PENCEMARAN UDARA OLEH VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS (VOC)

TUGAS KIMIA LINGKUNGAN

PENCEMARAN UDARA OLEH VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS

 

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

JURUSAN MIPA PROGRAM STUDI KIMIA

2012

BAB 1

PENDAHULUAN

A.           Latar Belakang

1)      Pengertian Pencemaran Udara

Pencemaran udara menurut Paraturan Pemerintah RI no 41/1999  adalah masuknya atau dimasukannya zat atau energi atau komponen lain kedalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Pencemaran udara bisa diartikan kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan mahkluk hidup, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.

Prinsip dari pencemaran udara adalah bilamana dalam udara terdapat unsur-unsur pencemar (biasa disebut pulutan baik primer maupun sekunder yang bersumber dari aktifitas alam dan kebanyakan dari aktifitas manusia) yang dapat mempengaruhi keseimbangan udara normal dan mengakibatkan gangguan terhadap kehidupan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan den benda-benda lain.

2)      Sumber Pencemaran Udara

Masuknya zat pencemar ke dalam udara dapat secara alamiah, misalnya asap kebakaran hutan, akibat gunung berapi, debu meteorit dan pancaran garam dari laut ; juga sebagian besar disebabkan oleh kegiatan manusia, misalnya akibat aktivitas transportasi, industri, pembuangan sampah, baik akibat proses dekomposisi ataupun pembakaran serta kegiatan rumah tangga.

Terdapat 2 jenis pencemar  yaitu sebagai berikut :

a.         Zat pencemar primer, yaitu zat kimia yang langsung mengkontaminasi udara dalam konsentrasi yang membahayakan. Zat tersebut bersal dari komponen udara alamiah seperti karbon dioksida, yang meningkat diatas konsentrasi normal, atau sesuatu yang tidak biasanya, ditemukan dalam udara, misalnya timbal.

b.        Zat pencemar sekunder, yaitu zat kimia berbahaya yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi kimia antar komponen-komponen udara.

3)      Jenis-Jenis Pencemar

·         Karbonmonoksida

·         Oksida Nitrogen

·         Oksigen Sulfur

·         CFC

·         Hidrokarbon

·         Ozon

·         Volatile Organic Compounds

B.            Rumusan Masalah

1.      Apa sumber pencemaran udara oleh Volatile Organic Compounds (VOC) ?

2.      Apa dampak pencemaran udara akibat Volatile Organic Compounds (VOC)?

3.      Bagaimana cara menanggulangi dampak pencemaran udara akibat Volatile Organic Compounds (VOC)?

4.      Bagaimana peranan VOC dalam pembentukan pencemaran sekunder ?

C.            Tujuan

1.      Mengetahui sumber pencemaran udara dari Volatile Organic Compounds (VOC).

2.      Mengetahui dampak pencemaran udara oleh  Volatile Organic Compounds (VOC).

3.      Mengetahui cara penanggulangan akibat pencemaran udara oleh Volatile Organic Compounds (VOC).

4.      Mengetahui peranan VOC dalam pembentukan pencemaran sekunder.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Karakteristik Volatile Organic Compounds (VOC)

Senyawa volatile organik ( VOC ) adalah senyawa organik yang mudah menguap adalah senyawa organik dengan titik uap di dalam rentang 50-260°C. Banyak senyawa organik volatile memiliki karakteristik mudah  menguap/berubah dari fasa cair menjadi fasa gas pada temperatur ruang. Senyawa-senyawa organik yang dikategorikan dalam VOC di antaranya adalah :

Senyawa	Titik didih(°C)	Senyawa	Titik Dididh(°C)
Benzene	80	ethylmethacrylate	119
2-pentanone	102	2-picoline	129
Toluene	111	Chlorobenzene	132
Pyridine	115	ortho-xylene	144
4-methyl-2-pentanone	116	Styrene	145
isopropylbenzene	153	Bromobenzene	156
n-propylbenzene	159	1,3-and1,4-dichloromethane	173
2-and4-chlorotoluene	162	1,2-dichlorobenzene	179
1,2,4-trimethylbenzene	169	1,2,4-trichlorobenzene	213

Sifat fisik dan kimia dari VOC membuatnya mudah tersebar. Paparan VOC terutama dikhawatirkan terjadi di dalam ruangan. Hal ini perlu diwaspadai karena VOC yang mudah menguap tidak akan bisa keluar (terperangkap) atau mungkin sulit untuk keluar dari udara di dalam ruangan. VOC selain memiliki karakteristik mudah menguap juga memiliki sifat-sifat yang lain. Misalnya saja :

1.    Trichloroethylene (C₂HCl₃) yang juga memiliki sifat tidak berwarna dan tidak mudah terbakar.

2.    Toluene (C₇H₈) adalah senyawa hidrokarbon aromatik yang tidak berwarna. Toluene memiliki sifat sedikit mudah terbakar

3.    Xylene (C₈H₁₀) adalah isomer hidrokarbon yang selain mudah menguap dia juga mudah terbakar. Senyawa ini dalam fase cair tidak berwarna dan biasa digunakan sebagai solvent atau zat pelarut. Dalam kehidupan manusia, xylene biasa digunakan sebagai pelarut dalam avtur, damar (untuk membuat vernis, cat, tinta, obat-obatan, bahan perekat), dan pewarna tekstil.

4.    Tetrachloroethylene (C₂Cl₄) memiliki sifat tidak berwarna dan tidak mudah terbakar. Senyawa ini biasanya digunakan sebagai pelarut, senyawa penyerap panas pada lemari es, cairan pembersih, dan alat pemadam api.

5.    Chloroform (CHCl₃) biasa digunakan sebagai obat bius. Senyawa ini tidak berwarna tetapi memiliki bau dan biasa digunakan sebagai pelarut serta larutan pembersih. Di masa lalu, chloroform biasa digunakan sebagai zat anastesi dalam operasi bedah dan pelarut dalam obat-obatan bagi hewan.

6.    Trichloroethane bersifat persisten di dalam lingkungan. Senyawa ini tidak berwarna dan tidak mudah terbakar serta biasa digunakan sebagai pelarut dalam peralatan kebersihan elektronik.

7.    Vinyl chloride (CH₂CHCl) adalah senyawa beracun yang tidak berwarna, mudah meledak, mudah terbakar, dan biasa digunakan dalam proses sintesis bahan organik (misalnya dalam pembuatan polyvinyl chloride atau PVC).

8.    Dichloromethane (CH₂Cl₂) adalah senyawa tidak berwarna, tidak mudah terbakar, dan biasa digunakan dalam zat pelarut cat, penghilang oli, serta dalam produksi plastik.

9.    Benzene (C₆H₆) adalah senyawa toksik yang tidak berwarna dengan aroma yang khas. Senyawa ini biasa digunakan dalam industri damar, polimer, dan indutri bahan kimia, misalnya dalam pembuatan fenol.

B.     Sumber dan Penggunaan VOC dalam Kehidupan Manusia

VOC dikenal dengan banyak nama. Semua jenis VOC ini mengacu pada ribuan polutan yang terdapat dalam bensin yang tak terbakar sempurna, cairan pencuci kering, zat pelarut untuk industri, dan berbagai jenis kombinasi lain dari hidrokarbon.

a.     Trichloroethylene

Trikloroetilen biasa digunakan untuk menghilangkan pelumas pada spare part metal. Di masa lalu, senyawa ini juga digunakan sebagai larutan anastesi dalam operasi pembedahan. Trichloroethylene terdeteksi di udara ambien dengan kadar kurang dari 1 part per billion (ppb). Data pengukuran ambien udara yang diambil dari Aeromatic Information Retrevial System (Sistem ini telah digunakan untuk mengambil sampel pengukuran di 25 negara bagian Amerika Serikat dari tahun 1985-1995) menunjukkan rentang nilai udara ambien berada dalam kisaran 0,01 sampai 3,9 μg/ m3.

·           Penggunaan Senyawa Trichloroethylene dalam Dunia Industri
Senyawa ini digunakan sebagai pelarut untuk ekstraksi lemak, minyak, waxes, tar, menjadi bahan antara dalam produksi senyawa kimia lainnya, dan berguna dalam menghasikan dingin pada kulkas. Orang yang bekerja dalam industri yang melibatkan proses tersebut berisiko tinggi untuk terpapar.

·           Penggunaan Senyawa Trichloroethylene dalam Rumah Tangga
Senyawa ini biasa terdapat dalam typewriter correction fluids, thinner/pelarut cat, dan larutan pembersih. Orang yang berisiko terhadap paparan trikloroetilen pada penggunaan benda-benda ini adalah pelajar, orang/pekerja kantor, tukang cat, cleaning service, dan sebagainya.

b.         Toluene

Toluene terutama digunakan sebagai campuran dalam bahan bakar minyak (dalam hal ini bensin) untuk meningkatkan nilai oktan. Senyawa ini juga digunakan untuk memproduksi benzena dan sebagai pelarut dalam cat. Toluene disebut juga dengan nama metilbenzena.

·         Penggunaan Senyawa Toluene dalam Dunia Industri

Dalam dunia industri, toluene digunakan sebagai bahan dasar untuk membentuk senyawa organik baru seperti benzena dan sebagainya. Senyawa ini juga digunakan dalam pembuatan polimer untuk produksi nilon, botol soda plastik, polyurethanes (kelompok polimer termoplastik), pewarna, kosmetik, dan sebagainya. Orang yang bekerja dalam industri yang memproduksi produk tersebut berisiko tinggi untuk terpapar.

Penggunaan Senyawa Toluene dalam Rumah Tangga
Dengan melihat penjelasan sebelumnya, ada banyak produk yang biasa digunakan dalam kehidupan di rumah tangga dibuat menggunakan bahan dasar toluene. Misalnya, pewarna dan kosmetik. Pewarna yang berasal dari toluene hanya boleh digunakan sebagai pewarna tekstil. Akan sangat berbahaya jika produsen makanan menggunakan bahan pewarna yang dibuat dari toluene sebagai pewarna makanan. Sementara itu, para pengguna kosmetik yang dalam pembuatan polimer bahan dasarnya menggunakan toluene memiliki risiko terpapar toluene lewat kontak kulit maupun inhalasi.

C.     Dampak Pencemaran udara akibat VOC

1.    Trichloroethylene

·           Efek Akut

Sistem syaraf pusat merupakan organ target utama dari paparan inhalasi akut trichloroethylene. Symptom yang ditimbulkan diantaranya adalah mudah mengantuk, kelelahan, sakit kepala, kebingungan, dan merasa euphoria. Selain sistem syaraf pusat, senyawa ini juga menimbulkan efek pada hati, ginjal, sistem gastrointestinal, dan juga kulit.

·           Efek Kronis (non kanker)

Sebagaimana paparan akut, paparan kronis trichloroethylene lewat inhalasi juga akan mempengaruhi sistem syaraf pusat. Bentuk lain dari paparan kronis di antaranya adalah pusing, sakit kepala, mudah mengantuk, sakit perut, kebingungan, pandangan kabur, mati rasa, dan kelelahan. Selain itu, efek gangguan juga dialami oleh organ seperti hati, ginjal, sistem kekebalan dan kelenjar endokrin akibat paparan lewat minum minuman yang terkontaminasi dan akibat paparan di tempat kerja.

·           Efek terhadap perkembangan sistem reproduksi
           Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meneliti efek paparan trichlotroethylene terhadap sistem reproduksi. Akan tetapi, sejauh ini belum ada laporan penelitian yang melaporkan bahwa senyawa ini berhubungan dengan cacat bawaan bayi dan adanya gangguan sistem reproduksi, baik lewat paparan inhalasi, ingesti, dan juga kontak kulit.

·           Risiko Kanker

 Analisis terbaru studi epidemiologis yang dilakukan belakangan ini menunjukkan adanya hubungan antara paparan trichloroethylene dengan kejadian kanker pada manusia, terutama yang menyerang ginjal, hati, leher rahim, dan sistem limfe. Studi epidemiologis menunjukkan konsistensi hubungan yang paling kuat antara paparan senyawa ini dengan kejadian kanker ginjal. Para ilmuwan menemukan adanya mutasi sel renalis spesifik pada orang yang terpapar trichloroethylene.

2.    Toluene

·         Efek Akut

Target organ utama senyawa ini adalah sistem syaraf pusat (SSP). Kerusakan yang banyak ditemui pada manusia dan hewan yang terpapar senyawa ini adalah disfungsi SSP permanen dan narkosis. Gejala lain yang ditimbulkan di antaranya adalah kelelahan, mudah mengantuk, sakit kepala. Paparan yang lebih tinggi mampu memberikan efek tekanan pada SSP atau bahkan kematian. Efek lainnya adalah kelainan detak jantung. Paparan ingesti akut dapat menyebabkan kematian setelah SSP tertekan. Kontriksi dan nekrosis pada jaringan otot jantung, edema hati, dan nekrosis tubulus ginjal juga dilaporkan.

·         Paparan Kronis

Inhalasi kronis toluene juga dapat menimbulkan tekanan pada SSP. Gejala yang ditimbulkan di antaranya adalah mengantuk, ataxia (kehilangan kemampuan mengontrol gerak tubuh), tremor (bergetarnya bagian tubuh), nystagmus (pergerakan bola mata tanpa sadar), serta gangguan dalam berbicara, mendengar, dan melihat. Selain itu, iritasi traktus respiratori dan mata, nyeri tenggorokan, mengantuk, sakit kepala, dan kesulitan tidur juga ditemukan dalam penetian. RfC (The Reference Concentration) toluene sekitar 0,4 mg/m3. Angka ini diambil berdasarkan efek neurologis yang muncul pada manusia.

·         Efek pada Kesehatan Reproduksi dan Perkembangan Manusia

Kelainan SSP, kurangnya atensi, dan kelainan/cacat anggota tubuh dapat ditemukan pada anak-anak yang lahir dari ibu yang terpapar toluene. Hal tersebut membuktikan bahwa toluene tidak hanya memiliki dampak negatif langsung kepada objek yang terpapar olehnya. Janin yang dikandung seorang ibu juga memiliki risiko mengalami kecacatan saat lahir, bahkan walau sang ibu juga tidak terpapar olehnya. Paparan toluene pada kondisi seperti ini disebabkan oleh paparan paternal. Paparan paternal diketahui meningkatkan odds ratio aborsi spontan. Bayi yang lahir dengan riwayat paparan paternal memiliki kemungkinan untuk menderita asidosis tubulus ginjal. Walaupun demikian, ternyata hal tersebut hanya terjadi pada manusia.

·         Resiko Kanker

Studi epidemiologi masih belum dapat menunjukkan adanya risiko kanker secara statistik pada paparan inhalasi dan ingesti. Hal ini dimungkinkan disebabkan oleh terbatasnya cakupan pengambilan populasi sampel dan kurangnya data pengamatan. Akan tetapi, dengan informasi yang diketahui hingga saat ini toluene tetap diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya walau dia tidak diklasifikasikan sebagai bahan karsinogenik bagi manusia (EPA mengklasifikasikannya ke dalam golongan D).

D.    Solusi Penanggulangan

1)        Penggunaan Photocatalytic Filter dalam HVAC
Oksidasi fotokatalitis fase gas VOC muncul sebagai proses alternatif yang menjanjikan dalam menghilangkan pencemar VOC dalam HVAC system. Proses ini lebih efektif karena mampu mengontrol bermacam-macam VOC di dalam ruangan seperti alkana, alkena, alkohol, senyawa aromatik, hidrokarbo terklorinasi, aldehid, dan keton. Lebih dari sekedar menyerap, filter fotokatalitis ini mampu mengoksidasi VOC menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Lebih jauh lagi, banyak studi menunjukkan bahwa proses fotokatalitis juga mampu mengontrol kontaminan biologis.

2)        Penggunaan Tanaman Hias untuk Rumah Tangga. Seperti yang telah disebutkan dalam pembahasan sebelumnya, pencemar VOC tidak hanya ada di industri. Di dalam rumah yang terlihat bersih ternyata juga bisa mengandung zat-zat VOC yang berbahaya. Untuk mengatasinya, cara yang pailing mudah dilakukan adalah dengan memelihara tanaman hias. Menurut penelitian yang dilakukan National Aeronautics and Space Administration (NASA), Philodendron, sp adalah tanaman yang baik untuk diletakkan di dalam rumah. Tanaman ini bisa menyerap polutan yang terkandung udara di dalam ruangan seperti formaldehid. Berikut ini adalah daftar nama tanaman dan gas polutan yang mampu diserap olehnya.

3)        Cat tembok bisa mengeluarkan zat VOC ketika mengering, yang bisa sebabkan sakit kepala, mual atau pusing. Begitu juga dengan pembersih bahan adhesive dan cat semprot, juga mengandung methylene chloride yang bisa menyebabkan kanker pada binatang.Agar efek cat bisa dikurangi, gunakan cat yang rendah kandungan VOC nya. Saat mengecat tembok atau peralatan rumah, buka jendela dan pintu lebar-lebar dan ciptakan ventilas udara dengan kipas angin. Jangan lupa juga kenakan masker saat mengecat.

E.     Peran Volatile Organic Compounds dalam Pembentukan Pencemar Sekunder

VOC adalah senyawa yang mudah menguap. Saat ia berada dalam fase uap di udara dan terkena sinar ultraviolet matahari, maka hal yang selanjutnya terjadi adalah reaksi fotokimia. Salah satu bentuk reaksi berbahaya yang terjadi di alam adalah pembentukan ground level ozone dari NOx dan VOC. NO2 bereaksi di udara dengan sinar ultraviolet (UV) untuk kemudian membentuk ozon dan nitrit oksida (NO). NO2 di udara dan UV dari sinar matahari akan membentuk ozon dan NO. NO lalu bereaksi dengan radikal bebas di atmosfer, dimana reaksi ini juga dibentuk oleh UV yang beraksi dengan VOC. Radikal bebas lalu mendaur ulang NO menjadi NO2. Dengan jalan ini setiap molekul NO dapat memproduksi ozon berkali-kali. Hal ini akan berlanjut hingga VOC tereduksi (VOC yang sama dapat membantu kinerja NO dalam memproduksi ozon hingga 5 kali siklus).

Ozon sangat bermanfaat bagi manusia. Lapisan ozon yang menyelimuti bumi melindungi kelangsungan hidup makhluk hidup dari paparan sinar kosmis yang berbahaya. Akan tetapi, ozon berubah menjadi gas yang berbahaya bagi makhluk hidup saat dia berada di ground level.
Bagi manusia, menghirup ozon dapat menyebabkan bermacam gangguan kesehatan seperti nyeri dada, batuk-batuk, iritasi tenggorokan dan edema. Selain itu, ground level ozone juga dapat menyebabkan reaksi inflamasi dan mereduksi fungsi paru-paru. Paparan dalam waktu lama akan menyebabkan timbulnya jaringan parut.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

1.      Sumber pencemaran udara oleh Volatile Organic Compounds (VOC) antara lain Trichloroethylene dan toluene.

2.      Dampak pencemaran udara oleh Volatile Organic Compounds (VOC) antara lain mudah mengantuk, kelelahan, sakit kepala, kebingungan, gangguan hati, ginjal, sistem kekebalan dan kelenjar endokrin, kanker, gangguan sisitem reproduksi, dll.

3.      Cara Penanggulangan pencemaran udara oleh Volatile Organic Compounds (VOC) antara lain Penggunaan Photocatalytic Filter dalam HVAC Oksidasi fotokatalitis fase gas VOC, Penggunaan Tanaman Hias untuk Rumah Tangga serta menggunakan cat yang rendah kandungan VOC nya.

4.      Peranan VOC dalam pembentukan pencemaran sekunder yaitu dengan reaksi fotokimia.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.blogster.com/tegarrezavie/voc-siklus-dan-cara-mengelolanya

http://www.blogster.com/tegarrezavie/voc-siklus-dan-cara-mengelolanya

http://abfertiawan.blog.com/2011/10/polusi-udara-di-dalam-rumah-yang-wajib-diwaspadai/

file:///F:/VOC/voc-siklus-dan-cara-mengelolanya.htm