BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pencemaran Udara Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komponen yang konsentrasinya paling bervariasi adalah air dalam bentuk uap H 2 O dan karbondioksida (CO 2 ). Jumlah uap air yang terdapat di udara bervariasi tergantung dari cuaca dan suhu (Fardiaz, 1992). Komposisi normal udara terdiri atas gas nitrogen (N 2 ) 78,1%, oksigen (O 2 ) 20,93%, dan karbondioksida (CO 2 ) 0,03%, sementara selebihnya berupa gas argon, neon, kripton, xenon dan helium. Udara juga mengandung uap air, debu, bakteri, spora dan sisa tumbuh-tumbuhan (Chandra, 2007). Pencemaran udara ialah jika udara di atmosfer dicampuri dengan zat atau radiasi yang berpengaruh jelek terhadap organisme hidup. Jumlah pengotoran ini cukup banyak sehingga tidak dapat diabsorpsi atau dihilangkan (Sastrawijaya, 1991). Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara bahwa pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi dan/atau komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang meyebabkan udara ambien tidak memenuhi fungsinya. Komponen pencemar udara yang paling banyak dan paling berpengaruh yaitu mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya, adalah sebagai berikut (Fardiaz, 1992): 1. Karbon Monoksida (CO x )

2 2. Nitrogen Oksida (NO x ) 3. Hidrokarbon (HC) 4. Sulfur Dioksida (SO x ) 5. Partikel 2.2. Jenis dan Sumber Pencemaran Udara Jenis pencemaran menurut tempat dan sumbernya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu (Kastiyowati, 2001): 1. Pencemaran udara bebas (Oudoor air pollution) atau pencemaran udara di luar ruangan, sumbernya: a. Alamiah, berasal dari letusan gunung berapi, pembusukan, dan lain-lain b. Kegiatan manusia, seperti dari kegiatan industri, rumah tangga, asap kendaraan, dan lain-lain. 2. Pencemaran udara tidak bebas atau udara dalam ruangan (Indoor air pollution), berupa pencemaran udara yang terjadi dalam ruangan yang berasal dari pemukiman, perkantoran ataupun gedung tinggi. Menurut sumber pencemaran udara dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, sumber alamiah dan akibat perbuatan manusia (Chandra, 2007): 1. Sumber pencemaran yang berasal dari proses atau kegiatan alam. Contoh: kebakaran hutan, kegiatan gunung berapi, dan lainnya. 2. Sumber pencemaran buatan manusia atau yang berasal dari kegiatan manusia. Contoh:

3 a. Sisa pembakaran bahan bakar minyak oleh kendaraan bermotor berupa gas CO, CO 2, NO, karbon, hidrokarbon, aldehide, dan Pb. b. Limbah industri: kimia, metalurgi, tambang, pupuk dan minyak bumi. c. Sisa pembakaran dari gas alam, batubara dan minyak seperti asap, debu dan sulfur dioksida. d. Lain-lain, seperti pembakaran sisa pertanian, hutan, sampah dan limbah reaktor nuklir. Dalam proses pencemaran ini terjadi proses sinergestik yaitu suatu keadaan ketika polutan satu dengan yang polutan yang lain di dalam udara bereaksi menjadi jenis polutan baru yang lebih berbahaya dari polutan semula. Contohnya, dua jenis komponen polutan yang berasal dari sisa pembakaran bahan bakar minyak (yaitu nitrogen dioksida dan hidrokarbon) dengan bantuan sinar ultraviolet akan membentuk jenis polutan baru (peroksiasetil nitrit dan ozon) yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Reaksi kimianya adalah: NO 2 + Hidrokarbon Peroksiasetil Nitrat + O 3 Sinar matahari Polutan baru ini akan menimbulkan kabut di permukaan bumi dikenal sebagai kabut fotokimia (photochemical smog) atau senyawa pembentuk kabut pengiritasi (irritating smog forming compound). Kabut tersebut menyebabkan mata menjadi berair dan distres pernapasan pada manusia serta menimbulkan hill reaction dan mengganggu prises fotosintesis tumbuh-tumbuhan. Ozon sendiri akan meningkatkan

4 proses respirasi daun-daunan dan mengurangi makannya sehingga tumbuhan menjadi layu dan mati (Chandra, 2007). Berdasarkan bahan pencemar udara atau polutan dapat dibagi menjadi dua bagian (Mukono,1997): a. Polutan Primer Polutan primer adalah polutan yang dikeluarkan langsung dari sumber tertentu, dan dapat berupa: 1. Gas - Senyawa karbon, yaitu hidrokarbon, hidrokarbon teroksigenasi dan karbon oksida (CO atau CO 2 ) - Senyawa sulfur, yaitu Sulfur dioksida (SO 2 ) - Senyawa nitrogen, yaitu nitrogen oksida dan amoniak - Senyawa halogen, yaitu fluor, klorin, hidrogen klorida, hidrokabron terklorinasi dan bromin. 2. Partikel Partikel dalam atmosfer mempunyai karakteristik spesifik, dapat berupa zat padat maupun suspensi aerosol cair. Bahan partikel tersebut dapat berasal dari proses kondensasi, proses dispersi (misalnya proses menyemprot) maupun proses erosi bahan tertentu. Yang termasuk partikel adalah: asap (smoke) seringkali dipakai untuk menunjukkan campuran bahan partikulat (particulat matter), uap (fumes), gas dan kabut (mist). Adapun yang dimaksud dengan:

5 a. Asap, adalah partikel karbon yang sangat halus (sering disebut sebagai jelaga) dan merupakan hasil dari pembakaran yang tidak sempurna b. Debu, adalah partikel padat yang dapat dihasilkan oleh manusia atau alam dan merupakan hasil dari proses pemecahan suatu bahan c. Uap, adalah partikel padat yang merupakan hasil dari proses sublimasi, distilasi atau reaksi kimia d. Kabut, adalah partikel cair dari reaksi kimia dan kondensasi uap air b. Polutan Sekunder Polutan sekunder biasanya terjadi karena reaksi dari dua atau lebih bahan kimia di udara, misalnya reaksi foto kimia. Polutan sekunder ini mempunyai sifat fisik dan sifat kimia yang tidak stabil. Termasuk dalam polutan ini adalah ozon, Peroxy Acyl Nitrat (PAN) dan Formaldehid (Mukono, 1997) Pencemaran Udara Dalam Ruangan (Indoor Air Pollution) Menurut Environmental Protection Agency (EPA), indoor air pollution adalah hasil interaksi antara tempat, suhu, sistem gedung (baik desain asli maupun modifikasi terhadap struktur dari sistem mekanik), teknik konstruksi, sumber kontaminan (material, peralatan gedung) serta sumber dari luar) dan pekerja (Joviana, 2009). Udara dalam ruangan adalah media perantara yang mana manusia, bangunan dan iklim saling mempengaruhi. Kesehatan dan kesejahteraan manusia ditentukan oleh faktor fisik, kimia dan biologis yang terkandung dalam udara dalam ruangan.

6 Kualitas udara dalam ruangan dapat ditetapkan dengan mudah dan diawasi secara masuk akal (Meyer, 1983) Sumber Polutan dalam Ruangan Menurut The National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), sumber polutan dalam ruangan ada 5 (lima) sumber, yaitu (Corie dkk, 2005): a. Pencemaran dari alat-alat di dalam gedung seperti: - Asap rokok Asap rokok mengandung berbagai zat kimia sekitar 4000 elemen dan 200 elemen di antaranya berbahaya bagi kesehatan. Zat-zat tersebut yang jumlahnya paling banyak adalah nikotin, tar dan karbonmonoksida. Adapun zat-zat berbahaya lainnya adalah amoniak, formic acid, hydrogen cyanide, nitrous oxide, formalin, hydrogen sulfide, pyridine, metanol, aseton, naftalen, vinyl chloride, logam berat, radioaktif (Gondodiputra, 2007). - Pestisida Pestisida yang digunakan di dalam ruangan dapat berupa golongan organoposfat, karbamat maupun organoklorin yaitu untuk mengendalikan serangga di dalam ruangan. Pestisida golongan organoposfat mengandung bahan yang dapat mencemari udara seperti senyawa tetraethyl pyrophosphate (TEPP), parathion dan schordan yang sangat efektif membunuh insektisida tetapi juga cukup toksik terhadap mamalia dan malathion yang kurang toksik terhadap mamalia. Pestisida golongan karbamat juga dapat mencemari udara dengan kandungan bahan kimianya yaitu physostigmin sedangkan pestisida golongan organoklorin juga mengandung bahan kimia yang

7 dapat mencemari udara yakni dichloro-diphenyl-trichloroetan atau DDT (Prijanto, 2009). - Bahan-bahan pembersih ruangan Bahan pembersih ruangan misalnya adalah pembersih lantai. Pembersih lantai dapat dari berbagai jenis. Pada umumnya pembersih lantai digunakan untuk membunuh kuman karena mengandung fenol atau asam karbolat (carbolid acid) (Islamuddin, 2011). b. Pencemaran di luar gedung meliputi masuknya gas buangan kendaraan bermotor, gas dari cerobong asap atau dapur yang terletak di dekat gedung, dimana kesemuanya dapat terjadi akibat penempatan lokasi lubang udara yang tidak tepat. c. Pencemaran akibat bahan bangunan meliputi pencemaran formaldehid, asbes, fibreglas dan bahan-bahan lain yang merupakan komponen pembentuk gedung tersebut tersebut. Pencemaran formaldehid dapat bersumber dari peralatan yang terdapat dalam ruangan seperti furniture. d. Pencemaran akibat mikroba lainnya dapat berupa bakteri, jamur, protozoa dan produk mikroba lainnya yang dapat ditemukan di saluran udara dan alat pendingin beserta seluruh sistemnya. e. Gangguan ventilasi udara berupa kurangnya udara segar yang masuk, serta buruknya distribusi udara dan kurangnya perawatan sistem ventilasi udara Karbon Monoksida (CO)

8 Gas CO merupakan jenis polutan gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa yang terdapat dalam bentuk gas pada suhu di atas -192⁰C. Komponen ini mempunyai berat 96,5% dari berat air dan tidak larut di dalam air (Fardiaz, 1992) Sumber dan Distribusi Karbon Monoksida Sumber dari gas ini adalah segala proses pembakaran yang tidak sempurna dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau oleh pembakaran di bawah tekanan dan temperatur tinggi seperti yang terjadi pada pembakaran internal di dalam mesin. Gas CO yang berada di udara sebagian besar merupakan polutan buatan manusia yang 80 persennya diduga keluar bersama-sama dengan asap melalui knalpot kendaraan bermotor. Kadar gas ini di daerah perkotaan berkorelasi positif dengan kepadatan lalu lintas. Umur CO di udara diperkirakan sekitar 0,3 tahun. Gas itu akan berubah menjadi CO 2 apabila terdapat oksigen yang tereksitasi dan bereaksi dengannya. Oksidasi berjalan lebih 0,1 persen per jam apabila terdapat cukup cahaya matahari. Di daerah perkotaan yang lalu lintasnya padat, konsentrasi gas CO dapat mencapai antara ppm. Secara umum terbentuknya gas CO adalah sebagai berikut (Sunu,2001): a. Pembakaran bahan bakar fosil dengan udara b. Pada suhu tinggi terjadi reaksi antara karbon dioksida (CO 2 ) dengan karbon (C) yang menghasilkan CO c. Pada suhu tinggi, CO 2 dapat terurai kembali menjadi CO dan oksigen Dampak Karbon Monoksida (CO) Terhadap Kesehatan

9 Gejala-gejala keracunan CO antara lain, pusing, rasa tidak enak pada mata, telinga berdengung, mual, muntah, detak jantung meningkat, rasa tertekan di dada, kesukaran bernapas, kelemahan otot-otot, tidak sadar dan bisa meninggal dunia. Tabel 2.1. Dampak pemaparan karbon monoksida (CO) terhadap tubuh Kadar CO Waktu Kontak Dampak Bagi Tubuh 100 ppm sebentar Dianggap aman ± 30 ppm 8 jam Pusing dan mual ± 1000 ppm 1 jam Pusing dan kulit berubah kemerah-merahan ±1300 ppm 1 jam Kulit jadi merah tua dan rasa pusing yang hebat > 1300 ppm 1 jam Lebih hebat sampai kematian Sumber: Wardhana, 2004 Gas CO dapat menggeser oksigen yang terikat oleh hemoglobin (Hb) sehingga terjadi ikatan berbentuk carbonmonoksida hemoglobin (COHb). Kadar COHb dalam tubuh akan meningkat dengan meningkatnya kadar CO dalam udara. Kadar CO 10 ppm (part per million atau bagian per sejuta) dalam udara dapat membentuk 2 persen COHb dalam darah pada keadaan seimbang. Karena afinitas CO terhadap Hb mencapai 210 kali lebih kuat dibandingkan afinitas oksigen terhadap Hb, maka terjadinya ikatan itu dapat mengakibatkan berkurangnya kapasitas darah dalam menyalurkan oksigen ke seluruh tubuh. Sebagai akibatnya, dalam tubuh akan muncul gangguan karena kurangnya oksigen. Gejala awalnya berupa pusing-pusing, kurang dapat memperhatikan sekitarnya, terjadi kelainan fungsi susunan syaraf, perubahan fungsi paru-paru dan jantung, serta muncul rasa sesak napas. Gangguan kesehatan berupa pingsan apabila kadar CO dalam udara mencapai 250 ppm, dan dapat menimbulkan kematian apabila kadarnya mencapai 750 ppm (Akhadi, 2009).

10 Berikut pengaruh konsentrasi COHb di dalam darah terhadap kesehatan manusia (Fardiaz, 1992). Tabel 2.2. Pengaruh Konsentrasi COHb dalam darah terhadap kesehatan Konsentrasi COHb dalam darah (%) < 1,0 1,0 2,0 2,0 5,0 5,0 10,0 80,0 Pengaruhnya terhadap kesehatan Tidak ada pengaruh Penampilan agak tidak normal Pengaruhnya terhadap sistem syaraf sentral, reaksi panca indera tidak normal, benda terlihat agak kabur Perubahan fungsi jantung dan pulmonari Kepala pening, mual, berkunang-kunang, pingsan, kesukaran bernapas, kematian. Sumber: Fardiaz, Nitrogen Oksida (NO 2 ) Oksigen Nitrogen (NO x ) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ). Nitrogen monoksida terdapat di udara dalam jumlah lebih besar daripada nitrogen dioksida (Depkes RI, 2001). Nitrogen dioksida di udara membentuk awan berwarna kuning atau coklat. Nitrogen diksida yang memiliki warna merah-ungu-kecoklatan memiliki ciri-ciri sebagai berikut (Sunu, 2001): a. Bau yang menyengat b. Toksis dan korosif c. Mengisap banyak cahaya

11 Sumber Dan Distribusi Nitrogen Dioksida (NO 2 ) Pembentukan nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ) merupakan reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara sehingga membentuk nitrogen monoksida (NO), yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih banyak oksigen membentuk nitrogen dioksida (NO 2 ). Emisi NO X dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NO X yang diproduksi manusia adalah dari pembakaran dan kebanyakan pembakaran disebabkan oleh kendaraan bermotor, produksi energi dan pembuangan sampah. Sebagaian besar emisi NO X buatan manusia berasal dari pembakaran arang, minyak, gas, dan bensin (Depkes RI, 2001). Selain itu, NO 2 dapat dihasilkan dari perilaku merokok dalam ruangan (Akhadi, 2009). Kadar NOx di udara perkotaan biasanya kali lebih tinggi dari pada udara pedesaan. Kadar NO X di udara daerah perkotaan dapat mencapai 0,5 ppm (500 ppb) (Fardiaz, 1992). Sejak tahun 1970, EPA telah mencatat emisi dari enam prinsip polusi udara yang diantaranya adalah karbon monoksida, timbal, nitrogen oksida, partikulat, sulfur dioksidan dan VOC. Emisi dari polutan-polutan tersebut mengalami penurunan secara signifikan kecuali gas NO X yang mengalami peningkatan dengan perkiraan 10 persen dari periode tersebut (Putri dan Driejana, 2009). Sebagian NO yang terdapat di atmosfer akan diubah menjadi NO 2 melalui proses yang disebut siklus fotolisis NO 2 yang bukan merupakan reaksi langsung dengan oksigen. Adapun tahap-tahap reaksi siklus fotolisis NO 2 adalah sebagai berikut: a. NO 2 mengabsorbsi energi dalam bentuk sinar ultraviolet dari matahari.

12 b. Energi yang diabsorbsi tersebut memecah molekul-molekul NO 2 menjadi molekul-molekul NO dan atom-atom oksigen yang sangat reaktif. c. Atom-atom oksigen akan bereaksi dengan oksigen atmosfer membentuk O 3 yang merupakan polutan sekunder d. O 3 akan bereaksi dengan NO membentuk NO 2 dan O 2. Kadar NO x di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari intensitas sinar matahari dan aktivitas kendaraan bermotor. Perubahan kadar NO x berlangsung sebagai berikut: a. Sebelum matahari terbit, kadar nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ) tetap stabil dengan kadar sedikit lebih tinggi dari kadar minimum seharihari. b. Setelah aktivitas manusia meningkat (jam 6-8 pagi) kadar nitrogen dioksida (NO 2 ) meningkat terutama karena meningkatnya aktivitas lalulintas yaitu kendaraan bermotor. c. Dengan terbitnya sinar matahari yang memancarkan sinar ultra violet kadar nitrogen dioksida (NO 2 ) (sekunder) pada saat ini dapat mencapai 0,5 ppm. d. Kadar ozon meningkat dengan menurunnya kadar nitrogen monoksida (NO) meningkat kembali. e. Jika intensitas sinar matahari menurun pada sore hari (jam 5-8) kadar nitrogen monoksida (NO) meningkat kembali. f. Energi matahari tidak mengubah nitrogen monoksida (NO) menjadi nitrogen dioksida (NO 2 ) (melalui reaksi hidrokarbon) tetapi ozon (O 3 ) yang terkumpul

13 sepanjang hari akan bereaksi dengan nitrogen monoksida (NO). Akibatnya terjadi penurunan kadar ozon (O 3 ). Dari perhitungan kecepatan emisi NO x dapat diketahui bahwa waktu tinggal rata-rata nitrogen dioksida (NO 2 ) di atmosfer kira-kira adalah 3 hari sedangkan waktu tinggal NO rata-rata 4 hari. dari waktu tinggal ini dapat diketahui bahwa prosesproses alami, termasuk reaksi fotokimia, mengakibatkan hilangnya nitrogen oksida tersebut (Fardiaz, 1992) Dampak Nitrogen Dioksida (NO 2 ) Terhadap Kesehatan Nitrogen dioksida (NO 2 ) empat kali lebih beracun daripada nitrogen monoksida (NO). Nitrogen dioksida bersifat racun terutama terhadap paru (Fardiaz, 1992). Polutan NO 2 yang tersebar di udara bersifat toksik bagi tubuh manusia. Efek yang ditimbulkan bergantung pada dosis serta lama pemaparan yang diterima oleh seseorang. Apabila masuk ke dalam paru-paru akan membentuk asam nitrit (HNO 2 ) dan asam nitrat (HNO 3 ) yang merusak jaringan mucous. Kadar gas nitrogen dioksida (NO 2 ) antara ppm dapat menyebabkan peradangan paru-paru pada orang yang terpapar beberapa menit saja. Namun gangguan kesehatan itu dapat sembuh dalam waktu 6-8 minggu. Jika kadarnya mencapai ppm, gangguan kesehatannya berupa pemampatan bronchioli. Karena gangguan itu seseorang dapat meninggal dalam waktu 3-5 minggu setelah pemaparan. Jika kadar pencemar NO 2 mencapai lebih dari 500 ppm, gangguan yang timbul adalah kematian dalam waktu antara 2-10 hari. Apabila bereaksi dengan uap air dalam udara atau larut pada tetesan air, polutan NO x di dalam udara juga dapat berperan sebagai sumber nitrit atau nitrat di

14 lingkungan. Kedua senyawa itu dalam jumlah besar dapat menimbulkan gangguan pada saluran pencernaan, diare campur darah disusul oleh konvulsi, koma dan bila tidak tertolong akan meninggal. Keracunan kronis akan menyebabkan depresi umum, sakit kepala dan gangguan mental (Akhadi, 2009). Di dalam tubuh manusia, nitrit terutama akan bereaksi dengan hemoglobin membentuk methemoglobin (methb). Apabila jumlahnya melebihi kadar normal, akan menyebabkan methemoglobineamia. Pada bayi sering dijumpai karena pembentukan enzim yang dapat menguraikan methb menjadi Hb masih belum sempurna. Akibat dari gangguan ini, tubuh bayi akan kekurangan oksigen sehingga mukanya akan tampak membiru atau sering dikenal dengan bayi biru (Akhadi, 2009). Menurut Mukono (1997), pencemaran udara oleh NO 2 dapat mengakibatkan terjadinya radang paru dan jika hal ini berlangsung terus-menerus dapat mengakibatkan kelainan faal paru obstruktif, yang disebut Penyakit Paru Obstruktif Menahun (PPOM) Standar Kualitas Udara Dalam Ruangan Menurut Keputusan Menteri Kesehatan RI Nomor 1405 Tahun 2002 tentang persyaratan kesehatan di lingkungan kerja perkantoran dan industri, standar kualitas udara dalam ruangan adalah sebagai berikut. 1. Suhu dan kelembaban - Suhu: ⁰C - Kelembaban: 40% - 60% 2. Debu

15 Kandungan debu maksimal di dalam udara ruangan dalam pengukuran rata-rata 8 jam adalah sebagai berikut: Tabel 2.3. Kandungan Debu Maksimal di Dalam Udara Ruangan Dalam Rata-rata Pengukuran 8 Jam No. Jenis Debu Konsentrasi Maksimal 1. Debu Total 0,15 mg/m 3 2. Asbes bebas 5 serat/ml udara dengan panjang serat 5 µ Sumber: PERMENKES RI Nomor 1405 Tahun Pertukaran udara: 0,283 m 3 /menit/orang dengan laju ventilasi: 0,15 0,25 m/detik. Untuk ruangan kerja yang tidak menggunakan pendingin harus memiliki lubang ventilasi minimal 15% dari luas lantai dengan menerapkan sistim ventilasi silang. 4. Gas Pencemar Kandungan gas pencemar dalam ruang kerja, dalam rata-rata pengukuran 8 jam sebagai berikut: Tabel 2.4. Kandungan Gas Pencemar Maksimal Dalam Ruang Kerja Dalam Rata-rata Pengukuran 8 Jam No. Parameter Konsentrasi Maksimal (mg/m 3 ) Ppm 1. Asam Sulfida (H 2 S) 1-2. Amonia (NH 3 ) Karbon Monoksida (CO) Nitrogen Oksida (NO 2 ) 5,60 3,0 5. Sulfur Dioksida (SO 2 ) 5,2 2 Sumber: PERMENKES RI Nomor 1405 Tahun Mikrobiologi - Angka kuman kurang dari 700 koloni/m 3 - Bebas kuman patogen

16 2.7. Kerangka Konsep KepMenKes 1405 Tahun 2002 Bahan Pencemar - Melebihi NAB - Karbon Monoksida (CO) - Nitrogen Dioksida (NO 2 ) KepMenKes 1405 Tahun 2002 Tidak melebihi NAB Karakteristik ruangan rental game online - Ventilasi - Luas Ruangan - Tinggi Plafon dari Lantai - Jarak Ruangan dari Jalan Raya