Upaya Pengendalian Pencemaran Udara dari Emisi Gas Buang

@H11-AlKindi
oleh Al Kindi Syah Alam












Abstrak : Udara merupakan faktor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya pembangunan fisik kota dan pusat – pusat industri, kualitas udara telah mengalami perubahan. Udara yang dulunya segar, kini kering dan kotor. Keadaan ini apabila tidak segera di tanggulangi dapat membahayakan kesehatan manusia, kehidupan hewan, serta tumbuhan . Perubahan lingkungan udara disebabkan pencemaran udara, yaitu masuknya zat pencemar (berbentuk gas – gas dan partikel kecil / aerosol) kedalam udara. Zat pencemar masuk kedalam udara dapat secara alamiah (asap kebakaran hutan, akibat gunung berapi, debu meteorit, dan pancaran garam dari laut) dan aktivitas manusia (transportasi, industri pembuangan sampah).

Pencemaran udara merupakan masalah yang memerlukan perhatian khusus, khususnya untuk daerah-daerah kota besar. Pencemaran udara yang ada dapat berasal dari asap kendaraan bermotor, asap pabrik ataupun partikel-partikel yang lain. Saat ini mulai dilakukan upaya pemantauan pencemaran udara. Dari hasil pemantauan tersebut diketahui ada beberapa parameter yang cukup memprihatinkan, diantaranya: debu (partikulat), Sulfur Dioksida (SO2), Oksida nitrogen (NOx), Carbon dioksida (CO) dan hidrokarbon (HC). Pencemar lainnya adalah timbal (Pb) yang dikandung dalam bensin (Premium). Keberadaan timbal (Pb) di udara dapat membahayakan bagi kesehatan manusia.

Kata Kunci: Pencemaran Udara, Emisi gas Buang

Isi : Pencemaran udara merupakan masalah yang memerlukan perhatian khusus, khususnya untuk daerah-daerah kota besar. Pencemaran udara yang ada dapat berasal dari asap kendaraan bermotor, asap pabrik ataupun partikel-partikel yang lain. Saat ini mulai dilakukan upaya pemantauan pencemaran udara. Dari hasil pemantauan tersebut diketahui ada beberapa parameter yang cukup memprihatinkan, diantaranya: debu (partikulat), Sulfur Dioksida (SO₂), Oksida nitrogen (NO_x), Carbon dioksida (CO) dan hidrokarbon (HC). Pencemar lainnya adalah timbal (Pb) yang dikandung dalam bensin (Premium). Keberadaan timbal (Pb) di udara dapat membahayakan bagi kesehatan manusia.

Pencemaran udara akan terus berlangsung sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi. Dengan semakin berkembangnya kehidupan ekonomi, masyarakat akan semakin banyak menggunakan bahan-bahan berteknologi tinggi yang dapat menimbulkan pencemaran udara seperti motor dan mobil. Hal ini memberikan kontribusi besar dalam menurunkan kwalitas udara yang dapat mengganggu kenyamanan, kesehatan dan bahkan keseimbangan iklim global.  Hasil penelitian Bapedal (1992) di beberapa kota besar (Jakarta, Bandung, Semarang, Surabaya) menunjukkan bahwa kendaraan bermotor merupakan sumber utama pencemaran udara. Hal ini dapat dilihat dari persentase cemaran CO sebesar 98,8%, NO_x sebesar 73,4% dan HC sebesar 88,9%, Pb sebesar 100% yang semuanya berasal dari hasil pembakaran kendaraan bermotor.

A.      Emisi Gas Buang

Emisi gas buang memang tidak dapat dihilangkan sekaligus, mengingat kebutuhan masyarakat akan transportasi yang semakin tinggi. Alternatif yang muncul dapat berupa penggunaan kendaraan yang bebas polusi dengan penggerak listrik, ataupun dengan memperbaiki ataupun menciptakan system yang lebih ramah lingkungan. Oleh karena itu, sebagai sumber penghasil emisi, kendaraan yang memperoleh tenaga dari hasil pembakaran didalam silinder telah mendapatkan sentuhan teknologi tinggi baik dari penggunaan bahan bakar, mekanisme kerja maupun system kerja yang lebih efektif dan efisien. Adapun deskripsi gas buang yang dihasilkan mesin bensin adalah ;

1.       Karbon Monoksida (CO; Carbon Monoxide)

Emisi CO tidak beraroma dan tidak berwarna, namun sangat beracun. Gas ini terbentuk dari gabungan karbon dan oksigen yang tidak mencukupi untuk membentuk karbon dioksida (CO₂). CO akan dihasilkan pada saat terjadi pembakaran yang diakibatkan oleh kurangnya oksigen pada proses pembakaran (campuran bensin dan udara kaya). Emisi CO diukur dalam satuan % volume. Rata-rata emisi CO pada mesin 4 tak dalam kondisi normal : 1,5–3,5% untuk mesin dengan karburator , 0,5–1,5% pada mesin dengan system injeksi (EFI) dan 0,0–0,2% pada mesin EFI dengan Catalis.

2.       Nitrogen Oksida (NOx; Nitrogen Oxide)

Nitrogen dihasilkan akibat adanya N₂ (nitrogen) dalam campuran udara dan bahan bakar, serta suhu pembakaran yang tinggi dari dalam silinder sehingga terjadi pembentukan NO_x. Substansi NO_x tidak beraroma, namun terasa pedih di mata. Emisi NO_x diukur dengan satuan ppm. Pada campuran yang kurus, kadar NO_x cenderung meningkat

3.       Karbon Dioksida (CO2; Carbon Dioxide)

Semakin tinggi gas CO₂ dalam gas buang mengindikasikan bahwa semakin baik pembakaran dalam mesin. Sebaliknya, semakin rendah kadar CO₂ dalam gas buang menandakan bahwa efisiensi pembakaran tidak bagus dan berarti pula kinerja mesin tidak bagus. Akibat lainnya, gas buang CO dan HC berlebihan dan konsumsi bahan bakar meningkat.

B.      Teknologi Penurun Emisi Gas Buang pada Mesin dengan Karburator

Untuk mengakomodir kebutuhan penurunan emisi, pada beberapa kendaraan yang masih menggunakan system bahan bakar konvensional telah dikembangkan system yang dapat menurunkan tingkat emisi pada gas buang. Dengan perlengkapan ini maka Mutu Emisi yang ditetapkan oleh pemerintah akan dapat tercapai. Adapun perangkat tersebut dapat dicontohkan sebagai berikut :

1.       Positive Crankcase Ventilation (PCV)

Terpasang diantara cover cylinder head dan intake manifold. Fungsi katup PCV adalah untuk menyalurkan blow-by gas ke dalam ruang bakar agar dapat dibakar kembali. Sekitar 70−80% gas yang terdapat dalam crankcase/karter berupa HC yang tidak terbakar dan sisanya 20−30% berupa uap air dan gas asam Sisa tersebut dapat menyebabkan kerusakan pelumas mesin dan membuat karter berkarat.

2.       Fuel Evaporative Emission Control (EVAP) System

Fungsi sistem ini untuk mencegah agar HC tidak terbuang bebas ke atmosfer. Caranya dengan menggunakan sebuah charcoal canister (filter karbon) untuk menyerap HC yang menguap dari tangki bahan bakar dan ruang pelampung di karburator.

3.       Throttle Positioner (TP) System

Fungsi system ini adalah untuk memberikan kesempatan pada throttle valve agar dapat membuka sedikit ketika terjadi deselerasi. Dengan pembukaan ini pada saat deselerasi akan memungkinkan pengurangan emisi pada gas buang.

Pada saat deselerasi, bila throttle valve menutup penuh kevakuman di intake manifold mendadak tinggi. Akibatnya udara yang masuk sedikit dan campuran menjadi kaya. Pada waktu bersamaan, kompresi dalam ruang bakar juga menurun. Akibatnya, pembakaran menjadi tidak stabil (misfiring) sehingga kadar CO dan HC dalam gas buang meningkat drastis. Untuk mencegah masalah itu, throttle valve harus lebih terbuka sedikit daripada idle ketika terjadi deselerasi sehingga campuran terbakar lebih sempurna.

4.       Sistem Sirkulasi Ulang Gas Buang (EGR System)

EGR sistem digunakan untuk mengurangi substansi NO_x dalam gas buang. Seperti sudah dijelaskan, NO_x dalam gas buang meningkat seiring dengan kenaikan suhu dalam ruang bakar karena akselerasi atau mesin dibebani berat. Suhu yang tinggi menyebabkan sebagian N₂ (nitrogen) bereaksi dengan O₂ (oksigen). Cara terbaik mengurangi substansi NO_x dalam gas buang dengan menahan suhu dalam ruang bakar tetap rendah. Gas buang berisi karbon dioksida (CO₂) dan uap air (H₂O), keduanya merupakan inert gas yang tidak bisa bereaksi dengan oksigen (O₂). Sistem EGR memasukkan gas buang kembali ke intake manifold, dengan tujuan untuk menurunkan suhu dalam ruang bakar. Ketika campuran udara-bensin dan gas buang bercampur bersama, proporsi campuran menjadi kurus, selanjutnya panas hasil pembakaran dibawa oleh gas buang. Akibatnya, suhu maksimum dalam ruang bakar menurun sehingga kadar NO_x dalam gas buang mengecil.

Kesimpulan : Pencemaran udara merupakan masalah yang memerlukan perhatian khusus, khususnya untuk daerah-daerah kota besar. Pencemaran udara yang ada dapat berasal dari asap kendaraan bermotor, asap pabrik ataupun partikel-partikel yang lain. Saat ini mulai dilakukan upaya pemantauan pencemaran udara. Dari hasil pemantauan tersebut diketahui ada beberapa parameter yang cukup memprihatinkan, diantaranya: debu (partikulat), Sulfur Dioksida (SO₂), Oksida nitrogen (NO_x), Carbon dioksida (CO) dan hidrokarbon (HC). Pencemar lainnya adalah timbal (Pb) yang dikandung dalam bensin (Premium). Keberadaan timbal (Pb) di udara dapat membahayakan bagi kesehatan manusia. Pencemaran ini terjadi salah satunya karena emisi gas buang.

Daftar Pustaka:

Ratnani.2008.TEKNIK PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA YANG DIAKIBATKAN OLEH PARTIKEL

Sutiman.2004. UPAYA PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA MELALUI PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MOTOR BENSIN DAN EMS

Hidayat, Atep Afia. Dan Kholil, Muhammad.2017. Kimia, Industri dan Teknologi Hijau