan
gas buang yang tentu saja mengandung logam timbal. Logam timbal memasuki tubuh melalui
saluran pernapasan, mulut, dan juga kulit. Pb yang masuk ke tubuh kita sebagian besar
terakumulasi dalam tulang, sebelum akhirnya masuk ke peredaran darah. Logam timbel dikenal
sebagai neurotoksin (racun penyerang saraf). Jika telah masuk ke dalam tubuh manusia,
kemungkinan besar tidak dapat dikeluarkan melalui metabolism tubuh.
Menurut hasil penelitian, logam berat tersebut dapat menurunkan kecerdasan,
menghambat pertumbuhan, mengurangi kemampuan untuk mendengar dan memahami bahasa,
dan menghilangkan konsentrasi pada anak. Tidak hanya itu, logam timbal juga dapat
175
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
menurunkan kesuburan pria dan perempuan dewasa. Logam timbal yang masuk ke dalam
tenggorokan atau paru-paru akan menyebabkan iritasi. Jika sudah sampai di ginjal akan
mengganggu fungsi ginjal. Efek jangka panjang rimbal dapat menimbulkan kanker, kegagalan
fungsi organ tubuh, hingga beragam penyakit-penyakit yang tadinya tidak diketahui.
Besar kecilnya efek timbal bergantung pada kadar dan lamanya seseorang terkena racun
Pb. Selain itu, efek timbel juga bergantung pada umur seseorang. Semakin muda umur
seseorang, semakin serius efeknya. Tidak heran jika sebagian besar korban timbal adalah anak-
anak. Tujuh dari 10 bayi yang baru lahir di Meksiko memiliki kadar timbal dalam darah lebih
tinggi daripada standar yang telah mencapai di atas 2 miligram per meter kubik dan 30 persen
anak-anak usia sekolah memiliki kadar timbal di dalam darah yang melewati ambang batas.
4) Dampak Ozon
Ozon merupakan gas yang sangat beracun dan berbau tengit. Ozon terbentuk ketika
percikan listrik melintas dalam oksigen. Adanya ozon dapat dideteksi melalui bau (aroma) yang
ditimbulkan oleh mesin-mesin bertenaga listrik. Secara kimiawi, ozon lebih aktif dibandingkan
oksigen biasa dan juga merupakan zat pengoksidasi yang lebih baik. Biasanya, ozon digunakan
dalam proses pemurnian (purifikasi) air, sterilisasi udara, dan pemutihan jenis makanan tertentu.
Di atmosfir, terjadinya ozon berasal dari nitrogen oksida dan gas organik yang dihasilkan oleh
emisi kendaraan maupun industri. Disamping dapat menimbulkan kerusakan serius pada
tanaman, ozon berbahaya bagi kesehatan, terutama penyakit pernapasan, seperti bronkitis dan
asma.
Pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat yang
dapat mengakibatkan pencemaran udara.
Tabel 4. Beberapa zat pencernaan akibat pembakaran bensin pada kendaraan bermotor.
Zat
pencemaran
Sumber Dambak tehadap lingkungan
CO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kaca
CO Pembakaran bahan bakar
yang tidak sempurna
Bersifat rancun dan dapat menyebabkan
kematian jika konsentrasi CO di udara
mencapai 0,1%
NOX
(NO,NO2)
Pembakaran bahan bakar
pada suhu tinggi dimana
nitrogen dalam udara ikut
teroksidasi
Hujan asam dan smog fotokimia
Pb Penggunaan bensin yang
mengandung aditif
senyawa timbal
Timbal bersifat racun
176
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Gambar 15. Pohon kelapa
Gambar 14. Pohon tebuh
2. Cara Mengatasi Dampak Dari Penggunaan Produk Minyak Bumi
Pencegahan pencemaran udara akibat penggunaan bahan bakar dapat dilakukan dengan
berbagai cara. Prinsipnya adalah bagaimana agar zat-zat pencemaran yang dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar dikurangi dan dihilangkan. Barikut beberapa upaya yang telah
dilakukan para ahli.
a. Memproduksi Bensin Bebas Timbal
TEL ditambahkan pada bensin untuk meningkatkan kualitasnya. Namun demikian,
dengan diketahuinya dampak logam timbal terhadap kesehatan, membuat penggunaan timbel
dalam bensin dipertanyakan. Pada ilmuawan mulai mencari pengganti TEL, diantaranya methy-
tertiary-butylether (MTBE). Bahan kimia tersebut mempunyai fungsi yang sama dengan TEL.
namun, MTBE juga mempunyai sifat yang mirip dengan minyak sehingga tidak larut dalam air.
Dapat dibayangkan jika MTBE bocor dan cairannya merembes ke dalam tanah atau masuk ke
perairan. Jika itu terjadi, pencemaran air dan tanah tidak dapat terlakan. Hal yang paling
dikhawatirkan, hasil penelitian para ilmuan menunjukkan bahwa MTBE diduga bersifat
karsinogenik.
Pemerintah RI telah mencanangkan program indonesia bebas timbal. Untuk
menyukseskan program tersebut, Pertamina memodifikasi kilang minyak sehingga dapat
menghasilkan bensin bebas timbal. Kilang minyak itu mempunyai alat reformer yang dapat
menghasilkan HOMC (Hifh Octane Motorgas Component).
b. Memproduksi Bioetanol sebagai Pengganti Bensin
Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dari tumbuhan, misalnya air tebu yang biasanya
digunakan untuk memproduksi gula. Bioetanol itu dapat
digunakan sebagai bahan bakar kendaraan, baik murni
maupun dicampur dengan bensin. Bensin yang dicampur
alcohol dikenal sebagai gasohol. Campuran yang
digunakan, misalnya E85 (85% bensin, 15% alcohol) dan
E80 (80% bensin, 20% alkohol).
Pembakaran bioetanol menciptakan CO2 bersih
kelingkungan karena zat yang sama akan diperlukan
untuk pertumbuhan sebagai bahan baku bioetanol.
c. Memproduksi Bioetanol sebagai Pengganti Solar
Bahan bakar biodiesel berasal dari tumbuhan atau dari hewan
yang direaksikan dengan metanol (proses transesterifikasi)
177
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Gambar 16. Mobil listrik
sehingga diperoleh minyak metal ester (ME) yang sering disebut dengan biodiesel. Ada lebih
dari 40 jenis minyak nabati yang potensial sebagai bahan baku biodiesel di Indonesia, di
antaranya minyak jarak pagar, minyak kelapa, minyak kedelai, dan minyak kapuk.
Biodiesel sangat mudah digunakan dan dapat langsung dimasukkan ke dalam mesin
diesel tanpa perlu memodifikasi mesin. Selain itu, dapat dicampur dengan solar untuk
menghasilkan campuran biodiesel yang ber-oktan lebih tinggi. Solar yang dicampur biodiesel
memberikan angka oktan yang lebih tinggi hingga 64. Sebagai perbandingan, solar biasa
memberikan angka oktan 48, sedangkan pertamina DEX (diesel environment extra) 53. Semakin
tinggi angka setana semakin aman emisi gas buangnya. Selain itu, biodiesel juga berfungsi
sebgai pelumas sekaligus membersihkan injector, serta dapat mengurangi emisi karbon dioksida,
partikulat berbahaya, dan sulfur oksida. Biodesel terbukti ramah lingkungan karena tidak
mengandung sulfur sehingga pencemaran udara dapat dihindari.
d. Mengembangkan Mobil Listrik
Mobil listrik adalah mobil yang menggunakan listrik
sebagai sumber tenaganya. Mobil itu di Indonesia
dikembangkan oleh LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia), dengan merek Marlip (Marmut Listrik LIPI).
Marlip secara mekanis digerakkan listrik. Artinya, rangkaian
mekanis dari motor tersebut hanya dapat difungsikan jika
dialiri arus listrik, AC maupun DC, bergantung dari jenis
motor yang digunakan. Dalam setiap unit motor juga terdapat komponen penyimpanan energi
yang menyerupai sebuah baterai atau aki. Komponen itu diperlukan agar kendaraan dapat
dijalankan hingga jarak tertentu dari sumber listriknya. Sumber tenaga aki 200Ah/12V yang
digunakan sebanyak 3 buah. Untuk perjalanan non-stop selama 8 jam, membutuhkan pengisian
ulang selama 8 jam pula. Mobil itu dapat menempuh kecepatan rata-rata 40 km/jam. Mobil
Marlip digunakan sebagai kereta pasien, mobil golf, kendaraan patrol polisi, dan kendaraan
perumahan untuk 2 penumpang. Karena tidak menggunakan bahan bakar minyak, Marlip tidak
menimbulkan pencemaran udara.
e. Mengembangkan Mobil Hibrida
Energi yang digunakan untuk menggerakkan mobil hibrida berasal dari gabungan mesin
pembakaran internal (sumber energi BBM) dan listrik (sumber energi baterai). Dengan
penggunaan energi gabungan tersebut, penggunaan BBM menjadi relatif lebih hemat. Beterai
dapat diisi ulang (recharge) pada saat kendaraan berhenti. Kelebihannya lainnya, emisi keluaran
mesin pembakaran internal digunakan untuk menggerakkan generator menghasilkan listrik yang
kemudian disimpan dalam beterai. Jadi, selain lebih hemat dalam mengonsumsi bahan bakar
minyak, mobil hibrida lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan mobil konvensional.
178
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Langkah-langkah mengatasi dampak dari pembakaran bensin:
Produksi bensin yang ramah lingkungan, seperti tanpa
aditif Pb.
Penggunaan EFI (Electronic Fuel Injection) pada sistem
bahan bakar.
Penggunaan konverter katalitik pada sistem buangan
kendaraan
Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.
Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui
dan yang lebih ramah lingkungan, seperti tenaga surya dan
sel bahan bakar (fuel cell).
Industri petrokimia
Selain sebagai bahan bakar, sebagian fraksi yang
berasal dari minyak bumi digunakan sebagai bahan baku
di industri kimia. Jenis dari minyak bumi yang penting
adalah fraksi gas dan fraksi nafta. Industri kimia yang
menggunakan fraksi dari minyak bumi (dan gas alam)
disebut industro petrokimia. Berikut adalah skema
pengolahan fraksi gas dan nafta menjadi intermediat
(produk antara) untuk menghasilkan berbagai produk kebutuhan sehari-hari.
Gas Alam
Gas alam sebagian besar terdiri dari alkana rantai pendek (C1 – C4) dnegan metana (CH4)
sebagai komponen utamanya. Untuk jelasnya simak tabel 15. Gas alam mudah terbakar dan
dapat melepas energi yang sangat besar. Tidak seperti minyak bumi dan batu bara, pembakaran
gas alam murni lebih efisien dan melepas lebih sedikit polutan ke lingkungan. Oleh karena itu,
gas alam terutama banyak digunakan sebagai bahan baku di industri.
Pendistribusian gas alam di beberapa negara seperti Rusia, Eropa, dan Amerka Utara
menggunakan jalur pipa. Akan tetapi, untuk tujuan penyimpanan dan distribusi ke lokasi
terpencil/jauh, gas alam terlebih dahulu dicairkan menjadi LNG (Liquifeld Natural Gas). Hal ini
dilakukan dengan terlebih dahulu memisahkan pengotor yang dapat beku seperti air, CO2,
belerang, dan sebagian hidrokarbon. (Propana dan brutana dalam gas alam dapat dipisahkan
melalui kompresi dan pendinginan agar keduanya mencair). Sisa gas alam yang sebagian besar
adalah CH4 lalu didinginkan sampai suhu -162oC pada tekanan atmosfer agar mencair sehingga
Komponen gas
alam
Komposisi
(%)
CH4
C2H6, C3H8,C4H10
CO2
O2
N2
H2S
Gas mulia
(Ar, He, Ne, Xe)
70-90%
0-20%
0-8%
0-0,2%
0-5%
0-5%
Sangat sedikit
Tabel 15. Komponen utama gas alam dan
komposisinya.
Gambar 17. Asap kealpot mengandung
berbagai macam zat pencemaran
179
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
volumenya berkurang drastis, 600 kali lebih kecil. Selanjutnya, LNG disalurkan melalui kapal
(jalur air) atau truk khusus (jalur darat).
Pada bulan desember 1930, di Belgia tepatnya di lembah Meuse, diliputi oleh kabut yang
tebal karena asap dari pembakaran batu bara yang keluar dari. cerobong- cerobong asap pabrik
dan rumah penduduk. Kerban meninggal 63 orang. Begitu pula halnya di kota Londen, pada
tanggal 3 Desember 1953 terjadi kabut tebal sehingga timbul masalah pencemaran lingkungan.
Bagaimana halnya di Indonesia? Masalah lingkungan hidup dewasa ini makin
memerlukan perhatian kita semua.Dulu, di Indonesia Presiden mempunyai menteri yang
tugasnya mengurusi lingkungan hidup, yaitu Menteri Pengawasan Pembangunan dan
Lingkungan Hidup ( PPLH ).sekarang.
Untuk mengatasi berbagai dampak negatif yang ditimbulkan oleh industri kimia serta
berbagai produknya, telah dikembangkan suatu cabang baru dalam ilmu kimia yaitu kimia
lingkungan. Ilmu ini khusus mempelajari hubungan serta dampak negatif industri dari produk
kimia terhadap lingkungan serta cara mengatasi masalah-masalah yang ditimbulkan.
Pencemaran adalah keadaan suatu lingkungan udara, air, dan tanah yang
kemasukan zat-zat pencemar (polutan) sehingga terjadi suatu perubahan yang menyebabkan
lingkungan itu tidak dapat digunakan lagi sesuai dengan fungsinya semula. Dalam uraian berikut
akan kita bahas masalah – masalah polusi (pencemaran) yang ditimbulkan industri dan
produknya terhadap udara, air, dan tanah.Pada bulan desember 1930, di Belgia tepatnya di
lembah Meuse, diliputi oleh kabut yang tebal karena asap dari pembakaran batu bara yang keluar
dari. cerobong- cerobong asap pabrik dan rumah penduduk. Korban meninggal 63 oran. Begitu
pula halnya di kota London, pada tanggal 3 Desember 1953 terjadi kabut tebal sehingga timbul
masalah pencemaran lingkungan.
Bagaimana halnya di Indonesia?. Masalah lingkungan hidup dewasa ini makin
memerlukan perhatian kita semua.Dulu, di Indonesia Presiden mempunyai menteri yang
tugasnya mengurusi lingkungan hidup, yaitu Menteri Pengawasan Pembangunan dan
Lingkungan Hidup (PPLH).
Untuk mengatasi berbagai dampak negatif yang ditimbulkan oleh industri kimia serta
berbagai produknya, telah dikembangkan suatu cabang baru dalam ilmu kimia yaitu kimia
lingkungan. Ilmu ini khusus mempelajari hubungan serta dampak negatif industri dari produk
kimia terhadap lingkungan serta cara mengatasi masalah-masalah yang ditimbulkan.
Pencemaran udara disebabkan oleh terdapatnya zat kimia di dalam lingkungan di
atas ambang batas yang ditentukan.
Di dalam prinsip dasar ekologi, pencemaran dikategorikan sebagai sumber alam yang
konsentrasinya jauh melebihi tingkat optimum. Alam mempunyai batas kemampuan untuk
180
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
mengadakan pemilihan-pemilihan terhadap pencemaran, tetapi seringkali usaha-usaha pemilihan
secara alamiah tidak mengimbangi pencemaran yang terjadi. Udara yang bersih adalah udara
yang mempunyai komposisi campuran gas-gas, seperti pada tabel 6 di bawah ini.
Tabel 6. Komposisi campuran gas
No Komposisi Rumus Konsentrasi
(%) (ppm)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Nitrogen
Oksigen
Argon
Karbon dioksida
Neon
Helium
Metana
Dinitrogen oksida
Hydrogen
Xenon
Nitrogen dioksida
N2
O2
Ar
CO2
Ne
He
CH4
N2O
H2
Xe
NO2
78,09
20,94
0,93
3,15.10-2
1,8.10-3
5,2.10-4
1,5.10-4
5.10-5
5.10-5
8.10-6
2.10-6
780.900
209.400
9.300
315
18
5,2
1,5
0,5
0,5
0,08
0,02
Catatan : ppm = parts per million (bagian per sejuta)
1% = 10.000 ppm
Udara dikatakan tercemar jika komposisi udara bersih berubah. Hal ini disebabkan oleh
adanya zat asing yang memasuki udara karena kegiatan manusia yang berkaitan dengan
pertumbuhan jumlah penduduk dunia dan meningkatnya kegiatan industri, atau meningkatnya
konsentrasi salah satu atau beberapa zat yang terkandung di dalam udara bersih. Nilai batas
ambang zat pencemar udara sebagai berikut : Tabel 7. Nilai ambang batas pencemar udara.
181
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
No Polutan Keterangan
1.
2.
3.
4.
5.
Debu
Belerang dioksida (SO2)
Karbon monoksida (CO)
Oksida nitrogen
Hidrokarbon
Rata-rata tekanan = 260 gr/m3
Maksimum 24 jam = 260 gr/m3
Rata-rata tekanan = 0,03 ppm
Rata-rata selama 24 jam = 0,14 ppm
Maksimum 8 jam = 9 ppm
Maksimum 1 jam = 35 ppm
Rata-rata tekanan = 0,05 ppm
Maksimum 3 jam = 0,24 ppm
Secara garis besar, sumber-sumber terjadinya pencemaran udara
disebabkan oleh :
Kerusakan lingkungan
Berdasarkan faktor penyebabnya, bentuk kerusakan lingkungan
hidup dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
1) Bentuk Kerusakan Lingkungan Hidup Akibat Peristiwa Alam
Berbagai bentuk bencana alam yang akhir-akhir ini banyak
melanda Indonesia telah menimbulkan dampak,yaitu rusaknya
lingkungan hidup. Dahsyatnya gelombang tsunami yang
memporakporandakan bumi Serambi Mekah dan Nias, serta gempa
5 skala Ritcher yang meratakan kawasan DIY dan sekitarnya,
merupakan contoh fenomena alam yang dalam sekejap mampu
merubah bentuk muka bumi.
Peristiwa alam lainnya yang berdampak pada
kerusakan lingkungan hidup antara lain:
a. Letusan gunung berapi
Letusan gunung berapi terjadi karena aktivitas magma di
perut bumi yang menimbulkan tekanan kuat keluar
melalui puncak gunung berapi.
Aktivitas Mandiri
Agar lebih mengenal lingkungan sekitar kalian, deskripsikan bagaimana kondisi lingkungan tempat tinggal kalian. Bagaimanakah menurut kalian, dari segi apakah kenyamanan suatu tempat tinggal ditentukan? Presentasikan pendapat kalian dalam diskusi kelas.
Gambar 18. Gunung merapi
182
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Bahaya yang ditimbulkan oleh letusan gunung berapi antara lain berupa:
1) Hujan abu vulkanik, menyebabkan gangguan
pernafasan.
2) Lava panas, merusak, dan mematikan apa pun
yang dilalui.
3) Awan panas, dapat mematikan makhluk hidup yang
dilalui.
4) Gas yang mengandung racun.
5) Material padat (batuan, kerikil, pasir), dapat menimpa
perumahan, dan lain-lain.
b. Gempa bumi
Gempa bumi adalah getaran kulit bumi yang bisa disebabkan karena beberapa hal, di
antaranya kegiatan magma (aktivitas gunung berapi), terjadinya tanah turun, maupun karena
gerakan lempeng di dasar samudra. Manusia dapat mengukur berapa intensitas gempa, namun
manusia sama sekali tidak dapat memprediksikan kapan terjadinya gempa. Oleh karena itu,
bahaya yang ditimbulkan oleh gempa lebih dahsyat dibandingkan dengan letusan gunung
berapi. Pada saat gempa berlangsung terjadi beberapa peristiwa sebagai akibat langsung
maupun tidak langsung antaranya:
(1) Berbagai bangunan roboh.
(2) Tanah di permukaan bumi merekah, jalan menjadi putus.
(3) Tanah longsor akibat guncangan.
(4) Terjadi banjir, akibat rusaknya tanggul.
(5) Gempa yang terjadi di dasar laut dapat menyebabkan tsunami (gelombang pasang).
2) Kerusakan Lingkungan Hidup karena Faktor Manusia
Manusia sebagai penguasa lingkungan hidup di
bumi berperan besar dalam menentukan
kelestarian lingkungan hidup. Manusia sebagai
makhluk ciptaan Tuhan yang berakal budi
mampu merubah wajah dunia dari pola
kehidupan sederhana sampai ke bentuk
kehidupan modern seperti sekarang ini. Namun
sayang, seringkali apa yang dilakukan manusia
tidak diimbangi dengan pemikiran akan masa Gambar 20. Tumpukan sampah sebagai
sumber pencemaran
Gambar 19. Jalan Rusak akibat tanah Longsor
183
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
depan kehidupan generasi berikutnya. Banyak kemajuan yang diraih oleh manusia membawa
dampak buruk terhadap kelangsungan lingkungan hidup.
Beberapa bentuk kerusakan lingkungan hidup karena faktor manusia, antara lain:
a. Terjadinya pencemaran (pencemaran udara, air, tanah, dan suara) sebagai dampak adanya
kawasan industri.
b. Terjadinya banjir, sebagai dampak buruknya drainase atau sistem pembuangan air dan
kesalahan dalam menjaga daerah aliran sungai dan dampak pengrusakan hutan.
c. Terjadinya tanah longsor, sebagai dampak langsung dari rusaknya hutan. Beberapa ulah
manusia yang baik secara langsung maupun tidak langsung membawa dampak pada
kerusakan lingkungan hidup antara lain:
(a) Penebangan hutan secara liar penggundulan hutan).
(b) Perburuan liar.
(c) Merusak hutan bakau.
(d) Penimbunan rawa-rawa untuk pemukiman.
(e) Pembuangan sampah di sembarang tempat.
(f) Bangunan liar di daerah aliran sungai (DAS).
(g) Pemanfaatan sumber daya alam secara berlebihan di luar batas.
Pencemaran udara yang diakibatkan oleh kegiatan alam
tentu tidak dapat dicegah. Tetapi, dengan pengawasan
terhadap kegiatan alam, seperti gunung berapi dan
mempelajari tingkah laku iklim, maka dapat dilakukan
peramalan dan tindakan dini untuk mengurangi atau mencegah
kerusakan dan kerugian yang akan terjadi.
Zat pencemar udara yang sering dijumpai, antara lain
seperti pada tabel 8 di bawah ini.
Tabel 8. Komposisi campuran gas
No Zat
pencemar
Wujud Efek pada manusia Cara Penanggulangannya
1. Karbon
monoksida
Gas Bersifat racun, dapat menimbulkan
rasa sakit pada mata, saluran
pernafasan, dan paru-paru. Bila
Corong asap pembakaran
setinggi mungkin dan
usahakan pembakaran bahan
Buat kelompok 3 – 5 orang, pilihlah suatu kawasan yang terdapat di daerah kalian seperti persawahan, sungai, hutan, rawa, atau yang lainnya.• Deskripsikan unsur-unsur apa sajakah yang terdapat di kawasan tersebut, rinci jenis dan namanya.• Buat laporan singkat, dan presentasikan.
Gambar 21. contoh lingkungan yang
masih bersih
Gambar 21. contoh lingkungan yang
masih bersih
184
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
(CO) masuk ke dalam darah bereaksi
dgn hemoglobin menjadi
karbosihemoglobin
CO + Hb → COHb
CO berikatan sangat kuat dengan
Hb sehingga menghalangi fungsi
utama Hb membawa oksigen bagi
tubuh.
bakar sesempurna mungkin.
2. Karbon
dioksida
(CO2)
Gas Dapat menaikkan suhu udara
sebab CO2 di udara dapat
melewatkan sinar ultraungu dan
sinar tampak tetapi menahan sinar
inframerah yang dipantulkan.
Peristiwa ini dikenal dengan efek
rumah kaca (green house effect)
Lingkungan perlu dihijaukan
guna menyerap CO2 melalui
proses fotosintesis
nCO2 + n H2O → (CH2O)n +
nH2O
3. Oksida
nitrogen
(NO, NO2,
PAN)
Gas
kabut
Campuran gas NO, NO2 dan PAN
(Peroksi Asetil nitrat) membentuk
asap kabut yang menimbulkan rasa
perih pada mata dan saluran
pernafasan.
N2 dan O2 di udara tidak
bereaksi pada suhu biasa.
Akan tetapi, pada
pembakaran bahan bakar
yang suhunya mencapai
2000 – 3000 F, kedua gas
tersebut bereaksi
menghasilkan gas NO,
kemudian di udara berubah
menjadi gas NO2
N2 + O2 → 2NO
2NO + O2 → 2NO2
NO2 → NO + O
O + O2 → O3
atau atom oksigen dengan
NO, NO2 dan hidrokarbon
dari hasil pembakaran bahan
bakar menghasilkan PAN
CH3 – C – CONO2
||
185
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
O
Untuk mencegah
peningkatan kadar NO dan
NO2, maka mesin mobil
dianjurkan menggunakan
katalis converter, yaitu
katalis yang dapat mengubah
oksida nitrogen menjadi gas
nitrogen.
4. Oksida
belerang
(SO2)
Gas Gas SO2 berasal dari hasil
pembakaran batu bara dan minyak
pada pabrik, yang bila:
a. terisap dalam pernapasan, akan
bereaksi dengan air di dalam
saluran pernapasan, dan asam
sulfite yang terbentuk merusak
jaringan dan menimbulkan rasa
sakit
SO2+H2O→ H2SO3
Apabila SO3 yang terisap, maka
yang terbentuk adalah aam
sulfat, ini lebih berbahaya lagi.
2SO2 + O2 → 2 SO3
SO3+ H2O → H2SO4
b. di udara banyak mengandung
oksida belerang. Bila hujan,
akan terlarut menyebabkan
hujan asam, mengakibatkan pH
air atau tanah turun sehingga
dapat menimbulkan kerusakan
pada tumbuhan.
Gunakan bahan baker yang
baik, yaitu bahan baker yang
mengandung belerang.
186
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
5. Butiran
(debu, asap,
logam, dan
lain-lain)
Padatan Zat pencemar ini berasal dari
pembakaran tungku pembangkit
listrik, industri dan kendaraan
bermotor yang menggunakan zat
tambahan untuk meningkatkan
efisiensi motor baker yaitu TEL
(timbale tetra etil, Pb(C2H5)4).
Efeknya dapat mengganggu
pernapasan, khusus untuk logam
timbale (Pb) merupakan racun dan
dapat menimbulkan kerusakan
pada otak dan ginjal.
Dengan memasang alat
pengisap debu yang
dipasang sebelum cerobong
asap.
Untuk zat tambahan pada
bahan baker kendaraan
bermotor, dewasa ini, dunia
membatasi penggunaan
senyawa timbale di dalam
bensin
3. PEMANASAN GLOBAL
Atmosfer bumi tidak pernah bebas dari perubahan. Komposisi, suhu, dan kemampuan
membersihkan diri selalu bervariasi sejak planet bumi ini terbentuk. Dengan demikian makin
meningkatnya jumlah penduduk yang disertai dengan meningkatnya kegiatan maunusia terutama
dalam bidang transportasi, maka pakar-pakar atmosfer dunia memprediksi akan terjadi kenaikan
suhu di seluruh permukaan bumi yang dikenal dengan pemanasan global. Pemanasan global ini
terjadi sangat cepat yang disebabkan peningkatan efek rumah kaca dan gas rumah kaca.
Efek rumah kaca dapat diterangkan sebagai berikut. Energi matahari 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 diabsorpsi 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 rumah
kaca lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi
Dalam keadaan normal efek rumah kaca dibutuhkan. Dengan adanya efek rumah kaca
perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak jauh berbeda, artinya pada waktu malam
suhu rata-rata di permukaan bumi yang tidak terkena energi matahari akan sangat rendah bila
tidak ada efek rumah kaca.
Gambar 23.
187
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida (SO2),
nitrogen monoksida (NO), dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organic seperti
gas metana (CH4) dan kholorofluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting
dalam meningkatkan efek rumah kaca dan disebut gas rumah kaca. Dalam tabel di bawah ini
tampak konstribusi dari gas-gas tersebut pada efek rumah kaca dan sumber energi global.
3.1. Dampak Lingkungan Pemanasan Global
Selama era pra-industri, menurut perkiraan efek rumah kaca telah meningkatkan suhu
bumi rata-rata sekitar 10 – 5
0 C. Perkembangan ekonomi dunia memperkirakan konsumsi global
bahan baker fosil akan terus meningkat. Hal ini menyebabkan emisi karbon dioksida antara 0,3 –
2% pertahun dan bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan
menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5 – 4,50C sekitar tahun 2030.
Apa akibat dari kenaikan suhu tersebut ?
Perubahan (kenaikan) suhu yang cepat akan menyebabkan terjadinya perubahan iklim
yang cepat. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga
mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida (CO2) di atmosfer. Lebih jauh lagi,
pemanasan global dapat menyebabkan lepasnya karbon yang tersimpan di dalam tanah dalam
bentuk bahan-bahan organik yang kemudian teruraikan menjadi CO2 dan CH4 oleh kegiatan
mikroba tanah. Iklim yang bertambah panas akan meningkatkan pemanasan global.
Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang
dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air
laut yang dapat mengancam pemukiman pinggir pantai. Naiknya permukaan laut juga membawa
implikasi lain seperti wilayah pesisir, kerusakan hutan bakau dan terumbu karang, naiknya
salinitas di wilayah Estuaria dan wilayah pesisir lainnya, perubahan lokasi sedimentasi,
berkurangnya intensitas cahaya di dasar laut serta naiknya tinggi gelombang. Akibat perubahan
iklim global, keseimbangan biologis di laut akan mengalami perubahan yang dapat
meningktakan jumlah ganging di lautan. Beberapa jenis ganggang ini diketahui mengeluarkan
racun yang membahayakan kehidupan laut dan dapat meracuni manusia yang memakan ikan dan
hasil laut lainnya.
Jadi, perubahan iklim akibat pemanasan global bukan saja berdampak negative terhadap
ekosistem, melainkan juga langsung mempengaruhi social- ekonomi dan kesehatan masyarakat.
188
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
3.2. HUJAN ASAM
Pandangan bahwa pencemaran udara semata-mata merupakan masalah urban kini mulai berubah,
hal ini terjadi setelah adanya fakta turunnya hujan asam dan pencemaran udara regional atau
lintas batas lainnya. Atmosfer dapat mengangkut berbagai zat pencemar ratusan kilometer
jauhnya, sebelum menjatuhkannya ke permukaan bumi. Dalam perjalanan jarak jauh ini,
atmosfer bertindak sebagai reactor kimia yang kompleks merubah zat pencemar setelah
berinteraksi dengan substansi lain, uap air dan energi matahari. Pada kondisi tertentu sulfur
oksida (SOx) dan nitrogen oksida (NOx) hasil pembakaran bahan baker fosil akan bereaksi
dengan molekul-molekul uap air di atmosfer menjadi asam sulfat (H2SO4) dan asam nitrat
(HNO3) yang selanjutnya turun ke permukaan bumi bersama air hujan yang dikenal dengan
hujan asam.
Hujan asam telah menimbulkan masalah besar di daratan Eropa dan Amerika serta di
Negara Asia termasuk Indonesia. Dampak negatif dari hujan asam selain rusaknya bangunan dan
berkaratnya benda-benda yang terbuat dari logam, juga terjadinya kerusakan lingkungan
terutama pengasaman (acidification) danau dan sungai. Ribuan danau airnya telah bersifat asam
sehingga tidak ada lagi kehidupan akuatik, dikenal dengan “danau mati”.
Di samping merusak ekosistem perairan, hujan asam mengancam komoditi pertanian
serta menimbulkan kerusakan hutan. Pada akhir tahun 1985, paling sedikit 7 juta Ha hutan di 15
negara Eropa telah rusak dan pada tahun 1986 telah mencapai 30,7 Ha. Kerusakan hutan akibat
hujan asam sekarang ini makin meluas dan makin meningkat tingkat kerusakannya.
Hujan asam juga telah melanda wilayah di Indonesia. Pemantauan hujan asam yang
dilakukan Nadan Metereoligi dan Geofisika (BMG) di tiga kota dapat dilihat pada table di bawah
berikut: Tabel 9. Data pemantauan hujan asam ditiga kota
Gambar 24.
189
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Parameter Jakarta Medan Manado
pH
SO4
NO3
NH3
5,56
0,04
1,66
1,42
5,76
0,12
1,86
1,20
5,78
0,04
0,61
0,26
Apabila dibandingkan dengan nilai ambang batas pH yang masih diijinkan bagi
lingkungan hidup, maka tingkat keasaman air hujan di Jakarta sudah mendekati nilai kritis. Air
hujan dengan pH 5,6 dapat menimbulkan kerusakan berbagai jenis logam termasuk terjadinya
perkaratan. Di samping itu dapat merusak tambak-tambak ikan sehingga hasil panennya
berkurang.
Beberapa senyawa kimia lainnya yang berperan dalam merusak lapisan ozon adalah
CCL4 (karbon tetrakhlorida), CHCl3 (metil chloroform) dan NO2 (nitrogen dioksida)
3.3. Penanggulangan Kerusakan Lapisan Ozon
Kerusakan lapisan ozon menjadi semakin meyakinkan dengan ditemukannya lapisan
ozon yang berlubang awal tahun 1985 di Antartika. Tahun 1989 semakin dapat dipastikan bahwa
kerusakan telah bertambah luas, selain di daerah kutub utara juga terjadi di atas kawasan
berpenduduk padat. Rusaknya lapisan ozon di dtratosfer lintang tengah sampai utara berjalan
jauh lebih cepat dari yang diperkirakan. Hasil pengamatan satelit menunjukkan lubang ozon di
Antartika lebih luas dari wilayah Amerika Serikat.
Upaya perlindungan terhadap lapisan ozon dilakukan melalui “Konvensi Wina” pada
tahun 1985 dan pada tahun 1987 Amerika Serikat melarang penggunaan CFC yang digunakan
pada aerosol. Dua tahun kemudian sejumlah peraturan selesai dususun dalam “Protokol
Montreal” dan diberlakukan mulai Januari 1989. Protocol ini diratifikasi 36 negara yang
mencakup 80% konsumen CFC dunia, mengusulkan agar diturunkan produksi dan penggunaan
lima bahan kimia CFC dan tiga jenis Halon secara bertahap sampai tuntas tahun 2005.
Meskipun agak terlambat Indonesia juga meratifikasi. Konvensi Wina dan Protokol
Montreal pada tahun 1992. dengan demikian Indonesia
sepakat menghentikan pembuatan dan penggunaan
bahan perusak ozon tersebut dan mulai Januari 1997
telah dilakukan dengan impor CFC dan sebagai
penggantinya adalah HCFC (Hidro – Chloro- Fluoro –
Carbon) yang mendapat subsidi dari pemerintah dalam
bentuk bea masuk yang lebih kecil
Gambar 26. industri
190
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Dengan berlakunya ketentuan itu, Indonesia akan mengeluarkan sanksi bagi importer
produk yang mengandung zat penipis lapisan ozon. (Ozon Depletion Subtances / ODS) antara
lain dengan pengembalian produk impor tersebut ke Negara asal. Badan perlindungan
Lingkungan Dunia mengemukakan, bila Indonesia tidak melakukan hal tersebut di atas
diperkirakan penggunaan ODS akan meningkat dan pada tahun 2010 sudah hampir 4 kali lipat
dari penggunaan tahun 1998.
Refleksi
Dalam sub bab ini, kompentensi yang harus kamu kuasai adalah dapat menjelaskan
kegunaan berbagai hasil fraksi minyak bumi dan dampak yang ditimbulkannya. Cobalah baca
berita berikut.
Polusi udara di kota Bandung sudah sangat parah. Di beberapa wilayah yang kita ukur
seperti Jalan Merdeka dan Asia Afrika, polutan sudah melebihi ambang batas. Pada tahun 2004-
2005, kadar karbon monoksida (CO) di Jalan Merdeka mencapai 18 part per million (ppm).
Padahal, ambang batas atau baku mutunya hanya 9 ppm. Di beberapa tempat yang padat
kendaraan bermotor, kadar nitrogen oksida (NOx) mencapai 0,12 ppm, padahal ambang batasnya
hanya 0,05 ppm. Konsentrasi timbel (Pb) juga amat tinggi.
Pb dalam darah anak-anak di Kota Bandung berkisar antara 2,5-60 mikrogram per
desiliter. Idealnya memang darah harus bersih dari timbel, kalau di bawah 1 mikrogram per
desiliter, masih bagus. Akan tetapi, batas toleransinya 10 mikrogram per desiliter. Dari 400 anak
yang kita teliti, rata-rata kandungan Pb dalam darahnya mencapai 14,13 mikrogram per desiliter.
Jadi, sudah jauh melewati ambang batas.
Berdasarkan berita tersebut, jawablah pertanyaan berikut.
1. Tuliskan zat pencemaran udara dan sembernya!
2. Apakah bahaya dari zat pencemar udara tersebut?
3. Bagaimana cara mengatasi pencemaran udara akibat zat pencemar tersebut?
DAFTAR PUSTAKA
Azhar Arsyad. 2002. Media pembelajaran. Devisi buku perguruan tinggi. Jakarta: PT Raja
Gravindo Persada.
Departemen Pendidikan Nasional . 2006. Pedoman memilih dan Menyusun Bahan Ajar, Jakarta:
Direktorat Jenderal Menejemen Pendidikan Dasar dan Menengah. Direktorat Pendidikan
Pertama.
Muchith.M. 2008. Pembelajaran Kontekstual. Grafika. Semarang.
Muchtaridi dkk,2006. Kimia Kelas X. Yudiastira.
Mulyati Arifin, dkk. 2000. Strategi belajar mengajar kimia. Bandung: FMIPA UPI.
191
copyright © LPMP Sulawesi Selatan 2011 – www.lpmpsulsel.net
Ngalim Purwanto, MP. 2008. Prinsip-prinsip dan Teknik Evaluasi Pengajaran. Bandung:
Remaja Rosdakarya
Nur, M. dan Wikandari, P. R. 2004. Pengajaran Berpusat Kepada Siswa dan Pendekatan
Konstruktivitas dalam Pengajaran. Surabaya: Unesa Pusat Sain dan Matematika Sekolah
Purba, M. 2004. Buku pelajaran ilmu kimia untuk SMA kelas I. Jakarta: Erlangga.
Ratumanan, T. G. 2004. Belajar dan Pembelajaran. Surabaya: Unesa University Press
Sukardjo. 2002. Kapita selekta pendidikan kimia. Yogyakarta: FMIPA Universitas Negeri
Yogyakarta.
Tresna Sastrawijaya. 1988. Proses belajar mengajar kimia. Jakarta: Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan.
Trianto. 2007. Model Pembelajaran Terpadu dalam Teori dan Praktek. Jakarta: Prestasi pustaka
Warji, R. 1998. Program belajar mengajar dengan prinsip belajar tuntas (mastery learning).
Surabaya: Institut Dagang Muchtar.
http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_bumi