Kimia Lingkungan Dan Ahli kimia Lingkungan

Lingkungan hidup dapat didekati dari semua disiplin ilmu antara ilmu kimia, sehinga muncul ilmu kimia lingkungan. Hal ini wajar karena smua komponen baik komponen biotik maupun komponen abiotik yang menyusun lingkungan hidup terdiri dari unsur dan senyawa kimia, di mana saja akhirnya emua keadaan fisik memerlukan analisis dan penentuan-penentuan secara proses kimia. Dengan demikian ilmu kimia memegang peranan penting dan turut menentukan dalam penyelesaian serta memecahkan masalah lingkungan hidup.

Kimia lingkungan adalah ilmu tentang sumber, reaksi, aliran, dan efek dari bahan-bahan kimia dalam air, tanah, udara, dan lingkungan hidup. Definisi ini diilustrasikan untuk polutan atau bahan kimia tertentu. Misalnya polutan sulfur dioksida yang dihasilkan dari pembakaran belerang yang ada pada batu bara, hasil pembakaran dibuang ke atmosfer melalui cerobong asap, kemudian dioksidasi dengan proses kimia dan fotokimia menjadi asam belerang. Asam belerang tersebut kemudian jatuh sebagai hujan asam yang memiliki efek merusak untuk pohon dan tanaman lainnya. Asam belerang tersebut kemudian terbawa oleh aliran air sampai ke danau atau laut lalu tersimpan didalamnya. Dalam sebuah sistem lingkungan, terdapat variasi temperatur, intensitas dari radiasi solar, pemasukan material, dan berbagai macam faktor yang mempengaruhi kondisi bahan kimia dan sifatnya. Karena kerumitannya, kimia lingkungan harus didekati dengan model sederhana.

Kimia lingkungan dan ekologi suatu industri memiliki hubungan yang kuat. Rencana dari sistem ekologi suatu industri harus mempertimbangkan prinsip dan proses kimia lingkungan. Kimia lingkungan dan juga bidang lingkungan lainnya harus dipertimbangkan dalam proses pengambilan material dari geosfer untuk menyediakan material yang dibutuhkan oleh industri dengan cara pengambilan yang sesuai sehingga dampak yang terjadi pada lingkungan dapat diminimalisir. Fasilitas dan proses dari sistem ekologi suatu industri dapat dioperasikan untuk meminimalisir pengaruh buruk terhadap lingkungan jika kimia lingkungan ikut dipikirkan dalam proses rencana dan operasi. Kimia lingkungan berguna untuk meminimalkan dampak buruk terhadap lingkungan dari emisi dan produk industri. Ilmu tersebut sangat membantu dalam mencapai tujuan utama dari sistem ekologi suatu industri karena ilmu tersebut berguna untuk mengurangi emisi sampai nol.

Kimia lingkungan meliputi pemahaman bagaimana lingkungan yang bersih bisa terjadi dengan konsentrasi bahan kimia yang ada secara alamiah, dan efek yang terjadi dengan konsentrasi bahan kimia tersebut. Ahli kimia lingkungan memiliki ukuran tentang konsep kimia dan berbagai ilmu lingkungan untuk membantu mereka mempelajari semua yang terjadi pada bahan kimia di lingkungan. Konsep yang penting dari kimia adalah  memahami reaksi kimia dan persamaannya, solusi, unit, pengambilan contoh, dan teknik analisis.

Peranan ilmu kima lingkungan diantaranya adalah:

Ø  Mempelajari sifat dan fungsi bahan kimia dalam lingkungan hidup.

Ø  Mempelajari dan menelaah bahan kimia terhadap suatu komponen lain dan terhadap lingkungan hidup secara menyuluruh, terutama jika bahan kimia itu tersebar dan berkontaminasi dengan lingkungan, sehingga keseimbangan terganggu.

Ø  Menentukan jumlah batas penyebaran bahan kimia dalam lingkungan agar tidak memberikan gangguan terhadap kelestarian lingkungn dan kesejahteraan manusia.

Ø  Merekomendasikan hasil penelitian dan percobaan kepada pengelola lingkungan hidup atau kepada masyarakat pada umumnya.

Macam-Macam Pencemaran

Ø  Pencemaran Udara

Ø  Pencemaran Air

Ø  Pencemaran Tanah

Pencemaran Udara dan Penanggulangannya

Secara alami udara bersih tersusun atas:

Ø  nitrogen, N₂ (78 %);

Ø  oksigen, O₂ (21 %);

Ø  karbondioksida, CO₂ (0,03 %);

Ø  Argon, Ar(0,94 %);

Ø  helium, He (0,01 %);

Ø  neon, Ne (0,01 %),

Ø  kripton, Kr (0,01 %),

Ø  serta uap air yang kadarnya bervariasi dari tempat-ketempat (0,01 %-4 %).

Udara  di alam ini memang  tidak pernah dalam keadaan bersih, hal ini terjadi karena kegiatan alamseperti gunung berapi, pelapukan tumbuh-tumbuhan, atau letusan gunung berapi. Hal ini menyebabkan udara mengandung sejumlah kecil metana, CH₄; karbon monoksida, CO; nitrogen oksida NO; dan hidrogen sulfida, H₂S. Kemudian keadaan udara diperparah dengan adanya zat pencemar yang dihasilkan dari aktivitas manusia.

Bahan pencemar yang dihasilkan oleh kegiatan manusia ini konsentrasinya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah ada di udara atau yang terjadi secara alami, sehingga dapat mengganggu sistem kesetimbangan dinamik di udara dan dengan demikian dapat mengganggu kesejahteraan manusia dan lingkungannya. Untuk kepentingan kesejahteraan makhluk hidup di alam semesta ini telah terjadi sistem keseimbangan dinamik melalui berbagai macam siklus  Salah satu contoh adalah siklus nitrogen dan siklus karbon.

Bahan pencemar yang dihasilkan oleh kegiatan manusia ini konsentrasinya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan yang sudah ada di udara, terjadi secara alami, sehingga dapat mengganggu sistem kesetimbangan dinamik di udara dan dengan demikina dapat mengganggu kesjahteraan manusia dan lingkungannya.

Ada lima macam sumber bahan pencemar udara yang merupakan penyebab utama (sekitar 90%) terjadinya pencemaran udara global di seluruh dunia yaitu:

Ø  Karbon monoksida (CO)
- tidak berwarna dan tidak barbau
- bersifat racun karena dapat berikatan dengan hemoglobin CO + Hb ó COHb
- kemampuan Hb untuk mengikat CO jauh lebih besar dan O₂, akibatnya darah kurang berfungsi sebagai pengangkut 0₂

Ø  Belerangdioksida (SO₂)
- berasal dari: gunung api, industri pulp dengan proses sulfit dan hasil pembakaran bahan bakar yang mengandung belerang (S)
- warna gas : coklat
- bersifat racun bagi pernafasan karena dapat mengeringkan udara

Ø  Oksida nitrogen (NO dan NO₂)
- pada pembakaran nitrogen, pembakaran bahan industri dan kendaraan bermotor 
- di lingkungan yang lembab, oksida nitrogen dapat membentuk asam nitrat yang bersifat korosif

Ø  Senyawa karbon
- dengan adanya penggunaan dari beberapa senyawa karbon di bidang pertanian, kesehatan dan peternakan, misalnya kelompok organoklor
- organoklor tersebut: insektisida, fungisida dan herbisida

Ø  Yang dimaksud dengan partikulat adalah berupa butiran-butiran kecil zat padat dan tetes-tetes air. Partikulat-partikulat ini banyak terdapat dalam lapisan atmosfer dan merupakan bahan pencemar udara yang sangat berbahaya

WHO menetapkan empat tingkatan pencemaran sebgai berikut:

Ø  Pencemaran tingkat pertama; yaitu pencemaran yang tidak menimbulkan kerugian pada manusia.

Ø  Pencemaran tingkat kedua; yitu pencemaran yang mulai menimbulkan kerugian bagi manusia seperti terjadinya iritasi pada indra kita.

Ø  Pencemaran tingkat ketiga; yaitu pencemaran yang sudah dapat bereaksi fatal pada tubuh dan menyebabkan terjadinya penyakit ynag kronis.

Ø  Pencemaran tingkat keempat; yaitu pencemaran yang telah menimbulkan sakit akut dan kematian bagi manusia maupun hewan dan tumbuh-tumbuhan.

Untuk dapat menanggulangi terjadinya pencemaran udara dapat

dilakukan beberapa usaha antara lain: mengganti bahan bakar kendaraan bermotor dengan bahan bakar yang tidak menghasilkan gas karbon monoksida dan diusahakan pula agar pembakaran yang terjadi berlangsung secara sempurna, selain itu pengolahan/daur ulang atau penyaringan limbah asap industri, penghijauan untuk melangsungkan proses fotosintesis (taman bertindak sebagai paru-paru kota), dan tidak melakukan pembakaran hutan secara sembarangan, serta melakukan reboisasi/penanaman kembali pohonpohon pengganti yang penting adalah untuk membuka lahan tidak dilakukan pembakaran hutan, melainkan dengan cara mekanik.

Selain kelima kategori pencemar tersebut, juga dikenal beberapa pencemar lain seperti timbal yang dihasilkan dari pembakaran bensin, sampah, batubara atau penyemprotan pestisida. Senyawa flour yang tersebar di udara dalam bentuk gas atau padatan, bersumber dari industri yang mengerjakan aluminium, baja, dan pupuk fosfat. Kemudian yang sedang marak terjadi di Indonesia yaitu kabut asap dari pembakaran hutan, yang mana dari pembakaran hutan tersebut muncul rantai lain yaitu meningkatnya kadar CO₂ yang memicu efek rumah kaca (A. Tresna Sastrawijaya, 2000).

Pencemaran Air

Pencemaran air terjadi apabila dalam air terdapat berbagai macam zat atau kondisi (misal panas) yang dapat menurunkan standar kualitas air yang telah ditentukan, sehingga tidak dapat digunakan untuk kebutuhan tertentu. Suatu sumber air dikatakan tercemar tidak hanya karena tercampur dengan bahan pencemar, akan tetapi apabila air tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan tertentu. Sebagai contoh suatu sumber air yang mengandung logam berat atau mengandung bakteri penyakit masih dapat digunakan untuk kebutuhan industri atau sebagai pembangkit tenaga listrik, akan tetapi tidak dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga (keperluan air minum, memasak, mandi dan mencuci). Pada dasarnya bahan pencemar air dapat dikelompokkan menjadi:

1. Sampah yang dalam proses penguraiannya memerlukan oksigen yaitu sampah yang mengandung senyawa organik, misalnya sampah industri makanan, sampah industri gula tebu, sampah rumah tangga (sisa-sisa makanan),

2. Bahan pencemar penyebab terjadinya penyakit, yaitu bahan pencemar yang mengandung virus dan bakteri misal bakteri coli yang dapat menyebabkan penyakit saluran pencernaan (disentri, kolera, diare, types) atau penyakit kulit. Bahan pencemar ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah rumah sakit atau dari kotoran hewan/ manusia.

3. Bahan pencemar senyawa anorganik/ mineral misalnya logam-logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb),tembaga (Cu), dan garam-garam anorganik.

4. Bahan pencemar organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yaitu senyawa organik berasal dari pestisida,herbisida, polimer seperti plastik, deterjen, serat sintetis, limbah industri dan limbah minyak.

5. Bahan pencemar berupa makanan tumbuh-tumbuhan seperti senyawa nitrat, senyawa fosfat dapat menyebabkan tumbuhnya alga (ganggang) dengan pesat sehingga menutupi permukaan air

6. Bahan pencemar berupa zat radioaktif, dapat menyebabkan penyakit kanker, merusak sel dan jaringan tubuh lainnya. Bahan pencemar ini berasal dari limbah PLTN dan dari percobaan-percobaan nuklir lainnya.

7. Bahan pencemar berupa endapan/ sedimen seperti tanah dan lumpur akibat erosi pada tepi sungai atau partikulat-partikulat padat/ lahar yang disemburkan oleh gunung berapi yang meletus, menyebabkan air menjadi keruh, masuknya sinar matahari berkurang, dan air kurang mampu mengasimilasi sampah.

8. Bahan pencemar berupa kondisi (misalnya panas), berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin.

Penanggulangan Pencemaran Air

Kita dapat mencegah agar tidak terjadi pencemaran air. Usaha tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara seperti, tidak membuang sampah rumah tangga, sampah rumah sakit, sampah/limbah industri secara sembarangan, tidak membuang ke air sungai, danau ataupun ke dalam selokan. Tidak menggunakan pupuk dan pestiida secara berlebihan. Tidak menggunakan deterjen fosfat.

Limbah industri sebelum dibuang ke tempat pembuangan, dialirkan ke sungai atau selokan hendaknya dikumpulkan di suatu tempat yang disediakan, kemudian diolah, agar bila terpaksa harus dibuang ke sungai tidak menyebabkan terjadinya pencemaran air. Bahkan kalau dapat setelah diolah tidak dibuang ke sungai melainkan dapat digunakan lagi untuk keperluan industri sendiri. Sampah padat dari rumah tangga berupa plastik atau serat sintetis yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme dipisahkan, kemudian diolah menjadi bahan lain yang berguna, misalnya dapat diolah menjadi keset. Sampah organik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme dikubur dalam lubang tanah, kemudian kalau sudah membusuk dapat digunakan sebagai pupuk.

Pencemaran Tanah

Tanah juga tidak luput dari pencemaran, pencemaran tanah mempunyai hubungan yang erat baik dengan pencemaran udara maupun dengan pencemaran air. Bahan pencemar yang terdapat di udara larut dan terbawa oleh air hujan, jatuh ke tanah sehingga menimbulkan pencemaran tanah. Demikian pula bahan pencemar dalam air permukaan tanah (air sungai, air selokan, air danau dan air payau) dapat masuk ke dalam tanah dan dapat menyebabkan pencemaran tanah. Dengan demikian maka lingkungan hidup yang paling banyak dan mudah tercemar adalah tanah.

Tanah yang dimaksud adalah bagian permukaan bumi yang dihuni oleh banyak makhluk hidup terutama manusia, tumbuh-tumbuhan bermacam-macam hewan dan mikroorganisme. Karena pencemaran tanah mempunyai hubungan erat dengan pencemaran udara dan pencemaran air, maka sumber pencemar udara dan sumber pencemar air pada umumnya juga merupakan sumber pencemar tanah. Sebagai contoh gas-gas oksida karbon, oksida nitrogen, oksida belerang yang menjadi bahan pencemar udara yang larut dalam air hujan dan turun ke tanah dapat menyebabkan terjadinya hujan asam sehingga menimbulkan terjadinya pencemaran pada tanah. Air permukaan tanah yang mengandung bahan pencemar misalnya tercemari zat radioaktif, logam berat dalam limbah industri, sampah rumah tangga,limbah rumah sakit, sisa-sisa pupuk dan pestisida dari daerah pertanian, dan limbah deterjen juga merupakan sumber pencemar tanah.

Komponen Pencemar Tanah (Organik 70%, Anorganik 30%) :

Ø  Kertas 4%

Ø  Limbah bahan makanan 21%

Ø  Gelas 12%

Ø  Besi 10%

Ø  Plastik 5%

Ø  Kayu 5%

Ø  Karet dan kulit 3%

Ø  Kain/serat tekstil 2%

Ø  Alumunium dan logam lain 1%

Memang sesungguhnya kegiatan-kegiatan tersebut menguntungkan di bidang teknologi dan termasuk dalam proses pembangunan tetapi perlu juga kita berusaha agar tidak sampai mencemari lingkungan.

Penanggulangan Pencemaran Tanah

Penanggulangan terhadap pencemaran tanah dapat dilakukan dengan mengurangi bahan pencemar tanah atau mengolah bahan pencemar tanah menjadi bahan yang lebih bermanfaat. Tindakan penanggulangan yang dapat dilakukan antara lain:

Ø  Mengolah sampah-sampah yang tidak dapat dimusnahkan, misal dijadikan mainan anak-anak, bahan bangunan. Sampah plastic dan serat dapat dijadikan kesed atau kertas karton daur ulang dapat didaur ulang menjadi tissu. Sampah pecahan kaca dapat didaur ulang menjadi vas bunga.

Ø  Sampah bekas bahan bangunan yang dapat menyebabkan tanah menjadi kurang subur dapat dikubur dalam sumur secara berlapis-lapis yang dapat berfungsi sebagai resapan dan penyaringan air, sehingga tidak menyebabkan banir. Resapan air tersebut bahkan bias masuk kedalam sumur dan dapat digunakan kembali sebagai air bersih.

Ø  Hujan asam yang menyebabkan pH tanah menjadi tidak sesuai lagi untuk tanaman, makan tanah perlu ditambah dengan kapur agar pH asam berkurang.

Dengan melakukan tindakan pencegahan dan penanggulangan terhadap terjadinya pencemaran lingkungan hidup (pencemaran udara, pencemaran air dan pencemaran tanah) berarti kita melakukan pengawasan, pengendalian, pemulihan, pelestarian dan pengembangan terhadap pemanfaatan lingkungan (udara, air dan tanah) yang telah disediakan .

DAFTAR PUSTAKA :

Anonim. 2011. Kimia Lingkungan. [Online]. Tersedia :

http://anenvironmentalengineer.blogspot.co.id/2011/06/kimia-lingkungan.html  [12 Desember 2016]

Tita. 2010. Kimia Lingkungan. [Online]. Tersedia :

http://tita-online.blogspot.co.id/2010/11/kimia-lingkungan.html [12 Desember 2016]

Akbar, Mukti. 2013. Peranan Ilmu Kimi Dalam Lingkungan. [Online]. Tersedia :

http://muktiakb.blogspot.co.id/2013/03/peranan-ilmu-kimia-dalam-lingkungan.html [12 Desember 2016]