A. SIFAT FISIKA DAN KIMIA
Gas belerang oksida atau Sulfur Oxide yang sering ditulis dengan SOx, terdiri dari gas SO2 dan gas SO3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda. Gas SO2 berbau sangat tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan gas SO3 bersifat sangat reaktif. Gas SO3 mudah bereaksi dengan uap air yang ada di udara untuk membentuk asam sulfas atau H2SO4. Asam sulfat ini sangat reaktif, mudah bereaksi (memakan) benda-benda lain yang mengakibatkan kerusakan, seperti proses pengkaratan (korosi) dan proses kimiawi lainnya. Konsentrasi gas SO2 di udara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium baunya) manakala konsentrasinya berkisar antara 0,3 – 1 ppm.
Hanya sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO2 . Sebanyak dua pertiga dari jumlah sulfur di atmosfer berasal dari sumber-sumber alam seperti volcano, dan terdapat dalam bentuk H2S dan oksida. Masalah yang ditimbulkan oleh polutan yang dibuat manusia adalah dalam hal distribusinya yang tidak merata sehingga terkonsentrasi pada daerah tertentu, bukan dari jumlah keseluruhannya, sedangkan polusi dari sumber alam biasanya lebih tersebar merata. Transportasi bukan merupakan sumber utama polutan SOx tetapi pembakaran bahan bakar pada sumbernya merupakan sumber utama polutan SOx, misalnya pembakaran batu arang, minyak bakar, gas, kayu dan sebagainya.
Pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur akan menghasilkan kedua bentuk sulfur oksida, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Meskipun udara tersedia dalam jumlah cukup, SO2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar. Jumlah SO2 yang terbentuk dipengaruhi oleh kondisi reaksi, terutama suhu dan bervariasi dari 1 sampai 10% dari total SOx.
Mekanisme pembentukan SOx dapat dituliskan dalam dua tahap reaksi sebagai berikut :
S + O2 < --------- > SO2
2 SO2 + O2 < --------- > 2 SO3
SO3 di udara dalam bentuk gas hanya mungkin ada jika konsentrasi uap air sangat rendah. Jika uap air terdapat dalam jumlah cukup, SO3 dan uap air akan segera bergabung membentuk droplet asam sulfat ( H2SO4 ) dengan reaksi sebagai berikut :
SO SO2 + H2O2 ------------ > H2SO4
Komponen yang normal terdapat di udara bukan SO3 melainkan H2SO4 Tetapi jumlah H2SO4 di atmosfir lebih banyak dari pada yang dihasilkan dari emisi SO3 hal ini menunjukkan bahwa produksi H2SO4 juga berasal dari mekanisme lainnya.
Setelah berada diatmosfir sebagai SO2 akan diubah menjadi SO3 (Kemudian menjadi H2SO4) oleh proses-proses fotolitik dan katalitik Jumlah SO2 yang teroksidasi menjadi SO3 dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk jumlah air yang tersedia, intensitas, waktu dan distribusi spektrum sinar matahari, Jumlah bahan katalik, bahan sorptif dan alkalin yang tersedia. Pada malam hari atau kondisi lembab atau selama hujan SO2 di udara diaborpsi oleh droplet air alkalin dan bereaksi pada kecepatan tertentu untuk membentuk sulfat di dalam droplet.
B. SUMBER DAN DISTRIBUSI
Sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfir merupakan hasil kegiatan manusia dan kebanyakan dalam bentuk SO2. Dua pertiga hasil kegiatan manusia dan kebanyakan dalam bentuk SO2. Dua pertiga bagian lagi berasal dari sumber-sumber alam seperti vulkano dan terdapat dalam bentuk H2S dan oksida. Masalah yang ditimbulkan oleh bahan pencemar yang dibuat oleh manusia adalah ditimbulkan oleh bahan pencemar yang dibuat oleh manusia adalah dalam hal distribusinya yang tidak merata sehingga terkonsentrasi pada daerah tertentu. Sedangkan pencemaran yang berasal dari sumber alam biasanya lebih tersebar merata. Tetapi pembakaran bahan bakar pada sumbernya merupakan sumber pencemaran SOX, misalnya pembakaran arang, minyak bakar gas, kayu dan sebagainya Sumber SOX yang kedua adalah dari proses-proses industri seperti pemurnian petroleum, industri asam sulfat, industri peleburan baja dan sebagainya.
Pabrik peleburan baja merupakan industri terbesar yang menghasilkan SOX. Hal ini disebabkan adanya elemen penting alami dalam bentuk garam sulfida misalnya tembaga ( CUFeS2 dan CU2S ), zink (ZnS), Merkuri (HgS) dan Timbal (PbS). Kebanyakan senyawa logam sulfida dipekatkan dan dipanggang di udara untuk mengubah sulfida menjadi oksida yang mudah tereduksi. Selain itu sulfur merupakan kontaminan yang tidak dikehandaki didalam logam dan biasanya lebih mudah untuk menghasilkan sulfur dari logam kasar dari pada menghasilkannya dari produk logam akhirnya. Oleh karena itu SO2 secara rutin diproduksi sebagai produk samping dalam industri logam dan sebagian akan terdapat di udara.
Gunung berapi juga mengeluarkan belerang dioksida (sulfur dioxide), gas berwarna yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan mendinginkan iklim Bumi. Gambar ini menunjukkan konsentrasi sulfur dioksida pada tanggal 4-6 November 2010 seperti yang diamati oleh Ozone Monitoring Instrument (OMI) pada pesawat ruang angkasa NASA Aura.
Sulfur dioksida diukur di Dobson Unit yaitu konsentrasi terbesar muncul dalam gelap merah-coklat, sedangkan terendah dengan cahaya persik. Dobson biasanya digunakan untuk mengukur ozon dimana jumlah molekul gas yang akan membuat lapisan tebal 0,01 mm pada temperatur 0 derajat Celcius dan tekanan 1 atmosfer (tekanan udara di permukaan Bumi).
Pada tanggal 9 November 2010, Volcanic Ash Advisory Centre di Darwin, Australia, melaporkan awan belerang dioksida di Samudera Hindia pada ketinggian antara 40.000 hingga 50.000 kaki (12.000 hingga 15.000 meter) di troposfer atas.
Pengaruh belerang dioksida bervariasi tergantung pada jumlah yang dipancarkan, garis lintang di mana emisi terjadi, ketinggian di mana gas terkonsentrasi, dan angin regional serta pola cuaca. Pada tingkat dasar, belerang dioksida menyebabkan iritasi kulit, mata, dan saluran pernapasan bagian atas.
Pada ketinggian yang lebih tinggi, belerang dioksida dapat menjalani serangkaian reaksi kimia yang mempengaruhi lingkungan. Misalnya, Ketika bereaksi dengan uap air, sulfur dioksida membuat ion sulfat, prekursor menjadi asam sulfat. Selain risiko terjadinya hujan asam, ion-ion juga dapat bereaksi membentuk partikel cerminkan sinar matahari.
Jika sebuah gunung berapi di dekat khatulistiwa menyuntikkan jumlah yang cukup besar belerang dioksida ke stratosfer, reaksi kimia yang dihasilkan dapat membuat aerosol reflektif dimana melekat selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun sehingga terjadi pendinginan iklim karena merefleksikan sinar matahari. Gunung Merapi hanya 7,5 derajat selatan khatulistiwa diprediksi akan memiliki dampak tersebut.
Namun pada awal November, Merapi hanya mengeluarkan 1 persen dari apa yang dikeluarkan oleh Gunung Pinatubo di Filipina pada tahun 1991 dimana letusan ini memiliki efek yang dapat diukur pada suhu global, kata Simon Carn, ilmuwan OMI dari Michigan Technological University.
C. DAMPAK TERHADAP KESEHATAN
Pencemaran SOx menimbulkan dampak terhadap manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadar sebesar 0,5 ppm.
Pengaruh utama polutan Sox terhadap manusia adalah iritasi sistim pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada kadar SO2 sebesar 5 ppm atau lebih bahkan pada beberapa individu yang sensitif iritasi terjadi pada kadar 1-2 ppm. SO2 dianggap pencemar yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderitayang mengalami penyakit khronis pada sistem pernafasan kadiovaskular.
Individu dengan gejala penyakit tersebut sangat sensitif terhadap kontak dengan SO2, meskipun dengan kadar yang relatif rendah. Kadar SO2 yang berpengaruh terhadap gangguan kesehatan adalah sebagai berikut :
| Konsentrasi ( ppm ) | Pengaruh |
| 3 – 5 | Jumlah terkecil yang dapat dideteksi dari baunya |
| 8 – 12 | Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan iritasi tenggorokan |
| 20 | Jumlah terkecil yang akan mengakibatkan iritasi mata |
| 20 | Jumlah terkecil yang akan mengakibatkan batuk |
| 20 | Maksimum yang diperbolehkan untuk konsentrasi dalam waktu lama |
| 50 – 100 | Maksimum yang diperbolehkan untuk kontrak singkat ( 30 menit ) |
| 400 -500 | Berbahaya meskipun kontak secara singkat |
Udara yang tercemar Sulfur Oksida (SOx) menyebabkan manusia akan mengalami gangguan pada sistem pernafasannya. Hal ini karena gas SOx yang mudah menjadi asam tersebut menyerang selaput lendir pada hidung, tenggorokan, dan saluran nafas yang lain sampai ke paru-paru. Serangan gas SOx tersebut menyebabkan iritasi pada bagian tubuh yang terkena.
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistem pernafasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada konsentrasi SO2 sebesar 5 ppm atau lebih, bahkan pada beberapa individu yang sensitive iritasi terjadai pada konsentrasi 1-2 ppm. SO2 dianggap polutan yang berbahaya bagi kesehatan terutama terhadap orang tua dan penderita yang mengalami penyakit kronis pada sistem pernafasan dan kardiovaskular.
Sulfur dioksida (SO2) bersifat iritan kuat pada kulit dan lendir, pada konsentrasi 6-12 ppm mudah diserap oleh selaput lendir saluran pernafasan bagian atas, dan pada kadar rendah dapat menimbulkan spesme tergores otot-otot polos pada bronchioli, speme ini dapat menjadi hebat pada keadaan dingin dan pada konsentrasi yang lebih besar terjadi produksi lendir di saluran pernafasan bagian atas, dan apabila kadarnya bertambah besar maka akan terjadi reaksi peradangan yang hebat pada selaput lendir disertai dengan paralycis cilia, dan apabila pemaparan ini terjadi berulang kali, maka iritasi yang berulang-ulang dapat menyebabkan terjadi hyper plasia dan meta plasia sel-sel epitel dan dicurigai dapat menjadi kanker.
D. DAMPAK TERHADAP LINGKUNGAN
Selain menghasilkan energi, pembakaran sumber energi fosil (misalnya: minyak bumi, batu bara) juga melepaskan gas-gas, antara lain karbon dioksida (CO2), nitrogen oksida (NOx),dan sulfur dioksida (SO2) yang menyebabkan pencemaran udara (hujan asam, smog dan pemanasan global).
Emisi NOx (Nitrogen oksida) adalah pelepasan gas NOx ke udara. Di udara, setengah dari konsentrasi NOx berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi), dan sisanya berasal dari proses alami (misalnya kegiatan mikroorganisme yang mengurai zat organik). Di udara, sebagian NOx tersebut berubah menjadi asam nitrat (HNO3) yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam.
Emisi SO2 (Sulfur dioksida) adalah pelepasan gas SO2 ke udara yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan peleburan logam. Seperti kadar NOx di udara, setengah dari konsentrasi SO2 juga berasal dari kegiatan manusia. Gas SO2 yang teremisi ke udara dapat membentuk asam sulfat (H2SO4) yang menyebabkan terjadinya hujan asam.
Emisi gas NOx dan SO2 ke udara dapat bereaksi dengan uap air di awan dan membentuk asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat. Jika dari awan tersebut turun hujan, air hujan tersebut bersifat asam (pH-nya lebih kecil dari 5,6 yang merupakan pH “hujan normal”), yang dikenal sebagai “hujan asam”. Hujan asam menyebabkan tanah dan perairan (danau dan sungai) menjadi asam. Untuk pertanian dan hutan, dengan asamnya tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman produksi. Untuk perairan, hujan asam akan menyebabkan terganggunya makhluk hidup di dalamnya. Selain itu hujan asam secara langsung menyebabkan rusaknya bangunan (karat, lapuk).
Smog merupakan pencemaran udara yang disebabkan oleh tingginya kadar gas NOx, SO2, O3 di udara yang dilepaskan, antara lain oleh kendaraan bermotor, dan kegiatan industri. Smog dapat menimbulkan batuk-batuk dan tentunya dapat menghalangi jangkauan mata dalam memandang.
Emisi CO2 adalah pemancaran atau pelepasan gas karbon dioksida (CO2) ke udara. Emisi CO2 tersebut menyebabkan kadar gas rumah kaca di atmosfer meningkat, sehingga terjadi peningkatan efek rumah kaca dan pemanasan global. CO2 tersebut menyerap sinar matahari (radiasi inframerah) yang dipantulkan oleh bumi sehingga suhu atmosfer menjadi naik. Hal tersebut dapat mengakibatkan perubahan iklim dan kenaikan permukaan air laut.
Emisi CH4 (metana) adalah pelepasan gas CH4 ke udara yang berasal, antara lain, dari gas bumi yang tidak dibakar, karena unsur utama dari gas bumi adalah gas metana. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang menyebabkan pemasanan global.
Batu bara selain menghasilkan pencemaran (SO2) yang paling tinggi, juga menghasilkan karbon dioksida terbanyak per satuan energi. Membakar 1 ton batu bara menghasilkan sekitar 2,5 ton karbon dioksida. Untuk mendapatkan jumlah energi yang sama, jumlah karbon dioksida yang dilepas oleh minyak akan mencapai 2 ton sedangkan dari gas bumi hanya 1,5 ton.
E. PENGENDALIAN
1. PENCEGAHAN
1.1 Sumber Bergerak
a) Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap berfungsi baik
b) Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala
c) Memasang filter pada knalpot
1.2 Sumber Tidak Bergerak
a) Memasang scruber pada cerobong asap.
b) Merawat mesin industri agar tetap baik dan lakukan pengujian secara berkala.
c) Menggunakan bahan bakar minyak atau batu bara dengan kadar Sulfur rendah.
1.3 Bahan Baku
a) Pengelolaan bahan baku SO2 sesuai dengan prosedur pengamanan.
1.4 Manusia
Apabila kadar SO2 dalam udara ambien telah melebihi Baku Mutu (365mg/Nm3 udara dengan rata-rata waktu pengukuran 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan, dilakukan upaya-upaya :
a) Menggunakan alat pelindung diri (APD), seperti masker gas.
b) Mengurangi aktifitas diluar rumah.
2. PENANGGULANGAN
1) Memperbaiki alat yang rusak
2) Penggantian saringan/filter
3) Bila terjadi/jatuh korban, maka lakukan :
· Pindahkan korban ke tempat aman/udara bersih.
· Berikan pengobatan atau pernafasan buatan.
· Kirim segera ke rumah sakit atau Puskesmas terdekat.
PENUTUP
KESIMPULAN
Gas belerang oksida atau Sulfur Oxide yang sering ditulis dengan SOx, terdiri dari gas SO2 dan gas SO3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda. Hanya sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO2 . Sebanyak dua pertiga dari jumlah sulfur di atmosfer berasal dari sumber-sumber alam seperti volcano, dan terdapat dalam bentuk H2S dan oksida. Pencemaran Sulfur Oxide akan memberi dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan juga lingkungan. Namun, ada beberapa upaya pengendalian yang dapat kita lakukan yaitu melalaui pencegahan dan penanggulangan terhadap pencemaran oleh Sulfur Oksida tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Departemen Kesehatan. 2004. Parameter Pencemar Udara Dan Dampaknya Terhadap Kesehatan. http://m.depkes.go.id/downloads/Udara.PDF. Diakses tanggal : 22 November 2011.
Natalia, M. Shelvianita. 2009. Dampak Bahan Bakar Terhadap Lingkungan. http://images.mariasn92.multiply.multiplycontent.com. Diakses tanggal : 23 November 2011.
Prabu, Putra. 2008. Dampak Sulfur Oksida (SOX) Terhadap Kesehatan. http://putraprabu.wordpress.com/2008/12/30/dampak-sulfur-oksida-sox-terhadap-kesehatan/. Diakses tanggal : 23 November 2011
Volcanic Hazards Program. 2010. Volcanic gases and their effects. U.S. Geological Survey. http://volcanoes.usgs.gov/hazards/gas/index.php. Diakses tanggal : 24 November 2011.
Wolve, Jason. 2000. Volcanoes and Climate Change (DAAC Study). http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Volcano/ Diakses tanggal : 24 November 2011
boleh bagi dalam bahasa Malaysia ka ?
BalasHapus