Selasa, 30 Oktober 2012

bahan ajar ipa kelas XI bab 2





BAB 2
POLUSI


Tujuan pembelajaran:
-        Mengidentifikasi polusi dan polutan yang ada di udara, air dan tanah
-        Mengidentifikasi polusi dan polutan yang ada di lingkungann kerja
-        Mengelompokkan polutan di lingkungan kerja berdasarkan jenis senyawa,  wujud, sifat dan yang dapat atau tidak dapat didaur ulang
-        Mengetahui indicator-indikator polusi udara, air dan tanah


A. Pengertian Polusi

Polusi disebut juga pencemaran. Menurut UU RI no.  23 tahun 1997, pencemaran adalah masuknya atau dimasukkanya makhluk hidup, zat, energi atau komponen lain kedalam lingkungan oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.

Zat yang dapat menyebabkan pencemaran disebut pencemar, pencemar disebut juga POLUTAN. Perbedaaan antara polutan dan limbah, limbah atau bahan buangan akan menjadi polutan apabila jumlahnya melebihi jumlah normal, berada pada tempat yang tidak semetinya dan berada pada waktu yang tidak tepat

B. MACAM-MACAM POLUSI
Berdasarkan keberadaannya dilingkungan, polusi dapat dibedakan menjadi polusi udara, polusi air dan polusi tanah

1.     Polusi Udara
polusi/pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh polutan dari sumber-sumber alami atau oleh kegiatan manusia
polutan udara dapat dibedakan menjadi polutan primer dan polutan sekunder.
POLUTAN PRIMER                  ditimbulkan langsung dari sumber
                                                       pencemaran udara
 contohnya karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2).

POLUTAN SEKUNDER                 terbentuk dari reaksi polutan primer
                                                            Diatmosfer
 contohnya sulfur trioksida (SO3) dan ozon (O3).


a. Polutan di udara
Beberapa kelompok polutan/pencemar utama di udara adalah sebagai berikut:

MATERI PARTIKULAT
Materi partikulat terdiri atas berbagai partikel padat dan cair yang tersuspensi di udara. Partikel yang berukuran besar tersuspensi di udara dalam jangka waktu relative pendek sedangkan partikel berukura kecil tersuspensi dalam jangka waktu relative panjang. Materi partikulat berupa partikel padat biasanya disebut DEBU sedangkan yang berupa partikel cair biasanya disebut KABUT. Contoh materi partikulat adalah partikel tanah, serbuk sari, partikel asbes, timbal, besi, timah, tembaga dan tetesan asam sulfat (H2SO4)

Nitrogen oksida
Gas nitrogen oksida yang merupakan polutan di udara terutama terdapat dalam bentuk senyawa nitrit oksida (NO), nitrogen oksida (NO2), dan nitrat oksida (N2O). nitrogen dioksida merupakan gas yang berwarna cokelat kemerahan dan di atmosfer dapat beraksi menjadi asam nitrat (HNO3).

Sulfur oksida
Gas sulfur oksida yang merupakan polutan utama di udara adalah sulfur dioksida (SO2).  Sulfur dioksida adalah gas tidak berwarna dengan bau yang kuat. Sulfur dioksida dapat bereaksi di atmosfer membentuk sulfur trioksida (SO3). Sulfur trioksida dapat beraksi dengan air menghasilkan asam sulfat (H2SO4)

Karbon oksida
Karbon oksida terdiri atas gas karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2). Kedua gas ini tidak berbau, tidak berwarna dan tidak terasa

Hidrokarbon
Hidrokarbon adalah kelompok berbagai senyawa organic yang hanya mengandung hydrogen dan karbon. Contoh hidrokarbon adalah metan (CH4) dan benzena (C6H6). Hidrokarbon di atmosfer dapat mengalami reaksi fotokimia (reaksi yang dikatalis oleh cahaya matahari) membentuk senyawa-senyawa seperti formaldehid dan peroksiasetilnitrat (PAN)

Ozon
Ozon yang terdapat di lapisan stratosfer merupakan senyawa penting yang , melindungi manusia dan makhluk hidup lain dari bahaya radiasi sinar UV matahari.

Suara
Suara merambat ke udara, suara yang menganggu dapat di anggap sebagai polutan di udara. Polusi yang sebabkan suara kita kenal sebagai polusi suara atau kebisingan.

          POLUSI SUARA ATAU KEBISINGAN DIARTIKAN SEBAGAI SUARA ATAU BUNYI YANG DAPAT MENGANGGU ATAU MERUSAK PENDENGARAN MANUSIA DAN HEWAN. Kebisingan dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu:

a.      KEBISINGAN IMPULSIVE, yaitu kebisingan yang datangnya tidak terus menerus, misalnya suara palu ketika orang memaku

b.     KEBISINGAN KONTINYU, yaitu kebisingan yang datangnya secara terus menerus dalam jangka waktu yang cukup lama, misalnya suara mesin yang dihidupkan

c.      KEBISINGAN SEMI KONTINYU, yaitu kebisingan kontinyu yang hanya sekejap, kemudia hilang tapi ada kemungkinan akan terulang, misalnya suara kereta api atau pesawat terbang yang lewat.

Tingkat kebisingan dapat diukur dengan satuan unit pengukur DESIBEL (DB). Semakin besar desibelnya, semakin besar juga resiko kerusakan yang ditimbulkan suara tersebut sehingga waktu kontak dengan suara yang diperbolehkan akan semakin kecil

Table 2.1 berbagai tingkat kebisingan

Tingkat kebisingan
dB
Contoh

0
(batas ambang dengar)
Amat sangat tenang
10-20
Suara daun bergesek
Sangat tenang
30-50
Suara orang bercakap normal
Bising
60-70
Suara orang berteriak, suara pembersih vakum
Sangat bising
80-90
Suara sirene, suara mesin diesel, suara mesin pengolah kapas, suara blender
Menulikan
100-120
Suara pesawat jet, suara halilintar, suara mesin traktor, suara mesin tekstil, suara mesin pabrik baja
Amat sangat menulikan
>120
Suara mesin roket

b. Sumber-sumber polusi udara
Polusi udara dapat terjadi di luar ruangan (outdoor pollution) dan didalam ruangan (indoor pollution). Polusi udara yang terdapat di luar ruangan dapat bersumber dari kegiatan manusia atau dari sumber alami, sedangkan polusi udara di dalam ruangan terutama bersumber dari kegiatan manusia.
Conoh sumber-sumber polusi udara yang ada diluar ruangan adalah letusan gunung berapi, kebakaran hutan, pembakaran bahan baker fosil (terutama batu bara) oleh industri (terutama industri kimia, industri metal dan industri kertas), serta pembakaran bahan baker kendaraan bermotor. Contoh sumber-sumber polusi udara yang ada di dalam ruangan adalah bahan-bahan baku bangunan, senyawa-senyawa pembersih, asap rokok, perapian, kompor gas dan kompor minyak tanah serta produk-produk perawatan tubuh dan pakaian.

Table 2.2 berbagai polutan di udara beserta sumbernya

Jenis polutan
Sumber utama
Sulfur oksida
(gas dan partikulat)
Pembakaran bahan bakar industri, proses peleburan logam
Ozon
Reaksi fotokimia
Timbal dan mangan
Kendaraan bermotor
Materi partikulat, klorin dan
Cadmium
Produk pembakaran berbagai bahan/ zat buangan industri
Nitrogen oksida
(NO dan NO2)
Pembakaran bahan bakar industri, bangunan pembangkit listrik, kompor gas, perapian, kebakaran hutan, tanah pertanian yang dipupuk berlebihan
Karbon monoksida dan
Karbon dioksida
Pembakaran bahan bakar industri dan kendaraan bermotor
Formaldehid
Asap rokok, perabot kayu
Asbes
Ubin, atap
Ammonia
Produk-produk pembersih
Hidrokarbon
Asap rokok, pembakaran bahan bakar industri dan kendaraan bermotor
Trikloroetana
Semprotan aerosol
Para-diklorobenzena
Penyegar/pengharum ruangan
Tetrakloroetilen
Uap cairan dry-cleaning pada pakaian

2. Polusi Air
Saat ini pencemaran air semakin banyak terjadi. Air dikatakan tercemar jika terjadi perubahan pada kualitas air, baik secara kimia, biologi atau fisika yang dapat membahayakan makhluk hidup.
Terjadinya pencemaran air sebagian besar disebabkan oleh kegiatan manusia, berupa limbah dari rumah tangga, kegiatan industri maupun kegiatan lainnya.

a. Polutan di air
Beberapa kelompok polutan/pencemaran utama di air adalah sebagai berikut:

AGEN PENYEBAB PENYAKIT
Agen penyebab penyakit adalah organisme-organisme yang dapat menginfeksi dan menyebabkan penyakit. Contoh agen penyebab penyakit yang dapat menjadi polutan di air adalah bakteri, virus, protozoa dan cacing parasit

LIMBAH YANG MEMERLUKAN OKSIGEN
Limbah yang memerlukan oksigen terdiri dari atas berbagai limbah organic yang dapat diurai oleh bakteri aerob. Contoh jenis limbah ini adalah kotoran manusia dan hewan, sisa-sisa tumbuhan dan limbah industri (misalnya industri pengolahan makanan, kertas dan minyak)
bahan kimia organik
Bahan kimia organic merupakan senyawa kimia yang mengandung atom karbon. Contoh bahan kimia organic tersebut adalah pestisida

BAHAN KIMIA ANORGANIK
Polutan berupa bahan kimia anorganik adalah polutan yang mengandung unsure kimia selain karbon, misalnya berbagai senyawa asam, senyawa garam-garaman dan logam berat. Contoh logam berat yang umum mencemari perairan adalah timbale (Pb), arsenic (As) dan merkuri (Hg)

NUTRIEN TUMBUHAN
NUTRIENT TUMBUHAN merupakan senyawa-senyawa kimia yang dapat menstimulasi pertumbuhan tumbuhan dan ganggang (algae). Contoh nutrient tumbuhan yang umumnya menjadi polutan di air adalah nitrat (NO3), fosfat (PO4), dan ammonium (NH4).

SEDIMENT
SEDIMENT ADALAH ENDAPAN BERBAGAI PARTIKEL PADAT SEPERTI PARTIKEL PASIR, LEMPUNG DAN BATUAN DIDASAR PERAIRAN. Sediment dapat menjadi polutan bagi air apabila jumlahnya berlebihan

BAHAN RADIO AKTIF
Bahan radio aktif mengandung atom-atom dari senyawa isotop yang tidak stabil sehingga memancarkan radiasi secara spontan. Contoh bahan radio aktif yang umumnya menjadi polutan di air adalah radon, iodine dan uranium

Panas
Panas juga dapat menjadi polutan di air. Polusi yang disebabkan panas tersebut sebagai polusi termal. Panas dapat menjadi polutan di air apabila berlebihan sehingga suhu perairan meningkat terlalu tinggi


b. Sumber-sumber polusi air
Sumber polusi air dapat dibedakan menjadi sumber langsung (point sources) dan sumber tidak langsung (nonpoint sources).
Sumber langsung adalah sumber polusi yang membuang polutan di lokasi melalui pipa, selokan atau saluran pembuangan langsung menuju badan atau permukaan air. Polusi dari sumber langsung cenderung mudah dideteksi karena lokasi pembuangan polutannya spesifik. Contoh sumber langsung polusi air adalah pabrik, tempat pengolahan limbah, pertambangan dan tangki minyak.
Sumber tidak langsung adalah sumber polusi yang asalnya dari area lahan luas atau dari partikel-partikel yang terbawa udara, yang mencemari air melalui aliran air atau pengendapan senyawa dari atmosfer. Polusi dari sumber tidak langsung lebih sulit dideteksi dari sumber langsung. Contoh sumber tidal langsung dari polusi air adalah aliran atau rembesan senyawa kimia dari lahan pertanian

Table 2.3 Berbagai polutan di air beserta sumbernya

Jenis polutan
Sumber utama
Agen penyebab penyakit

Limbah yang memerlukan oksigen


Bahan kimia organic
Minyak


Pestisida dan herbisida

Plastic
Deterjen
Senyawa-senyawa berklorin



Bahan kimia anorganik
Senyawa asam

Garam-garaman


Timbal


Merkuri
Nutrient tumbuhan (fosfat dan nitrat)





Sediment


Bahan radioaktif


Panas

Limbah (buangan) rumah tangga, buangan hewan.
Kotoran hewan dan manusia, limbah industri, aliran buangan dari perkotaan

Buangan mesin dan kendaraan bermotor, kebocoran pipa, tumpahan tangki dan sumur minyak
Lahan pertanian dan perkebunan, program pembasmian nyamuk
Rumah tangga dan industri
Rumah tangga dan industri
Industri kertas dan industri lain yang melakukan proses pemutihan (bleaching), air yang ditambahkan klorin (sebagai desinfektan)

Pertambangan, limbah industri, pengendapan asam
Irigasi pertanian, pertambangan, limbah industri, lading minyak, aliran buangan dari perkotaan
Bahan bakar yang mengandung timbal, beberapa pestisida, peleburan timbal
Limbah industri, fungisida
Aliran dari pertanian, pertambangan, limbah rumah tangga, limbah industri, air limbah yang tidak terolah dengan baik, industri pengolahan makanan, fosfat yang terkandung dalam deterjen
Erosi tanah, aliran dari pertanian, pertambangan, hutan dan kegiatan pembangunan (kontruksi)
Batuan, tambang uranium, pembangkit tenaga nuklir, pengujian senjata nuklir
Air pendingin dari industri dan pusat pembangkit listrik



3. Polusi Tanah
Tanah yang tandus merupakan salah satu contoh akibat dari polusi tanah. Polusi tanah mencakup berbagai perubahan fisik dan kimia pada tanah yang memberi dampak negative bagi kehidupan tumbuhan dan makhluk hidup lain yang hidup ditanah.

a. Polutan di tanah
Beberapa polutan/pencemar utama ditanah adalah sebagai berikut

Limbah padat (sampah)
Limbah padat meliputi bahan-bahan padatan buangan seperti kertas, plastic, kayu, metal, kaca, sisa makanan, karet dan lainnya

Logam berat
Contoh logam berat yang dapat menjadi polutan ditanah adalah kadmium, timbal, kromium, tembaga, besi dan nikel.

Pestisida
Pestisida adalah senyawa yang digunakan untuk membunuh makhluk hidup yang dianggap menganggu oleh manusia. Pestisida dapat dibagi lagi berdasarkan organisme targetnya menjadi insektisida (pembunuh serangga), herbisida (pembunuh gulma/ tumbuhan penganggu), rodentisida (pembunuh hewan pengerat), dan fungisida (pembunuh jamur)

Nitrogen, fosfat dan garam mineral
Nitrogen, fosfat dan berbagai garam mineral merpakan unsure-unsur yang sangat diperlukan tumbuhan untuk pertumbuhan. Namun jika keberadaannya di tanah berlebih, unsure-unsur tersebut dapat bersifat racun bagi tumbuhan.

b. Sumber-sumber polusi tanah
Sumber polutan utama ditanah adalah kegiatan pertanian. Pupuk mengandung nitrogen dan fosfat,pestisida mengandung senyawa berbahaya, sedangkan air irigasi umumnya mengandung garam-garaman. Selain pertanian, rumah tangga dan industri juga merupakan sumber polutan ditanah karena menghasilkan berbagai sampah padat dan logam berat.



UJI KEPAHAMAN   1
1.  Apa yang dimaksud dengan polutan primer?
2.  Sebutkan contoh polutan diudara yang berasal dari kendaraan
     bermotor
3. Sebutkan contoh polutan di air yang berasal dari limbah rumah tangga
4.  Jelaskan yang dimaksud dengan pestisida
5.  Jelaskan sumber-sumber utama polusi tanah


 
 












C. Polusi Dan Polutan Dilingkungan Kerja
Zat polutan yang dihasilkan dari aktifitas manusia dilingkungan kerjanya akan mengakibatkan polusi, baik berupa polusi udara, air, maupun tanah.

D. Indikator Polusi Dilingkungan
Untuk mengetahui tingkat polusi dilingkungan dibutuhkan suatu pengukuran terhadap factor-faktor fisik, kimia atau biologi yang menunjukkan adanya degradasi atau kerusakan pada lingkungan yang tercemar. Factor-faktor ini disebut dengan indicator polusi

1. Indikator polusi udara
a. Indicator fisik
Indicator fisik yang dapat digunakan untuk mengetahui adanya polusi udara adalah sifat-sifat udara yang dapat diamati. Udara yang bersih seharusnya tidak berwarna dan tidak berbau.

b. Indicator kimia
Konsentrasi senyawa-senyawa polutan diudara dapat menjadi indicator polusi udara, yaitu indicator kimia. Kandungan senyawa kimia diudara secara normal terutama adalah N2 (nitrogen)

c. Indicator biologi
Makhluk hidup yang rentan pada perubahan konsentrasi zat polutan diudara dapat dijadikan indicator biologi. Contoh indicator biologi untuk mengamati tingkat polusi udara lumut kerak (Lichenes).

2. Indicator Polusi Air
a. Indicator fisik
Sifat-sifat fisik air, seperti kekeruhan, bau, warna dan suhu dapat menjadi indicator bagi polusi. Air yang bersih seharusnya jernih (tidak keruh), tidak berbau, tidak berwarna dan suhunya relative sedang. Perubahan pada sifat fisik air bersih yang tersebut diatas menandakan air telah tercemar polutan.
Tingkat kekeruhan air berhubungan dengan konsentrasi partikel padat yang tersusupensi dalam air. Kekeruhan air dapat diukur secara sederhana menggunakan alat yang disebut cakram secchi (secchi disc). Bau dan warna air dapat diamati secara langsung, sedangkan suhu dapat diukur dengan thermometer.

b. Indicator kimia
Kandungan senyawa-senyawa kimia dalam air dapat menjadi indicator terjadinya pencemaran/polusi air. Berikut ini beberapa contohnya.

Kandungan nutrisi
Nutrisi yang larut di air seperti unsure nitrogen, fosfor dan karbon dibutuhkan untuk pertumbuhan organisme fotosintetik di perairan. Kandungan nutrisi di perairan yang terlalu tinggi dapat menjadi salah satu penyebab polusi air yang membahayakan berbagai biota air

Kandungan logam berat
Keberadaan logam berat dalam air, seperti timbale, merkuri, sianida dan cadmium, menunjukkan telah terjadi polusi air. Kandungan logam berat dalam air melebihi baku mutu dapat berdampak negative bagi biota air dan kesehatan manusia.

Oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO)
Oksigen dibutuhkan oleh kebanyakan biota air. Pengukuran oksigen terlarut akan menunjukkan volume oksigen yang terlarut di air masuknya zat polutan, seperti buangan pupuk, sampah organic dapat mnurunkan volume oksigen terlarut. Jumlah oksigen terlarut di air sebaiknya antara 4.0 hingga 12.0 mg/L.

Kebutuhan oksigen biokimia (biochemical oxygen demand/BOD)
BOD sangat berhubungan dengan DO. BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh makhluk hidup di dalam air untuk kebutuhan respirasinya. Semakin rendah kadar oksigen terlarut (DO) dalam air, semakin tinggi kadar BOD dalam air tersebut.

pH
Nilai pH air menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan air. Nilai pH air yang normal adalah antara 6.5 hingga 9.0.

c. Indikator biologi
Jumlah dan susunan organisme dalam air sangat berhubungan dengan tingkat polusi air. Beberapa fitoplankton, rentan terhadap polutan sehingga keberadaannya di perairan mengindikasikan kondisi air yang cukup bersih. Sebaliknya keberadaan protozoa parasit dan bakteri koliform dalam air mengindikasikan telah terkjadi polusi air. Tingkat jumlah bakteri koliform pada perairan menunjukkan bahwa perairan tersebut telah tercemar kotoran tinja manusia dan hewan. Keberadan bakteri koliform pada perairan dapat mengindikasikan adanya mikroorganisme patogen, seperti protozoa parasit, bakteri pathogen dan virus yang juga biasa terdapat pada manusia dan hewan.

3. Indikator Polusi Tanah
a. Indikator fisik
Contoh indikator fisik yang menunjukkan kualitas tanah, antara lain warna tanah, kedalaman lapisan atas tanah, kepadatan tanah, porositas,  tekstur tanah dan endapan pada tanah.

b. Indikator kimia
Nilai pH, salinitas, kandungan senyawa kimia organic, fosfor, nitrogen, logam berat dan radioaktif merupakan contoh indicator kimia bagi tingkat polusi tanah.
Nilai pH yang terlalu tinggi atau rendah dan salinitas serta kandungan berbagai senyawa kimia yang terlalu tinggi mengindikasikan telah terjadi polusi tanah.

c. Indicator biologi
Cacing tanah merupakan salah satu indicator biologi pada pengukuran tingkat polusi tanah. Keberadaan cacing tanah dapat meningkatkan kandungan nutrisi  pada tanah yang akan menyuburkan tanah. Polusi tanah akan menyebabkan perubahan kondisi tanah yang dapat mengakibatkan kematian pada cacing tanah.



UJI KEPAHAMAN  2
1.           Apa yang dimaksud dengan indikator polusi?
2.           Sebutkan beberapa contoh indikator kimia yang mengindikasikan polusi udara
3.           Jelaskan indikator fisik bagi polusi air
4.           Apa yang dimaksud dengan DO dan BOD
5.           Jelaskan mengapa cacing tanah dapat menjadi indikator biologi bagi polusi tanah

 
 















RANGKUMAN
  1. Polusi adalah masuknya atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain kedalam lingkungan oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun dan tidak dapat berfungsi sesuai peruntukannya

  1. Polutan adalah zat yang dapat menyebabkan polusi atau pencemaran

  1. Berdasrkan tempat terjadinya, polusi dapat dibedakan menjadi polusi udara, polusi air dan polusi tanah

  1. Polutan udara dapat dibedakan menjadi polutan primer dan polutan sekunder

  1. Polutan utama diudara adalah materi partikulat, Nitrogen Oksida, Sulfur Oksida, Karbon Oksida, Hidrokarbon, Ozon, dan suara

  1. Sumber utama polusi udara diantaranya adalah pembakaran bahan baker oleh industri dan kendaraan bermotor, aktivitas pertanian dan rumah tangga

  1. Polutan utama di air adalah agen penyebab penyakit, limbah yang memerlukan oksigen, bahan kimia organic dan anorganik, nutrient tumbuhan, sediment, bahan radio aktif, dan panas

  1. Sumber utama polusi air diantaranya adalah limbah rumah tangga, limbah industri dan kegiatan pertanian

  1. Polutan utama di tanah adalah sampah  padat, logam berat, pestisida, nitrogen, fosfat, dan garam miniral

  1.  Sumber utama polusi tanah diantaranya adalah kegiatan pertanian, rumah tangga dan industri

  1. Aktivitas manusia diberbagai jenis lingkungan kerja dapat menghasilkan macam-macam polutan yang dapat mengakibatkan polusi dilingkungan, baik berupa polusi udara, air, maupun tanah

  1. Polusi dilingkungan dapat diamati atau diukur dengan menggunakan indicator polusi, indiklator polusi adalah factor-faktor fisik, kimia, atau biologi yang menunjukan adanya degradasi atau kerusakan pada lingkungan yang tercemar

  1. Contoh indicator polusi udara adalah warna dan bau udara, contoh indicator kimia polusi udara adalah konsentrasi gas-gas polutan, seperti CO2 , SO2. dan materi partikulat. Contoh indicator Biologi polusi udara adalah lumut kerak

  1. Contoh indicator fisik polusi air adalah kekeruhan , bau, warna, dan suhu air. Contoh indicator kimia polusi air adalah kandungan polusi dan logam berat, DO, dan BOD, serta pH. Contoh indicator Biologi polusi air adalah diatom, rotifera, dan bakteri koliform

  1. Contoh indicator fisik polusi tanah adalah warna, kepadatan, dan tekstur tanah. Contoh indicator kimia polusi tanah adalah pH, salinitas, serta kandungan berbagai senyawa organic dan anorganik dalam tanah. Contoh indicator Biologi polusi tanah adalah cacing tanah  
 
 














BAB 3
DAMPAK POLUSI TERHADAP KESEHATAN MANUSIA DAN   LINGKUNGANNYA

Tujuan pembelajaran:
-         Memahami dampak polusi udara terhadap kesehatan manusia dan lingkungan
-         Memahami dampak polusi air terhadapa kesehatan manusia dan lingkungan
-         Memahami dampak polusi tanah terhadap kesehatan manusia dan lingkungan



A. Dampak Polusi Udara
Dampak utama polusi udara adalah sebagai berikut :

1. Gangguan kesehatan
Polutan-polutan udara yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan di
antaranya sebagai berikut:

a. Karbon monoksida
Di atmosfer, gas karbon monoksida (CO) ditemukan dalam jumlah sangat sedikit, yaitu sekitar 0.1 ppm. Namun di daerah perkotaan dengan lalu lintas yang padat, konsentrasi gas CO dapat mencapai 10-15 ppm. Gas CO yang terhirup dapat bereaksi dengan hemoglobin pada sel darah merah sehingga menghalangi pengangkutan oksigen yang sangat dibutuhkan tubuh. Efek yang ditimbulkan di antaranya adalah pusing, sakit kepala, rasa mual, ketidaksadaran (pingsan), kerusakan otak dan kematian. Gas CO yang terhirup dapat pula berdampak pada kulit dan menyebabkan masalah jangka panjang pada penglihatan.

Table 3.1 Konsentrasi CO di udara dan pengaruhnya pada tubuh manusia  bila kontak terjadi pada cukup lama

Konsentrasi CO
Diudara (ppm)
Konsentrasi COHb
Dalam darah (%)
Gangguan pada tubuh
3
0.98
Tidak ada
5
1.30
Belum begitu terasa
10
2.10
Gangguan system saraf sentral
20
3.70
Gangguan panca indera
40
6.90
Gangguan fungsi jantung
60
10.10
Sakit kepala
80
13.30
Sukit bernapas
100
16.50
Pingsan-kematian


b. Sulfur oksida, nitrogen oksida dan ozon
Gas sulfur oksida, nitrogen oksida dan ozon pada konsentrasi rendah dapat menyebabkan iritasi mata dan radang saluran pernapasan. Seseorang yang menghirup ketiga gas tersebut dalam cukup waktu lama dapat terkena penyakit gangguan pernapasan yang kronis, seperti bronchitis, emfisema dan asma. Penyakit-penyakit ini umumnya ditandai dengan kesulitan bernapas (sesak) akibat kerusakan organ pernapasan.
Sukfur oksida dan ozon dapat membahayakan kehidupan tumbuhan. Gas-gas tersebut bersifat beracun bagi tumbuhan. Tumbuhan yang mengalami kontak dengan sulfur oksida dan ozon pada konsentrasi tertentu dapat mengalami kematian.

c. Materi partikulat
Berbagai materi partikulat, seperti serbuk batu bara, serbuk kapas, serbuk kuarsa dan serat asbes dapat menyebabkan penyakit paru-paru.
Contoh materi partikulat lain yang dapat membahayakan kesehatan adalah timbale. Timbale sangat beracun (toksik) dan dapat terakumulasi dalam tubuh, serta menyerang berbagai system tubuh, seperti system pencernaan dan system saraf. Timbale juga dapat merusak fungsi jantung dan ginjal. Timbale dapat menyebabkan keterbelakangan mental pada anak-anak.


d. Asap rokok
Asap rokok mengandung berbagai zat berbahaya seperti benzo-α-pyrene dan formaldehid. Contoh penyakit yang dapat ditimbulkan oleh asap rokok adalah gangguan pernapasan, penyakit jantung dan kanker paru-paru

e. Zat-zat penyebab kanker
Contoh zat-zat yang dapat menjadi penyebab kanker adalah kloroform, para-diklorobenzena, tetrakloroetilen, trikloroetan dan radioaktif (misalnya radon), berpotensi menimbulkan kanker bila terdapat dalam konsentarsi tinggi

f. Suara
Kontak dengan suara yang bising dalam waktu lama dapat menimbulkan kerusakan organ pendengaran. Selain berdampak pada organ pendengaran, polusi suara juga dapat mempengaruhi system tubuh lainnya. Suara yang bising dapat menyebabkan gangguan pada jantung, sakit kepala dan stress secara psikologis

2. Asbut
Asbut adalah singkatan kata asap dan kabut. Berdasarkan jenis polutan penyebabnya, asbut dapat dibedakan menjadi asbut industri dan asbut fotokimia. Polutan utama penyebab asbut industri adalah sulfur oksida dan materi partikulat yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil oleh industri. Materi partikulat yang terkandung dalam asbut industri menyebabkan warnanya tampak keabuan. Asbut inilah yang sering terlihat keluar dari cerobang asap pabrik. Nitrogen oksida menyebabkan asbut fotokimia tampak berwarna kecoklatan.

3. Hujan Asam
Hujan sebenarnya secara alami bersifat asam (pH sedikit dibawah 6, karena CO2 dengan uap air di udara membentuk asam lemah yang bermanfaat untuk melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan hewan). Namun berbagai polutan udara dapat meningkatkan keasaman air hujan, sehingga disebut hujan asam.
Hujan asam didefinisikan sebagai hujan dengan pH dibawah 5.6. polutan yang menyebabkan hujan asam adalah nitrogen oksida dan sulfur dioksida. Zat-zat ini di atmosfer akan bereaksi dengan uap air untuk membentuk asam sulfat, asam nitrat dan asam nitrit yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan.
Dampak dari hujan asam di antaranya adalah:
-         Memengaruhi kualitas air permukaan bagi biota yang hidup di dalamnya
-         Merusak tanaman
-         Melarutkan logam-logam berat yang terdapat dalam tanah, sehingga memengaruhi kualitas air tanah dan air permukaan
-         Bersifat korosif
-         Menyebabkan penyakit pernapasan
-         Pada ibu hamil, dapat menyebabkan bayi lahir premature dan meninggal

4. Pemanasan Global
Pemanasan global adalah kejadian meningkatnya suhu rata-rata bumi. Pemanasan global terjadi akibat efek rumah kaca yang ditimbulkan oleh gas-gas runah kaca.
Efek rumah kaca merupakan peristiwa tertahannya atau terperangkapnya panas matahari di lapisan atmosfer bumi bagian bawah oleh gas-gas rumah kaca yang membentuk lapisan di atmosfer. Gas-gas rumah kaca tersebut memerangkap panas di bumi dengan cara menyerap panas matahari dan memantulkannya kembali ke bumi. Seharusnya, sebagian besar panas matahari di pantulkan keluar angkasa. Hal ini menyebabkan suhu bumi meningkat sehingga terjadi pemanasan global.
Gas-gas rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global meliputi berbagai polutan udara, seperti karbon dioksida (CO2), metan (CH4), nitrat oksida (N2O), hidrofluorokarbon (HFC) dan klorofluorokarbon (CFC).
Terjadinya peningkatan suhu bumi akan mengakibatkan mencairnya es di kutub dan meningkatkan suhu air laut. Dampak lebih jauh dari pemanasan global di antaranya sebagai berikut:
-         Menambah volume air laut sehingga permukaan air akan naik
-         Menimbulkan banjir di daerah pantai
-         Dapat menenggelamkan pulau-pulau dan kota-kota besar yang berada ditepi laut
-         Meningkatkan penyebaran penyakit menular
-         Curah hujan di daerah yang beriklim tropis akan lebih tinggi dari normal
-         Tanah akan lebih cepat kering, walaupun sering terkena hujan. Kekeringan tanah ini akan mengakibatkan banyak tanaman mati
-         Akan sering terjadi angina besar di berbagai tempat
-         Berpindahnya hewan ke daerah yang lebih dingin
-         Musnahnya hewan dan tumbuhan, termasuk manusia yang tidak mampu berpindah atau beradaptasi dengan suhu yang lebih tinggi
Meningkatnya suhu global juga diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan lain, seperti meningkatnya intensitas kejadian cuaca yang ekstrim serta perubahan jumlah dan pola presipitasi.

5. Penipisan Ozon di Lapisan Stratosfer
Senyawa yang dapat mengahncurkan ozon adalah senyawa yang mengandung unsure klorin (Cl) dan bromine (Br). Contoh senyawa yang paling dikenal sebagai penyebab penipisan ozon adalah klorofluorokarbon (CFC) yang berasal terutama dari aerosol, lemari pendingin dan pendingin udara (AC). Senyawa lain yang juga dapat menyebabkan penipisan ozon adalah metil bromide yang dapat ditemukan dalam pestisida dan metil kloroform serta karbon tetraklorida yang banyak digunakan sebagai pelarut di industri.
Penipisan lapisan ozon menyebabkan sebagian besar radiasi sinar UV terpancar ke permukaan bumi. Sinar UV memiliki dampak yang buruk terhadap makhlukhidup,diantarany________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________up gas CO? mengapa gas CO dapat menyebabkan gangguan kesehatan tersebut
3.  Apa yang dimaksud dengan hujan asam?
4.  Sebutkan beberapa dampak dari pemanasan global
5.  Sebutkan contoh polutan yang dapat menyebabkan penipisan ozon

B. Dampak Polusi Air
1. Gangguan kesehatan
Berikut ini berbagai jenis penyakit yang dapat ditimbulkan oleh pencemaran air

a. Penyakit menular
Penyakit menular akibat pencemaran air dapat terjadi karena berbagai macam sebab, antara lain karena alasan berikut:
-         Air yang tercemar dapat menjadi media bagi perkembangbiakan dan persebaran mikroorganisme, termasuk mikroba pathogen.
-         Air yang tercemar tidak dapat lagi digunakan sebagai pembersih, sedangkan air bersih sudah tidak mencukupi sehingga kebersihan manusia dan lingkungannya menjadi tidak terjamin, yang pada akhirnya menyebabkan manusia mudah terserang penyakit.

Table 3.2 Contoh beberapa penyakit menular yang dapat tersebar melalui air  yang tercemar

Jenis mikroba
Penyakit
Gejala
Virus
Virus Hepatitis A





Virus Polio

Hepatitis A





Poliomyelitis

Demam, sakit kepala, sakit perut, kehilangan selera makan, pembengkakan hati sehingga tubuh menjadi kuning
Tenggorokan sakit, demam, diare, sakit pada tungkai dan punggung, kelumpuhan dan kemunduran fungsi otot
Bakteri
Vibro Cholerae




Escherichia coli
(strain pathogen)





Salmonella typhi



Shigella dysentriae

Kolera




Diare






Tifus



Disentri

Diare yang sangat parah, muntah-muntah, kehilangan cairan sangat banyak sehingga menyebabkan kejang dan lemas
Buang air besar berkali-kali dalam sehari, kotoran encer (mengandung banyak air), terkadang diikiuti rasa mulas atau sakit perut
Sakit kepala, demam, diare, muntah-muntah, peradangan dan pendarahan usus
Infeksi usus besar, diare, kotoran mengandung lender dan darah, sakit perut

Protozoa
Entamoeba
histolytica
Balantidium coli

Giardia lamblia

Disentri amuba

Balantidiasis

Giardiasis

(Sama seperti disentri oleh bakteri)
Peradangan usus, diare berdarah
Diare, sakit perut, terbentuk gas dalam perut, bersendawa, kelelehan
Metazoan
(cacing Parasit)
Ascaris lumbricoides
(cacing gelang)


Taenia saginata
(cacing pita)


Schistosoma sp.
(cacing pipih)






Ascariasis



Taeniasis



Schistosomiasis


Demam, sakit perut yang parah, malabsorbsi, muntah-muntah, kelelehan
Gangguan pencernaan, rasa mual, kehilangan berat badan, rasa gatal dianus
Gangguan pada hati dan kantung kemih sehingga terdapat darah dalam urin, diare, tubuh lemas, sakit perut yang terjadi berulang-ulang





b. Penyakit tidak menular
Walaupun disebut penyakit tidak menular, penyakit ini tetap merupakan bahaya besar karena dapat mengakibatkan kematian. Penyakit tidak menular dapat muncul terutama karena air telah tercemar oleh senyawa anorganik, seperti logam berat.

Beberapa polutan atau pencemar air tersebut adalah sebagai berikut:
Cadmium (Cd)
Cadmium adalah logam berat yang digunakan oleh banyak industri dalam proses produksinya. Contohnya, pabrik pipa PVC, pabrik pembuatan karet dan pabrik kaca. Logam Cd dapat terserap tubuh manusia dan akan terakumulasi atau terkumpul diorgan-organ tubuh, terutama diginjal dan hati. keracunan cadmium juga dapat mengakibatkan kerusakan pada organ ginjal dan hati.

Kobalt (Co)
Logam kobalt banyak digunakan dalam industri sebagai bahan campuran untuk pembuatan mesin pesawat, magnet, alat pemotong atau penggiling, serta untuk pewarna kaca, keramik dan cat.
Pada manusia, co dibutuhkan sedikit dalam proses pembentukan sel darah merah dan diperoleh melalui vitamin B12. Keracunan kobalt dapat terjadi apabila tubuh menerima kobalt dalam konsentrasi tinggi (150 ppm atau lebih). Kobalt di tubuh manusia dalam jumlah banyak akan merusak kelenjer tiroid(gondok) sehingga penderita akan kekurangan hormone yang dihasilkan kelenjer tersebut. Kobalt juga dapat menyebabkan gagal jantung dan edema (pembengkakan jaringan akibat akumulasi cairan dalam sel).

Merkuri (Hg)
Merkuri yang mencemari air sebagian besar berasal dari limbah yang dihasilkan manusia. Efek merkuri terhadap kesehatan manusia bermacam-macam. Pada wanita hamil, merkuri dapat menyebabkan janin menjadi cacat mental. Tubuh yang terpapar merkuri untuk waktu yang lama dapat mengalami kesrusakan ginjal, saraf dan jantung. Pada konsentrasi rendah, merkuri dapat menimbulkan sakit kepala, depresi dan perubahan prilaku.

Timbal (Pb)
Pencemaran air oleh logam Pb dapat berasal dari berbagai sumber, seperti rembesan Pb dari sampah kaleng yang mengandung timbal, cat yang mengandung timbal, bahan bakar timbal, pestisida dan dari korosi pipa-pipa yang mengandung timbal. Logam Pb dengan konsentrasi > 15 mg/dl dalam darah dianggap berbahaya bagi kesehatan.


Senyawa organic berklorin
Contoh senyawa organic berklorin adalah dikloro-difenil-trikloroetana (DDT), aldrin, heptaklor dan klordan yang semuanya banyak digunakan sebagai pestisida. Di Indonesia, DDT juga banyak digunakan untuk membasmi nyamuk malaria.

2. Air Tidak Bermanfaat Sesuai Peruntukkannya
Pencemaran air oleh berbagai jenis polutan akan menyebabkan air tidak dapat lagi digunakan untuk berbagai keperluan tersebut. Berikut ini beberapa contohnya.

a.  Air tidak dapat lagi digunakan untuk keperluan rumah tangga
Pencemaran air oleh berbagai jenis limbah akan menyebabkan air berbau dan keruh serta dapat mengandung kuman atau zat berbahaya.

b.  Air tidak dapat lagi digunakan untuk keperluan industri
Sebagian besar industri juga membutuhkan air dalam proses produksinya. Air yang telah tercemar dapat menyebabkan proses produksinya terhambat karena air tidak dapat lagi digunakan.

c. Air tidak dapat lagi digunakan untuk keperluan pertanian dan perikanan
Di pertanian dan perikanan, air digunakan untuk irigasi dan kolam perikanan. Pencemaran air, misalnya oleh senyawa anorganik akan menyebabkan air tidak dapat digunakan lagi. Hal ini disebabkan senyawa anorganik dapat mengubah pH perairan secara dratis. Perubahan pH tersebut dapat mematikan hewan dan tanaman. Selain itu, beberapa senyawa anorganik sifatnya beracun bagi hewan atau tanaman.


3. Menurunnya Populasi Berbagai Biota Air
Menurunya populasi biota ini akan membawa kerugian besar, baik secara langsung berupa kekurangan sumber pangan dan bagi sebagian orang berarti kehilangan mata pencaharian, ataupun secara tidak langsung berupa gangguan dalam keseimbangan ekosistem. Beberapa polutan yang sifatnya berbahaya bagi biota air diantaranya adalah nutrient tumbuhan, limbah yang membutuhkan oksigen, minyak, sediment dan panas

a. Nutrien tumbuhan
Nutrien tumbuhan akan menjadi polutan air apabila terdapat dalam jumlah berlebihan diperairan. Perairan yang mengandung nutrient seperti fosfat dan nitrogen dalam jumlah berlebih disebut mengalami eutrofikasi. Eutrofikasi akan menyebabkan ganggang (algae) berkembang biak dengan subur sehingga populasinya meningkat pesat. Kejadian ini sering disebut algae blooming.
Algae blooming dapat menyebabkan beberapa gangguan diperairan, diantaranya adalah mengganggu penetrasi cahaya matahari kedalam perairan karena permukaan tertutupi oleh populasi ganggang. Hal ini akan menganggu kehidupan biota air dalam perairan tersebut. Selain itu, jika ganggang yang mengalami blooming merupakan jenis ganggang yang akan menghasilakn senyawa beracun, ganggang tersebut akan menyebabkan kematian sejumlah besar biota air.

b. Limbah yang membutuhkan oksigen
Seperti eutrofikasi, pencemaran air oleh limbah yang membutuhkan oksigen juga akan menyebabkan peningkatan BOD di perairan akibat tingginya populasi bakteri aerob (membutuhkan oksigen) yang membusukan limbah. Peningkatan BOD akan menurunkan DO perairan sehingga menurunkan populasi biota air yang tidak toleran terhadap kandungan DO yang rendah.

c. Minyak
Pencemaran minyak banyak terjadi di lautan atau pantai. Pencemaran minyak di perairan dapat menyebabkan kematian bagi banyak jenis biota air, seperti terumbu karang. Kematian ini disebabkan adanya senyawa dalam minyak yang bersifat beracun bagi biota air tersebut. Tumpahan minyak diperairan juga dapat menempel dan menyelubungi bulu-bulu pada burung serta rambut pada mamalia air sehingga mengganggu fungsi fisiologis bulu atau rambut tersebut. Contoh gangguan fisiologis yang dapat terjadi adalah hilangnya kemampuan mengapung atau kemampuan menjaga suhu tubuh sehingga hewan dapat mati karena tenggelam atau karena kehilangan panas tubuh secara dratis.

d. Sedimen
Pencemaran sediment di perairan dapat menyebabkan air menjadi keruh sehingga mengurangi jarak penetrasi cahaya matahari kedalam perairan. Hal ini akan menyebabkan kemampuan fotosintesis ganggang dan tumbuhan air menurun sehingga populasinya berkurang.

e. Panas
Populasi panas atau termal dapat menyebabkan perubahan suhu perairan secara dratis. Hal ini akan mengakibatkan kematianberbagai biota air yang tidak mampu beradaptasi terhadap perubahan suhu tersebut. Panas juga dapat menurunkan DO di perairan.


Kaji Ulang
1.    Apakah dampak dari polusi air terhadap kegiatan rumah tangga?
2.  Sebutkan juga jenis mikroorganisme pathogen yang dapat tersebar melalui air beserta penyakit yang dapat ditimbulkannya
3.    Jelaskan bahaya yang dapat timbul dari keracunan timbale
4.    Apa yang dimaksud dengan eutrofikasi?
5.    Jelaskan hubungan antara kadar DO di perairan dengan tingkat polusi air oleh limbah yang mudah busuk


C. Dampak Polusi Tanah
1. Tempat Pembuangan
Tempat pembuangan sampah (limbah), baik tempat pembuangan akhir (TPA) maupun pembuangan sementara, akan menimbulkan berbagai dampak polusi. Secara tidak langsung, limbah ditempat pembuangan dapat menjadi sumber polusi air dan udara. Limbah cair yang dibuang ketempat pembuangan dapat merembes dan bercampur dengan air tanah atau terbawa aliran sir ke sungai atau danau sehingga menimbulka polusi air. Polusi udara yang dapat timbul melalui tempat pembuangan adalah gas metan (CH4) yang dihasilkan melalui pembusukan limbah organic oleh bakteri. Gas metan merupakan gas yang berbau tidak sedap sehingga akan mengganggu manusia, selain itu gas metan merupakan salah satu gas rumah kaca.

2. Lingkungan Pertanian
Pupuk yang digunakan berlebihan dapat menimbulkan racun bagi tanaman. Selain dampak terhadap kualitas tanah, pestisida dan pupuk juga dapat menjadi polutan di air jika terbawa oleh aliran air ke peraiaran.
Proses irigasi dapat menyebabkan tanah mengalami salinisasi, yaitu peningkatan kadar garam. Kadar garam yang terlalu tinggi pada tanah juga dapat menjadi racun bagi tanaman.



Kaji Ulang
1.    Jelaskan bagaimana limbah padat anorganik dapat menyebabkan polusi tanah
2.    Apa yang dimaksud dengan salinisasi?
3.    Jelaskan dampak dari polusi tanah bagi manusia





BAB IV
PENANGANAN LIMBAH

Tujuan Pembelajaran:
·        Memahami cara penanganan limbah cair
·        Memahami cara penanganan limbah padat
·        Mampu membuat kompos secara sederhana
·        Mampu mendaur ulang kertas secara sederhana
·        Memahami cara penanganan limbah gas

A. Penanganan Limbah Cair
IPAL merupakan sebutan bagi fasilitas pengolahan limbah cair/ air limbah yang dibuang masyarakat ataupun industri. Di IPAL, limbah cair diolah melalui berbagai proses untuk menghilangkan atau mengurangi bahan-bahan pencemar (polutan) yang terkandung dalam limbah sehingga tidak melebihi baku mutu. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah diharapkan dapat dibuang ke lingkungan dengan aman.
Metode dan tahapan proses pengolahan limbah cair yang dikembangkan sangat beragam. Limbah cair dengan kandungan polutan yang berbeda kemungkinan akan membutuhkan proses pengolahan yang berbeda pula.

1. Pengolahan Primer (Primary Treatment)
Tahap pengolahan primer limbah cair sebagian besar adalah berupa proses pengolahan secara fisika. Pertama, limbah yang mengalir melalui saluran pembuangan disaring menggunakan jeruji saring (bar screen). Metode ini di sebut penyaringan (screening). Metode penyaringan merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan-bahan padat berukuran besar dari air limbah. Kedua, limbah yang telah disaring kemudian disalurkan kesuatu tangki atau bak yang berfungsi untuk memisahkan pasir dan partikel padat tersuspensi lain yang berukuran relative besar. Tangki ini dalam bahasa Inggris disebut grit chamber dan cara kerjanya adalah memperlambat aliran limbah sehingga partikel-partikel pasir jatuh kedasar tangki sementara air limbah terus dialirkan untuk proses selanjutnya. Kedua proses yang dijelaskan diatas sering disebut juga sebagai tahap pengolahan awal (pretreatment)
Setelah melalui tahap pengolahan awal, limbah cair akan dialirkan ke tangki atau bak pengendapan. Metode pengendapan adalah metode pengolahan utama dan yang paling banyak digunakan pada proses pengolahan primer limbah cair. Ditangki pengendapan, limbah cair didiamkan agar partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam air limbah dapat mengendap ke dasar tangki. Endapan partikel tersebut akan membentuk Lumpur yang kemudian akan dipisahkan dari air limbah ke saluran lain untuk diolah lebih lanjut.
Selain metode pengendapan, dikenal juga metode pengapungan (flotation). Metode ini efektif digunakan untuk menyingkirkan polutan berupa minyak atau lemak. Proses pengapungan dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat menghasilkan gelembung-gelembung udara berukuran kecil (± 30 – 120 mikron). Gelembung udara tersebut akan membawa partikel-partikel minyak dan lemak ke permukaan air limbah sehingga kemudian dapat disingkirkan.
Bila limbah cair hanya mengandung polutan yang telah dapat disingkirkan melalui proses pengolahan primer, maka limbah cair yang telah  mengalami pengolahan promer tersebut dapat langsung dibuang ke lingkungan (perairan). Namun, bila limbah tersebut juga mengandung polutan lain yang sulit dihilangkan melalui proses diatas, misalnya agen penyebab penyakit atau senyawa organic dan anorganik terlarut, maka limbah tersebut perlu disalurkan ke proses pengolahan selanjutnya.

2. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)
Tahap pengolahan sekunder merupakan proses pengolahan secara biologis, yaitu dengan melibatkan mikroorganisme yang dapat mengurai/mendegradasi bahan organic. Mikroorganisme yang digunakan umumnya adalah bakteri aerob.
Terdapat tiga metode pengolahan secara biologis yang umum digunakan, yaitu metode penyaringan dengan tetesan (trickling filter), metode Lumpur aktif (activated sludge), dan metode kolam perlakuan (treatment ponds/lagoons)

a. Metode trickling filter
Pada metode ini, bakteri aerob yang digunakan untuk mendegradasi bahan organic melekat dan tumbuh pada suatu media lapisan kasar, biasanya berupa serpihan batu atau palstik, dengan ketebalan ± 1 – 3 m. limbah cair kemudian disemprotkan kepermukaan media dan dibiarkan merembes melewati media tersebut. Selama proses perembesan, bahan organic yang terkandung dalam limbah akan didegradasi oleh bakteri aerob. Setelah merembes sampai ke dasar lapisan media, limbah akan menetes ke suatu wadah penampung dan kemudian disalurkan ke tangki pengendapan. Dalam tangki pengendapan, limbah kembali mengalami proses pengendapan untuk memisahkan partikel padat tersuspensi dan mikroorganisme dari air limbah.

b. Metode activated sludge
Pada metode activated sludge atau Lumpur aktif, limbah cair disalurkan ke sebuah tangki dan didalamnya limbah dicampur dengan Lumpur yang kaya akan bakteri aerob. Proses degradasi berlangsung di dalam tangki tersebut selama beberapa jam, dibantu dengan pemberian gelembung udara untuk aerasi (pemberian oksigen). Aerasi dapat mempercepat kerja bakteri dalam mendegradasi limbah. Selanjutnya, limbah disalurkan ke tangki pengendapan untuk mengalami proses pengendapan, sementara Lumpur yang mengandung bakteri disalurkan kembali ke tangki aerasi. Seperti pada  metode trickling filter, limbah yang telah melalui proses ini dapat dibuang ke lingkungan atau diproses lebih lanjut jika masih diperlukan.

c. Metode Treatment ponda/lagoons
Metode treatment ponds/lagoons atau kolam perlakuan merupakan metode yang murah namun prosesnya berlangsung relative lambat. Pada metode ini, limbah cair ditempatkan dalam kolam-kolam terbuka. Algae yang tumbuh dipermukaan kolam akan berfotosintesis menghasilkan oksigen. Oksigen tersebut kemudian digunakan oleh bakteri aerob untuk proses penguraian/degradasi bahan organic dalam limbah. Pada metode ini, terkadang kolam juga diaerasi. Selama proses degradasi di kolam, limbah juga akan mengalami proses pengendapan. Setelah limbah terdegradasi dan terbentuk endapan didasar kolam, air limbah dapat disalurkan untuk dibuang ke lingkungan atau diolah lebih lanjut.

3. Pengolahan Tersier (Tertiary treatment)
Pengolahan tersier dilakukan jika setelah pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu dalam limbah cair yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat. Pengolahan tersier bersifat khusus, artinya pengolahan ini disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam limbah cair/air limbah. Umumnya zat yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya melalui proses pengolahan primer maupun sekunder adalah zat-zat anorganik terlarut, seperti nitrat, fosfat dan garam-garaman.
Pengolahan tersier sering disebut juga pengolahan lanjutan (advanced treatment). Pengolahan ini meliputi berbagai rangkaian proses kimia dan fisika. Contoh metode pengolahan tersier yang dapat digunakan adalah metode saringan pasir (sand filter). Metode pengolahan tersier jarang diaplikasikan pada fasilitas pengolahan limbah. Hal ini disebabkan biaya yang diperlukan untuk melakukan proses pengolahan tersier cendrung tinggi sehingga tidak ekonomis.

4. Desinfeksi (Desinfection)
Desinfeksi atau pembunuhan kuman bertujuan untuk membunuh atau mengurangi mikroorganisme pathogen (penyebab penyakit) yang ada dalam limbah cair/air limbah. Mekanisme desinfeksi dapat secara kimia, yaitu dengan menambahkan senyawa/zat tertentu, atau dengan perlakuan fisik. Dalam menentukan senyawa/zat untuk membunuh mikroorganisme, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
·        Daya racun zat
·        Waktu kontak yang diperlukan
·        Efektivitas zat
·        Kadar dosis yang digunakan
·        Tidak boleh bersifat toksik (racun) terhadap manusia dan hewan
·        Tahan terhadap air
·        Biaya murah
Contoh mekanisme desinfeksi pada limbah cair adalah penambahan klorin (klorinasi), penyinaran dengan sinar ultraviolet (UV) atau dengan ozon (O3). Proses disinfeksi pada limbah cair biasanya dilakukan setelah proses pengolahan limbah selesai, yaitu setelah pengolahan primer, sekunder atau tersier, sebelum limbah dibuang ke lingkungan.

5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)
Setiap tahap pengolahan limbah cair, baik primer, sekunder maupun tersier, akan menghasilkan edndapan polutan berupa Lumpur. Lumpur tersebut tidak dapat dibuang secara langsung melainkan perlu diolah lebih lanjut. Endapan Lumpur hasil pengolahan limbah biasanya akan diolah dengan cara diurai/dicerna secara anaerob (anaerob digestion), kemudian disalurkan ke beberapa alternative, yaitu dibuang ke laut atau ke lahan pembuangan (landfill), dijadikan pupuk kompos atau dibakar (incinerated).


B. Penanganan Limbah Padat
Beberapa metode pengolahan limbah padat (sampah) yang telah umum diterapkan.
1. Penimbunan
Terdapat dua cara penimbunan sampah yang umum dikenal, yaitu metode penimbunan terbuka (open dumping) dan metode sanitary landfill. Pada metode penimbunan terbuka, sampah dikumpulkan dan ditimbun begitu saja dalam lubang yang dibuat pada suatu lahan, biasanya dilokasi tempat pembuangan akhir (TPA). Gas metan yang dihasilkan oleh pembusukan sampah organic dapat menyebar ke udara sekitar dan menimbulkan bau busuk serta mudah terbakar. Cairan yang tercampur dengan sampah dapat merembes ke tanah dan mencemari tanah serta air.
Berbagai permasalahan yang ditimbulkan oleh metode open dumping menyebabkan dikembangkan metode penimbunan sampah yang lebih baik, yaitu sanitary landfill. Pada landfill yang lebih medrn lagi, biasanya dibuat system lapisan ganda (plastic – lempung – plastic – lempung) dan pipa-pipa saluran untuk mengumpulkan cairan serta gas metan yang terbentuk dari proses pembusukan sampah. Gas tersebut kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan listrik.
Kelemahan utama penanganan sampah dengan cara penimbunan adalah cara ini menghabiskan lahan. Sampah akan terus terproduksi sementara lahan untuk penimbunan akan semakin berkurang, meskipun telah menggunakan sanitary landfill, masih ada kemungkinan terjadi kebocoran lapisan sehingga zat-zat berbahaya dapat merembes dan mencemari tanah serta air.

2. Insinerasi
Insinerasi adalah pembakaran sampah/limbah padat menggunakan suatu alat yang disebut insinerator. Kelebihan dari proses incinerator adalah volume sampah berkurang sangat banyak (bisa mencapai 90%). Selain itu, proses insinerasi menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau untuk pemanas ruangan, tidak semua jenis limbah padat dapat dibakar dalam incinerator. Jenis limbah padat yang cocok untuk insinerasi di antaranya adalah kertas, plastic dan karet sedangkan contoh jenis limbah padat yang kurang sesuai untuk insinerasi adalah kaca, sampah makanan dan baterai.
Kelemahan utama metode incinerator adalah biaya operasi yang mahal. Selain itu, insinerasi menghasilkan asap buangan yang dapat menjadi pencemar udara serta abu hasil pembakaran yang kemungkinan mengandung senyawa berbahaya.

3. Pembuatan Kompos
Kompos adalah pupuk yang dibuat dari sampah organic, seperti sayuran, daun dan ranting, serta kotoran hewan, melalui proses degradasi/penguraian oleh mikroorganisme tertentu. Pembuatan kompos merupakan salah satu cara terbaik untuk mengurangi timbunan sampah organic. Cara ini sangat cocok diterapkan di Indonesia, karena cara pembuatan relative mudah dan tidak membutuhkan biaya yang besar. Selain itu kompos dapat dijual sehingga dapat memberikan pemasukan tambahan atau bahkan menjadi alternative mata pencaharian.
Berdasarkan bentuknya, kompos ada yang berbentuk padat dan cair. Pembuatan kompos dapat dilakukan dengan menggunakan kompos yang telah jadi, kultur mikroorganisme, atau cacing tanah. Contoh kultur mikroorganisme yang telah banyak dijual dipasaran dan dapat digunakan untuk membuat kompos adalah EM4 (Effective Microorganism 4). EM4 merupakan kultur campuran mikroorganisme yang dapat meningkatkan degradasi limbah/sampah organic, menguntungkan dan bermanfaat bagi kesuburan tanah maupun tumbuhan dan produksi tanaman, serta ramah lingkungan. EM4 mengandung mikroorganisme yang terdiri dari beberapa jenis bakteri, diantaranya Lactobacillus sp, Rhodopseudomonas sp, Actinomyces sp, Streptomyces sp dan khamir (ragi) yaitu Saccaharomyces cerevisiae. Kompos yang dibuat menggunakan EM4 dikenal juga dengan sebutan bokashi.
Kompos dapat juga dibuat dengan bantuan cacing tanah karena cacing tanah mampu menguraikan bahan organic. Kompos yang dibuat dengan bantuan cacing tanah dikenal juga dengan sebutan kascing. Cacing tanah yang dapat digunakan adalah cacing dari spesies Lumbricus terrestis, Lumbricus rebellus, Pheretima defingens dan Eisenia foetida. Cacing tanah akan mengurai bahan-bahan kompos yang sebelumnya sudah diuraikan oleh mikroorganisme dalam pembuatan kompos menyebabkan pembentukan kompos lebih efektif dan lebih cepat.

4. Daur Ulang
Berbagai jenis limbah padat dapat mengalami proses daur ulang menjadi produk baru. Proses daur ulang sangat berguna untuk mengurangi timbunan sampah karena bahan buangan diolah menjadi bahan yang dapat digunakan kembali. Contoh beberapa jenis limbah padat yang dapat didaur ulang adalah kertas, kaca, logam (seperti besi, baja dan alumunium) plastic dan karet.
Meskipun daur ulang sangat bermanfaat untuk menangani limbah padat, solusi ini masih memiliki kelemahan. Seperti halnya proses produksi lain, proses daur ulang masih menghasilkan polutan sebagai hasil sampingan/sisa proses daur ulang tersebut.


Kaji Ulang
1.  Sebutkan dua cara penimbunan sampah dalam penanganan limbah padat
2. Apakah menurutmu sanitary landfill dapat mengatasi masalah limbah padat secara tuntas? Jelaskan jawabanmu
3.  Apa yang dimaksud dengan insinerasi?
4.  Jelaskan manfaat kompos bagi kesuburan tanah
5.  Sebutkan tiga contoh bahan yang dapat di daur ulang


C. Penanganan Limbah Gas
Pengolahan limbah gas secara teknis dilakukan dengan menambahkan alat Bantu yang dapat mengurangi pencemaran udara. Pencemaran udara sebenarnya dapat berasal dari limbah berupa gas atau materi partikulat yang terbawa bersama gas tersebut.

1. Mengontrol Emisi Gas Buang
Gas-gas buangan seperti sulfur oksida, nitrogen oksida, karbon monoksida dan hidrokarbon dapat dikontrol pengeluarannya melalui beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat dihilangkan dari udara hasil pembakaran bahan baker dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah (wet scrubber). Mekanisme kerja filter basah ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya, yaitu mengenai metode menghilangkan materi partikulat, karena filter basah juga digunakan untuk menghilangkan materi partikulat.

2. Menghilangkan Materi Partikulat dari Udara Pembuangan
a. Filter udara
Filter udara adalah alat untuk menghilangkan materi partikulat padat, seperti debu, serbuk sari dan spora dari udara. Alat ini terbuat dari bahan yang dapat menangkap materi partikulat sehingga udara yang melewatinya akan tersaring dan keluar sebagai udara bersih (bebas dari materi partikulat)

b. Pengendap siklon
Pengendapan siklon atau Cyclone Separator adalah alat pengendap materi partikulat yang ikut dalam gas atau udara buangan. Prinsip kerja pengendap siklon adalah pemanfaatan gaya sentrifugal dari udara/gas buangan yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding tabung siklon sehingga partikel yang relative berat akan jatuh ke bawah.

c. Filter basah
Filter basah (wet scrubber) membersihkan udara yang kotor dengan cara menyalurkan udara ke dalam filter kemudian menyemprotkan air ke dalamnya. Saat udara kontak dengan air, materi partikulat padat dan senyawa lain yang larut air akan ikut terbawa air turun ke bagian bawah sedangkan udara bersih dikeluarkan dari filter.

d. Pengendap system gravitasi
Alat pengendap system gravitasi hanya dapat digunakan untuk membersihkan udara yang mengandung materi partikulat dengan ukuran partikel relative besar, yaitu sekitar 50µ atau lebih. Cara kerja ini sangat sederhana sekali, yaitu dengan mengalirkan udara yang kotor ke dalam alat yang dapat memperlambat kecepatan gerak udara.


e. Pengendap elektrostatik
Alat pengendap elektrostatik (Electrostatic precipitator) digunakan untuk membersihkan udara yang kotor dalam jumlah (volume) yang relative besar dan pengotor udaranya umunya adalah aerosol atau uap air.


Kaji Ulang
1.  Apa yang dimaksud dengan proses desulfurisasi?
2.  Jelaskan perbedaan antara alat pengendap siklon dengan alat pengendap system gravitasi
3.  Jelaskan prinsip kerja alat pengendap elektrostatik


D. Penanganan Limbah B3
Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) tidak dapat begitu saja ditimbun, dibakar atau dibuang ke lingkungan, karena mengandung bahan yang dapat membahyakan manusia dan makhluk hidup lain.



1. Metode pengolahan secara kimia, fisik dan biologi
Proses pengolahan limbah B3 dapat dilakukan secara kimia, fisik atau biologi. Proses pengolahan limbah B3 secara kimia atau fisik yang umum dilakukan adalah stabilisasi/solidifikasi. Stabilisasi/solidifikasi adalah proses pengubahan bentuk fisik atau sifat kimia dengan menambahkan bahan pengikat atau senyawa pereaksi tertentu untuk memperkecil/membatasi kelarutan, pergerakan atau penyebaran daya racun limbah sebelum dibuang.
Metode insinerasi (pembakaran) dapat diterapkan untuk memperkecil volume limbah B3. Namun saat melakukan pembakaran perlu dilakukan pengontrolan ketat agar gas beracun hasil pembakaran tidak mencemari udara. Proses pengolahan limbah B3 secara biologi yang telah cukup berkembang saat ini dikenal dengan istilah bioremediasi dan fitoremediasi. Bioremediasi adalah penggunaan bakteri dan mikroorganisme lain untuk mendegradasi/mengurai limbah B3, sedangkan fitoremediasi adalah penggunaan tumbuhan untuk menabsorbsi dan mengakumulasi bahan-bahan beracun dari tanah. Kedua proses ini sangat bermanfaat dalam mengatasi pencemaran oleh limbah B3 dan biaya yang diperlukan lebih murah dibandingkan metode kimia atau fisik.
Namun proses ini juga masih memiliki kelemahan. Proses bioremediasi dan fitoremediasi merupakan prose salami sehingga membutuhkan waktu yang relative lama untuk membersihkan limbah B3, terutama dalam skala besar. Selain itu karena menggunakan makhluk hidup, proses ini dikhawatirkan dapat membawa senyawa-senyawa beracun ke dalam rantai makanan di ekosistem.

2. Metode Pembuangan Limbah B3
a. Sumur dalam/sumur injeksi (deep well injection)
Salah satu cara membuang limbah B3 agar tidak membahayakan manusia adalah dengan memompakan limbah tersebut melalui pipa ke lapisan batuan yang dalam, dibawah lapisan-lapisan air tanah dangkal maupun air tanah dalam. Secara teori, limbah B3 ini akan terperangkap di lapisan itu sehingga tidak akan mencemari tanah maupun air.

b. Kolam penyimpanan (surface impoundments)
Limbah B3 cair dapat ditampung pada kolam-kolam yang memang dibuat untuk limbah B3. kolm-kolam ini dilapisi lapisan pelindung yang dapat mencegah perembesan limbah. Ketika air limbah menguap, senyawa B3 akan terkonsentrasi dan mengendap didasar. Kelemahan metode ini adalah memakan lahan karena limbah akan semakin tertimbun dalam kolam, ada kemungkinan kebocoran lapisan pelindung dan ikut menguapnya senyawa B3 bersama air limbah sehingga mencemari udara.

c. Landfill untuk limbah B3 (secure landfill)
Limbah B3 dapat ditimbun pada landfill, namun harus dengan pengamanan tinggi. Pada metode pembuangan secure landfill, limbah B3 ditempatkan dalam drum atau tong-tong, kemudian dikubur dalam landfill yang didesain khusus untuk mencegah pencemaran limbah B3. Landfill ini harus dilengkapi peralatan monitoring yang lengkap untuk mengontrol kondisi limbah B3 dan harus selalu dipantau. Metode ini jika diterapkan dengan benar dapat menjadi cara penanganan limbah B3 yang efektif.


Kaji Ulang
1. Jelaskan perbedaan antara bioremediasi dan fitoremediasi
2. Sebutkan tiga metode pembuangan limbah B3
3. Apa kelemahan metode secure landfill untuk penanganan limbah B3?

1 komentar:

Mira Angelo mengatakan...

Bagus, postingannya jadi tau