Polutan Udara: Jenis, Sumber, Efek dan Pengendalian Polutan Udara

Baca artikel ini untuk mempelajari jenis, sumber, efek, dan pengendalian polusi udara!

Pencemaran udara adalah perubahan sifat fisik, kimia, dan biologi udara yang menimbulkan dampak buruk bagi manusia dan organisme lain. Hasil akhirnya adalah perubahan lingkungan alam dan/atau ekosistem.

Sumber Gambar : giglig.com/wp-content/uploads/2011/05/pollution.jpg

Zat-zat yang bertanggung jawab menyebabkan polusi udara disebut polusi udara. Polutan udara ini dapat berupa alami (misalnya kebakaran hutan) atau sintetik (buatan manusia); mereka mungkin dalam bentuk gas, cair atau padat.

1. Jenis Polutan Udara:

Polutan udara dikenal sebagai zat di udara yang dapat menyebabkan kerusakan pada manusia dan lingkungan. Polutan dapat berupa partikel padat, tetesan cairan, atau gas. Selain itu, mereka mungkin alami atau buatan manusia. Polutan dapat diklasifikasikan sebagai primer atau sekunder. Biasanya, polutan primer adalah zat yang dipancarkan langsung dari suatu proses, seperti abu dari letusan gunung berapi, gas karbon monoksida dari knalpot kendaraan bermotor atau sulfur dioksida yang dikeluarkan dari pabrik.

Polutan sekunder tidak dipancarkan secara langsung. Sebaliknya, mereka terbentuk di udara ketika polutan primer bereaksi atau berinteraksi. Contoh penting polutan sekunder adalah ozon di permukaan tanah — salah satu dari banyak polutan sekunder yang membentuk asap fotokimia.

Polutan primer utama yang dihasilkan oleh aktivitas manusia meliputi:

saya. Oksida belerang (SO _x ):

SO ₂ diproduksi oleh gunung berapi dan dalam berbagai proses industri. Karena batu bara dan minyak bumi sering mengandung senyawa belerang, pembakarannya menghasilkan belerang dioksida. Oksidasi lebih lanjut dari SO ₂ , biasanya dengan adanya katalis seperti NO ₂ , membentuk H ₂ SO ₄ , dan dengan demikian menjadi hujan asam. Hal ini menjadi salah satu penyebab kekhawatiran atas dampak lingkungan dari penggunaan bahan bakar tersebut sebagai sumber tenaga.

1. Nitrogen oksida (NO _x ):

Terutama nitrogen dioksida yang dipancarkan dari pembakaran suhu tinggi. Nitrogen dioksida adalah senyawa kimia dengan rumus N0 ₂ . Ini bertanggung jawab atas kabut fotokimia, hujan asam, dll.

aku aku aku. Karbon monoksida:

Ini adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak mengiritasi tetapi sangat beracun. Ini adalah produk dengan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna seperti gas alam, batu bara atau kayu. Gas buang kendaraan merupakan sumber utama karbon monoksida.

1. Karbon dioksida (CO ₂ ):

Gas rumah kaca yang dipancarkan dari pembakaran tetapi juga merupakan gas vital bagi organisme hidup. Ini adalah gas alam di atmosfer.

1. Senyawa organik yang mudah menguap:

VOC adalah polutan udara luar yang penting. Dalam bidang ini mereka sering dibagi ke dalam kategori metana (CH ₄ ) dan non-metana (NMVOCs) yang terpisah. Metana adalah gas rumah kaca yang sangat efisien yang berkontribusi terhadap peningkatan pemanasan global.

VOC hidrokarbon lainnya juga merupakan gas rumah kaca yang signifikan melalui perannya dalam menciptakan ozon dan memperpanjang umur metana di atmosfer, meskipun efeknya bervariasi tergantung pada kualitas udara setempat. Di dalam NMVOCs, senyawa aromatik benzena, toluena, dan xilena dicurigai sebagai karsinogen dan dapat menyebabkan leukemia jika terpapar terlalu lama. 1, 3-butadiena adalah senyawa berbahaya lainnya yang sering dikaitkan dengan penggunaan industri.

1. Materi partikulat:

Partikulat, atau disebut sebagai partikel (PM) atau partikel halus, adalah partikel kecil padat atau cair yang tersuspensi dalam gas. Sebaliknya, aerosol mengacu pada partikel dan gas secara bersamaan. Sumber partikel dapat buatan manusia atau alami.

Beberapa partikulat muncul secara alami, berasal dari gunung berapi, badai debu, kebakaran hutan dan padang rumput, tumbuhan hidup, dan semburan laut. Aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil pada kendaraan, pembangkit listrik, dan berbagai proses industri juga menghasilkan aerosol dalam jumlah yang signifikan.

Rata-rata di seluruh dunia, aerosol antropogenik—yang dibuat oleh aktivitas manusia—saat ini mencapai sekitar 10 persen dari jumlah total aerosol di atmosfer kita. Peningkatan kadar partikel halus di udara terkait dengan bahaya kesehatan seperti penyakit jantung, perubahan fungsi paru-paru, dan kanker paru-paru.

1. Radikal bebas yang terus-menerus – terhubung dengan partikel halus di udara dapat menyebabkan penyakit kardiopulmoner.

viii. Logam beracun – seperti timbal, kadmium, dan tembaga.

1. Chlorofluorocarbons (CFCs) – berbahaya bagi lapisan ozon yang dipancarkan dari produk yang saat ini dilarang penggunaannya.
2. Amonia (NH ₃ ) – dikeluarkan dari proses pertanian. Amonia adalah senyawa dengan rumus NH ₃ . Biasanya dijumpai sebagai gas dengan bau menyengat yang khas. Amonia berkontribusi secara signifikan terhadap kebutuhan nutrisi organisme terestrial dengan berfungsi sebagai prekursor bahan makanan dan pupuk. Amonia, baik secara langsung maupun tidak langsung, juga merupakan bahan penyusun sintesis banyak obat-obatan. Meskipun digunakan secara luas, amonia bersifat kaustik dan berbahaya.
3. Bau – seperti dari sampah, limbah, dan proses industri

xii. Polutan radioaktif – dihasilkan oleh ledakan nuklir, bahan peledak perang, dan proses alami seperti peluruhan radioaktif radon.

Polutan sekunder meliputi:

saya. Materi partikulat terbentuk dari polutan primer gas dan senyawa dalam asap fotokimia. Kabut asap adalah sejenis polusi udara; kata “asap” adalah gabungan dari asap dan kabut. Asap klasik dihasilkan dari sejumlah besar pembakaran batu bara di suatu daerah yang disebabkan oleh campuran asap dan sulfur dioksida. Kabut asap modern biasanya tidak berasal dari batu bara tetapi dari emisi kendaraan dan industri yang terkena sinar matahari di atmosfer untuk membentuk polutan sekunder yang juga bergabung dengan emisi primer untuk membentuk kabut asap fotokimia.

1. Ozon di permukaan tanah (O ₃ ) terbentuk dari NO _x dan VOC. Ozon (O ₃ ) adalah konstituen kunci dari troposfer (juga merupakan konstituen penting dari wilayah tertentu di stratosfer yang umumnya dikenal sebagai lapisan Ozon). Reaksi fotokimia dan kimia yang melibatkannya menggerakkan banyak proses kimia yang terjadi di atmosfer pada siang dan malam hari. Pada konsentrasi tinggi yang tidak normal yang disebabkan oleh aktivitas manusia (sebagian besar pembakaran bahan bakar fosil), ini merupakan polutan, dan penyusun kabut asap.

aku aku aku. Peroxyacetyl nitrate (PAN) – serupa terbentuk dari NO _x dan VOC.

2. Sumber Pencemaran Udara:

Sumber pencemaran udara mengacu pada berbagai lokasi, kegiatan atau faktor yang bertanggung jawab atas pelepasan polutan di atmosfer. Sumber-sumber ini dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama yaitu:

Sumber antropogenik (aktivitas manusia) sebagian besar terkait dengan pembakaran berbagai jenis bahan bakar:

saya. “Sumber Tidak Bergerak” meliputi cerobong asap dari pembangkit listrik, fasilitas manufaktur (pabrik) dan insinerator limbah, serta tungku dan jenis alat pemanas pembakar bahan bakar lainnya.

1. “Sumber Seluler” termasuk kendaraan bermotor, kapal laut, pesawat terbang dan efek suara dll.

aku aku aku. Bahan kimia, debu, dan praktik pembakaran terkendali dalam pengelolaan pertanian dan kehutanan. Pembakaran terkontrol atau ditentukan adalah teknik yang kadang-kadang digunakan dalam pengelolaan hutan, pertanian, restorasi padang rumput atau pengurangan gas rumah kaca. Api adalah bagian alami dari ekologi hutan dan padang rumput dan api yang dikendalikan dapat menjadi alat bagi rimbawan. Pembakaran yang terkendali merangsang perkecambahan beberapa pohon hutan yang diinginkan, sehingga memperbaharui hutan.

1. Asap dari cat, semprotan rambut, pernis, semprotan aerosol, dan pelarut lainnya.
2. Penimbunan limbah di tempat pembuangan sampah, yang menghasilkan metana. Metana tidak beracun; namun, sangat mudah terbakar dan dapat membentuk campuran eksplosif dengan udara. Metana juga menyebabkan sesak napas dan dapat menggantikan oksigen di ruang tertutup. Asfiksia atau mati lemas dapat terjadi jika konsentrasi oksigen berkurang hingga di bawah 19,5% karena perpindahan.
3. Militer, seperti senjata nuklir, gas beracun, perang kuman, dan peroketan.

Sumber alami:

saya. Debu dari sumber alami, biasanya area tanah yang luas dengan sedikit atau tanpa vegetasi.

1. Metana, dipancarkan oleh pencernaan makanan oleh hewan, misalnya sapi.

aku aku aku. Gas radon dari peluruhan radioaktif di dalam kerak bumi. Radon adalah gas mulia radioaktif yang tidak berwarna, tidak berbau, terjadi secara alami, yang terbentuk dari peluruhan radium. Ini dianggap sebagai bahaya kesehatan. Gas radon dari sumber alami dapat terakumulasi dalam bangunan, terutama di area terbatas seperti ruang bawah tanah dan merupakan penyebab kanker paru-paru kedua yang paling sering, setelah merokok.

1. Asap dan karbon monoksida dari kebakaran hutan.
2. Aktivitas vulkanik yang menghasilkan partikulat belerang, klorin, dan abu.

3. Pengaruh Polutan Udara:

Ada Berbagai Efek Berbahaya dari Polutan Udara:

saya. Karbon monoksida (sumber- Knalpot mobil, reaksi fotokimia di atmosfer, oksidasi biologis oleh organisme laut, dll.)- Mempengaruhi aktivitas pernapasan karena hemoglobin memiliki afinitas lebih besar terhadap CO daripada oksigen. Dengan demikian, CO bergabung dengan HB dan dengan demikian mengurangi kapasitas pembawa oksigen darah. Hal ini mengakibatkan penglihatan kabur, sakit kepala, tidak sadarkan diri dan kematian karena sesak napas (kekurangan oksigen).

1. Karbon dioksida (sumber- Pembakaran karbon dari bahan bakar fosil, penipisan hutan (yang menghilangkan kelebihan karbon dioksida dan membantu mempertahankan rasio oksigen-karbon dioksida) – menyebabkan pemanasan global.

aku aku aku. Sulfur dioksida (sumber- Industri, pembakaran bahan bakar fosil, kebakaran hutan, pembangkit listrik, pabrik peleburan, boiler industri, kilang minyak dan letusan gunung berapi) – Masalah pernapasan, sakit kepala parah, penurunan produktivitas tanaman, menguning dan mengurangi waktu penyimpanan kertas , menguning dan merusak batu kapur dan marmer, merusak kulit, meningkatkan laju korosi besi, baja, seng dan aluminium.

1. Senyawa Hidrokarbon Poli-nuklir Aromatik (PAC) dan Hidrokarbon Aromatik Poli-nuklir (PAH) (sumber- Knalpot mobil dan industri, kebocoran tangki bahan bakar, pencucian dari tempat pembuangan limbah beracun dan lapisan tar batubara dari beberapa pipa suplai air)- Karsinogenik (mungkin menyebabkan leukemia).
2. Karbon kloro-fluoro (CFC) (sumber- Lemari es, AC, krim cukur busa, kaleng semprot, dan larutan pembersih) – Hancurkan lapisan ozon yang kemudian memungkinkan sinar UV yang berbahaya memasuki atmosfer. Lapisan ozon melindungi bumi dari sinar ultraviolet yang diturunkan oleh matahari. Jika lapisan ozon menipis karena tindakan manusia, efeknya di planet ini bisa menjadi bencana besar.
3. Nitrogen Oksida (sumber- Knalpot mobil, pembakaran bahan bakar fosil, kebakaran hutan, pembangkit listrik, pabrik peleburan, boiler industri, kilang minyak dan letusan gunung berapi)- Membentuk asap fotokimia, pada konsentrasi yang lebih tinggi menyebabkan kerusakan daun atau memengaruhi aktivitas fotosintesis tanaman dan menyebabkan masalah pernapasan pada mamalia.
4. Materi partikulat Timbal halida (polusi timbal) (sumber- Pembakaran produk bensin bertimbal) – Efek toksik pada manusia.

viii. Partikel asbes (sumber- Kegiatan penambangan) – Asbestosis – penyakit kanker paru-paru.

1. Silikon dioksida (sumber- Pemotongan batu, tembikar, manufaktur kaca dan industri semen) – Silikosis, penyakit kanker.
2. Merkuri (sumber- pembakaran bahan bakar fosil & tumbuhan)-kerusakan otak & ginjal.

Polutan udara mempengaruhi tumbuhan dengan masuk melalui stomata (pori-pori daun tempat gas berdifusi), merusak klorofil dan mempengaruhi fotosintesis. Pada siang hari stomata terbuka lebar untuk memfasilitasi fotosintesis. Polutan udara pada siang hari mempengaruhi tanaman dengan memasuki daun melalui stomata ini lebih dari pada malam hari.

Polutan juga mengikis lapisan lilin daun yang disebut kutikula. Kutikula mencegah kehilangan air yang berlebihan dan kerusakan akibat penyakit, hama, kekeringan, dan embun beku. Rusaknya struktur daun menyebabkan nekrosis (bagian daun yang mati), klorosis (kehilangan atau berkurangnya klorofil yang menyebabkan daun menguning) atau epinasti (daun melengkung ke bawah), dan absisi (jatuhnya daun).

Partikulat yang terdeposisi pada daun dapat membentuk kerak dan menyumbat stomata serta mengurangi ketersediaan sinar matahari. Kerusakan dapat mengakibatkan kematian tanaman. S02 menyebabkan pemutihan daun, klorosis, luka dan nekrosis daun. N02 menghasilkan peningkatan absisi dan menekan pertumbuhan. O3 menyebabkan flek pada permukaan daun, penuaan dini, nekrosis dan pemutihan.

Peroxyacetyl nitrate (PAN) menyebabkan keperakan permukaan bawah daun, merusak daun muda dan lebih sensitif serta menghambat pertumbuhan. Fluorida menyebabkan nekrosis ujung daun sedangkan etilen menyebabkan epinasti, gugurnya daun dan gugurnya bunga.

4. Pengendalian Polusi Udara:

Item berikut ini biasanya digunakan sebagai perangkat pengendalian polusi oleh industri atau perangkat transportasi. Mereka dapat menghancurkan kontaminan atau menghilangkannya dari aliran pembuangan sebelum dipancarkan ke atmosfer.

saya. Kontrol Partikulat:

Pengumpul mekanis (siklon debu, multi-siklon) – Pemisahan siklon adalah metode untuk menghilangkan partikulat dari aliran udara, gas atau air, tanpa menggunakan filter, melalui pemisahan pusaran. Efek rotasi dan gravitasi digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan.

Aliran (udara) berputar berkecepatan tinggi terbentuk di dalam wadah berbentuk silinder atau kerucut yang disebut siklon. Udara mengalir dalam pola spiral, mulai dari atas (ujung lebar) topan dan berakhir di ujung bawah (sempit) sebelum keluar dari topan dalam aliran lurus melalui pusat topan dan keluar dari atas.

Partikel yang lebih besar (lebih padat) dalam aliran yang berputar memiliki terlalu banyak inersia untuk mengikuti kurva aliran yang sempit dan menabrak dinding luar, kemudian jatuh ke dasar siklon di mana partikel tersebut dapat dihilangkan.

Dalam sistem kerucut, saat aliran berputar bergerak menuju ujung sempit siklon, radius rotasi aliran berkurang, memisahkan partikel yang lebih kecil dan lebih kecil. Geometri siklon, bersama dengan laju aliran, menentukan titik potong siklon. Ini adalah ukuran partikel yang akan dikeluarkan dari aliran dengan efisiensi 50%. Partikel yang lebih besar dari titik potong akan dihilangkan dengan efisiensi yang lebih besar dan partikel yang lebih kecil dengan efisiensi yang lebih rendah.

1. Precipitator Elektrostatis:

Electrostatic precipitator (ESP), atau pembersih udara elektrostatik adalah alat pengumpul partikulat yang menghilangkan partikel dari gas yang mengalir (seperti udara) menggunakan gaya muatan elektrostatis yang diinduksi. Pengendapan elektrostatik adalah perangkat filtrasi yang sangat efisien yang secara minimal menghambat aliran gas melalui perangkat, dan dapat dengan mudah menghilangkan partikel halus seperti debu dan asap dari aliran udara.

Berbeda dengan scrubber basah yang menerapkan energi langsung ke media fluida yang mengalir, ESP menerapkan energi hanya untuk partikel yang dikumpulkan dan karenanya sangat efisien dalam konsumsi energinya (dalam bentuk listrik).

aku aku aku. Scrubber Partikulat:

Istilah Wet scrubber menggambarkan berbagai perangkat yang menghilangkan polutan dari gas buang tungku atau dari aliran gas lainnya. Dalam scrubber basah, aliran gas yang tercemar dibawa ke dalam kontak dengan cairan scrubbing, dengan menyemprotkannya dengan cairan, dengan mendorongnya melalui genangan cairan, atau dengan metode kontak lainnya, untuk menghilangkan polutan.

Desain scrubber basah atau perangkat pengontrol polusi udara tergantung pada kondisi proses industri dan sifat polutan udara yang terlibat. Karakteristik gas masuk dan sifat debu (jika ada partikel) sangat penting.

Scrubber dapat dirancang untuk mengumpulkan partikel dan/atau polutan gas. Scrubber basah menghilangkan partikel debu dengan menangkapnya dalam tetesan cairan. Scrubber basah menghilangkan gas polutan dengan melarutkan atau menyerapnya ke dalam cairan.

Tetesan apa pun yang ada dalam gas saluran masuk scrubber harus dipisahkan dari aliran gas keluar melalui perangkat lain yang disebut sebagai eliminator kabut atau pemisah entrainment (istilah ini dapat dipertukarkan). Juga, cairan penggosok yang dihasilkan harus diolah sebelum dibuang atau digunakan kembali di pabrik:

saya. Polusi kendaraan dapat diperiksa dengan penyetelan mesin secara teratur; penggantian kendaraan tua yang lebih berpolusi; memasang konverter katalitik; dengan modifikasi mesin untuk memiliki campuran yang hemat bahan bakar (ramping) untuk mengurangi emisi CO dan hidrokarbon; dan pembakaran bahan bakar yang lambat dan lebih dingin untuk mengurangi emisi NOx.

1. Menggunakan batubara belerang rendah di industri.

aku aku aku. Minimalkan/modifikasi kegiatan yang menyebabkan polusi misalnya transportasi dan produksi energi.