BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Udara Udara merupakan campuran mekanis dari bermacam-macam gas. Komposisi normal udara terdiri atas gas nitrogen 78,1%, oksigen 20,93%, dan karbondioksida 0,03%, sementara selebihnya berupa gas argon, neon, krypton, xenon, dan helium. Udara juga mengandung uap air, debu, bakteri, spora, dan sisa tumbuhan. Sebenarnya udara sendiri cenderung mengalami pencemaran oleh kehidupan dan kegiatan manusia serta proses lam lainnya. Dalam batas-batas tertentu, alam mampu membersihkan udara dengan cara membentuk suatu ekosistem yang disebut removal mechanism. Proses yang terjadi dapat berupa pergerakan udara, hujan, sinar matahari, dan fotosintesis tumbuh-tumbuhan (Chandra, 2006) 2.1.1 Kegunaan Udara Udara sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari : 1. Bahan kebutuhan pokok dalam pernapasan 2. Sebagai sarana bagi pesawat terbang 3. Sebagai alat pendingin trafo tekanan tinggi 4. Sebagai sarana olahraga terbang layang 5. Membantu transfer panas melalui metode konveksi (Gabriel, 2001)
2.1.2 Pencemaran Udara Polusi atau pencemaran udara adalah dimasukkannya komponen lain ke dalam udara, baik oleh kegiatan manusia secara langsung atau tidak langsung maupun akibat proses alam sehingga kualitas udara turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya. Setiap substansi yang bukan merupakan bagian dari komposisi udara normal disebut sebagai polutan ( Chandra,2006 ) Menurut Peraturan Pemerintah RI nomor 41 tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara, pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dari komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Pengendalian pencemaran udara adalah upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta pemulihan mutu udara. Sumber pencemar adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang mengeluarkan bahan pencemar ke udara yang menyebabkan udara tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Udara ambien adalah udara bebas dipermukaan bumi pada lapisan troposfir yang berada di dalam wilayah yurisdiksi Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya. Mutu udara ambien adalah kadar zat, energi, dan/atau komponen lain yang ada di udara bebas. Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam udara
ambient. Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya. Emisi adalah zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya ke dalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar. Mutu emisi adalah emisi yang boleh dibuang oleh suatu kegiatan ke udara ambient (Peraturan Pemerintah No 41, 2009) 2.1.3 Komponen Pencemaran Udara Udara di daerah perkotaan yang mempunyai banyak kegiatan industri dan teknologi serta lalu-lintas yang padat, udaranya relatif sudah tidak bersih lagi. Udara di daerah industri kotor tekena bermacam-macam pencemar. Dari beberapa macam komponen pencemar udara, maka yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran udara adalah komponen-komponen berikut ini : Table 2.1 Komponen pencemaran udara No Pencemar Simbol 1 Karbon Monoksida CO 2 Nitrogen Oksida NOx 3 Belerang Oksida SOx 4 Hidro karbon HC 5 Partikel - 6 Timah hitam Pb (Wardana, 2001)
2.1.4 Sumber Pencemaran Udara Sumber pencemaran udara terutama dari transportasi, dimana polutan yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida (CO 2 ) dan hidrokarbon. Sumber-sumber pencemaran lainnya seperti pembakaran, kegiatan industri, pembuangan limbah, dan sebagainya (Sunu, 2001) Sumber-sumber pencemaran udara dapat dibagi dalam dua kelompok besar, sumber alamiah dan akibat perbuatan manusia sebagai berikut: 1. Sumber pencemaran yang berasal dari proses atau kegiatan alam. Contoh: kebakaran hutan, kegaitan gunung berapi, dan lainnya. 2. Sumber pencemaran buatan manusia (berasal dari kegiatan manusia). Contoh: a. sisa pembakaran bahan bakar minyak oleh kendaraan bermotor berupa gas CO, CO 2, NO, hidrokarbon, aldehid, 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 sulfurdioksida. d. Lain-lain, seperti pembakaran sisa pertanian, hutan, sampah, dan limbah reactor nuklir. Pada proses pencemaran ini terjadi proses sinergistik yaitu suatu keadaan ketika polutan satu dengan polutan lain di dalam udara bereaksi menjadi jenis polutan baru yang lebih berbahaya dari polutan semula.
2.1.5 Sifat-sifat Pencemaran udara 1. Bersifat kualitatif Pencemaran udara yang bersifat kualitatif terdiri dari unsur-unsur yang secara alamiah telah terdapat dalam alam tetapi jumlahnya bertambah sedemikian banyaknya sehingga mengadakan pencemaran lingkungan. Hal ini bisa terjadi akibat bencana alam, perbuatan manusia dan lain-lain. Contoh polutan misalnya unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain. 2. Bersifat kuantitatif Pencemaran udara yang bersifat kuantitatif terdiri dari unsur-unsur yang terjadi akibat berlangsungnya persenyawaan yang dibuat secara sintetis seperti: peptisda, detergen, dan lain-lain. Umumnya polusi lingkungan du tujukan kepada faktor-faktor fisik seperti polusi suara, radiasi, suhu, penerangan dan faktor-faktor kimia melalui debu, uap, gas, larutan, awan, kabut (Supardi, 2003) 2.1.6 Penyebab Pencemaran Udara Pada umumnya pencemaran udara disebabkan oleh kegiatan manusia yang tidak mengindahkan dampak lingkungan dan faktor alam. Penyebab pencemaran udara oleh kegiatan manusia, seperti: - Debu/partikel dari kegiatan industri - Penggunaan zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara - Gas buang hasil pembakaran bahan bakar fosil Penyebab pencemaran udara oleh faktor alam, misalnya: - Debu akibat letusan gunung berapi
- Proses pembusukan sampah organic - Debu yang beterbangan akibat tiupan angin (Sunu, 2001) 2.1.7 Pengaruh Pencemaran Udara Polutan udara dapat menjadi sumber penyakit, virus, bakteri, dan beberapa jenis cacing. Dampak yang diakibatkan oleh polutan udara yang buruk dapat mengakibatkan seseorang mengalami alergi yang selanjutnya menjadi pintu masuk bagi bakteri yang dapat berpotensi terjadinya infeksi. Polutan udara yang terjadi secara kronis berpotensi untuk mendorong terjadinya penyakit kanker. 2.2 Nitrogen Dioksida ( NO 2 ) Nitrogen dioksida merupakan gas yang dihasilkan baik akibat kegiatan manusia maupun akibat proses alam semacam aktivitas gunung berapi. Gas ini dapat dipakai sebagai indicator pencemaran udara ( Chandra,2006 ) Kandungan udara terbanyak yang dihisap dalam bentuk nitrogen sekitar 78%. Sebagai emisi dijumpai dalam berbagai bentuk ikatan nitrogen, yaitu nitrogen monoksida (NO), nitrogen dioksida ((NO 2 ), gas gelak (N 2 O), dan amoniak serta dalam bentuk mudah direduksi berupa nitrit. (Sunu,2001) Gas oksida nitrogen seperti NO dan NO 2 termasuk senyawa pencemar yang sangat berbahaya. Gas NO yang tidak berwarna dan gas NO 2 yang berwarna coklat-merah. Kebanyakan senyawa oksida nitrogen masuk ke atmosfer berasal dari pembakaran bahan bakar fosil yang dapat mempengaruhi kualitas udara. Toksisitas senyawa nitrogen monoksida terhadap organisme lebih kecil dibandingkan dengan senyawa hidrogen nitrogen dioksida. Senyawa hydrogen
nitrogen dioksida akan terikat ke dalam hemoglobin dan mengurangi efesiensi transportasi oksigen di dalam tubuh (Situmorang, 2007). 2.2.1 Ciri-ciri Nitrogen Dioksida ( NO 2 ) Nitrogen dioksida di udara membentuk awan berwarna kuning atau coklat. Sedangkan ciri-ciri nitrogen dioksida yang berwarna merah-ungu-kecoklatann memiliki karakteristik seperti: - Bau yang menyegat - Toksik dan korosif - Menghisap banyak cahaya (Sunu, 2001) 2.2.2 Sumber-sumber Nitrogen Dioksida ( NO 2 ) Ada beberapa sumber Nitrogen Dioksida (NO 2 ) antara lain sebagai berikut : 1. Asal dari nitrogen di dalam atmosfer. 2. Asal dari pembakaran sarana transportasi; motor, diesel, kereta api. 3. Asal dari pembakaran, kayu, minyak, batubara, hutan. 4. Asal dari sampah padat. 5. Asal dari tanaman/arang yang terbakar. 6. Asal dari proses industri 2.2.3 Dampak Pencemaran Nitrogen Dioksida ( NO 2 ) Nitrogen oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO 2) dapat merusak manusia dan lingkungannya, nitrogen oksida (NO) mempunyai kemampuan membatasi kadar oksigen dalam darah, sepertihalnya dengan karbon monoksida (CO). Juga
mudah bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen dioksida (NO 2 ). Jika NO 2 bertemu dengan uap air di udara atau dalam tubuh manusia akan terbentuk segera HNO 3 yang amat merusak tubuh karena itulah NO 2 akan terasa pedih jika mengenai mata, hidung, saluran napas, dan jantung. Konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian. NO 2 akan merusak barang-barang logam. Oksidasi ini akan menimbulkan karat. NO 2 juga dapat mengabsorpsi sinar ultraviolet dari matahari. Molekul NO 2 yang berenergi ini akan bereaksi secara beruntun dengan hidrokarbon yang ada di udara (Sastrawijaya, 1991) Nitrogen Dioksida (NO 2 ) adalah gas yang toxic bagi manusia. Efek yang terjadi tergantung pada dosis serta lamanya pemaparan yang diterima seseorang. Konsentrasi NO 2 yang berkisar antara 50 100 ppm dapat menyebabkan peradangan paru-paru bila orang terpapar selama beberapa menit saja. Pada fase ini orang dapat sembuh kembali dalam waktu 6-8 minggu. Konsentrasi 150-200 ppm dapat menyebabkan pemampatan bronchioli dan disebut bronchiolitis fibrosis obliterans. Orang dapat meninggal dalam waktu 3 5 minggu setelah pemaparan. Konsentrasi lebih dari 500 ppm dapat mematikan dalam waktu 2 10 hari. Hal ini sering dialami petani yang memasuki gudang makanan ternak (silo) dimana terjadi akumulasi gas NO 2, oleh karenanya penyakit paru-paru ini dikenal sebagai silo filler s disease (Slamet, 2009) 2.3 Spektrofotometer Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitansi atau adsorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap suatu
deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin dapat juga di lakukan. Alat demikian dapat di kelompokkan baik sebagai manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap. Dalam praktek, Alat sinar tunggal biasanya dijalankan dengan tangan dan alat rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spectrum absorbansi, tetapi adalah mungkin untuk mencatat satu spectrum dengan suatu alat sinar tunggal (Underwood,1990). Komponen-komponen yang terdapat dalam instrumen spektrofotometer adalah ; 1. Sumber Sumber yang biasa dilakukan adalah lampu wolfram. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber daerah UV. Kebaikan lampu wolfram adalah energi yang di bebaskan tidak berfariasi pada berbagai panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan trasformator. Jika potensial tidak stabil, akan diperoleh energi yang berfariasi. 2. Monokromator Diinginakan untuk memperoleh sumber sinar monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diiginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratingnya dirotasikan untuk mendapatkan T yang diinginkan (Khopkar, 1990) 3. Sel Kebanyakan spektrofotometer melibatkan larutan, dan karenanya kebanyakan wadah sempel adalah sel untuk menaruh cairan kedalam berkas cahaya spektrofotometri. Sel itu harusnya meneruskan energi radiasi dan daerah spectral
yang diminati, jadi sel kaca melayani darah tampak, sel kuarsa atau kaca silica tinggi istimewa untuk daerah ultraviolet. 4. Detektor Dalam sebuah detector untuk sustu spektrofotometri, diinginkan ketepatan yang tinggi dalam daerah spectral yang diminati, respons yang linier terhadap daya radiasi, waktu respon yang cepat,dapat digandakan, dan kestabilan tinggi atau tingkat noise yang rendah, meskipun dalam praktiknya perlu mengkompromikan factor faktor ini. Detektor fotolistrik yang paling sederhana adalah tabung foto. Ini berupa tabung hampa udara dengan jendela yang tembus cahaya yang berisi sepasang elektroda, melintas dimana potensial dijaga. Tabung penganda foto (photomultipler) lebih pekat dari pada tabung foto biasa karena pengadaan yang tinggi dicapai dengan tabung itu sendiri. 5. Penguat dan Pembaca Keluaran penganda foto itu masih digandakan lebih lanjut dengan suatu penguat (amplifier) elektronik ke luar (Underwood, 1990).