BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencemaran Udara Undang-undang Republik Indonesia No. 4 tahun 1982, menjelaskan bahwa pencemaran lingkungan merupakan masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan dan atau berubahnya tatananan lingkungan oleh kegiatan manusia atau proses alam, sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat yang menyebabkan lingkungan kurang atau tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya. Menurut Sastrawijaya (1991), pencemaran lingkungan adalah perubahan lingkungan yang tidak menguntungkan, sebagian karena tindakan manusia, disebabkan perubahan pola penggunaan energi dan materi, tingkatan radiasi, bahan-bahan fisika dan kimia, dan jumlah organisme. Pencemaran yang terjadi pada suatu lingkungan dapat berupa pencemaran udara, air, dan tanah. Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi (Kristanto 2004). Di dalam udara terdapat oksigen (O 2 ) untuk bernafas, karbon dioksida (CO 2 ) untuk proses fotosintesis oleh klorofil daun dan ozon (O 3 ) untuk menahan sinar ultra violet. Keadaan udara yang terdapat bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan atau komposisi udara dari keadaan normalnya disebut dengan pencemaran udara (Wardhana 2004). Soemarno (1999), mengemukakan bahwa pencemaran udara merupakan masuknya zat pencemar (gas beracun dan aerosol) ke dalam atmosfer sehingga melampaui batas ambangnya dan menganggu kehidupan, hewan, dan tumbuhan. Menurut sumber pencemarnya, pencemaran udara ada dua macam yaitu alami dan non-alami. Pencemaran udara alami adalah masuknya zat pencemar ke dalam udara, diakibatkan oleh proses-proses alam seperti asap kebakaran hutan, debu gunung berapi, pancaran garam laut, debu meteorit dan sebagainya. Sedangkan pencemaran non-alami adalah masuknya zat pencemar oleh aktifitas manusia, yang pada umumnya tanpa disadari dan merupakan produk sampingan, berupa gas-gas beracun, asap, partikel-partikel halus, senyawa oksida, senyawa belerang, senyawa kimia, panas, dan buangan nuklir.

2 4 Soedomo (2001), mengatakan bahwa perubahan lingkungan udara pada umumnya disebabkan oleh pencemaran udara akibat masuknya zat pencemar dalam bentuk gas-gas dan partikel aerosol ke dalam udara. Sumber pancaran zat pencemar ke dalam udara, terdapat tiga macam sumber pencemar yaitu: 1. Sumber titik kontinyu, pada umumnya oleh pabrik-pabrik tunggal atau ganda yang memancarkan zat pencemar ke dalam udara melalui cerobong pembuangan. 2. Sumber garis, zat pencemar yang dipancarkan oleh kendaraan bermotor baik mobil maupun motor. 3. Sumber bidang atau area, merupakan sumber pencemaran kompleks yang dipancarkan dari suatu daerah seperti kawasan industri, perkotaan, dan sebagainya. Jenis-jenis bahan pencemar udara berdasarkan ciri-ciri fisiknya, dibagi menjadi tiga jenis, antara lain (Soedomo 2001): 1. Partikel merupakan jenis bahan pencemar udara dalam bentuk lain sebagai proses lanjutan dalam atmosfir atau udara dalam bentuk debu, aerosol, dan timah hitam. 2. Gas pada umumnya merupakan produk sampingan industri kimia dasar yang masuk ke udara dalam bentuk CO x, NO x, SO x, H 2 S, dan Hidrokarbon. 3. Energi merupakan hasil dari kegiatan-kegiatan pembangunan fisik terutama yang berskala besar, pada umumnya akan menimbulkan kenaikan suhu udara dan kebisingan. Pencemar udara berdasarkan asal dan kelanjutan perkembangannya di udara, menurut Kristanto (2004) dapat dibedakan menjadi : 1. Pencemar udara primer yaitu semua pencemar di udara yang ada dalam bentuk yang hampir tidak berubah, sama seperti pada saat dibebaskan dari sumbernya sebagai hasil dari suatu proses tertentu. Ada lima kelompok pencemar udara pimer, yaitu karbon monoksida (CO), nitrogen oksida (NO x ), hidrokarbon (HC), sulfur oksida (SO x ), dan partikel. 2. Pencemar sekunder adalah semua pencemar di udara yang sudah berubah karena reaksi tertentu antara dua atau lebih kontaminan atau polutan. Umumnya polutan sekunder tersebut merupakan hasil antara polutan primer

3 5 dengan polutan lain yang ada di udara. Jenis-jenis pencemar yang bersifat sekunder yaitu ozon yang berada di troposfer dan partikel-partikel logam. Wardhana (2004), mengatakan bahwa komponen pencemar udara yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran udara yaitu karbon monoksida (CO), nitrogen oksida (NO x ), belerang oksida (SO x ), hidro karbon (HC), dan partikel (debu), dan lain-lain. Menurut Sutarno et al. (2003), efek pencemaran udara terhadap kehidupan, termasuk kesehatan manusia, produktivitas dan properti merupakan kekhawatiran besar bagi penduduk bumi. Pencemaran udara dapat menganggu sistem pernapasan, emfisema, asma, dan penyakit pernapasan lain. Bagi tumbuhan, paparan terhadap pencemaran udara dapat menurunkan daya resistensi terhadap penyakit dan predator. 2.2 Jenis Polutan Udara Erupsi Gunung Merapi Sulfur Oksida (SO x ) Sulfur oksida merupakan pencemar paling umum, terutama di timbulkan akibat pembakaran bahan bakar fosil, yang mengandung sulfur tinggi dalam bentuk sulfur organik dan anorgarnik. Pembakaran bahan bakar fosil akan menghasilkan kira-kira 30 bagian sulfur dioksida untuk setiap bagian sulfur trioksida. Sulfur oksida biasanya terdiri atas sulfur dioksida, sulfur trioksida, asam sulfit dan sulfat. Sulfur dioksida merupakan bagian yang paling dominan, sehingga oksida-oksida sulfur biasanya diukur sebagai sulfur dioksida (Soedomo 2001). Wardhana (2004), menjelaskan bahwa SO x atau biasa dikenal dengan gas belerang oksida terdiri atas gas SO 2 dan gas SO 3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda. Gas SO 2 berbau tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan gas SO 3 bersifat sangat reaktif, mudah bereaksi dengan uap air yang ada di udara untuk membentuk asam sulfat (H 2 SO 4 ). Asam sulfat ini sangat reaktif, mudah bereaksi dengan benda-benda lain yang mengakibatkan kerusakan, seperti proses pengkaratan (korosi) dan proses kimiawi lainnya. Konsentrasi gas SO 3 di udara akan mulai terdeteksi oleh penciuman ketika konsentrasinya berkisar antara 0,3 1 ppm. Gas buangan hasil pembakaran pada umumnya mengandung gas SO 2 lebih banyak dari pada gas SO 3, jadi dalam hal

4 6 ini yang dominan adalah gas SO 2. Namun demikian gas tersebut akan bereaksi dengan oksigen yang ada di udara dan kemudian membentuk gas SO Nitrogen Dioksida (NO x ) Nitrogen oksida sering disebut dengan NO x karena oksida nitrogen mempunyai dua macam bentuk yang sifatnya berbeda, yaitu gas NO 2 dan gas NO. sifat gas NO 2 adalah berwarna dan berbau, sedangkan gas NO tidak berwarna dan tidak berbau. Warna gas NO 2 adalah merah kecoklatan dan berbau tajam menyengat hidung. Pencemaran gas NO x di udara terutama berasal dari gas buangan hasil pembakaran yang keluar dari generator pembangkit listrik stationer atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alam (Wardhana 2004). Soedomo (2001), menyatakan bahwa senyawa NO (nitric oxide) diemisikan dalam jumlah yang cukup besar ke atmosfer NO x biasanya di gunakan sebagai satuan komposit oksida-oksida nitrogen di lingkungan. NO x diemisikan dari pembuangan pembakaran (kombusi) pada temperatur tinggi, sebagai hasil dari reaksi nitrogen dengan oksigen. Dengan adanya hidrokarbon, pada siang hari akibat adanya radiasi fotonultra violet, senyawa ini akan membentuk ozon fotokimia (photochemical smog) Partikel Debu Wardhana (2004) menjelaskan bahwa, partikel adalah pencemar udara yang dapat berada bersama-sama dengan bahan atau bentuk pencemar lainnya. Sumber pencemaran partikel dapat berasal dari peristiwa alami dan dapat juga berasal dari aktivitas manusia dalam rangka mendapatkan kualitas hidup yang lebih baik. Contoh pencemaran partikel yang berasal dari alam menurut (Wardhana 2004) adalah sebagai berikut : a. Debu tanah atau pasir halus yang terbang terbawa angin kencang. b. Abu dan bahan-bahan vulkanik yang terlempar ke udara akibat letusan gunung berapi. c. Semburan uap air panas di sekitar daerah sumber panas bumi di daerah pegunungan.

5 7 Dampak pencemaran debu terhadap lingkungan terutama terhadap kesehatan manusia, tata kehidupan, pertumbuhan tanaman, dan perkembangan satwa yang berada dalam jangkauan paparan pencemar. Pudjiastuti (2002), menyatakan bahwa partikel debu akan berada berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayang-layang di udara kemudian masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernapasan. 2.3 Pengaruh Polutan Udara terhadap Tanaman Azmat et al. (2009) mengemukakan bahwa, setiap tanaman memiliki respon yang spesifik terhadap kekeringan, salinitas, logam berat, dan polusi udara. Respon tanaman terhadap SO₂ bervariasi. Kerusakan tanaman oleh SO₂ dipengaruhi dua faktor, yaitu konsentrasi SO₂ dan waktu kontak (Fauqani 2011). Kerusakan yang parah diduga terjadi karena tanaman kontak langsung pada SO₂ dengan konsentrasi yang tinggi, sehingga muncul beberapa gejala seperti sebagian daun memucat, kering hingga mati. Tanaman yang kontak dengan SO₂ dalam waktu lama, akan mengakibatkan daun tanaman menguning. Pengaruh SO 2 dalam jaringan daun dapat menyebabkan kloroplas pecah, kemudian klorofil menyebar dalam sitoplasma dan selanjutnya protoplasma menyusut dan akhirnya berkerut (Treshow & Anderson 1991). Dahlan (2004) menjelaskan bahwa, jika gas oksida nitrogen atau NO x terhirup bersama udara akan diserap oleh paru-paru dan masuk ke dalam saluran darah akan menurunkan kemampuan hemoglobin dalam mengikat dan membawa oksigen. Gas NO x dapat mengakibatkan daun tanaman mengalami nekrosis dalam bentuk bercak kecil sampai besar, sedangkan gas NO dapat mengganggu proses fotosintesis. Kedua gas ini sangat berbahaya bagi manusia. Gas NO 2 empat kali lebih berbahaya dibandingkan dengan gas NO. Konsentrasi gas NO 2 bersifat mematikan pada konsentrasi 100 ppm hampir pada semua hewan ternak. Kristanto (2004) menjelaskan bahwa, debu berpengaruh terhadap tanaman terutama jika bergabung dengan uap air atau air hujan (gerimis) karena akan membentuk kerak yang tebal pada permukaan daun yang tidak dapat dibilas oleh air hujan kecuali dengan menggosoknya. Lapisan kerak tersebut akan menganggu

6 8 berlangsungnya proses fotosintesis pada tanaman yang akan mengakibatkan pertumbuhannya terganggu. Debu yang terserap oleh daun adalah debu yang masuk ke dalam celah stomata daun yang terperangkap dan terserap masuk ke dalam jaringan pagar dan bunga karang penyusun mesofil daun (Lambers et al. 2000). Treshow dan Anderson (1991) menjelaskan bahwa debu yang masuk ke dalam daun lewat celah stomata, akan menyebabkan kerusakan sel. Selain terganggunya proses fotosintesis, masuknya debu ke dalam stomata dapat menghambat proses transpirasi atau penguapan (Treshow & Anderson 1991). 2.4 Struktur Anatomi Daun Anatomi merupakan salah satu pendekatan untuk membantu pemecahan masalah taksonomi yang secara morfologi sulit dipisahkan. Adapun pendekatan yang umum digunakan diantaranya bentuk dan kerapatan stomata, trikoma, bentuk sel epidermis, jumlah lapisan palisade, dan ketebalan daun (Sunarti et al. 2008). Tjitrosoepomo (1996), menjelaskan bahwa daun merupakan suatu bagian tumbuhan yang penting dan pada umumnya tiap tumbuhan mempunyai sejumlah besar daun. Bentuk daun yang tipis melebar dengan posisi daun pada batang yang menghadap ke atas selaras dan berperan penting bagi tumbuh-tumbuhan yaitu sebagai alat untuk pengambilan zat-zat makanan berupa gas CO 2 (reabsorpsi), pengolahan zat-zat makanan (asimilasi), penguapan air (transpirasi), dan pernafasan (respirasi). Fungsi daun yang utama adalah mengolah karbon dioksida dan air dengan bantuan cahaya matahari, menghasilkan karbohidrat dan oksigen melalui suatu proses yang dikenal dengan fotosintesis. Selain itu, daun memiliki fungsi penyehatan lingkungan, yaitu sebagai penjerap (adsorpsi) dan penyerap (absorpsi) gas beracun, aerosol, dan partikel padat (Lakitan 2000). Anatomi daun terdiri atas jaringan dermal (epidermis atas dan epidermis bawah), jaringan pembuluh, dan jaringan dasar (palisade dan bunga karang). Sistem jaringan dermal berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari lingkungan luar dan berperan dalam pengaturan pertukaran gas pada daun. Jaringan epidermis merupakan lapisan terluar dari daun (Mulyani 2006).

7 9 Epidermis merupakan jaringan pelindung yang terdapat di kedua permukaan daun dengan dilengkapi lapisan dan kutikula (Ahmad & Musa 2003). Struktur daun yang pipih memberikan perbedaan pada jaringan epidermis yaitu pemukaan atas daun disebut permukaan adaksial sedangkan permukaan bawah daun disebut permukaan abaksial. Sutrian (1992), menyatakan bahwa epidermis biasanya tersusun dari satu lapisan sel saja dan pada irisan permukaan sel-selnya tampak berbentuk macammacam. Letak dari sel-sel epidermis sedemikian rapat sehingga di antara selselnya tidak terdapat ruangan-ruangan antar sel. Pada jaringan epidermis ini terdapat zat kutin dan lapisan kutikula pada lapisan luar dinding sel. Sulistyaningsih et al. (1996), menyatakan bahwa kutikula merupakan senyawa lemak yang terdapat dipermukaan luar dinding sel epidermis. Senyawa lemak ini bersifat kedap air sehingga mengurangi laju transpirasi. Stomata adalah lubang-lubang yang terdapat pada epidermis yang masingmasing dibatasi oleh dua sel penutup (Sutrian 1992). Stomata bisa ditemukan di kedua sisi daun (tipe amfistomatik), hanya ditemukan pada sisi atas daun atau adaksial (tipe epistomatik) dan hanya ditemukan pada sisi bawah daun atau abaksial (tipe hipostomatik). Trikoma merupakan rambut-rambut yang tumbuh dari sel-sel epidermis. Trikoma berfungsi sebagai proteksi terhadap serangga dan sekresi (Sutrian 1992). Trikoma dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu trikoma tanpa kelenjar dan trikoma dengan kelenjar (Fahn 1991). Trikoma tanpa kelenjar terdapat rambut yang uniseluler sederhana, rambut skuamiform yang berbentuk sisik, rambut multiseluler yang berbentuk bintang (stelata), dan rambut kasar yang di pangkalnya terdiri atas sedikitnya dua atau lebih deretan sel yang berdampingan. Sedangkan pada trikoma berkelenjar, terlibat dalam sekresi berbagai bahan, contohnya larutan garam, larutan gula, terpentin dan gom (polisakarida). Trikoma yang mengeluarkan sekresi itu sering disebut kelenjar. Sistem jaringan dasar atau disebut mesofil terdiri atas jaringan parenkim yang terdapat di sebelah dalam epidermis (Mulyani 2006). Mesofil mengalami diferensiasi membentuk jaringan fotosintetik yang berisi kloroplas. Pada kebanyakan tumbuhan terdapat dua tipe parenkim dalam mesofil, yaitu jaringan

8 10 palisade dan jaringan bunga karang. Palisade terdapat di bawah epidermis unilateral (selapis) atau multilateral (berlapis banyak). Sering kali terdapat hipodermis di antara epidermis dan jaringan palisade. Sel palisade tersusun atas satu lapisan atau lebih. Jaringan palisade biasanya terdapat pada permukaan adaksial daun. Daun yang mempunyai jaringan palisade pada kedua sisinya (adaksial dan abaksial) disebut isolateral atau isobilateral. Apabila hanya terdapat pada satu sisi, dan sisi lain terdapat jaringan spons disebut dorsiventral atau bifasial. 2.5 Deskripsi Jenis Pohon Sampel Pohon mempunyai segudang manfaat bagi alam (Dahlan 2004). Salah satu manfaatnya adalah kemampuan dalam menyerap gas berbahaya seperti karbon dioksida (CO₂) dan karbon monoksida (CO) yang dapat menjadi salah satu sebab terjadinya global warming serta kerusakan jaringan syaraf tertentu khususnya bagi manusia dan hewan yang menghirupnya baik secara langsung maupun tak langsung. Selain itu gas oksigen (O₂) hasil sintesis tanaman, dapat digunakan oleh makluk hidup sebagai salah satu sumber energi Angsana (Pterocarpus indicus Willd) Klasifikasi tanaman angsana menurut Direktorat Perbenihan Tanaman Hutan (2002) adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Rosales Famili : Fabaceae Genus : Pterocarpus Species : Pterocarpus indicus Willd. Jenis ini mempunyai beberapa nama seperti Nara (Filipina); Angsana (Malaysia, Indonesia); dan Sena (Sumatera, Maluku). Jenis ini merupakan jenis asli Asia Tenggara yang menghasilkan banyak biji dan paling mudah

9 11 dikembangbiakan dengan biji maupun stek batang (Fakuara & Soekotjo 1986). Menurut Heyne (1987), tumbuhan ini merupakan raksasa hutan dengan tinggi meter dan kedalaman akar 1 ½ - 2 meter. Tumbuhan ini sering ditemukan di Jawa Tengah dan Jawa Timur. Diameter batang tanaman ini bisa mencapai 2 meter, biasanya bentuk batangnya kurang menarik, pendek, terpuntir, beralur dalam, dan berbanir. Daun majemuk dengan 5 11 anak daun, berbulu, duduk bergantian. Bunga berkelamin ganda, kuning cerah dan harum (Direktorat Perbenihan Tanaman Hutan 2002). Angsana merupakan tumbuhan yang besar dengan bunga-bunga yang harum. Tumbuhan ini banyak ditanam di kebun-kebun dan di jalan-jalan (Kloppenburg 1988). Direktorat Perbenihan Tanaman Hutan (2002), menyatakan bahwa semua jenis Pterocarpus menghasilkan kayu bernilai tinggi dengan ciri kayu agak keras, digunakan untuk mebel halus, lantai, dan lemari Beringin (Ficus benjamina Linn.) Klasifikasi tumbuhan beringin menurut Heyne (1987) adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Urticales Famili : Moraceae Genus : Ficus Species : Ficus benjamina Linn. Nama lain dari tanaman beringin menurut Fauzi (2008), yaitu caringin (Sunda); waringin (Jawa, Sumatera); chinese bayan (China); Banyan Tree (Inggris). Pohon beringin banyak ditemukan di tepi jalan, pinggiran kota atau tumbuh di tepi jurang. Pohon ini berukuran besar dengan tinggi meter, berakar tunggang dan memiliki batang yang tegak dengan percabangan simpodial, bulat, permukaan kasar, dan cokelat kehitaman, pada batang keluar akar gantung (akar udara). Dalimartha (2005) menyebutkan bahwa beringin memiliki daun

10 12 tunggal, panjang 3-6 cm, lebar 2-4 cm, pertulangan menyirip, dan berwarna hijau. Sastrapraja dan Afriastini (1984), mengatakan bahwa buah ara muncul di rantingranting, tunggal atau berpasangan. Penyebaran pohon ini di daerah-daerah beriklim tropis (Almahy et al. 2003). Heyne (1987) mengemukakan bahwa, tumbuhan ini sering ditanam di alunalun dan halaman serta sangat dinilai tinggi oleh penduduk. Dari segi teknis, pohon ini bernilai rendah sama seperti jenis-jenis Ficus lainnya. Kayu tumbuhan ini baik untuk kayu bakar kalau dicampur dengan jenis kayu lain, tetapi untuk menghormati tumbuhan kayu ini hanya digunakan dalam keadaan darurat sebagai kayu bakar. Tumbuhan ini juga berkhasiat obat-obatan, yaitu pada bagian akar udara dan daun (Fauzi 2008). Akar udara pohon ini bermanfaat untuk mengatasi pilek, demam, radang amandel, dan rematik. Daunnya bermanfaat untuk mengatasi malaria, radang usus akut, disentri, dan influenza.