Parameter pencemaran udara: Nitrogen Dioksida

A. SIFAT FISIKA DAN KIMIA

Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Walaupun ada bentuk oksida nitrogen lainnya, tetapi kedua gas tersebut yang paling banyak diketahui sebagai bahan pencemar udara. Nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam.

Nitrogen monoksida terdapat diudara dalam jumlah lebih besar daripada NO2. Pembentukan NO dan NO2 merupakan reaksi antara nitrogen dan oksigen diudara sehingga membentuk NO, yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2.

Udara terdiri dari 80% Volume nitrogen dan 20% Volume oksigen. Pada suhu kamar, hanya sedikit kecendrungan nitrogen dan oksigen untuk bereaksi satu sama lainnya. Pada suhu yang lebih tinggi (diatas 1210°C) keduanya dapat bereaksi membentuk NO dalam jumlah banyak sehingga mengakibatkan pencemaran udara. Dalam proses pembakaran, suhu yang digunakan biasanya mencapai 1210 – 1.765 °C, oleh karena itu reaksi ini merupakan sumber NO yang penting. Jadi reaksi pembentukan NO merupakan hasil samping dari proses pembakaran.

B. SUMBER DAN DISTRIBUSI

Dari seluruh jumlah oksigen nitrogen ( NOx ) yang dibebaskan ke udara, jumlah yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang diproduksi oleh aktivitas bakteri. Akan tetapi pencemaran NO dari sumber alami ini tidak merupakan masalah karena tersebarsecara merata sehingga jumlah nya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah pencemaran NO yang diproduksi olehkegiatan manusia karena jumlahnya akan meningkat pada tempat-tempat tertentu.

Kadar NOx diudara perkotaan biasanya 10–100 kali lebih tinggi dari pada di udara pedesaan. Kadar NOx diudara daerah perkotaan dapat mencapai 0,5 ppm (500 ppb). Seperti halnya CO, emisi NOx dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NOx yang diproduksi manusia adalah dari pembakaran dan kebanyakan pembakaran disebabkan oleh kendaraan bermotor, produksi energi dan pembuangan sampah. Sebagian besar emisi NOx buatan manusia berasal dari pembakaran arang, minyak, gas, dan bensin.

Kadar NOx di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari intensitas sinar mataharia dan aktivitas kendaraan bermotor. Perubahan kadar NOx berlangsung sebagai berikut :

a) Sebelum matahari terbit, kadar NO dan NO2 tetap stabil dengan kadar sedikit lebih tinggi dari kadar minimum seharihari.

b) Setelah aktifitas manusia meningkat ( jam 6-8 pagi ) kadar NO meningkat terutama karena meningkatnya aktivitaslalulintas yaitu kendaraan bermotor. Kadar NO tetinggi pada saat ini dapat mencapai 1-2 ppm.

c) Dengan terbitnya sinar matahari yang memancarkan sinar ultra violet kadar NO2 ( sekunder ) kadar NO2 pada saat inidapat mencapai 0,5 ppm.

d) Kadar ozon meningkat dengan menurunnya kadar NO sampai 0,1 ppm.

e) Jika intensitas sinar matahari menurun pada sore hari ( jam 5-8 malam ) kadar NO meningkat kembali.

f) Energi matahari tidak mengubah NO menjadi NO2 (melalui reaksi hidrokarbon) tetapi O3 yang terkumpul sepanjanghari akan bereaksi dengan NO. Akibatnya terjadi kenaikan kadar NO2 dan penurunan kadar O3.

g) Produk akhir dari pencemaran NOx di udara dapat berupa asam nitrat, yang kemudian diendapkan sebagai garamgaramnitrat didalam air hujan atau debu. Merkanisme utama pembentukan asam nitrat dari NO2 di udara masihterus dipelajari Salah satu reaksi dibawah ini diduga juga terjadi diudara tetapi diudara tetapi peranannya mungkinsangat kecil dalam menentukan jumlah asam nitrat di udara.

h) Kemungkinan lain pembentukan HNO3 didalam udara tercemar adalah adanya reaksi dengan ozon pada kadar NO2maksimum O3 memegang peranan penting dan kemungkinan terjadi tahapan reaksi sebagai berikut :

O3 + NO2 --à NO3 + O2

NO3 + NO2 ---àN2O5

N2O5 + 2HNO3 --à 2HNO3

Reaksi tersebut diatas masih terus dibuktikan kebenarannya, tetapi yang penting adalah bahwa proses-proses diudara mengakibatkan perubahan NOx menjadi HNO3 yang kemudian bereaksi membentuk partikel-partikel.

C. DAMPAK KETIDAKNORMALAN KADAR NO₂

        1.  Terhadap Manusia

Oksida nitrogen seperti NO dan NO2 berbahaya bagi manusia. Penelitian menunjukkan bahwa NO2 empat kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Diudara ambien yang normal, NO dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang bersifat racun. Penelitian terhadap hewan percobaan yang dipajankan NO dengan dosis yang sangat tinggi, memperlihatkan gejala kelumpuhan sistim syarat dan kekejangan. Penelitian lain menunjukkan bahwa tikus yang dipajan NO sampai 2500 ppm akan hilang kesadarannya setelah 6-7 menit, tetapi jika kemudian diberi udara segar akan sembuh kembali setelah 4–6 menit. Tetapi jika pemajanan NO pada kadar tersebut berlangsung selama 12 menit, pengaruhnya tidak dapat dihilangkan kembali, dan semua tikus yang diuji akan mati.

NO2 bersifat racun terutama terhadap paru. Kadar NO2 yang lebih tinggi dari 100 ppm dapat mematikan sebagian besar binatang percobaan dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala pembengkakan paru ( edema pulmonari ). Pemajanan NO2 dengan kadar 5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas.
2. Terhadap Ekosistem dan Lingkungan

Di udara oksida nitrogen dapat menimbulkan PAN (Peroxy Acetyl Nitrates). PAN bersama senyawa yang lain akan menimbulkan kabut foto kimia (Photo Chemistry Smog) yang dapat mengganggu lingkungan. 

Gambar 1 NO2 di lingkungan

            3. Terhadap Tumbuhan

Pencemaran oksida nitrogen bagi tumbuhan menyebabkan bintik-bintik pada permukaan daun, bila konsentrasinya tinggi mengakibatkan nekrosis (kerusakan jaringan daun), sehingga fotosintesis terganggu. Dalam keadaan seperti ini daun tidak dapat berfungsi sempurna sebagai temapat terbentuknya karbohidrat melalui proses fotosintesis. Akibatnya tanaman tidak dapat berproduksi seperti yang diharapkan. Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70% (Pohan, 2002)

4.  Terhadap Hewan

Berdasarkan studi menggunakan binatang percobaan, pengaruh terbentuknya PAN akibat tingginya kadar oksida nitrogen adalah dapat membahayakan seperti misalnya meningkatnya kepekaan terhadap radang saluran pernafasan, dapat terjadi setelah mendapat pajanan sebesar 100 μg/m3 (Tugaswati, 2004).Kadar NO2 sebesar 800 ppm akan mengakibatkan 100% kematian pada binatang-binatang yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang.

          5. Terhadap Material

Adanya hujan asam yang terbentuk akibat tingginya kadar NOx di udara  dapat mempercepat proses pengkaratan dari beberapa material seperti batu kapur, pasirbesi, marmer, batu pada diding beton serta logam. Ancaman serius juga dapat terjadi pada bagunan tua serta monument termasuk candi dan patung. Hujan asam dapat merusak batuan sebab akan melarutkan kalsium karbonat, meninggalkan kristal pada batuan yang telah menguap. Seperti halnya sifat kristal semakin banyak akan merusak batuan.

Gambar 2 Hujan Asam

D. PENGENDALIAN

1. PENCEGAHAN

1.1. Sumber Bergerak

a) Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik.

b) Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala.

c) Memasang filter pada knalpot.

1.2. Sumber Tidak Bergerak

a) Mengganti peralatan yang rusak.

b) Memasang scruber pada cerobong asap.

c) Memodifikasi pada proses pembakaran.

1.3. Manusia

Apabila kadar NO2 dalam udara ambien telah melebihi baku mutu ( 150 mg/Nm3 dengan waktu pengukur 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan dilakukan upaya-upaya :

a) Menggunakan alat pelindung diri, seperti masker gas.

b) Mengurangi aktifitas di luar rumah.

2. PENANGGULANGAN

a) Mengatur pertukaran udara di dalam ruang, seperti mengunakan exhaust-fan.

b) Bila terjadi korban keracunan, maka lakukan :

· Berikan pengobatan atau pernafasaan buatan.

· Kirim segera ke Rumah Sakit atau Puskesmas terdekat.

Sumber Gambar:

Gambar 1 NO2 di lingkungan

http://fe867b.medialib.glogster.com/media/88/88c138154a74aa272af6a80ef499f71470c877a06621bd074e109c500317c871/photochemical-smog.gif diunduh tanggal 24 Februari 2014 pukul 22.08

 

 Gambar 2 Hujan Asam

Sumber: http://airpollution8.files.wordpress.com/2013/02/dampak-nox-1.png diunduh tanggal 24 Februari 2014 pukul 21.55

  

    Sumber lain:

http://www.depkes.go.id/downloads/Udara.PDF  (diakses pada tanggal 22 Februari 2014 pukul 09.39)

http://elsari.wordpress.com/2010/02/06/dampak-pencemaran-udara-terhadap-lingkungan-dan-manusia/(diakses pada tanggal 23 Februari 2014 pukul 22.34)