Bagaimana Polusi Udara Mempengaruhi Biota termasuk Manusia?

Pencemaran Udara Mempengaruhi Biota termasuk Manusia !

Setelah disuntikkan ke atmosfer, polutan memasuki siklus biogeokimia melalui rute yang berbeda. Udara di atas banyak kota dapat berasimilasi dan menyebarkan ­polutan partikel halus dan gas dalam jumlah besar selama udara dapat bergerak dan menyebar.

Sumber Gambar: thestar.com/content/dam/thestar/news/world/2013/10/17/air_pollution.jpg

Tetapi jika massa udara di kota menjadi stagnan, polutan menumpuk dengan cepat dan menurunkan kualitas udara yang menyebabkan banyak penyakit pernapasan pada manusia dan hewan lainnya. Polutan udara juga terakumulasi selama pembalikan suhu, ketika lapisan permukaan udara yang lebih dingin terperangkap di bawah lapisan atas yang lebih hangat.

Dalam situasi ini, lapisan atas udara hangat mencegah kenaikan vertikal dan penyebaran polutan ­yang tertahan di dekat tanah. Pembalikan suhu umumnya terjadi di kota-kota yang dikelilingi pegunungan atau berbatasan dengan pegunungan di sisi bawah angin.

Selanjutnya sebagian polutan udara mencapai daratan sebagai jatuhan kering; ia kemudian dapat memasuki berbagai siklus nutrisi dan rantai makanan melalui air dan tanah. Kontaminan udara lainnya bereaksi secara kimia atau foto-kimia satu sama lain dan menghasilkan polutan sekunder seperti asam sulfat, ozon, dan peroksiasetil nitrat atau PAN.

Aerosol dan bentuk partikel halus lainnya bertindak sebagai inti kondensasi, di mana uap air yang ada di udara, dengan cepat mengelilinginya untuk membentuk tetesan kabut atau hujan.

Selain itu, polutan udara yang berbeda mempengaruhi flora, fauna, dan iklim di suatu daerah secara beragam dan beberapa polutan udara umum dan efek spesifiknya pada manusia, vegetasi, iklim, dll., telah dibahas sebagai berikut:

A. Efek patologis umum dari polusi udara:

Polusi udara yang parah mempengaruhi kesehatan manusia dan menyebabkan banyak penyakit mematikan di dalamnya. Misalnya, terjadi penyakit paru-paru pada pekerja yang terpapar bahaya pekerjaan, seperti penyakit paru-paru hitam di kalangan penambang batu bara yang menghirup debu tambang selama bertahun-tahun; atau asbestosis di antara tukang pipa dan pekerja insulasi, terpapar serat asbes di udara.

Seperti yang tercantum dalam tabel 25T, berbagai pencemar udara telah ditemukan menyebabkan banyak penyakit manusia seperti emfisema, bronkitis kronis, alergi serbuk sari, kanker paru-paru, terutama pada penduduk kota. Mountain et al., (1968) melaporkan bahwa polusi udara akibat partikulat ­dan karbon monoksida di New York City menyebabkan gangguan pernapasan pada anak usia kurang dari 8 tahun.

Becker et al., (1968) menyelidiki bahwa di banyak kota di Amerika sepanjang Pesisir Timur terjadi peningkatan frekuensi bronkitis, batuk, sakit tenggorokan, mengi, iritasi mata, dan kesehatan umum yang buruk pada manusia terjadi karena tingkat polusi udara meningkat.

Beberapa pencemar udara yang signifikan yang secara langsung atau tidak langsung ­menyebabkan kerugian ekonomi bagi manusia adalah sebagai berikut:

1. Belerang dioksida:

Salah satu polutan udara gas umum yang diketahui berbahaya bagi kesehatan manusia adalah sulfur dioksida atau SO ₂ . Ini terutama berasal dari pembakaran batu bara dan minyak bumi dan umumnya mengiritasi epitel pernapasan dan mengganggu pernapasan normal. SO ₂ juga menyebabkan peningkatan batuk, faringitis, iritasi mata, dan sakit kepala pada manusia.

Ketika terjadi polusi SO _{2 yang parah} , angka kematian dan asma bronkial ditemukan meningkat dan di masa lalu menyebabkan bencana seperti Lembah Meuse di Belgia pada tahun 1930; Donora, pada tahun 1938; London, pada tahun 1952; dan New York dan Tokyo pada 1960-an (lihat Southwick, 1976).

Selanjutnya, di atmosfer, SO ₂ tidak berada dalam bentuk gas ­untuk waktu yang lama, tetapi segera bereaksi dengan uap air untuk membentuk asam sulfat atau H ₂ SO ₄ . Asam sulfat menyebabkan banyak ­penyakit pernapasan pada manusia dan juga menghasilkan hujan asam yang jatuh di sebagian bumi.

Di Skandinavia, melawan arah angin dari pusat industri Inggris dan Lembah Ruhr, keasaman curah hujan telah meningkat 200 kali lipat sejak tahun 1966, dengan nilai pH serendah 2 8 tercatat (Oden dan Ahl, 1970).

Air hujan asam ini telah meningkatkan keasaman sungai Skandinavia, mengganggu reproduksi salmon dan menghancurkan jalur salmon. Ini mengurangi pertumbuhan hutan dan meningkatkan jumlah kalsium dan nutrisi lain yang tercuci dari tanah pertanian.

Tumbuhan yang terpapar belerang atmosfer langsung terluka atau mati. Paparan tanaman terhadap polusi SO _{2 yang rendah} dapat menghasilkan cedera akut dan kronis. Cedera tanaman sebagian besar disebabkan oleh aeroaols asam selama periode cuaca berkabut, hujan ringan atau periode ­kelembaban relatif tinggi dan suhu sedang. Pinus lebih rentan daripada pohon berdaun lebar dan bereaksi dengan defoliasi sebagian dan pertumbuhan yang berkurang.

2. Karbon monoksida:

Polutan udara gas signifikan lainnya ­yang berbahaya bagi kesehatan manusia adalah karbon monoksida atau CO. Gas ini terutama dilepaskan dari mesin bensin dan pembakaran batu bara. Karbon monoksida bergabung dengan hemoglobin dalam darah manusia untuk membentuk karboksihemoglobin, yang mengganggu transportasi oksigen.

Fungsi ­sistem saraf dapat dipengaruhi pada kadar 2 persen hingga 5 persen karboksihemoglobin yang terjadi setelah menghirup udara dengan hanya 30 ppm karbon monoksida (Bodkin, 1974). Masalahnya jauh meningkat dengan merokok.

Gejala keracunan CO tingkat rendah adalah berkurangnya waktu reaksi, gangguan psikomotorik, sakit kepala, pusing, dan kelelahan. Pada tahap yang lebih lanjut mual, telinga berdenging, jantung berdebar-debar, tekanan di dada, dan kesulitan bernapas terjadi.

3. Nitrogen oksida dan asap fotokimia:

Nitrogen oksida adalah polutan udara gas terpenting yang timbul akibat pembakaran bahan bakar fosil di mobil dan pembangkit listrik. Jenis polutan udara nitrogen yang paling umum adalah nitrogen oksida atau _NO2 . Di atmosfer, nitrogen dioksida direduksi oleh sinar ultra ­violet menjadi nitrogen monoksida dan atom oksigen:

TIDAK ₂ → TIDAK + O

Oksigen atom bereaksi dengan oksigen untuk membentuk ozon:

O ₂ + O → O ₃

Ozon bereaksi dengan nitrogen monoksida membentuk nitrogen dioksida dan oksigen, sehingga menutup siklus:

NO + O ₃ → NO ₂ + O ₂

Kadang-kadang, dengan adanya sinar matahari, atom oksigen hasil reduksi fotokimia NO2 _juga bereaksi dengan sejumlah hidrokarbon reaktif (seperti metana, etana, toluena, dll., yang semuanya berasal dari pembakaran bahan bakar fosil atau langsung dari tumbuhan. ) untuk membentuk intermediet reaktif yang disebut radikal.

Radikal ini kemudian mengambil bagian dalam serangkaian reaksi untuk membentuk lebih banyak lagi radikal yang bergabung dengan oksigen, hidrokarbon, dan NO ₂ . Akibatnya nitrogen dioksida diregenerasi, oksida nitrat menghilang, ozon terakumulasi dan sejumlah polutan sekunder terbentuk seperti ­formaldehida, aldehida dan peroksiasetil nitrat atau PAN (C ₂ H ₃ O ₅ N). Semua ini secara kolektif membentuk kabut fotokimia.

Nitrogen oksida dan polutan sekunder berbahaya bagi manusia dan tumbuhan. NO ₂ , gas menyengat yang menghasilkan kabut kecoklatan, menyebabkan iritasi hidung dan mata serta gangguan paru-paru. Konsentrasi ozon yang lebih rendah mengiritasi hidung dan tenggorokan, sementara konsentrasi yang lebih tinggi menyebabkan tenggorokan kering, sakit kepala, dan kesulitan bernapas.

Ozon, PAN, dan nitrogen dioksida sangat merusak banyak bentuk kehidupan tanaman, menghancurkan sel-sel daun, merusak kloroplas, dan mengganggu proses metabolisme tanaman.

4. Pimpin:

polusi lingkungan jangka panjang . ­Bensin mobil mengandung timbal tetra-etil [(CH ₃ CH ₂ ) ₄ Pb] yang bila dibakar akan masuk ke atmosfer. Pada curah hujan dan sampel tanah di daerah perkotaan telah dilaporkan adanya konsentrasi timbal yang besar.

Tumbuhan pinggir jalan dan tikus padang rumput yang hidup di sepanjang jalan raya utama ditemukan mengandung konsentrasi timbal yang tinggi di jaringannya, dan ini memiliki efek mematikan pada kesehatan dan umur panjang hewan tersebut.

Polisi lalu lintas dan orang lain yang terpapar lalu lintas padat dalam waktu lama memiliki kadar timbal yang lebih tinggi dari rata-rata dalam darah mereka. Diperkirakan bahwa 30 sampai 50% timbal yang terhirup diserap ke dalam tubuh dan senyawa timbal di udara ini diketahui menyebabkan keracunan timbal.

Selanjutnya, penggunaan bejana berlapis timah untuk memasak dan menyimpan anggur mengakibatkan beban timah yang berat di tubuh warga negara Romawi. Beberapa orang mengaitkan kemunduran Kekaisaran Romawi dengan keracunan timbal kronis. Bahkan, analisis tulang warga Romawi mengungkapkan konsentrasi timbal yang tinggi (lihat Kimball, 1975).

Selain itu, cat dan dempul tertentu memiliki komponen utama timbal dan ada kasus di mana keracunan timbal terjadi karena ­paparan kerja pelukis dan juga anak-anak yang biasanya atau tidak sengaja menggigit retakan dan pengelupasan cat lama. Meskipun 90-95% timbal yang tertelan tidak dapat larut dan cepat dihilangkan, sisanya masuk ke dalam darah dan jaringan, termasuk tulang. Kadar timbal 20-40 µg per 100 g darah (0,2-0,4 ppm) dianggap normal dan tidak berbahaya bagi penduduk kota.

Kedua kadar timbal 0,8 ppm dalam darah manusia dewasa menyebabkan gejala yang jelas seperti anemia, penyakit ginjal, dan kejang. Namun, pada anak-anak kadar timbal 0,6 ppm dalam darah dapat menyebabkan keracunan timbal dan ­kematian yang parah.

Misalnya, dari tahun 1954 hingga 1967, 2018 anak-anak di New York City dirawat karena keracunan timbal. Dari kelompok ini, 128 meninggal dan banyak lainnya menderita beberapa tingkat kerusakan permanen pada sistem saraf pusat.

Terakhir, akumulasi timbal di lapisan salju lapisan es Greenland selama periode 200 tahun telah memberikan contoh dramatis peningkatan polusi dengan perkembangan industri dan transportasi (Southwick, 1976).

5. Polusi debu:

Debu ditemukan menempuh jarak beberapa ribu kilometer, melintasi gurun dan lautan. Partikel udara dari pasir Sahara melintasi Laut Arab dan mencapai India meskipun partikel debu menyediakan inti untuk pembentukan awan, mereka dapat mengganggu industri tertentu yang membutuhkan lingkungan aseptik dan bersih seperti industri obat-obatan dan pabrik pengolahan makanan. Mereka terkadang menjadi bahaya kesehatan karena dapat menyebabkan penyakit seperti asma alergi, bronkitis, emfisema dan bahkan penyakit paru-paru (Das et at., 1981).

Namun, polusi debu di udara ternyata dikendalikan oleh tanaman cemara, rerumputan, dan epifit tertentu seperti anggrek. Laboratorium Penelitian Polusi, Sekolah Tinggi Pertanian, Universitas Calcutta telah melaporkan bahwa tumbuhan tertentu memiliki kemampuan menyaring debu, membersihkan udara, dan memurnikan udara yang luar biasa.

Dalam salah satu penelitian telah diteliti bahwa tumbuhan tertentu yang berdaun sederhana ­seperti peepal (Ficus riligiosa), pakur (Ficus infectoria), beringin (Ficus benghalensis), jati (Tectona grandis), sal (Shorea robusta), arjuna (Terminalia arjuna), mast (Polyalthia longifolia), mangga (Mangifera indica)-, dll., merupakan pengumpul debu yang lebih baik daripada tanaman dengan daun majemuk seperti gul mohar (Poinclana regia), asam jawa (Tamarindus indica). Cassia fistula, neem (Azadirachta indica) (Das et al., 1981).

B. Beberapa efek lain dari polusi udara:

Selain efek patologisnya pada manusia, polusi udara menyebabkan kerusakan pada manusia sebagai berikut:

1. Meningkatnya jumlah kabut tanah dan kubah polusi udara di kota-kota telah menyebabkan terhalangnya penglihatan pilot dan tetap menjadi kontributor utama kecelakaan pesawat udara.
2. Di banyak daerah, polusi udara telah merusak tanaman pertanian dan tanaman alami secara dramatis. Kabut asap dan polusi udara ditemukan secara khusus merusak hutan pinus, tanaman kebun truk, kebun jeruk, ladang bawang merah dan seledri serta tanaman ladang alfa-alfa dan jagung manis. Turk et al., 1974, memperkirakan kerugian tahunan sebesar satu miliar dollar akibat perusakan ­vegetasi oleh polusi udara di USA
3. Telah terjadi cedera pada ternak pertanian, khususnya ­dari polusi fluorida dan arsenik yang terbawa udara. Senyawa fluor yang berlebihan yang telah mencemari pakan karena kerontokan terkadang menyebabkan ternak mengalami fluorosis, kalsifikasi abnormal pada tulang yang menyebabkan ketimpangan (Turk et al., 1974).
4. Polusi udara juga memakan korban bangunan dan benda buatan manusia lainnya. Ketika kelembapan terakumulasi di udara yang tercemar, oksida belerang, karbon, dan nitrogen membentuk asam sulfat, karbonat, dan nitrat lemah, yang bersifat korosif terhadap logam, batu, cat, karet, tekstil, dan bahkan beberapa plastik.

Di seluruh Eropa dan di metropolitan dan kota besar India seperti Agra, Delhi, Lucknow, Kalkuta, dan Bombay, banyak bangunan terkenal, monumen, dan harta karun seni memburuk dengan kecepatan yang mengkhawatirkan karena efek erosi dari polusi udara.

C. Pengaruh polusi udara terhadap cuaca, iklim dan proses atmosfer:

Pada tingkat kasar, polusi udara menyebabkan dua masalah di seluruh dunia—pencemaran atmosfer bagian atas dan perubahan ­cuaca dan iklim. Faktanya, polusi dan konsentrasi populasi mempengaruhi pola cuaca lokal, seperti fenomena terkenal “pulau panas” di sekitar kota. Karena pola curah hujan lokal diubah oleh distribusi dan kelimpahan inti partikulat di atmosfer yang lebih rendah (Brodine, 1973), terjadi peningkatan curah hujan yang signifikan di dalam dan sekitar kota yang disebabkan oleh polusi udara (Thompson, 1975).

Polusi udara juga mempengaruhi cuaca secara kontinental atau global. Banyak polutan gas dan aerosol halus mencapai atmosfer bagian atas, di mana mereka memiliki efek dasar pada penetrasi dan penyerapan sinar matahari.

Brodine (1973) dan ahli biologi lingkungan modern lainnya merasa bahwa peningkatan polusi partikulat dapat mengurangi jumlah energi sinar matahari yang mencapai permukaan bumi, sehingga menurunkan radiasi matahari di permukaan bumi dan menghasilkan efek pendinginan pada iklim dunia yang pada akhirnya dapat memicu zaman es lainnya. Faktanya, Thompson (1975) telah melaporkan penurunan suhu rata-rata tahunan di belahan bumi utara dan peningkatan lapisan es di kutub utara.

Efek rumah kaca:

Karbon dioksida adalah konstituen alami atmosfer, tetapi konsentrasinya meningkat di udara dengan tingkat yang mengkhawatirkan. Produk sampingan dari pembakaran bahan bakar fosil, belum tentu merupakan polutan. Ini menghasilkan efek fisiologis yang merugikan hanya pada tingkat yang sangat tinggi.

Diperkirakan sekitar setengah dari input tetap berada di atmosfer dan setengah lainnya dibuang oleh lautan dan tumbuhan. Meningkatnya jumlah CO ₂ di atmosfer ditemukan meningkatkan suhu bumi.

Sifat spektral CO ₂ di atmosfer sedemikian rupa sehingga cenderung mencegah radiasi gelombang panjang (yaitu, radiasi panas infra merah) dari bumi agar tidak lepas ke luar angkasa dan membelokkannya kembali ke bumi. Yang terakhir memiliki peningkatan suhu di permukaan (Turk et al., 1974). Fenomena ini disebut efek atmosfer (Lee, 1974) atau efek rumah kaca (lihat Southwick, 1976, Smith, 1977).

Efek pendinginan dan pemanasan simultan dari polusi udara di bumi telah meningkatkan variabilitas pola cuaca di seluruh dunia ­yang dapat menjadi ancaman serius bagi produksi pangan global (Thompson, 1975). Baru-baru ini, ahli ekologi tertentu telah mencoba menghubungkan polusi udara dengan kekeringan yang serius dan berkepanjangan, hujan lebat dan banjir, serta angin topan dan tornado yang lebih serius (lihat Southwick, 1976).

Pengupasan payung ozon oleh CFM:

Senyawa fluorokarbon tertentu yang disebut chlorofluoromethanes atau CFM atau “freon” digunakan sebagai propelan dalam kaleng aerosol bertekanan. Mereka lembam dalam reaksi kimia dan fisik normal, tetapi mereka terakumulasi dalam jumlah yang lebih besar pada ketinggian tinggi dan di stratosfer senyawa gas lembam ini (yaitu, CFM) melepaskan atom klorin di bawah pengaruh radiasi ultraviolet gelombang pendek yang intens.

Setiap atom rantai klorin kemudian bereaksi dengan lebih dari 1.000.000 molekul ozon, mengubah ozon menjadi oksigen. Pengurangan ozon stratosfer memungkinkan penetrasi sinar ultraviolet yang lebih besar, yang mengintensifkan radiasi UV di permukaan bumi.

Beberapa ilmuwan seperti Ahmed (1975), Brodeur (1975), dan Russell (1975) merasa bahwa radiasi yang semakin intensif ini akan menyebabkan peningkatan yang signifikan pada kanker kulit dan pada akhirnya berdampak mematikan pada banyak organisme, termasuk manusia.

Lapisan ozon pelindung stratosfer juga dianggap ­oleh banyak ahli ekologi terancam oleh jet supersonik, SST. Mesin jet pesawat supersonik yang terbang di ketinggian melepaskan nitrogen oksida (NOx ₎ yang secara katalitik menghancurkan molekul ozon (lihat Southiwick, 1976).