Materi Hujan Asam

Materi Hujan Asam

Materi Hujan Asam

Materi Hujan Asam

  1. Pengertian Hujan Asam

     Fenomena hujan asam mulai dikenal sejak akhir abad 17, hal ini diketahui dari buku karya Robert Boyle pada tahun 1960 dengan judul “A General History of The Air”. Buku tersebut menggambarkan fenomena hujan asam sebagai “nitrous or salino-sulforus spiris”.

     Selanjutnya revolusi industri di Eropa yang dimulai sejak awal abad ke 18 memaksa penggunaan bahan bakar batu bara dan minyak sebagai sumber utama energy untuk mesin-mesin. Sebagai akibatnya, tingkat emisi precursor (factor penyebab) dari hujan asam yakni gas-gas SO2, NOx dan HCl meningkat. Padahal biasanya precursor ini hanya berasal dari gas-gas gunung berapi dan kebakaran hutan.

     Istilah hujan asam pertama kali digunakan oleh Robert Angus Smith pada tahun 1872 pada saat menguraikan keadaan di Manchester, sebuah daerah industri di Inggris bagian utara. Smith menjelaskan fenomena hujan asam pada bukunya yang berjudul “Air and Rain: The Beginnings of Chemical Technology”.

     Hujan asam adalah hujan yang bersifat asam dari pada hujan biasa. Deposit asam dari atmosfer dapat bersifat basah  (dari hujan, salju, hujan es) atau kering (dari pertukaran turbulen dan pengaruh gravitasi yang tidak berkaitan dengan hujan). Hujan asam dikenal pertama kali pada tahun 1950, yaitu pada saat hujan asam tersebut memberikan dampak negatif berupa air yang bersifat asam di danau Skandinavia dan Kanada.

     Istilah keasaman berarti bertambahnya ion hydrogen ke dalam suatu lingkungan. Suatu lingkungan akan bersifat asam jika kemasukan ion hydrogen yang berasal dari asam sulfat (H2SO4) dan atau asam nitrat (HNO3). Satu reaksi penting dalam oksidasi sulfur dioksida adalah antara sulfur dioksida yang terlarut dalam hydrogen peroksida.

     Masalah hujan asam dalam skala yang cukup besar pertama terjadi pada tahun 1960-an ketika sebuah danau di Skandinavia meningkat keasamannya hingga mengakibatkan berkurangnya populasi ikan.

     Hujan yang normal seharusnya adalah hujan yang tidak membawa zat pencemar dan dengan pH 5,6. Air hujan memang sedikit asam karena H2O yang ada pada air hujan bereaksi dengan CO2 di udara. Reaksi tersebut menghasilkan asam lemah H2CO3 dan terlarut di air hujan. Apabila air hujan tercemar dengan asam-asam kuat, maka pH-nya akan turun dibawah 5,6 maka akan terjadi hujan asam.

     Hujan asam sebenarnya dapat mencegah pemanasan global (global warming), gas buang seperti SO2 penyebab hujan asam mampu memantulkan sinar matahari keluar atmosfer bumi sehingga dapat mencegah kenaikan temperature bumi. Akan tetapi, efek samping dari hujan asam menghasilkan kerusakan lingkungan yang lebih parah dibandingkan global warming.

     Sebenarnya istilah hujan asam kurang tepat untuk menggambarkan jatuhnya asam-asam dari atmosfer ke permukaan bumi. Istilah yang lebih tepat seharusnya adalah deposisi asam, karena pengendapan asam dari atmosfir ke permukaan bumi tidak hanya melalui air hujan tetapi juga melalui kabut, embun, salju, aerosol, bahkan pengendapan langsung. Istilah deposisi asam lebih bermakna luas dari hujan asam.

     Karena hujan asam terlihat, dan rasanya seperti air bersih, pengukuran pH diambil untuk menentukan keasaman yang dimilikinya. Menurut US Environmental Protection Agency, air murni memiliki pH 7,0, dan hujan normal memiliki pH sekitar 5,6. Nilai 7,0 dianggap netral, nilai yang lebih tinggi dari 7,0 semakin alkali atau dasar, nilai lebih rendah dari 7,0 semakin asam. Ilustrasi di atas juga menggambarkan pH dari beberapa zat umum.

     Deposisi asam ada dua jenis, yaitu deposisi kering dan deposisi basah. Deposisi kering adalah peristiwa terkenanya benda dan mahluk hidup oleh asam yang ada dalam udara. Ini dapat terjadi pada daerah perkotaan karena pencemaran udara akibat kendaraan maupun asap pabrik. Selain itu deposisi kering juga dapat terjadi di daerah perbukitan yang terkena angin yang membawa udara yang mengandung asam. Biasanya deposisi ini terjadi dekat sumber pencemaran.

     Deposisi basah adalah turunnya asam dalam bentuk hujan. Hal ini terjadi apabila asap di dalam udara larut di dalam butir-butir air di awan. Jika turun hujan dari awan tadi, maka air hujan yang turun bersifat asam. Deposisi asam dapat pula terjadi karena hujan turun melalui udara yang mengandung asam sehingga asam itu terlarut ke dalam air hujan dan turun ke bumi. Asam itu tercuci atau wash out. Deposisi ini dapat terjadi sangat jauh dari sumber pencemaran.

  1. Beberapa penyebab hujan asam

1)   Pada dasarnya hujan asam disebabkan oleh 2 polutan udara, yaitu Sulfur Dioksida (SO2) dan Nitrogen Okside (NOx) yang keduanya dihasilkan melalui pembakaran. Akan tetapi sekitar 50% SO2 yang ada di atmosfer di seluruh dunia terjadi secara alami, misalnya dari letusan gunung berapi maupun kebakaran hutan secara alami.

2)   Hujan asam juga dapat terbentuk melalui proses kimia dimana gas sulfur dioksida dan nitrogen mengendap pada logam serta mongering bersama debu atau partikel lainnya.

  1. Proses Terbentuknya Hujan Asam

     Deposisi asam terjadi apabila asam sulfat, asam nitrat, atau asam klorida yang ada di atmosfer baik sebagai gas maupun cair terdeposisikan ke tanah, sungai, danau, hutan, lahan pertanian, atau bangunan melalui tetes hujan, kabut, embun, salju, atau butiran-butiran cairan (aerosol), ataupun jatuh bersama angin.

     Asam-asam tersebut berasal dari precursor hujan asam dari kegiatan manusia (anthropogenic) seperti emisi pembakaran batu bara dan minyak bumi serta emisi dari kendaraan bermotor. Kegiatan alam seperti letusan gunung berapi juga dapat menjadi salah satu penyebab deposisi asam. Reaksi pembentukan asam di atmosfer dari precursor hujan asamnya melalui reaksi katalitis dan photokimia. Reaksi-reaksi yang terjadi cukup banyak dan kompleks, namun dapat dituliskan secara sederhana seperti dibawah ini.

  1. Pembentukan Asam Sulfat (H2SO4)

Gas SO2 bersama dengan radikal hidroksil dan oksigen melalui reaksi photokatalitik di atmosfer, akan membentuk asamnya.

SO2 + OH → HSO3

HSO+ O2 → HO2 + SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Selanjutnya apabila di udara terdapat Nitrogen Monoksida (NO) maka radikal hidroperoksil (HO2) yang terjadi pada salah satu reaksi di atas akan bereaksi seperti :

NO + HO2 → NO+ OH

Pada reaksi radikal hidroksil akan terbentuk kembali, jadi selama ada NO di udara, maka reaksi radikal hidroksil akan terbentuk kembali, jadi semakin banyak SO2, maka akan semakin banyak pula asam sulfat yang terbentuk.

 

  1. Pembentukan Asam Nitrat (HNO3)

Pada siang hari, terjadi reaksi photokatalitik antara gas Nitrogen dioksida dengan radikal hidroksil.

NO2 + OH → HNO3

Sedangkan pada malam hari terjadi reaksi antara Nitrogen dioksida dengan ozon.

NO2 + O3 → NO3 + O2

NO+ NO→ N2O5

N2O5 + H2O → HNO3

Di daerah peternakan dan pertanian akan cocok menghasilkan asam pada tanahnya mengingat kotoran hewan banyak mengandung NH3 dan tanah pertanian mengandung urea. Amoniak di tanah semula akan menetralkan asam, namun garam-garam ammonia yang terbentuk akan teroksidasi menjadi asam nitrat dan asam sulfat. Disisi lain amoniak yang menguap ke udara dengan uap air akan membentuk ammonia hingga memungkinkan penetralan asam yang ada di udara.

HNO3 sangat asam dan larut dengan baik sekali. Selain itu juga merupakan asam keras dan reaktif terhadap benda-benda lain yang menyebabkan korosif. Oleh sebab itu, prespitasinya akan merusak tanaman terutama daun.

  1. Pembentukan Asam Chlorida (HCl)

Asam klorida biasanya terbentuk di lapisan stratosfer, dimana reaksinya melibatkan Chloroflorocarbon (CFC) dan radikal oksigen.

CFC + hv(UV) → Cl* + produk

CFC + O* → ClO + produk

O* + ClO → Cl* + O2

Cl + CH4 → HCl + CH3

Reaksi di atas merupakan bagian dari rangkaian reaksi yang menyebabkan deplesi lapisan ozon di stratosfer. Perbandingan ketiga asam tersebut dalam hujan asam biasanya berkisar antara 62% oleh asam sulfat, 32% asam nitrat, dan 6% asam klorida.

     Secara alami hujan asam dapat terjadi akibat semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah, rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas manusia seperti industry, pembangkit tenaga listrik, kendaraan bermotor dan pabrik pengolahan pertanian (terutama ammonia). Gas-gas yang dihasilkan oleh proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.

     Bukti terjadinya peningkatan hujan asam diperoleh dari analisa es kutub. Terlihat turunnya kadar pH sejak dimulainya revolusi industry dari pH 6 menjadi 4,5 atau 4. Informasi lain diperoleh dari organism yang dikenal sebagai diatom yang menghuni kolam-kolam. Setelah bertahun-tahun organism-organisme yang mati akan mengendap dalam lapisan-lapisan sedimen di dasar kolam. Pertumbuhan diatom akan meningkat pada pH tertentu, sehingga jumlah diatom yang ditemukan di dasar kolam akan memperlihatkan perubahan pH secara tahunan bila kita melihat ke masing-masing lapisan tersebut.

Sumber:

https://sonymusic.co.id/perubahan-sosial-dan-budaya-dan-karakteristik/