Pembentukan hujan asam
Hujan asam merupakan salah satu
dampak dari pencemaran udara yang mempengaruhi kegiatan ekonomi, social dan
politik (Nam et.al, 2001). Kejadian hujan asam yang sering terjadi beberapa
decade ini menjadi isu yang cukup penting untuk dibahas. Pemahaman akan
femonena hujan asam diharapkan mampu menggugah perhatian masyarakat tentang upaya-upaya
untuk menghadapinya serta mengetahui cara-cara untuk menanggulanginya.
Hubungan antara emisi kimia ke
atmosfer dengan dampak yang ditimbulkan akibat hujan asam sangat kompleks baik
dari segi lingkungan ekosistem, kesehatan manusia maupun pada benda-benda
(Landsberg, 1995).
1. Pengertian
Hujan asam adalah suatu masalah
lingkungan yang serius yang harus benar-benar difikirkan oleh umat manusia.
Hujan asam merupakan istilah umum untuk menggambarkan turunnya asam dari
atmosfir ke bumi. Sebenarnya turunnya asam dari atmosfir ke bumi bukan hanya
dalam kondisi “basah” Tetapi juga “kering”. Sehingga dikenal pula dengan
istilah deposisi ( penurunan / pengendapan ) basah dan deposisi kering (Laras,
2006). Bhatfi et.al (1992) mengemukakan bahwa hujan asam dapat terjadi ketika
ada reaksi antara air, oksigen dan zat-zat asam lainnya di atmosfer. Sinar
matahari akan mempercepat terjadinya reaksi antar zat-zat tersebut.
Deposisi basah mengacu pada hujan
asam , kabut dan salju. Ketika hujan asam ini
mengenai tanah, ia dapat berdampak buruk bagi tumbuhan dan hewan ,
tergantung dari konsentrasi asamnya, kandungan kimia tanah , buffering capacity
( kemampuan air atau tanah untuk menahan
perubahan pH ), dan jenis tumbuhan/hewan yang terkena. Deposisi kering mengacu pada
gas dan partikel yang mengandung asam. Sekitar 50% keasaman di atmosfir jatuh
kembali ke bumi melalui deposisi kering. Kemudian angin membawa gas dan
partikel asam tersebut mengenai bangunan, mobil, rumah dan pohon (Laras, 2006).
Ketika hujan turun ,partikel asam
yang menempel di bangunan atau pohon tersebut akan terbilas, menghasilkan air
permukaan (runoff) yang asam. Angin dapat membawa material asam pada deposisi
kering dan basah melintasi batas kota dan Negara sampai ratusan kilometer.
Untuk mengukur keasaman hujan asam
igunakan pH meter. Hujan dikatakan hujan asam jika telah memiliki pH
dibawah 5,0 ( Air murni mempunyai pH 7 ). Makin rendah pH air hujan tersebut ,
makin berat dampaknya bagi mahluk hidup.
2. Sumber
Lehr et. Al ( 2005) membagi 3 jenis
polutan utama yang menyebabkan terjadinya hujan asam yaitu sulfur
dioksida(SO2), nitrogen oksida (NOx) dan
volatile organic compounds (VOCs) atau zat-zat organic yang mudah menguap.
Sumber dari kandungan sulfur alami diudara sebagian besar sekitar 25 sampai 30%
berasal dari letusan gunungapi seperti di El Chichon tahun 1982 atau Gunung
Pinatubo pada tahun 1991. Hidrokarbon
juga dapat menyebabkan hujan asam, asam karboksilik, HCOO, dan asam
metilkarboksilik, CH3CO, merupakan hasil dari oksidasi emisi biota laut maupun
darat. Selain secara alami gas sulfur juga berasal dari pembakaran batubara
(Tjasyono, 2004, Lehr et. Al, 2005,) dan berasal dari emisi industri. Pada
tahun 1983 United Nations Environment
Programme memperkirakan besarnya sulfur yang dilepaskan antara 80-288 juta ton tiap tahunnya dan sekitar 69 juta
ton diantaranya berasal dari aktivitas manusia. (http://www.ace.mmu.ac.uk,
2010).
Nitrogen oksida (NOr = NO + NO2)
selain berasal dari letusan gunungapi, sumber dari zat ini adalah dari emisi tanah,
kilat, pertukaran gas stratosfer-troposfer, dan pembakaran biomassa. NO merupakan hasil pembakaran bahan bakar
hidrokarbon, baik bahan bakar fosil maupun dari biomassa. besarnya oksida
nitrogen yang dilepaskan antara 20-90
juta ton tiap tahunnya dari alam dan sekitar 24 juta ton diantaranya
berasal dari aktivitas manusia (http://www.ace.mmu.ac.uk), 2010). Amoniak
dihasilkan dari emisi pupuk. Sumber-sumber pencemar ini berasar dari pembuangan
asap mesin (kendaraan bermotor dan stasiun pembangkit energy) dan pembakaran
biomassa (Tjasyono, 2004). Produksi N2O (termasuk CO2, HNO3, dan CH4) dapat
menyebabkan dampak lain yaitu efek rumah kaca dimana N2O memiliki masa tinggal
lebih dari 150 tahun di atmosfer sebelum terurai (Crutzen, 1987 dalam Lehr et. Al
( 2005).
Pembentukan
Fenomena Hujan Asam
(http://en.wikipedia.org)
Hujan asam terdiri dari berbagai
macam ion baik anion maupun kation. Kondisi keseimbangan ionnya adalah
[H] + [Nat] + [Na4] + 2[Ca2] =
2[SO421 + 2[S032] + [NOfl + [C1] + [OH] + [HCO3] + 2[CO32]
Hal utama yang mempengaruhi pH hujan
adalah karbon dioksida (CO2) dalam bentuk asam karboksilik dalam air. Reaksi
karbon dioksida adalah sebagai berikut
CO2 gas + H20 –> H2CO3 (2)
H2CO3 –>HCO3 + H (3)
HCO3 –>CO3 + H
Emisi SO2, NO, dan NH3 merupakan
transformasi dari bentuk gas kemudian larut dalam air hujan dimana terjadi
reaksi kimia antara gas dan air. Sulfur dioksida ditransformasikan sebagai
berikut:
SO2+OH –> HOSO2
Dalam bentuk cair, reaksi lain dapat
terjadi. Contohnya:
SO2 + H2O SO2 x H2O (14)
SO2 x H2O–> HSO3 + H (15)
HSO3 –> S032 + H
Nitirit oksida (NO) sangat cepat
beroksidasi menjadi NO2, khususnya ketika bereaksi dengan ozon:
NO +O3–>NO2 +O2
Dari situ terlihat bahwa NO mengalami
trasnformasi menjadi asam nitrit ketika bereaksi dengan hidroksida
NO2+OH–>HNO3
3. Cara Pengukuran
Hujan asam diukur menggunakan skala
pH, air murni memiliki pH sekitar 7 sedangkan hujan yang normal bersifat agak
asam karena adanya kandungan karbon dioksida yang terlarut didalamnya sehingga
pH-nya sekitar 5,5. Pengukuran hujan asam dapat menggunakan botol, kemudian air
hujan ditampung dalam botol tersebut. Dengan menggunakan indicator pH maka
tingkat kebasaan maupun keasaman hujan dapat diketahui. Jika ingin mengetahui
pengaruh hujan asam pada batuan sesuatu yang dapat dilakukan adalah menampung
air hujan pada botol dengan corong terbalik, kemudian air yang tertampung
diteteskan pada batuan yang diuji. Pengujian dapat dilakukaan pada batuan beku
dan batuan sedimen. Sebagai contoh batuan beku yang diambil untuk sampel adalah
batu andesit sedangkan batu sedimen berupa batu gamping. Sifat batu granit yang
sudah asam maka ketika terkena tetes air hujan yang asam, batu tersebut tidak
ikut terlarut. Sebaliknya, pada batu gamping yang memiliki sifat basa, maka
batu gamping akan terlarut dan air yang melarutkan batu tersebut menjadi keruh.
4. Dampak Hujan Asam
erjadinya hujan asam harus diwaspadai
karena dampak yang ditimbulkan bersifat global dan dapat menggangu keseimbangan
ekosistem. Hujan asam memiliki dampak tidak hanya pada lingkungan biotik, namun
juga pada lingkungan abiotik, antara lain :
Danau
Kelebihan zat asam pada danau akan
mengakibatkan sedikitnya species yang bertahan. Jenis Plankton dan invertebrate
merupakan mahkluk yang paling pertama mati akibat pengaruh pengasaman. Apa yang
terjadi jika didanau memiliki pH dibawah 5, lebih dari 75 % dari spesies ikan
akan hilang (Anonim, 2002). Ini disebabkan oleh pengaruh rantai makanan, yang
secara signifikan berdampak pada keberlangsungan suatu ekosistem. Tidak semua
danau yang terkena hujan asam akan menjadi pengasaman, dimana telah ditemukan
jenis batuan dan tanah yang dapat membantu menetralkan keasaman.
Tumbuhan dan Hewan
Hujan asam yang larut bersama nutrisi
didalam tanah akan menyapu kandungan tersebut sebelum pohon-pohon dapat
menggunakannya untuk tumbuh. Serta akan melepaskan zat kimia beracun seperti
aluminium, yang akan bercampur didalam nutrisi. Sehingga apabila nutrisi ini
dimakan oleh tumbuhan akan menghambat pertumbuhan dan mempercepat daun
berguguran, selebihnya pohon-pohon akan terserang penyakit, kekeringan dan
mati. Seperti halnya danau, Hutan juga mempunyai kemampuan untuk menetralisir
hujan asam dengan jenis batuan dan tanah yang dapat mengurangi tingkat
keasaman.
Pencemaran udara telah menghambat
fotosintesis dan immobilisasi hasil fotosintesis dengan pembentukan metabolit
sekunder yang potensial beracun. Sebagai akibatnya akar kekurangan energi,
karena hasil fotosintesis tertahan di tajuk. Sebaliknya tahuk mengakumulasikan
zat yang potensial beracun tersebut. Dengan demikian pertumbuhan akar dan
mikoriza terhambat sedangkan daunpun menjadi rontok. Pohon menjadi lemah dan
mudah terserang penyakit dan hama.
Penurunan pH tanah akibat deposisi
asam juga menyebabkan terlepasnya aluminium dari tanah dan menimbulkan
keracunan. Akar yang halus akan mengalami nekrosis sehingga penyerapan hara dan
iar terhambat. Hal ini menyebabkan pohon kekurangan air dan hara serta akhirnya
mati. Hanya tumbuhan tertentu yang dapat bertahan hidup pada daerah tersebut,
hal ini akan berakibat pada hilangnya beberapa spesies. Ini juga berarti bahwa
keragaman hayati tamanan juga semakin menurun.
Kadar SO2 yang tinggi di hutan
menyebabkan noda putih atau coklat pada permukaan daun, jika hal ini terjadi
dalam jangka waktu yang lama akan menyebabkan kematian tumbuhan tersebut.
Menurut Soemarmoto (1992), dari analisis daun yang terkena deposisi asam
menunjukkan kadar magnesium yang rendah. Sedangkan magnesium merupakan salah
satu nutrisi assensial bagi tanaman. Kekurangan magnesium disebabkan oleh
pencucian magnesium dari tanah karena pH yang rendah dan kerusakan daun
meyebabkan pencucian magnesium di daun.
Sebagaimana tumbuhan, hewan juga
memiliki ambang toleransi terhadap hujan asam. Spesies hewan tanah yang
mikroskopis akan langsung mati saat pH tanah meningkat karena sifat hewan
mikroskopis adalah sangat spesifik dan rentan terhadap perubahan lingkungan
yang ekstrim. Spesies hewan yang lain juga akan terancam karena jumlah produsen
(tumbuhan) semakin sedikit. Berbagai penyakit juga akan terjadi pada hewan
karena kulitnya terkena air dengan keasaman tinggi. Hal ini jelas akan
menyebabkan kepunahan spesies.
Kesehatan Manusia
Dampak deposisi asam terhadap
kesehatan telah banyak diteliti, namun belum ada yang nyata berhubungan
langsung dengan pencemaran udara khususnya oleh senyawa Nox dan SO2. Kesulitan
yang dihadapi dkarenakan banyaknya faktor yang mempengaruhi kesehatan
seseorang, termasuk faktor kepekaan seseorang terhadap pencemaran yang terjadi.
Misalnya balita, orang berusia lanjut, orang dengan status gizi buruk relatif
lebih rentan terhadap pencemaran udara dibandingkan dengan orang yang sehat.
Berdasarkan hasil penelitian, sulphur
dioxide yang dihasilkan oleh hujan asam juga dapat bereaksi secara kimia
didalam udara, dengan terbentuknya partikel halus suphate, yang mana partikel
halus ini akan mengikat dalam paru-paru yang akan menyebabkan penyakit
pernapasan. Selain itu juga dapat mempertinggi resiko terkena kanker kulit
karena senyawa sulfat dan nitrat mengalami kontak langsung dengan kulit.
Korosi
Hujan asam juga dapat mempercepat
proses pengkaratan dari beberapa material seperti batu kapur, pasirbesi,
marmer, batu pada diding beton serta logam. Ancaman serius juga dapat terjadi
pada bagunan tua serta monument termasuk candi dan patung. Hujan asam dapat
merusak batuan sebab akan melarutkan kalsium karbonat, meninggalkan kristal
pada batuan yang telah menguap. Seperti halnya sifat kristal semakin banyak
akan merusak batuan.
sumber : (http://puspitaphysic.blogspot.com/2012/03/hujan-asam.html)
Cara Sederhana Pembentukan Hujan Asam