Hujan Asam

akibat hujan asam

akibat hujan asam

Hujan asam adalah hujan atau bentuk lain dari curah hujan yang luar biasa asam, yang berarti bahwa ia memiliki kadar ion hidrogen (pH). Hal ini dapat memiliki efek yang merugikan pada tanaman, hewan air, dan infrastruktur. Hujan asam disebabkan oleh emisi sulfur dioksida dan nitrogen oksida, yang bereaksi dengan molekul air di atmosfer sehingga menghasilkan asam. Pemerintah dunia telah melakukan upaya sejak tahun 1970 untuk mengurangi pelepasan sulfur dioksida ke atmosfer dengan hasil positif. Nitrogen oksida juga dapat diproduksi secara alami oleh sambaran petir dan sulfur dioksida dihasilkan oleh letusan gunung berapi. Bahan kimia dalam hujan asam dapat menyebabkan cat mengelupas, korosi struktur baja seperti jembatan, dan erosi pada patung batu.

DEFINISI

“Hujan asam” adalah istilah populer mengacu pada endapan basah (hujan, salju, hujan es, kabut, cloudwater, dan embun) dan komponen asam kering (pengasaman partikel dan gas). Air suling, setelah dihilangkan kandungan karbon dioksidanya, memiliki pH netral 7. Cairan dengan pH kurang dari 7 bersifat asam, sedang cairan dengan pH lebih dari 7 bersifat alkali (basa). Hujan yang tidak tercemar biasanya memiliki pH asam, tetapi tidak lebih rendah dari 5,7, karena karbon dioksida dan air di udara bereaksi bersama untuk membentuk asam karbonat, asam lemah. Namun, hujan biasanya juga dapat mengandung bahan kimia lain yang mempengaruhi pH. Sebagai contoh adalah asam nitrat yang dihasilkan oleh debit listrik di atmosfer seperti petir.

Asam karbonat dibentuk oleh reaksi:

H2O (l) + CO2 (g) → H2CO3 (aq)

Asam karbonat kemudian mengionisasi air membentuk konsentrasi rendah hidronium dan ion karbonat:

H2O (l) + H2CO3 (aq) → HCO3-(aq) + H3O + (aq)

Endapan asam sebagai isu lingkungan akan mencakup asam tambahan untuk H2CO3.

SEJARAH

Efek korosif dari udara kota yang tercemar asam terhadap batu kapur dan marmer tercatat pada abad ke-17 oleh John Evelyn. Sejak Revolusi Industri, emisi sulfur dioksida dan nitrogen oksida ke atmosfer telah meningkat. Pada tahun 1852, Robert Angus Smith adalah orang pertama yang menunjukkan hubungan antara hujan asam dan polusi udara di Manchester, Inggris.

Meskipun hujan asam ditemukan pada tahun 1853, tidak sampai akhir 1960-an para ilmuwan mulai mengamati secara luas dan mempelajari fenomena tersebut. Istilah “hujan asam” diciptakan pada tahun 1872 oleh Robert Angus Smith. Kesadaran masyarakat akan hujan asam di Amerika Serikat meningkat di tahun 1970 setelah The New York Times menerbitkan laporan dari Hubbard Brook Experimental Forest di New Hampshire tentang segudang efek hujan asam yang merusak lingkungan. Pembacaan pH Sesekali dalam hujan dan air kabut di bawah 2,4 telah dilaporkan di daerah industri. Hujan asam hasil kegiatan Industri merupakan masalah besar di Cina dan Rusia. Daerah ini semua membakar batu bara yang mengandung sulfur untuk menghasilkan panas dan listrik.

Masalah hujan asam tidak hanya meningkat seiring laju pertumbuhan penduduk dan industri, tetapi telah menjadi jauh lebih luas. Penggunaan cerobong asap yang tinggi untuk mengurangi polusi lokal telah memberikan kontribusi terhadap penyebaran hujan asam dengan melepaskan gas ke dalam sirkulasi atmosfer regional. Seringkali deposisi terjadi pada jarak yang cukup jauh mengikuti arah angin, dengan daerah pegunungan cenderung menerima dampak terbesar (karena curah hujan yang lebih tinggi). Sebuah contoh dari efek ini adalah pH rendah pada hujan yang turun di Skandinavia.

PENYEBAB

Gas yang paling penting yang menyebabkan pengasaman adalah sulfur dioksida. Emisi nitrogen oksida yang teroksidasi membentuk asam nitrat adalah peningkatan penting karena kontrol ketat pada emisi senyawa yang mengandung belerang. 70 Tg (S) per tahun dalam bentuk SO2 berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan industri, 2,8 Tg (S) dari kebakaran hutan dan 7-8 Tg (S) per tahun dari gunung berapi.

1. Fenomena Alam

Fenomena alam utama yang berkontribusi melepas gas asam ke atmosfer adalah emisi dari gunung berapi. Jadi, misalnya, fumarol dari Laguna Caliente, kawah gunung berapi Poas membuat hujan asam dan kabut asam dalam jumlah yang sangat tinggi, dengan keasaman pH 2, melumpuhkan vegetasi apapun yang terkena dan sering menyebabkan iritasi pada mata dan paru-paru penduduk di permukiman sekitar. Asam penghasil gas juga dihasilkan oleh proses biologis yang terjadi di atas tanah, di lahan basah, dan di lautan. Sumber biologis utama dari senyawa yang mengandung belerang adalah dimetil sulfida. Asam nitrat dalam air hujan merupakan sumber penting nitrogen tetap untuk kehidupan tanaman, dan juga dihasilkan oleh aktivitas listrik di atmosfer seperti petir. Kandungan asam telah terdeteksi di es glasial berusia ribuan tahun di bagian terpencil dunia.

2. Aktifitas manusia

Penyebab utama hujan asam adalah senyawa sulfur dan nitrogen dari sumber daya manusia, seperti pembangkit listrik, pabrik-pabrik, dan kendaraan bermotor. Pembangkit listrik tenaga batubara adalah salah satu kontributor terbesar polusi gas yang bertanggung jawab atas terbentuknya hujan asam. Gas dapat terbawa angin ratusan kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan mengendap. Di masa lalu, pabrik memiliki saluran buang pendek untuk mengeluarkan asap tapi hal ini menyebabkan banyak masalah lokal, sehinggga pabrik sekarang memiliki corong asap tinggi. Namun menyebabkan polutan terbawa lebih jauh dan menyebabkan kerusakan ekologi yang lebih luas.

REAKSI KIMIA HUJAN ASAM

Pembakaran bahan bakar menghasilkan sulfur dioksida dan oksida nitratyang diubah menjadi asam sulfat dan asam nitrat.

1. Fase gas kimia

belerang dioksida dioksidasi oleh reaksi dengan radikal hidroksil melalui reaksi antarmolekul:

SO2 + OH · · → HOSO2

yang diikuti oleh:

HOSO2 · + O2 → HO2 · + SO3

Dengan adanya air, sulfur trioksida (SO3) diubah dengan cepat menjadi asam sulfat:

SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (aq)

Nitrogen dioksida bereaksi dengan OH membentuk asam nitrat:

NO2 + OH · → HNO3

2. Kimia tetesan awan

Ketika awan ini, tingkat kehilangan SO2 lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh fase gas kimia saja. Hal ini disebabkan reaksi dalam tetesan air cair.

3. hidrolisis

Sulfur dioksida larut dalam air dan kemudian, seperti karbon dioksida, hidrolisis mengalami serangkaian reaksi kesetimbangan:

SO2 (g) + H2O ↔ SO2 · H2O

SO2 · H2O ↔ H+ + HSO3

HSO3 ↔ H+ + SO32-

4. oksidasi

Ada sejumlah besar reaksi yang mengoksidasi sulfur dari S (IV) ke S (VI), yang mengarah pada pembentukan asam sulfat. Reaksi oksidasi yang paling penting adalah dengan ozon, peroksida hidrogen dan oksigen (reaksi dengan oksigen dikatalisis oleh besi dan mangan dalam tetesan awan).

DAMPAK

Hujan asam telah terbukti memiliki dampak buruk terhadap hutan, air dan tanah, membunuh serangga dan bentuk kehidupan lain, menyebabkan kerusakan bangunan serta memiliki dampak terhadap kesehatan manusia.

1. Air permukaan dan hewan air

Danau dan sungai yang tercemar asam keanekaragaman hayatinya bisa dipastikan berkurang. pH rendah dan konsentrasi aluminium yang tinggi di permukaan air yang terjadi sebagai akibat dari hujan asam dapat mengancam kehidupan ikan dan hewan air lainnya. Pada pH lebih rendah dari 5 sebagian besar telur ikan tidak akan menetas dan pH rendah dapat membunuh ikan dewasa.. Hujan asam telah menghilangkan kehidupan serangga dan beberapa spesies ikan, termasuk ikan trout di beberapa danau dan sungai di wilayah geografis sensitif, seperti Pegunungan Adirondack dari Amerika Serikat.

2. Tanah

Kondisi biologis dan kimiawi tanah bisa rusak parah oleh hujan asam. Beberapa mikroba tidak dapat mentoleransi perubahan pH rendah. Enzim dari mikroba ini terdenaturasi (berubah bentuk sehingga tidak lagi berfungsi) oleh asam. Ion-ion hidronium hujan asam juga memobilisasi racun seperti aluminium, dan menghilangkan nutrisi dan mineral penting seperti magnesium. Kondisi kimia tanah dapat berubah secara dramatis ketika kation basa, seperti kalsium dan magnesium tercuci oleh hujan asam sehingga mempengaruhi spesies sensitif, seperti gula maple (Acer saccharum).

3. Hutan dan vegetasi lainnya

Efek samping mungkin tidak langsung berhubungan dengan hujan asam, seperti efek asam pada tanah (lihat di atas) atau konsentrasi tinggi prekursor gas hujan asam. Hutan dataran tinggi sangat rentan karena mereka sering dikelilingi oleh awan dan kabut yang lebih asam dari hujan. Tanaman lain juga bisa rusak oleh hujan asam, tetapi efek pada tanaman pangan diminimalkan oleh aplikasi kapur dan pupuk untuk menggantikan nutrisi yang hilang. Di daerah pertanian, batu kapur juga dapat ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan tanah untuk menjaga pH agar stabil, tapi taktik ini sebagian besar tidak dapat digunakan dalam kasus tanah padang gurun.

4. Efek kesehatan manusia

Hujan asam secara tidak langsung dapat mempengaruhi kesehatan manusia. Partikulat dalam hujan asam (sulfur dioksida dan nitrogen oksida) memiliki efek yang merugikan. Peningkatan jumlah partikulat di udara berkontribusi atas meningkatnya masalah jantung dan paru-paru termasuk asma dan bronkitis.

5. Efek samping lainnya

Hujan asam juga dapat merusak bangunan, monumen bersejarah dan patung-patung, terutama yang terbuat dari batu, seperti batu gamping dan marmer, yang mengandung sejumlah besar kalsium karbonat. Asam dalam hujan bereaksi dengan senyawa kalsium dalam batu untuk membuat gipsum, yang rapuh.

CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) → CaSO4 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

Efek ini sering terlihat pada batu nisan tua, di mana hujan asam dapat menyebabkan prasasti menjadi benar-benar tidak terbaca. Hujan asam juga meningkatkan laju korosi logam seperti besi, baja, tembaga dan perunggu.

METODE PENCEGAHAN

1. Solusi teknis

FGD

FGD

Banyak pembangkit listrik tenaga batubara menggunakan desulfurisasi gas buang (flue-gas desulfurization/FGD) untuk menghilangkan gas yang mengandung belerang dari gas buangan mereka. FGD akan menghapus 95% atau lebih dari SO2 dalam gas buang. Sebuah contoh FGD yang umum digunakan adalah wet scrubber. Sebuah wet scrubber pada dasarnya adalah tower reaksi dilengkapi dengan kipas yang mengekstrak panas asap gas dari pembangkit listrik ke menara. Kapur atau batu kapur dalam bentuk bubur juga disuntikkan ke tower untuk dicampur dengan gas dan menggabungkannya dengan belerang dioksida. Kalsium karbonat dari batu kapur menghasilkan kalsium sulfat berpH netral yang secara fisik dihapus dari scrubber. Artinya, scrubber mengubah polusi sulfur ke sulfat industri.

Di beberapa daerah, sulfat dijual kepada perusahaan kimia sebagai gipsum bila kemurnian kalsium sulfat tinggi atau ditempatkan di tempat pembuangan sampah. Namun, efek dari hujan asam dapat bertahan selama beberapa generasi, sebagai efek dari perubahan tingkat pH dapat merangsang pencucian lanjutan bahan kimia yang tidak diinginkan ke dalam sumber air yang dinyatakan murni, membunuh serangga rentan dan spesies ikan serta memblokir upaya untuk memulihkan kehidupan asli.

Fluidized bed combustion juga mengurangi jumlah belerang yang dipancarkan oleh produksi listrik.

kontrol emisi kendaraan bemotor juga dapat mengurangi emisi nitrogen.

2. Perjanjian internasional

Sejumlah perjanjian internasional mengenai polutan atmosfer telah disepakati misalnya, Protokol Pengurangan Emisi Sulfur (Sulphur Emissions Reduction Protocol)  di bawah Konvensi Lintas Batas Jangka Panjang Polusi Udara (the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution). Kanada dan Amerika Serikat menandatangani Perjanjian Kualitas Udara pada tahun 1991. Sebagian besar negara Eropa juga  telah menandatangani perjanjian tersebut.

One response to “Hujan Asam

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s