kimia lingkungan
TRANSCRIPT
KIMIA LINGKUNGAN
A. FUNGSI KIMIA LINGKUNGAN
Kimia lingkungan mempelajari masalah lingkungan hidup yang berkaitan
dengan reaksi kimia. Kimia juga mempelajari penerapan pengetahuan kimia untuk
melindungi dan memperbaiki lingkungan hidup.
Manusia memanfaatkan berbagai sumber yang ada di lingkungan untuk hidup,
kita menggambil makanan dari apa yang tumbuh dan hidup di darat dan air, kita
menghirup osigen dari udara.kita menggunakan batu bara, miyak ,dan bahan alam
lainnya untuk menghasilkan energi ataupun untuk menjalankan pabrik-pabrik yang
berguna untuk meningkatlkan taraf hidup manusia.
Dalam hal ini akan dibahas masalah lingkungan dari berbagi segi,yaitu
pencemaran udara, pencemaran air, pencemaran tanah dan beberapa masalah lain
yang berkaitan dengan keperluan manusia.
B. PENCEMARAN UDARA
Pencemaran udara disebabkan oleh terdapatnya zat kimia didalam lingkungan
diatas ambang batas yang ditentukan.
Komponen Rumuskonsentrasi
% ppmNitrogenOksigenArgonKarbon dioksidaNeonHeliumMetanaKripton
N2
O2ArCO2NeHeCH4Kr
78,0920,940,9340,03150,00180,000580,00010-0,000120,0001
780900209400
9340315
185,21,0-1,21
Karbon monoksidaNitrogen oksidaHidrogenXenonNitrogen dioksidaOzon
CON2OH2XeNO2O3
0,000010,000050,000050,0000080,000002 0,000001-0,000004
0,10,50,50,080,020,01-0,04
Catatan : ppm = bagian per sejuta ( parts per million )1 % = 10.000 ppm
Udara tercemar zat-zat asing yang masuk kedalamnya meningktanya kadar
komponen tertentu yang dapat membawah akibat yang tidak di inginkan dan
menganggu kelestarian lingkungan .
1.Karbon dioksida ( CO2 )
Karbon dioksida tergolong gas rumah kaca. Sebelum era industrilisasi, kadar
karbon dioksida di udara, yaitu hanya 280 ppm ( 0,0280% ). Dengan semakin
banyaknya pembakaran batu bara, minyak bumi,dan gas alam berakibat kadar gas
meningkat hingga 315 ppm. Dewasa ini, terjadi peningkatan kadar CO2 diatmosfir
sebesar 1 ppm pertahun . Batu bara terdiri atas sebagian karbon, yang apabila dibakar
akan beraksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida
C(s)+ O2 ( g ) CO2 (g)
Gas alam dan minyak bumi termasuk senyawa hidro karbon. Pembakaran gas
alam dan minyak bumi menghasilkan karbon dioksida dan uap air .
Sebenarnya karbon dioksida tidak berbahaya bagi manusia namun kenaikan
kadar CO2 diudara telah meningkatkan suhu permukaan bumi. Fenomene inilah yang
disebut efek rumah kaca, akibatnya suhu dipermukaan bumi naik jika kadar CO2
diudara naik, kenaikan suhu global dapat mencairakan suhu es di kutub, akibat
selanjutnya adalah kenaikan permukaan laut sehingga dapat membanjiri kota-kota
pantai seluruh dunia
2. Karbon monoksida (CO).
Karbon dioksida bereaksi dengan hemoglobin dalam darah seperti kita ketahui
hemoglobin ini seharusnya bereaksi dengan oksigen menjadi O2 Hb(oksi hemoglobin)
dan membawa oksigen yang diperlukan ke sel-sel dalam tubuh .
3. Oksida belerang (SO2 dan SO3)
Oksida belerang menyebabkan hujan asam
Bahan bakar seperti batu bara dan minyak bumi biasanya menggandung
belerang. Pembakaran bahan bakar ini akan menghasilkan oksida belerang
S(s)+O2(g) SO2 (g)
Selain dari bahan bakar, sumber lain dari oksida belerang adalah industri
pengolahan logam yaitu pemanggangan biji logam yang berupa sulfida .
Belerang oksida , apabila terhisap oleh pernapasan akan bereaksi dengan air
dalam saluran pernapasan dan menimbulkan rasa sakit. Apabila SO3 yang terhisap,
maka berbentuk asam sulfat dan asam ini lebih berbahaya diambang batas SO2
diudara adalah 0,10 ppm.
4. Oksida nitrogen (NO dan NO2)
Oksida nitrogen menimbulkan asbut (Smog) sekitar 10 % dari gas NO
dihasilkan teroksidasi lebih lanjut membentuk NO2 .
Gas N0 tidak berwarna sedangkan NO2 coklat merah. Asbut menyebabkan
berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan saluran pernapasan menjadikan
tanaman layu dan menurunkan kualitas materi.
Asbut adalah campuran yang rumit yang terdiri atas berbagai gas dan partikel
zat cair dan zat padat. Asbot dihasilakan serentetan reaksi proto kimia ( yaitu reaksi
kimia pengaruh sinar mata hari ).
5. Pencemar Butiran
Pencemar butiran mengganggu kesehatan dan daya pandang. Bahan pencemar
itu dapat berasal dari pusat pembangkit listrik, industri, dan kendaraan bermotor.
Pencemar butiran yang lain dapat merubah debu yang ditiup angin atau debu industri
misalnya pabrik semen.
Pencemar butiran dapat mengganggu pernapasan. Efek yang ditimbulkan
bergantung pada besar butiran, sifat kimia dan bahan kimia yang pencemar lain yang
terserap dalam butiran.
6. pencemaran timbul diudara
Timbel menimbulkan kerusakan pada otak. Timbel yang berasal dari gas
kendaraan bermotor, untuk menghasilkan pembakaran yang baik adalah dengan
meningkatkan efesiensi motor, bensin diberi zat tambahan, yaitu pb(C2 H5)4 atau
tetraetil timbel.
Setelah mengalami pembakaran dalam motor timbel dilepas keudara dalam
bentuk oksida timbel dan merupakan racun keras yang bila menumpuk dalam tubuh
akan menimbulkan permanent pada otak, darah, dan organ tubuh lainnya.
7. Penipisan lapisan ozon
Lapisan ozon melindungi bumi dari radiasi ultra ungu. Apabila lapisan ozon
rusak,maka sinar ultra ungu akan masuk kepermukaan bumi tanpa tersaring dahulu.
Hal ini dapat menyebabkan suhu permukan bumi naik,sehingga sebagian suhu es
dikutup selatan dan utara akan mencair dan mengakibatkan kenaikan permukaan laut.
Akibat lainnya adalah menyebabkan kanker kulit dan katarak pada manusia
kerusakan pada tumbuhan
C. PENCEMARAN AIR
1. Pengertian air bersih
Pencemaran air disebabkan oleh terdapatnya zat-zat kimia yang tidak memenuhi
air bersih. Air dinyatakan tercemar apabila terdapat gangguan terhadap kualitas air
sehingga air tidak dapat digunakan untuk tujuan penggunaan.berdasarkan
peruntukannya, air dibagi dalam 4 golongan yaitu :
1. Golongan A, yaitu air yang dapat diminum tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk minum.
3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluam perikanan dan
peternakan.
4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk dipergunakan keperluan
pertanian yang dapat digunakan untuk usaha perkotaan, industri dan pembangkit
listrik tenaga air.
a. Oksigen terlarut
Air mengandung oksigen terlarut berasal dari udara dan hasil fotosintetis
tumbuhan air oksigen ini dipergunakan untuk mahkluk hidup didalam air
b. Kebutuhan oksigen biokimia
Kebutuhan oksigen biokimia (BOD) adalah ukuran banyaknya oksigen yang
digunakan dalam reaksi oksidai dalam bakteri
c. Zat pada terlarut
Air alam mengandung zat pada terlarut yang berasal dari mineral-mineral dan
garam yang terlarut pada waktu air mengalir dibawah permukaan tanah
kandungan zat pada itu dapat mengakibatkan bahan pencemar dalam air.
2. Sumber pencemaran air
Sumber pencemaran air yang paling umum adalah limbah industri pertanian
dan pemukiman.
a. Limbah industri
Pada umumnya limbah industri yang paling berbahaya adalah logam berat
seperti raksa. Limbah mekuri dapat berasal dari industri obat,industri batu
baterai, industri kosmetik dan industri plastik.
Raksa masuk keadalam tubuh manusia melalui dua jalur :
1. Senyawa raksa yang terlarut masuk melalui rantai makan dari mikro
organisme keikan kemudian ke manusia yang mengkonsumsikannya.
2. Senyawa raksa dari fungsida masuk ketumbuhan kemudian kepada hewan
pemakan rumput akarnya sampai pada manusia.
b. Limbah pertanian
Penggunaan pupuk dan pestisida yang berlebihan dapat mencemari air
sehingga dapat menutupi permukaan air hal itu menghambat masuknya sinar
matahari keair dan mematikan fitoflankton dalam air.
c. Limbah pemukiman
Limbah pemukiman yang paling pontensial mencemarkan air adalah detergen
selain itu detergen juga mengandung senyawa fosfat yang merangsang
ganggang dan eceng gondok.
3. Air Sadah
Air yang mengandung ion Ca2+ dan atau Mg2+disebut air sadah. Air sadah
menyebabkan sukar berbuih karna ion diatas mengendapkan sabun. Contoh
reaksinya.
Ca2+2CH3 (CH2)16 COO- (aq) Ca (CH3(CH2)16COO)2(s)
D.PERCERMARAN TANAH
Pencemaran tanah disebabakan oleh berbagai limbah rumah tangga, industri,
pertanian, atau buangan yang tidak dapat diuraikan oleh organ mikro organisme.
1. Limbah Rumah tangga dan industri.
Selain mengganggu pemandangan , sampah atau limbah padat juga
mengganggu karena menutupi tanah sehingga tidak dapat digunakan untuk keperluan
lainnya
2. Limbah pertanian
Limbah pertanian berupa sisa-sisa pupuk atau pestisida . Selain itu sebagaian
dari sisa pupuk itu akan hanyut terbawa air sehingga mencemari air atau danau .
3. Buangan bahan-bahan yang tidak terbiodekdragasi
Bahan-bahan seperti plastik , karet,kaca,serat sentektik maupun logam tidak
dapat terdiodegradasi oleh karena bahan tersebut akan menggangu peresapan air
kedalam tanah selain itu bahan tersebut aliran darah kedalkam tanah sehingga
mepengaruhi jumlah makroorganisme dalam tanah tersebut .
Salah satu cara untuk memerangi limbah plastic adalah mengurangi
penggunaanya .Untuk menggurangi penggunaanya plastik maka dianjurkan untuk
menggunakan bahan alam jika masih memungkinkan. Misalnya , pasar-pasar
tradisional dapat menggunakn daun pisang atau daun jati sebagai pembungkus .
E. ZAT-ZAT ADITIF PADA MAKANAN
Makanan kita santap setiap hari haruslah mengandung zat-zat makanan yang
diperlukan tubuh, akan tetapi hidangan yang baik tidaklah cukup hanya mengandung
zat-zat gizi, tetapi juga harus menarik dan enak rasanya.
Dewasa ini terutama dalam industri banyak makanan yang diolah dengan
menggunakan bumbu sintetik selain bumbu alami. Bumbu sintetik ini tergolong
bahan yang disebut aditif makanan.
Berdasarkan fungsinya aditif makanan dapat digolongkan sebagai berikut :
1. Pewarna 7. Pemutih dan pematang tepung
2. Penyedap rasa dan aroma serta 8. Pengatur keasaman
Penguat rasa 9. Anti kempal
3. Pemanis 10. Pengeras
4. Pengawet 11. Sekuestren
5. Anti oksidan
6. Pengemulsi
1. Pewarna
Pewarna adalah bahan yang dapat memperbaiki atau memberi warna pada
makanan , sehingga makanan tersebut lebih menarik. Zat pewarna dapat dibedakan
atas pewarna alami, dan sintetik.
Contoh pewarna alami :
a. Anato (oranye), antara lain digunakan untuk Es cream, keju, minyak
makanan, dan margarin.
b. Karamel (coklat hitam), anatara lain digunakan untuk jem, jely, dan jamur
kalengan.
c. Beta karoten (kuning), antara lain digunakan untuk keju dan kapri
kalengan.
d. Klorofil (hijau), antara lain digunakan untuk jem, jely, dan sediaan keju
olahan.
Contoh pewarna sintetik
a. Biru berlian (biru), digunakan untuk es cream, kapri kalengan, jem dan
jely.
b. Coklat HT (coklat), digunakan untuk minuman ringan dan makanan cair.
c. Erictrosin (merah), digunakan untuk es cream, buah pir kalengan, jem,
jely dan saus.
d. Hijau FCF (Hijau), digunakan untuk es cream dan buah pir kalengan.
e. Kuning FCF (Kuning), digunakan untuk es cream dan yogurt.
2. Penyedap rasa dan aroma serta penguat rasa
Penyedap rasa dan aroma serta penguat rasa adalah bahan yang dapat
memberikan, menambah atau mempertegas rasa dan aroma makanan.
a. Penyedap rasa dan aroma (Plavor).
Penyedap rasa dan aroma yang banyak digunakan berasal dari golongan
ester-ester seperti :
Isoamil asetat = Rasa pisang
Isoamil valerat = Rasa apel
Butil-butirat = Rasa nanas
Isobutil propionat = Rasa rum
b. Penguat rasa (Flavour enhancer)
Bahan penguat rasa ataupenyedap makanan yang paling banyak digunakan
adalah MSG yang sehari-hari dikenal dengan nama vetsin rumus kimianya adalah
H
NaOOCCH2CH2 C COOH
NH2
Bahan ini banyak digunakan di restoran cina atau jepang. Komsumsi secara
berlebihan bahan ini menyebabkan berbagai macam keluhan, seperti pusing kepala,
sesak napas atau lekas lelah.
3. Pemanis Buatan
Pemanis buatan adalah bahan yang dapat menyebabkan rasa manis pada
makanan. Bahan ini tidak atau hampir tidak mempunyai nilai gizi. Contoh bahan
pemanis buatan yang boleh digunakan adalah sakarin, siklamat ( naterium atau
calsium siklamat ) dan sorbitol.
4. Pengawet
Pengawet adalah bahan yang dapat mencegah atau menghambat fermentasi,
pengasaman atau penguraian lain terhadap makanan yang disebabkan oleh
mikroorganisme.
Beberapa contoh bahan pengawet dan penggunaannya:
a. Asam benzoat, natrium benzoat dan kalium benzoat, misalnya untuk minuman
ringan, kecap, agar ketimun dalam botol, adan saus.
b. Natrium nitrat (Na NO3), untuk daging olahan dan keju.
c. Natrium nitrit (Na NO2), untuk daging olahan, daging awetan, dan kornet
kalengan.
d. Asam propionat, untuk roti dan sediaan keju olahan.
5. Anti oksidan
anti oksidan adalah senyawa yang relatif muda teroksidasi. Oleh karena itu,
penggunaannya dapat mencegah atau menghambat oksidasi bahan yang akan
dilindungi.
a. Asam askorbat (atau bentukan garam kalium, natrium, dan kalsium),
digunakan pada daging olahan, kaldu, dan buah kaleng.
b. Butilhidropsianisol (BHA), digunakan untuk mencagah ketengikan lemak dan
minyak makan. BHA dan BHT juga digunakan dalam bensin, oli, karet dan
material yang digunakan untuk kemasan makanan.
F. PUPUK DAN PESTISIDA
1. Pupuk
Seperti makhluk hidup yang lain, tumbuhan memerlukan makanan (nutrient).
Dari penelitian telah diketahui 16 jenis unsur yang harus terdapat dalam zat makanan
tumbuhan. Unsur-unsur itu disebut unsur hara.
a. Sumber dan Fungsi Unsur Hara
1. Karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O)
Karbon, hidrogen, dan oksigen diserap ke tumbuhan dari udara dan air berupa
CO2 dan H2O. ketiga unsur ini merupakan unsur dasar penyusun senyawa organik
dalam tumbuhan, seperti karbohidrat, protein, lemak, dan klorofil.
2. Nitrogen (N)
Nitrogen diserap sebagai ion nitrat (NO3-) atau ion amonium (NH4
+). Nitrogen
berfungsi antara lain untuk sintesis protein, klorofil, dan meransang pertumbuhan
vegetatif.
3. Fosforus (P)
Sumber fosforus dalam tanah adalah sisa-sisa organisme serta berbagai jenis
batuan fosfat. Sebenarnya di alam terdapat cukup banyak batuan fosfat berupa
senyawa Ca3 (PO4)2 tetapi sukar larut dalam air sehingga tak dapat diserap oleh
tanaman.
4. Kalium (K)
Sumber kalium dalam tanah adalah berbagai mineral seperti ortoklas
(KA1Si3O8) dan leusit (KA1Si2O6).
5. Kalsium (Ca)
Tanah mengandung berbagai jenis mineral kalsium, diantaranya kalsit
(CaCO3). Kalsium berguna untuk mengeraskan batang tanaman serta merangsang
pembentukan biji-bijian. Kekurangan kalsium menyebabkan daun keriput dan
akhirnya mengering.
6. Magnesium (Mg)
Kegunaan magnesium antara lain adalah untuk pembentukan klorofil.
Kekurangan magnesium menyebabkan warna daun tua menjadi kuning dan timbul
bercak-bercak merah coklat.
7. Belerang (S)
Belerang berguna membantu pembentukan pembentukan klorofil sehingga
warna daun menjadi lebih hijau. Kekurangan belerang menyebabkan pertumbuhan
terhambat dan tanaman menjadi kerdil.
8. Unsur-unsur Mikro
Unsur mikro tidak kalah pentingnya dibandingkan dengan unsur makro. Besi,
sebagai contoh, sangat penting pada pembentukan klorofil. Tanpa zat besi maka
tanaman akan mati.
b. Jenis-jenis Pupuk
1. Pupuk Alam atau Pukpuk Organik
Pupuk alam atau pupuk organik berasal dari tumbuhan atau kotoran hewan
seperti pupuk hijau, pupuk kandang dan kompos.
a. Pupuk Hijau
Pupuk hijau adalah bagian tumbuhan muda yang dibenamkan diatas tanah
dengan maksud untuk menambah humus dan unsur hara terutama nitrogen
b. Pupuk Kandang
Pupuk kandang berupa kotoran pada atau cair dari hewan ternak
c. Kompos
Kompos adalah pupuk alam yang dibuat dengan membusukkan atau
melapukkan bahan-bahan organik sisa-sisa panen atau sampah.
2. Pupuk Buatan (Anorganik)
Kelebihan pupuk buata adalah:
a. Dapat diberikan sesuai denagn jenis dan jumlah unsur hara yang
diperlukan tanaman
b. Pada umumnya berupa senyawa yang mudah diserap oleh tanaman
c. Pengangkutan dan pengguanaannya lebih praktis
Kekurangan pupuk buatan antara lain:
a. Tidak memperbaiki sifat fisis maupun sifat biologis tanah
b. Kurang mengandung unsur-unsur mikro
c. Dapat tercuci kelapisan tanah yang dalam sehingga tidak terserap oleh
tanaman
a. Pupuk Nitrogen
Kita mengenak berbagai macam pupuk nitrogen tetapi yang paling banyak
dipergunakan adalah Urea dan ZA.
b. Pupuk Fosforus
Pupuk jenis fosforus yang banyak digunakan adalah pupuk superfosfat.
c. Pupuk Kalium
Pupuk kalium sangat penting karena diperlukan dalam jumlah yang cukup
besar, pada umumnya banyak dari pada fosforus
d. Pupuk Majemuk
Pupuk majemuk mengandung lebih dari sejenis unsur hara primer (N, P, K).
e. Pupuk Daun
Pupuk daun diberikan pada tanaman melalui daun yaitu dengan jalan
meyemprotkannya.
2. Pestisida
Pada bagian ini kita hanya akan membahas pestisida yang digunakan untuk
memberantas hama tanaman.
a. Jenis-jenis Pestisida
Berdasarkan sasaran penggunaannya, pestisida dapat dibagi atas beberapa
golongan sebagai berikut.
1. Insektisida
Insektisida adalah pestisida untuk memberantas serangga seperti belalang,
kepik, wereng, dan ulat.
2. Fungisida
Fungisida adalah pestisida untuk memberantas/mencegah pertumbuhan jamur/
cendawan
3. Herbisida
Herbisida adalah pestisida untuk mematikan tumbuhan penganggu (gulma).
4. Bakterisida
Bakterisida adalah pestisida untuk memberantas bakteri dan virus
5. Nematisida
Nematisida adalah pestisida untuk memberantas hama berupa cacing.
6. Rodentisida
Rodentisida adalah pestisida untuk memberantas binatang pengerat seperti
tikus.
b. Bahan Kimia Pestisida
1. Golongan Organoklor
2. Golongan Organofosfat
Beberapa senyawa organofosfat juga bersifat racun sehingga digunakan
sebagai pestisida.
3. Golongan Karbamat
Senyawa beracun golongan karbamat merupakan turunan asam ditiokarbomin
yang disebut ditiokarbomat.
4. Golongan Antikoagulan
Antikoagulan adalah zat yang dapat menghambat pembekuan darah.
Antikoagulan biasanya digunakan sebagai rodentisida (racun tikus).
5. Golongan Arsen
Golongan arsen umumnya digunakan sebagai insektisida untuk rayap kayu
dan tanah, juga sebagai fungisida untuk mengendalikan jamur pada kayu.
6. Golongan Dipiridil
Golongan dipiridil umumnya digunakan sebagai herbisida.
7. Golongan Zinkfospida
Digunakan sebagai rodentisida.