Kimia Lingkungan

Kimia lingkungan mempelajari tentang lingkungan hidup yang berkaitan dengan reaksi kimia serta penerapan pengetahuan kimia untuk melindungi dan memperbaiki lingkungan hidup.

Fungsi kimia lingkungan :

·         Mempelajari cara-cara penanggulangan pencemaran udara oleh gas-gas buangan dari pabrik-pabrik,kendaraan bermotor,dan sumber lain yang mengeluarkan zat-zat pencemar di udara.

·         Mempelajari cara menjaga dan melestarikan sumber air yang bersih dan sehat

·         Mempelajari cara menjaga stabilitas tanah dan cara melestarikan lapisan tanah yang subur dan produktif

·         Mempelajari zat-zat kimia yang merugikan dan yang menguntungkan

·         Menanamkan rasa tanggung jawab untuk menjaga lingkunga yang sehat kepada masyarakat.

Pencemaran udara

Udara adalah larutan berbagai macam gas dalam gas nitrogen(sebagai pelarut),yang komposisinya berubah-ubah tergantung dari tempat dimana udara itu berada.

Pencemaran dapat digolongkan menjadi 2 yaitu:

1.    Pencemaran oleh zat asing
Pencemaran oleh zat asing disebabkan pencemaran oleh partikulat. Partikulat adalah suatu padatan atau cairan yang terdispersi dalam udara. Partikulat-partikulat yang membahayakan kesehatan antara lain :

·      Pb(timbal)
Timbal dapat menimbulkan efek biologis pada manusia karena menghalangi pembentukan hemoglobin dan menyebabkan gangguan kerja pada enzim.

·      Cd(cadmium)
Cadmium yang terdapat di udara terutama berasal dari pabrik keramik,industry kimia,tekstil,metalurgi dan reactor atom.Kadmium dapat menyebabkan kerusakan pada hati,ginjal,tulang dan gelenjer gondok.

·      Hg(raksa)
Raksa berasal dari pembakaran batu bara dan dapat menyebabkan sendi-sendi kaku,penglihatan terganggu,gangguan mental dan kematian.Polutan raksa di udara yang paling berbahaya adalah bentuk metal mercuri.

·      Nikel(Ni)
Nikel yang terdapat di udara dalam bentuk nikel karbonil,yaitu gabungan nikel dengan gas CO(NiCO)yang berasal dari pembakaran batubara,bahan bakar diesel dan asap rokok.Polutan nikel dapat menyebabkan kanker paru-paru.

Disamping partikulat logam,terdapat juga partikulat nonlogam atau partikulat asbestos yang merupakan campuran oksida silicon,oksida magnesium,oksida kalsium,oksida aluminium,oksida besi dan air.Partikulat yang berupa serat-serat mineral dapat menyebabkan gangguan pernafasan dan kanker paru-paru.

2.    Pencemaran oleh komponen udara sendiri.

·      Karbonmonoksida (CO)

Merupakan gas yang tak berwarna,tak berbau,dan tak ada rasanya,sehingga di udara sukar untuk dideteksi. Karbon monoksida (CO) bereaksi dengan haemoglobin dan mengurangi kadar yang akan diangkut ke seluruh tubuh, dengan demikian manusia akan kekurangan oksigen untuk keperluan pembakaran dalam tubuhnya, manusia akan menderita sakit kepala bahkan dapat menjadi lemas dan pingsan.

Karbon monoksida dihasilkan dari pembakaran yang tidak
sempurna dari bahan bakar yang mengandung karbon dan oleh pembakaran
pada tekanan dan suhu tinggi yang terjadi pada mesin. Karbon monoksida
dapat juga dihasilkan dari reaksi oksidasi gas metana oleh radikal hidroksi
dan dari perombakan/pembusukan tanaman meskipun tidak sebensar yang
dihasilkan oleh bensin.

·      Oksida belerang(SO2)

Gas SO2 yang berasal dari asap industry sebagai hasil oksidasi belerang yang ada dalam bahan-bahan atau pemanasan mineral sulfide.SO2 yang berasal dari alam terbentuk di kawah-kawah gunung merapi. Gas SO2 dapat mengganggu system pernafasan dan merusak selaput lendir hidung.Selain itu,dapat menyebabkan daun tanaman menjadi pucat dan berwarna kecoklatan. Gas SO2 dapat merusak logam-logam (korosi) dan bangunan2 (marmer,patung bangunan purba), bahkan dapat merusak pakaian sejenis nilon. Hal ini terjadi karena SO2 jika bereaksi dengan air hujan atau udara yang lembab kakn membentuk produk yaitu H2SO4.SO2 teroksidasi dengan udara membentuk SO3 dan SO3 dengan udara yang lembab membentuk H2SO4.Dengan adanya asam-asam di udara,maka dapat mengakibatkan air hujan menjadi asam.Bila asam sulfat bereaksi dengan amoniak,maka akan terbentuk dampak sinergistik,yaitu saling mempengaruhi untuk memperkuat toksisitas masing-masing,sehingga dampaknya menjadi lebih parah.

·      Hidrokarbon
Banyak terdapat di batu bara dan minyak bumi.Senyawa hidrokarbon yang terdapat di udara antara lain metana dalam jumlah yang besar dan asetilena.
Pencemaran hidrokarbon berasal dari pembakaran bensin,dari karburator,atau dari pembakaran gas buangan sumber minyak bumi.

·      Oksida nitrogen

Yang paling berbahaya adalah nitrogen monoksida(NO).Gas ini berasal dari kendaraan bermotor dan industry tenaga listrik.

·      Karbondioksida
Gas CO2 yang terdapat di atmosfir mempunyai kemampuan menyerap panas sinar matahari,sehingga semakin tinggi konsentrasinya di atmosfir maka akan berdampak pada kenaikan suhu bumi rata-rata.Hal ini berakibat mencairnya es yang terdapat di kedua kutub dan puncak2 gunung es,sehingga dikhawatirkan permukaan air laut akan naik.

Pencemaran air

Air merupakan pelarut yang efektif untuk senyawa ion dan senyawa kovalen.Sifat yang begitu mudah melarutkan zat-zat lain,menyebabkan air sangat mudah tercemar.
Persyaratan kualitas air antara lain adalah:

·      Oksigen terlarut

Yang dimaksud dengan oksigen terlarut(DO) adalah jumlah oksigen yang terlarut di dalam air.Harga DO air berbanding lurus dengan kualitasnya.Air yang tercemar memiliki harga DO yang rendah karena oksigen yang terdapat dalam air akan digunakan oleh bakteri yang ada untuk menguraikan zat pencemar.

·      Zat padat terlarut

Garam-garam Ca dan Mg yang terlarut dalam air menyebabkan air bersifat sadah tetap.Air tidak dapat digunakan untuk mencuci dengan menggunakan sabun,sebab sabun akan berikatan dengan ion Ca+2 atau Mg+2 dan membentuk endapan,sehingga tidak terbentuk busa.Air sadah juga tidak baik untuk mengisi ketel uap atau keperluan industry, karena akan membentuk kerak pada dinding ketel. Air yang banyak mengandung garam Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2 disebut air sadah sementara,karena pada pemanasan terbentuk endapan CaCO3 dan MgCO3 sehingga kesadahannya dapat dihilangkan.

·      Kebutuhan oksigen biokimia(BOD)

BOD menyatakan banyaknya oksigen yang diperlukan oleh mikro organisme untuk menguraikan kotoran-kotoran yang terdapat dalam air selama 5 hari pada suhu 200C. Besar kecilnya harga BOD dapat memberi petunjuk tentang banyaknya sampah organic yang terdapat di air.Semakin besar harga BOD,maka semakin banyak sampah organiknya dan semakin sedikit jumlah oksigen yang terlarut.

·      Sedimen
Sedimen adalah endapan yang terbentuk dari hancuran-hancuran batuan karena proses mekanis dan kimiawi. Zat padat yang berupa tanah hasil dari pengikisan air sungai atau zat padat lain yang berasal dari limbah industry maunpun limbah rumah tangga akan tersuspensi dalam air sungai sebagai partikel-partikel padat yang halus.Partikel padat ini menyebabkan air menjadi keruh.Kekeruhan ini dapat menyebabkan terhalangnya sinar matahari menembus air,sehingga kehidupan dalam air menjadi terganggu,karena tidak mendapat sinar matahari untuk pertumbuhan.

·      pH
pH atau eksponen hydrogen adalah ukuran derejat keasaman larutan.Air murni dalam keadaan normal mempunyao harga pH 7. Pencemaran yang dapat menurunkan pH air menyebabkan air bersifat korosif terhadap benda yang terbuat dari logam,sehingga kurang baik untuk keperluan rumah tangga,industry dan pertanian,serta dapat mengganggu kehidupan jasad renik.

·      Suhu
Air yang terdapat di alam mempunyai suhu yang tertentu sesuai dengan daerah dimana air itu berada.suhu air di dataran tinggi lebih rendah daripada suhu air di dataran rendah. Semakin tinggi suhu air,semakin besar kelarutan zatnya.Jadi,semakin tinggi suhu air maka semakin rendah harga DOnya,sehingga kehidupan dalam air akan terhambat.

Di antara pencemaran-pencamaran air, ada pencemaran yang dapat menurunkan kualitas air dan ada yang tidak menurunkan kualitas air. Pencemaran dapat menurunkan kualitas lingkungan disebabkan karena pencemar dapat terurai menjadi zat-zat yang berbahaya. Seperti DDT, deterjen, radioisotope, atau logam-logam seperti Hg, Cl dan lain-lain.

Pencemaran tanah

Tanah adalah lapisan dari kerak bumi yang paling atas,terbentuk dari batu-batuan,mineral-mineral,serta sisa-sisa makhluk hidup yang telah diuraikan oleh mokroorganisme.

Pencemaran terhadap tanah dapat terjadi melalui 3 cara:

a.    Pencemaran secara langsung
Terjadi bila;

·      Penggunaan pupuk yang berlebihan

·      Penggunaan pestisida dan insektisida yang berlebihan.

Pestisida adalah obat pembasmi hama tanaman,sedangkan insektisida adalah obat pembasmi serangga yang mengganggu tanaman.Obat pembasmi ini merupakan senyawa organic DDT,aldrin,linden,hepta klor,paratron diazmon,dll yang sangat beracun.Penggunaan secara berlebihan dapat menyebabkan hewan2 yang menjaga kelestarian alam punah. Jika zat ini masuk ke dalam tanah dapat menyebabkan mikroba pengurai mati sehingga daur ulang zat di alam terganggu.

·      Pembuangan sampah plastic secara sembarangan

Plastic merupakan polimer yang tidak dapat dihancurkan oleh mikroorganisme tanah maupun air.

b.    Pencemaran tanah melalui udara
Apabila udara tercemar,polutan dari udara akan terserap oleh tanah bersama dengan air hujan.

c.    Pencemaran tanah oleh air

Air buangan dan air hujan akan jatuh ke permukaan tanah dan meresap ke dalam.Apabila air buangan mengandung pencemar,maka akan mengganggu struktur tanah sehingga mengganggu kehidupan organism tanah.

Pencegahan pencemaran

A.) Pencemaran Tanah
 Cara pencegahan dan penanggulangan pencemaran tanah, antara lain sebagai berikut

1. Sebelum dibuang ke tanah senyawa sintetis seperti plastik sebaiknya diuraikan lebih dahulu, misalnya dengan dibakar.
2. Untuk bahan-bahan yang dapat didaur ulang, hendaknya dilakukanproses daur ulang, seperti kaca, plastik, kaleng, dan sebagainya.
3. Membuang sampah pada tempatnya.
4. Penggunaan pestisida dengan dosis yang telah ditentukan.
5. Penggunaan pupuk anorganik secara tidak berlebihan pada tanaman.

Juga beberapa cara lain seperti berikut :

1) Remidiasi. Kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah dikenal dengan remediasi. Sebelum melakukan remediasi, hal yang perlu diketahui:

• Jenis pencemar (organik atau anorganik), terdegradasi atau tidak, berbahaya atau tidak.
• Berapa banyak zat pencemar yang telah mencemari tanah tersebut.
• Perbandingan karbon (C), nitrogen (N), dan fosfat (P).
• Jenis tanah.
• Kondisi tanah (basah, kering).
• Telah berapa lama zat pencemar terendapkan di lokasi tersebut.
• Kondisi pencemaran (sangat penting untuk dibersihkan segera/bisa ditunda).

2) Remediasi onsite dan offsite

Pembersihan on site adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi), dan bioremediasi. Pembersihan off site meliputi penggalian tanah yang tercemar dan kemudian dibawa ke daerah yang aman. Setelah itu di daerah aman, tanah tersebut dibersihkan dari zat pencemar. Pembersihan off site ini jauh lebih mahal dan rumit.

3) Bioremediasi

Bioremediasi merupakan proses pembersihan pencemaran tanah dengan menggunakan mikroorganisme (jamur, bakteri). Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).

B.) Pencemaran Air                                        
Cara pencegahan dan penanggulangan pencemaran air dapat dilakukan sebagai berikut:

1. Cara pemakaian pestisida sesuai aturan yang ada.
2. Sisa air buangan pabrik dinetralkan lebih dahulu sebelum dibuang ke sungai
3. Pembuangan air limbah pabrik tidak boleh melalui daerah pemukiman penduduk. Hal ini bertujuan untuk menghindari keracunan yang mungkin terjadi karena penggunaan air sungai oleh penduduk.
4. Setiap rumah hendaknya membuat septi tank yang baik.

C.) Pencemaran udara

Cara pencegahan dan penanggulangan terhadap pencemaran udara, antara lain sebagai berikut.

1.     Perlu dibatasi penggunaan bahan bakar yang menghasilkan CO.

2.     Menerapkan program penghijauan di kota-kota untuk mengurangi tingkat pencemaran.

3.     Memilih lokasi pabrik dan industri yang jauh dari keramaian dan pada tanah yang kurang produktif.

4.     Gas-gas buangan pabrik perlu dibersihkan dahulu sebelum dikeluarkan ke udara bebas. Pembersihan dapat menggunakan alat tertentu, misalnya cottrell yang berfungsi untuk menyerap debu. Meningkatnya kadar karbon dioksida di atmosfer juga dapat membahayakan kelangsungan hidup makhluk hidup yang ada di bumi ini.