Sumber Pembentukan Hujan Asam

oleh : Muhammad Falik Muntafa (@H15-FALIK)

ABSTRAK

        Hujan memegang peranan penting dalam siklus pelarutan bahan-bahan kimia. Hujan asam adalah salah satu indikator untuk melihat kondisi pencemaran udara. Di atmosfer, presipitasi basah dari polutan di udara yang larut dalam awan akan jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, salju dan kabut. Dengan polutan S02, SO3, NO2, dan HNO3. Dalam pembentukan Hujan Asam terdapat beberapa reaksi kimia. yaitu terbentuknya asam sulfat, terbentuknya asam nitrat, dan terbentuknya asam klorida.

Kata Kunci : Hujan, Asam, Pembentukan, pH

PENDAHULUAN

         Hujan adalah komponen yang paling penting dalam proses hidrologi. Hujan juga memegang peranan penting dalam siklus pelarutan bahan-bahan kimia. Hujan asam merupakan salah satu indikator terjadinya pencemaran udara (Manahan, 2000).Bahan pencemar yang dikeluarkan oleh sumber-sumber emisi seperti polusi hasil industri dan transportasi akan mempengaruhi kualitas air hujan. Air bersih umumnya memiliki pH sebesar 6 – 7 sedangkan air yang terkontaminasi oleh asam atau yang kita kenal sebagai hujan asam memiliki pH kurang dari 5,6.

           Hujan asam adalah salah satu indikator untuk melihat kondisi pencemaran udara. Di atmosfer, presipitasi basah dari polutan di udara yang larut dalam awan akan jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, salju dan kabut. Dengan polutan S02, SO3, NO2, dan HNO3, butir-butir air hujan akan membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang menjadikan pH air hujan kurang dari 5,60. Lebih dari 90% emisi

sulfur dan nitrogen berasal dari aktivitas manusia. Senyawa sulfat dan nitrat itu akan 49 berpindah dari atmosfer ke permukaan bumi melalui presipitasi dan deposisi langsung yang dikenal dengan istilah deposisi basah dan deposisi kering. Akibat adanya pencemaran udara yang tinggi, daerah-daerah yang padat industri ataupun kendaraan bermotor terutama kota besar di Indonesia telah mengalami hujan asam, seperti kota Bandung. Dari hasil penelitian derajad keasaman (pH) dan komposisi kimia air hujan di cekungan Bandung menunjukkan telah terjadi peningkatan keasaman air hujan di wilayah tepian cekungan Bandung, walaupun belum keseluruhan terindikasi mengalami

hujan asam (Dessy, 2003).

         Deposisi basah terjadi dengan pembentukan awan dan akhirnya turun sebagai hujan, salju, atau kabut yang mengandung asam. Sedang deposisi kering ditunjukkan dengan gas dan aerosol yang mengandung unsur asam seperti gas SO2, NO2 dan (NH4)2S04 dalam aerosol. Deposisi kering terjadi jika keadaan cuaca cerah dan berawan sehingga butiran- butiran gas dan aerosol yang bersifat asam diterbangkan angin dan memungkinkan ter- tinggal di pepohonan, bangunan bahkan terhirup

masuk ke pernapasan. Air hujan yang membawa asam melalui proses deposisi basah, bila pHnya

di bawah 5,6 sudah dikategorikan hujan asam. Keasaman air hujan sangat dipengaruhi senyawa

sulfat, nitrat serta klorida. Karena itulah, kenaikan atau penurunan senyawa tersebut dapat menyebabkan angka pH turun atau naik

         Zat-zat pencemaran udara seperti Sulfur Dioksida dan Nitrogen Oksida dipancarkan ke dalam udara dari ketel-ketel (boilers) di pabrik- pabrik, dan pembangkit tenaga listrik, juga dari

gas buang kendaraan bermotor. Zat-zat pengotor ini diubah menjadi asam belerang dan asam nitrat melalui serangkaian reaksi kimia yang kompleks dan kembali jatuh ke bumi. (Farida, 2003). Endapan asam yang dihasilkan menye- babkan kerusakan lingkungan yang serius terhadap ekosistem air dan tanah, bangunan- bangunan budaya serta gedung-gedung. (Anonim-b,2002).

PERMASALAHAN

         Banyaknya penduduk di dunia menyebabkan kebutuhan sarana transportasi juga semakin meningkat sehingga terjadi peningkatan konsumsi bahan bakar dan menimbulkan pencemaran udara. Asam-asam yang terkandung dalam air hujan adalah karbonat, nitrat dan sulfat (Manahan, 2000). Asam-asam tersebut merupakan polutan sekunder sebagai hasil reaksi kimia di atmosfer dari polutan primer CO2, NO2, SO2 yang berasal dari proses pembakaran (Butler, dkk, 2003). Semakin meningkatnya CO2 di atmosfer menyebabkan pH air hujan turun hingga 5,6 meskipun tidak ada sumber pencemar penyebab hujan asam lain (Tietenberg, 2003). SO2 terdapat dalam kadar kecil di atmosfer, tetapi memiliki konstanta dissosiasi dan kelarutan dalam air yang besar (Kurniawan, 2009). Hujan akan lebih asam apabila terjadi reaksi dengan nitrogen oksida. NO2 dan SO2 merupakan sumber hujan asam (Brady, 2008).

PEMBAHASAN

SUMBER TERBENTUKNYA HUJAN ASAM

Akhir-akhir ini cuaca semakin tidak menentu, seringkali terlihat teriknya matahari dan tiba-tiba mendung lalu turun hal ini dapat terjadi karena adanya hujam asam,Hujan asam ini dapat terbentuk akibat dari proses reaksi gas yang mengandung sulfat. Sulfat dioksida (SO2) yang bereaksi dengan Oksigen (O₂) dengan bantuan dari sinar ultraviolet yang berasal dari sinar matahari. Proses ini akan menghasilkan sulfat trioksida (SO₃) yang menyatu setelah reaksi tersebut, yakni melalui air laut yang naik ke udara dengan tujuan menghasilkan asam sulfida (H₂SO₄), proses ini kemudian menyatu dengan gas yang terdapat di udaraseperti amonia yang menghasilkan susunan partikel baru yaitu asam sulfat amonia.

Lehr et. Al ( 2005) membagi 3 jenis polutan utama yang menyebabkan terjadinya hujan asam yaitu sulfur dioksida(SO₂), nitrogen oksida (NO_x)  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, dan berasal dari emisi industri

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 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).

Dan reaksi pembentukan asam di atmosfer dari prekursor 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

HSO₃ + O₂ → HO₂ + SO₃

SO₃ + H₂O →  H₂SO₄

Selanjutnya apabila diudara terdapat Nitrogen monoksida (NO) maka radikan hidroperoksil (HO₂) yang terjadi pada salah satu reaksi diatas akan bereaksi kembali seperti:

NO + HO₂ → NO₂ + OH

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

2. 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

NO₂ + NO₃ → N₂O₅

N₂O₅ + H₂O →  HNO₃

Didaerah peternakan dan pertanian akan concong 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, presipitasinya akan merusak tanaman terutama daun (Manahan, 1994 dalam Rahmawaty, 2002).

3. Pembentukan Asam Chlorida (HCl)

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

CFC + hv(UV) → Cl* + produk

CFC + O* → ClO + produk

O* + ClO → Cl* + O₂

Cl + CH₄ → HCl + CH₃

Reaksi diatas merupakan bagian dari rangkaian reaksi yang menyebabkan deplesi lapisan ozon di stratosfer. Perbandingan ketiga asam tersebut dalam hujan asam biasanya berkisar antara 62 persen oleh Asam Sulfat, 32 persen Asam Nitrat dan 6 persen Asam Chlorida.Sejak dimulainya Revolusi Industri, jumlah emisi sulfur dioksida dan nitrogen oksida ke atmosfer turut meningkat. Industri yang menggunakan bahan bakar fosil, terutama batu bara, merupakan sumber utama meningkatnya oksida belerang ini. Pembacaan pH di area industri terkadang tercatat hingga 2,4 (tingkat keasaman cuka). Penggunaan cerobong asap yang tinggi untuk mengurangi polusi lokal berkontribusi dalam penyebaran hujan asam, karena emisi gas yang dikeluarkannya akan masuk ke sirkulasi udara regional yang memiliki jangkauan lebih luas. Sering sekali, hujan asam terjadi di daerah yang jauh dari lokasi sumbernya, di mana daerah pegunungan cenderung memperoleh lebih banyak karena tingginya curah hujan di sini.

Daftar Pustaka

Iryani, Ani dan Sutanto. 2011.Hujan Asam Dan Perubahan Kadar Nitrat dan Sulfat dalam Air Sumur 

          di Wilayah Industri Cibinong-Citeureup Bogor.Volume 14 Nomor 1

Hidayat, Atep Afia dan M. Kholil. 2017. Kimia, Industri dan Teknologi Hijau. Jakarta: Pantona Media 
Katulistiyani,Rika,dkk.2015.Analisis Terjadinya Hujan Asam di Kota Pontianak Akibat Emisi Gas Dari Industri dan Kendaraan.PRISMA FISIKA, Vol. III, No. 01

 Matahelumual, Bethy C. 2010. Potensi terjadinya hujan asam di Kota Bandung. Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi, Vol. 1 No. 2

Yusuf, Yusnidar. 2011. Dampak Negatif Hujan Asam Bagi Mahluk Hidup dan Pengendaliannya. Sigma Journal. No 2 Volume 3.