Reaksi pembakaran dan hasil reaksi pembakaran
Reaksi pembakaran dan hasil reaksi pembakaran
Pembakaran adalah
reaksi kimia antara unsur bahan bakar dengan oksigen. Oksigen didapat
dari udara luar yang merupakan campuran dari beberapa senyawa kimia
antara lain oksigen (O), nitrogen (N), argon (Ar), karbondioksida (CO2)
dan beberapa gas lainnya. Dalam proses pembakaran maka tiap macam
bahan bakar selalu membutuhkan sejumlah udara tertentu agar bahan bakar
dapat dibakar secara sempurna. Bahan bakar bensin, untuk dapat
terbakar sempurna membutuhkan udara kurang lebih 15 kali berat bahan
bakarnya. Rumus kimia bahan bakar adalah Cn Hm. Dalam pembakaran
dibutuhkan perbandingan udara bahan bakar dimana besarnya udara yang
dibutuhkan dalam silinder untuk membakar bahan bakar. Perbandingan
udara bahan bakar
atau AFR (air fuel ratio). Berdasarkan jenis bahan bakar
1.Hidrogen
2H2 + O2 -> 2H2O
2.Bahan bakar minyak
2( -CH2-) + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
3.Metana
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
4.Etanol
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O
5.Karbohidrat
-CHOH- + O2 ->CO2 + H2O
7. Untuk LPG (Liquified Petroleum Gas)
C3H8 + C4H10 + 11.5 02 -> 7CO2 + 9H2O
Berdasarkan alat pembakaran
1.Pembakaran bensin pada mobil
Mekanisme mesin berbahan bakar bensin. Penjelasan berikut menunjukkan bagaimana bensin bekerja dalam mobil:
1.
Bensin dicampur dengan udara dengan rasio perbandingan yang optimal
(kondisi di mana terdapat kandungan oksigen yang minimum, yang
diperlukan untuk membakar 1 gram bensin dengan sempurna)
2. Gas yang tercampur ini akan dibakar dalam mesin nantinya.
3.
Gas yang tercampur ini selanjutnya dihembuskan ke dalam mesin. Gas
dikompress dengan piston dengan gaya yang lembam, yang meningkatkan suhu
dan tekanan dari gas yang dihembuskan.
4. Campuran gas ini lalu
dipantik dengan kontak spark dengan penempatan waktu yang tepat (tepat
sebelum suhu dan tekanan gas mencapai titik tertinggi) Campuran gas ini
mulai terbakar di dekat kontak spark.
5. Nyala diperbanyak secara
bertahap dalam campuran gas, lalu menyebar masuki interior mesin (wadah
pembakaran dalam) Tekanan di dalam wadah pembakaran dinaikkan oleh
adanya pembakaran gas, yang mendorong piston.
6. Gaya yang dihasilkan
dilewatkan ke bagian luar mobil, yang menggerakkan roda. Ada mekanisme
mesin bensin. Mekanisme inilah yang menjadikan mesin berbahan bakar
bensin juga disebut “mesin pantikan spark”.
Gambar 1. Pembakaran pada mesin kendaraan bermotor
Tabel 1. Koefisien Emisi kendaraan bermotor
II.Jenis polutan
1.CO2
Karbon
dioksida berasal dari pembakaran sempurna hidrokarbon di dalamnya
termasuk minyak bumi dan gas alam. Sebenarnya gas karbon dioksida tidak
berbahaya bagi manusia. Namun, kenaikan kadar CO2 di udara telah
mengakibatkan peningkatan suhu di permukaan bumi. Fenomena inilah yang
disebut efek rumah kaca (green house effect). Efek rumah kaca adalah
suatu peristiwa di alam dimana sinar matahari dapat menembus atap kaca,
tetapi sinar infra merah yang dipantulkan tidak bisa menembusnya. Sinar
matahari yang tidak bisa keluar itu tetap terperangkap di dalam rumah
kaca dan mengakibatkan suhu di dalam rumah kaca meningkat. Seperti itu
pula karbon dioksida di udaraa, ia dapat dilewati sinar ultraungu dan
sinar tampak, tetapi menahan sinar inframerah yang dipantulkan dari
bumi. Akibatnya suhu dipermukaan bumi naik jika kadar CO2 di udara naik.
Kenaikan suhu global dapat mencairkan sungkup es di kutub. Akibat
selanjutnya adalah kenaikan permukaan laut sehingga dapat membanjiri
kota-kota pantai di seluruh dunia.
a.Sumber: semua sumber pembakaran;
b.Membahayakan kesehatan pada > 5000 ppm lebih dari 2 – 8 jam,
c.Level di atmosfer meningkat dari 280 ppm (sebelum jaman industri) hingga > 350 ppm (1990an),
d.Terjadi percepatan laju.
e.Meskipun
diinginkan CO2 merupakan gas rumah kaca. Bersama gas rumah kaca lain
seperti metana, CO2 menyerap radiasi inframerah yang dipantulkan bumi,
sehingga meningkatkan energi yang terdeposit di bumi oleh matahari dan
meningkatkan temperatur atmosfer.
f.Oleh karena itu, emisi CO2 menjadi issue global, terutama setelah Kyoto Protocol 1997.
Gambar 2. World CO2 emissions by region (in 106 t)
2.CO
Gas
karbon monoksida berasal dari pembakaran tak sempurna bahan bakar
dalam kendaraan bermotor. Gas buang hasil pembakaran bensin dari
kendaraan bermotor mengandung 10.000 sampai 40.000 ppm CO. Gas ini tidak
berwarna dan tidak berbau, oleh karena itu, kehadirannya tidak segera
diketahui. Gas itu bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada
mata, saluran pernafasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah
melalui pernafasan, CO bereaksi dengan hemoglobin dalam darah membentuk
COHb (karboksihemoglobin) dengan reaksi sebagai berikut :
CO + Hb COHb
Seperti
kita ketahui, hemoglobin ini seharusnya bereaksi dengan oksigen
menjadi O2Hb (oksihemoglobin) dan membawa oksigen yang diperlukan ke
sel-sel jaringan tubuh dengan reaksi sebagai berikut : O2 + Hb O2Hb.
Ikatan
CO dengan Hb lebih kuat dibanding O2 dengan Hb sehingga menghalangi
fungsi vital Hb untuk membawa oksigen bagi tubuh, yang berakibat tubuh
kekurangan oksigen sehingga menimbulkan rasa sakit kepala dan gangguan
pernafasan bahkan kematian.
a.Sumber: kendaraan bermotor, proses industri,
b.Membahayakan
kesehatan: 9 ppm (10 mg/m3) lebih dari 8 jam, 35 ppm (40 mg/m3) lebih
dari 1 jam, tidak lebih dari sekali setahun (untuk keduanya)
3.NOx
Dalam
beberapa dasawarsa terakhir, jumlah kendaraan bermotor yang meningkat
telah menimbulkan sejenis pencemaran udara yang tidak pernah dialami
oleh peradaban sebelumnya. Pencemaran ini ditimbulkan oleh oksida
nitrogen. Sumber utama oksida nitrogen adalah pembakaran bahan bakar
dalam industri dan kendaraan bermotor. Nitrogen dan oksigen tidak
bereaksi pada suhu rendah, tetapi pada suhu tinggi, kedua gas itu
dimungkinkan bereaksi sebagai berikut :
N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)
Sekitar
10% dari gas NO yang dihasilkan, teroksidasi lebih lanjut membentuk
NO2. Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasa ditandai dengan
lambang NOx. NOx di udara tidak beracun secara langsung pada manusia,
tetapi NOx ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan
menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut) atau smog dalam bahasa Inggris.
Asbut ini mengakibatkan mata perih, nafas sesak dan tanaman layu. Asbut
adalah campuran rumit yang terdiri dari berbagai gas dan
partikel-partikel zat cair dan zat padat. Asbut dihasilkan dari
serentetan reaksi fotokimia (yaitu reaksi kimia di bawah pengaruh energi
sinar matahari).
NO2 (g) + sinar matahari NO (g) dan O (g).
Motor
bakar, juga menghasilkan hidrokarbon yang tidak terbakar akibat reaksi
pembakaran di dalam motor kurang sempurna. Hidrokarbon ini dapat
bereaksi dengan atom oksigen yang dihasilkan dari dekomposisi fotokimia
NO2. Reaksi ini menghasilkan radikal hidrokarbon bebas yang sangat
reaktif. Radikal ini bereaksi dengan NO dan menghasilkan NO2 lagi, dan
serentetan reaksi berulang lagi dan menghasilkan ozon. Radikal bebas itu
juga bereaksi dengan O2 dan N2 dan menghasilkan senyawa yang disebut
peroksiasilnitrat (PAN). PAN juga memberi efek asbut dan menimbulkan
rasa perih di mata.
a.Sumber: kendaraan bermotor; pembangkit panas dan listrik; asam nitrat; peledak; pabrik pupuk,
b.Membahayakan
kesehatan untuk NO2: 0,053 ppm (100 µg/m3) lebih setahun; bereaksi
dengan HC dan sinar matahari membentuk oksidan fotokimia.
4.SOx
Senyawa-senyawa
belerang yang bertindak sebagai zat pencemar yang berbahaya adalah
gas-gasa SO2 dan SO3. Gas SO2 di atmosfer sebagian besar berasal dari
hasil pembakaran minyak bumi dan batubara yang mengandung belerang, di
samping ada juga yang berasal dari hasil oksidasi bijih-bijih sulfida
di industri.
Udara yang mengadung SO2 dalam kadar cukup tinggi dapat
menyebabkan radang paru-paru dan tenggorokan pada manusia serta
khlorosis (kepucatan) pada daun-daun. Oksidasi SO2 akan menyebabkan
terbentuknya SO3. SO3 bila bereaksi dengan uap air akan menyebabkan
hujan asam (acid rain). pH air hujan yang mengandung oksida belerang
akan turun menjadi 3 – 4. Akibatnya timbul korosi logam-logam,
kerusakan bangunan yang terbuat dari batu pualam dan memudarnya cat-cat
pada lukisan. SO2 apabila terisap oleh pernafasan, akan bereaksi
dengan air dalam saluran pernafasan dan membentuk asam sulfit yang akan
merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Apabila SO3 yang terisap,
maka yang terbentuk adalah asam sulfat, dan asam ini lebih berbahaya.
a.Sumber:
Fasilitas pembangkit listrik dan panas yang menggunakan minyak atau
batu bara yang mengandung sulfur; pabrik asam sulfat,
b.Membahayakan
kesehatan untuk SO2: 0,03 ppm (80 µg/m3) lebih setahun, 0,14 ppm (365
µg/m3) selbih 24 jam tidak lebih dari sekali setahun, 0,5 ppm (1300
µg/m3) lebih dari 3 jam.
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). Kerbanyakan 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.
Gambar 3. Gas buang industri yang mengandung SOX
5.VOC termasuk etana, etilena, asetilena, propana, butana, pentana, aldehida, keton, pelarut
a.Sumber:
kendaraan bermotor; penguapan pelarut; industri proses; pembuangan
limbah padat; pembakaran bahan bakar; kilang minyak; SPBU; pembersih
pakaian; pencetakan; cait,
b.Breaksi dengan NOx dan sinar matahari membentuk oksidan fotokimia. Formaldehida dan benzena berbahaya bagi eksehatan.
6.Pencemaran Timbal di udara
Timbal
(Pb) merupakan pencemar udara yang berasal dari gas buangan kendaraan
bermotor. Untuk menghasilkan pembakaran yang baik dan meningkatkan
efisiensi motor bakar, bensin diberi zat tambahan, yaitu Pb(C2H5)4 atau
tetra etil timbal (TEL). Setelah mengalami pembakaran di dalam motor,
timbal dilepas ke udara dalam bentuk oksida timbal. Timbal merupakan
racun keras yang bila menumpuk di dalam tubuh akan menimbulkan
kerusakan permanen pada otak, darah dan organ tubuh lainnya.
Jenis Polutan
Deskripsi
Efek Kesehatan
Karbon Monoksida
Tidak berwarna
Tidak berbau
Gas beracun
Dihasilkan oleh proses pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar fosil
Kebanyakan dihasilkan oleh kendaran bermotor
Pembentukan formasi karbon hemoglobin
Mengurangi kapasitas pengangkutan oksigen dalam darah
Mengganggu aktifitas penglihatan
Gangguan stres fisiologis
Nitrogen Dioxide (NOx)
Gas berwarna coklat
Sangat reaktif
Hasil reaksi dari NO dengan Oksigen
Kebanyakan dihasilkan oleh kendaran bermotor
Meningkatkan sensitifitas asthma bronkiale
Iritasi pada saluran pernapasan
Mempengaruhi kapasitas fungsi paru pada pajanan jangka panjang
Sulfur Dioxide (SO2)
Gas yang mudah larut dalam air
Terdapat dalam bahan bakar fosil dan kebanyakan logam.
Dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil dan logam
Kebanyakan dihasilkan oleh bahan bakar untuk pembangkit tenaga listrik
Iritasi saluran pernapasan
Menimbulkan kambuh (ekserbasi) penyakit saluran pernapasan
Meningkatkan prevalensi dari gejala penyakit saluran pernapasan
Partikulat
Padatan yang ditemukan di udara berupa debu, jelaga, asap, atau tetesan cairan (droplet).
Padatan dapat tersuspensi di udara dalam waktu yang cukup lama.
Partikel yang berukuran besar dapat berupa jelaga atau asap.
Partikel yang penting bagi kesehatan masyarakat adalah PM10 & PM2,5
Partikulat juga dapat terbentuk di udara dari perubahan kimia dan fisik gas.
Terbentuk
bila gas dari pembakaran bahan bakar bereaksi dengan sinar matahari
atau uap air di udara sehingga ukuran partikelnya bertambah besar
Infeksi saluran pernapasan atas
Ozon
Gas dengan 3 atom oksigen
Terdapat pada lapisan stratosfir
Tidak dilepaskan secara langsung ke udara.
Pada lapisan troposfer, ozon dihasilkan dari reaksi kimia antara NOx dan VOC (senyawa organik yang mudah menguap)
Gangguan fungsi paru dan meningkatkan kerentanan pada infeksi saluran pernapasan
Iritasi dan inflamasi/ peradangan selaput lendir mata
1.Emisi pembakaran diesel pada mobil
a.Carbon Monoksida (CO)
Karbon
dan oksigen dapat bergabung membentuk senyawa karbon monoksida (CO)
sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon dioksida (CO2).
Sebagai hasil pembakaran sempurna. karbon monoksida merupakan senyawa
yang tidak berbau, tidak berasa dan pada suhu udara normal berbentuk
gas yang tidak berwarna. Gas ini akan dihasilkan bila karbon yang
terdapat dalam bahan bakar (kira-kira 85% dari berat dan sisanya
hidrogen) terbakar tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Hal ini
terjadi bila campuran udara bahan bakar lebih gemuk dari pada campuran
stoikiometris dan terjadi selama idling dapat beban rendah atau pada
output maksimum. Karbon monoksida tidak dapat dihilangkan jika campuran
udara bahan bakar gemuk, bila campuran kurus karbon monoksida tidak
terbentuk.
b.Nitrogen Oksida (NOX)
Senyawa nitrogen oksida
yang sering menjadi pokok pembahasan dalam masalah polusi udara adalah
NO dan NO2. Kedua senyawa ini terbuang langsung ke udara bebas dari
hasil pembakaran bahan bakar. Nitrogen monoksida ((NO) merupakan gas
berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. Gas NO merupakan gas yang
berbahaya karena mengganggu syaraf pusat.gas NO terjadi karena adanya
reaksi antara N2 dan O2 (Naibaho, K., 2009 ). Persamaan reaksi N2 dan
O2 sebagai berikut : N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)
2.Emisi pembakaran bensin pada kendaraan bermotor
Emisi
gas buang pada motor konvensional merupakan sesuatu yang mendapatkan
perhatian yang cukup serius dari berbagai kalangan di dunia. Hal ini
disebabkan efek dari gas buang yang dapat merusak lingkungan hidup.
Efek dari gas buang ini juga dapat menimbulkan efek rumah kaca yang
tidak kita harapkan. Pada motor bakar konvensional emisi gas buang yang
dihasilkan berupa HC, CO, CO2, O2, NOx dan partikulat lain. Berbagai
penelitian dilakukan untuk menurunkan kandungan emisi gas buang motor
bakar konvensional itu sendiri. Emisi gas buang dihasilkan dari proses
tidak sempurnanya pembakaran di ruang bakar, dimana hanya sebagian
bahan bakar bereaksi dengan oksigen terutama di dekat dinding silinder
antara torak dan silinder, hal ini pada umumnya disebabkan karena
lemahnya api dan rendahnya temperature pembakaran. Jika suhu pembakaran
rendah dan perambatan nyala api lemah serta luasan dinding ruang
bakarnya yang bersuhu rendah agak besar, kondisi ini akan dijumpai pada
saat motor baru dihidupkan atau pada putaran langsam (idle), secara
alamiah motor akan banyak menghasilkan emisi gas buang yang dapat
menyebabkan dampak negatif bagi kesehatan. Beberapa parameter yang
dapat ditimbulkan dari gas buang kendaraan bermotor adalah sebagai
berikut :
a) Hidrokarbon (HC)
Adalah gas buang yang
diakibatkan karena bahan bakar yang tidak terbakar. HC ini adalah
bagian dari bensin yang dilepaskan baik dalam bentuk tidak berbakar
atau terpecah dengan tidak sempurna. Ada beberapa faktor yang
menyebabkan adanya HC; sebagi contoh: pembkaran yang tidak sempurna
oleh oksigen yang tidak mencukupi, nyala yang tertekan di dekat dinding
mesin interior, turunnya suhu yang disebabkan oleh rendahnya kandungan
bensin, dan lain-lain. Dengan kata lain, kita dapat mengatakan bahwa
hc adalah komponen bensin yang tersisa dan tidak terbakar atau
bentuknya berubah tanpa terbkar dengan sempurna.
• Molekul ringan, tidak terlihat sehingga melayang di udara
• Berbahaya bagi kesehatan, mengikat hemoglobin darah kita
• Semakin kecil HC semakin bagus
b) Karbon dioksida (CO2)
CO2
adalah produk akhir proses oksidasi bensin. Senyawa ini dihasilkan
dari penggabungan C dalam bensin dengan O2 dalam udara. CO2 itu sendiri
bukan komponen yang berbahaya. Namun, jika konsentrasi CO2 tinggi di
bumi, maka akan mencegah panas permukaan keluar ke angkasa luar, yang
akhirnya akan meningkatkan suhu bumi. Gas-gas, seperti CO2, yang
memiliki efek meningkatkan suhu di bumi, disebut “gas rumah kaca”.
• Mengindikasikan derajat thernis pembakaran
• Diukur dalam prosentase, semakin tinggi semakin bagus (tertinggi 16%)
• Bersifat ringan, tidak terlihat dan tidak berbahaya tetapi dapat menjadi gas rumah kaca
• Tumbuhan, Biota laut dan lahan gambut memerlukan gas ini
• Batas minimum 11%
c) Karbon monoksida (CO)
“Membakar
sesuatu” adalah reaksi oksidasi. Ketika terdapat kekurangan oksigen
sebagai zat oksidator, senyawa yang terbakar tidak teroksidasi dengan
sempurna, yakni tidak menjadi CO2, tapi hanya menjadi CO.
• Adalah gas yang timbul sebagai reaksi dari pembakaran yang tidak sempurna
• Bersifat ringan, tidak terlihat sehingga melayang di udara
• Berbahaya bagi kesehatan, ISPA, Kanker, penurunan kecerdasan
• Diukur dalam prosentase, 0,5 – 3% adalah hasil yang ideal
d) NOx
Dua
komponen di atas (HC dan CO) adalah produk yang dihasilkan karena
mereka tidak terbakar dengan sempurna, sehingga mereka tidak menjadi CO2
selama proses pembakaran bensin (reaksi oksidasi). Di sisi lain,
mekanisme pembentukan Nox adalah sangat jauh berbeda dari dua komponen
ini. N dan O dalam NOx berasal dari udara. N2 dan O2 masing-masing
bersifat inert di udara , namun, mereka bereaksi antara satu dengan
lainnya dan menghasilkan NOx pada kondisi suhu tinggi ketika pembakaran
bensin. Karena itu, semakin tinggi suhunya, semakin banyak NOx
dihasilkan.
• Adalah gas buang yang ditimbulkan oleh nitrogen yang teroksidasi karena tekanan dan panas kompresi
• Berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan karena gas ini adalah racun.
3.Emisi pembakaran batubara
1.Abu
Abu
batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara pada boiler
pembangkit listrik tenaga uap yang berbentuk partikel halus amorf dan
bersifat Pozzolan, berarti abu tersebut dapat bereaksi dengan kapur pada
suhu kamar dengan media air membentuk senyawa yang bersifat mengikat.
Dengan adanya sifat pozzolan tersebut abu terbang mempunyai prospek
untuk digunakan berbagai keperluan bangunan.
Abu merupakan bahan
anorganik sisa pembakaran batubara dan terbentuk dari perubahan bahan
mineral (miniral matter) karena proses pembakaran. Pada pembakaran
batubara dalam pembangkit tenaga listrik terbentuk dua jenis abu yakni
abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Partikel abu yang
terbawa gas buang disebut abu terbang, sedangkan abu yang tertinggal
dan dikeluarkan dari bawah tungku disebut abu dasar. Sebagian abu dasar
berupa lelehan abu disebut terak (slag).
Komposisi antara abu
terbang dan abu dasar tergantung sistem pembakarannya. Dalam tungku
pulverized coal sistem basah antara 45-55 %, dan tungku underfeed
stoker 30-80 % dari total abu batubara. Abu terbang ditangkap dengan
Electric Precipitator sebelum dibuang ke udara melalui cerobong.
PLTU
berbahan bakar batubara biasanya menghasilkan limbah padat dalam
bentuk abu. Jumlah abu batubara yang dihasilkan per hari dapat mencapai
500 – 1000 ton. Sebagian besar abu terbang dan abu dasar dikumpulkan
dalam pembuangan abu (ash disposal). Jumlah abu tersebut demikian
banyaknya sehingga menjadi masalah dalam pembuangannya. Dengan
bertambahnya jumlah abu batubara maka ada usaha-usaha untuk memanfaatkan
limbah padat tersebut. Hingga saat ini abu batubara tersebut banyak
dimanfaatkan untuk keperluan industri semen dan beton, bahan pengisi
untuk bahan tambang dan bahan galian serta berbagai pemanfaatan lainnya.
2.Oksida Belerang
Unsur
belerang terdapat pada batubara dengan kadar bervariasi dari rendah
(jauh di bawah 1%) sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam
batubara dalam 3 bentuk yakni belerang organik, pirit dan sulfat. Dari
ketiga bentuk belerang tersebut, belerang organik dan belerang pirit
merupakan sumber utama emisi oksida belerang. Dalam pembakaran batubara,
semua belerang organik dan sebagian belerang pirit menjadi SO2. Oksida
belerang ini selanjutnya dapat teroksidasi menjadi SO3. Sedangkan
belerang sulfat disamping stabil dan sulit menjadi oksida belerang,
kadar relatifnya sangat rendah dibanding belerang bentuk lainnya.
Oksida-oksida
belerang yang terbawa gas buang dapat bereaksi dengan lelehan abu yang
menempel dinding tungku maupun pipa boiler sehingga menyebabkan
korosi. Sebagian SO2 yang diemisikan ke udara dapat teroksidasi menjadi
SO3 yang apabila bereaksi dengan uap air menjadi kabut asam sehingga
menimbulkan turunnya hujan asam.
Energi batubara merupakan jenis
energi yang sarat dengan masalah lingkungan, terutama kandungan sulfur
sebagai polutan utama. Sulfur batubara juga dapat menyebabkan kenaikan
suhu global serta gangguan pernafasan. Oksida belerang merupakan hasil
pembakaran batubara juga menyebabkan perubahan aroma masakan atau
minuman yang dimasak atau dibakar dengan batubara (briket), sehingga
menyebabkan menurunnya kualitas makanan atau minuman, serta berbahaya
bagi kesehatan (pernafasan). Cara yang tepat untuk mengatasi hal
tersebut adalah dengan mewujudkan gagasan clean coal combustion melalui
desulfurisasi batubara.
3.Oksida Nitrogen
Nitrogen umumnya
terikat dengan material organik dalam batubara dan kadarnya kurang dari
2%. Pada pembakaran, nitrogen akan dirubah menjadi oksida nitrogen dan
disebut NOx. Selain nitrogen dari batubara, NOx juga dapat terbentuk
dari nitrogen dalam udara pembakaran.
Zat nitrogen oksida ini dapat
menyebabkan kerusakan paru-paru. Setelah bereaksi di atmosfer, zat ini
membentuk partikel-partikel nitrat amat halus yang menembus bagian
terdalam paru-paru. Partikel-partikel nitrat ini pula, jika bergabung
dengan air baik air di paru-paru atau uap air di awan akan membentuk
asam. Akhirnya zat-zat oksida ini bereaksi dengan asap bensin yang
tidak terbakar dan zat-zat hidrokarbon lain di sinar matahari dan
membentuk ozon rendah atau “smog” kabut berwarna coklat kemerahan yang
menyelimuti sebagian besar kota di dunia.
4.Karbon Monoksida
Gas
karbon monoksida (CO) terbentuk pada pembakaran tidak sempurna. gas
ini dihasilkan dari proses oksidasi bahan bakar yang tidak sempurna. Gas
ini bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak menyebabkan iritasi.
Reaksi yang tidak sempurna antara karbon dan oksigen adalah sebagai
berikut:
C + ½ O2 → CO
Selain menghasilkan energi lebih rendah,
gas CO merupakan polutan yang dapat mencemari lingkungan terutama untuk
para pekerja di lingkungan tertutup. Untuk pembakaran batubara dalam
pembangkit listik yang modern, pembentukan CO biasanya kecil sehingga
tidak perl dikhawatirkan karena jumlah oksigen (udara) yang dipasok
biasanya sudah dihitung dan dipasok berlebih.
5.Asap dan Gas Hidrokarbon
Asap
dan gas hidrokarbon terbentuk pada pembakaran yang sangat tidak
sempurna. Asap terutama terdiri dari partikel-partikel karbon yang tidak
terbakar. Sedangkan gas-gas hidrokarbon adalah senyawa-senyawa karbon
dan hidrogen hasil pemecahan bahan organik batubara yang belum
mengalami oksida oksigen lebih lanjut. Seperti karbon monoksida,
pembentukan asap dan gas-gas hidrokarbon menyebabkan rendahnya
efisiensi pembakaran bahkan jauh lebih rendah dari yang diakibatkan
oleh pembentukan karbon monoksida.
6.Karbon Dioksida
Dalam
pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara, tujuan utamanya adalah
semaksimal mungkin mengkonversikan unsur utama dalam batubara yakni C
(karbon) menjadi CO2 sehingga dihasilkan energi yang tinggi.
Dikarenakan batubara mengandung kadar karbon paling tinggi dibanding
bahan bakar fosil lainnya seperti minyak dan gas, maka pembakaran
batubara dianggap merupakan sumber emisi CO2 terbesar.
III.Penanganan polutan
Terdapat 3 metode untuk mengendalikan pencemaran udara yang terdiri dari :
1.Input/preventive control (pengendalian di input)
Mencegah atau mengurangi terbentuknya polutan, contoh metode yang digunakan:
a.Mengurangi
atau mencegah terbentuknya polutan yang masuk ke dalam atmosfir.
Contohnya adalah dengan melakukan konservasi tanah.
b.Pemilihan bahan baku sehingga mengurangi polutan, contohnya adalah penggunaan gas alam.
c.Mengganti
polutan sebelum masuk ke proses produksi, contohnya adalah mengganti
sulfur yang berasal dari batu bara dengan minyak.
2.Througput control ( pengendalian proses)
Mengurang sebagian kecil polutan dalam proses produksi dengan cara mengubah proses produksi, contoh metode yang digunakan:
a.Menurunkan jumlah produksi dan pemakainnya.
b.Merubah atau mengganti proses sehingga mengurangi polutan.
c.Membuat proses yang lebih efisien sehingga energi dan polutan yang dikeluarkan berkurang.
3.Output Control (Pengendalian pada output)
Memidahkan
polutan setelah produksi pada waktu polutan sebelum atau sesudah masuk
ke dalam ekosfir, metode yang digunakan adalah:
a.Memidahkan atau
mendilusi polutan pada emisi, contoh dengan menggunakan pipa
pembuangan, cerobong asap, saluran pembuangan limbah.
b.Mengubah polutan menjadi bentuk yang lebih aman (mengubah methyl mercury menjadi bentuk mercury)
c.Memilih
tempat dan waktu untuk mebuang polutan sehingga menimalkan kerusakan,
contohnya: penggunaan cerobong asap yang tinggi, karena pada ketinggian
tertentu polutan yang terdispersi akan lebih efektif).
A.Penanggulangan Sox
1. Pengendalian SOx
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
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.
Bahan Baku
Pengelolaan bahan baku SO2 sesuai dengan prosedur pengamanan.
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
Memperbaiki alat yang rusak
Penggantian saringan/filter
B.Pengendalian NOx
1.Pencegahan
Sumber Bergerak
a)Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik.
b)Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala.
c)Memasang filter pada knalpot.
Sumber Tidak Bergerak
a)Mengganti peralatan yang rusak.
b)Memasang scruber pada cerobong asap.
c)Memodifikasi pada proses pembakaran.
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. Exhause Gas Recirculation (EGR)
Merupakan
suatu teknik untuk mengatur konsentrasi NO dalam gas buang kendaraan
bermotor dengan cara menurunkan konsentrasi NO atau dengan nenurunkan
temperatur siklus puncaknya.