Polutan Udara & Kimia Atmosfer
Setelah ini kamu bisa menjelaskan pembentukan polutan udara (CO, NOx, SOx, ozon permukaan) dari reaksi kimia dan dampaknya.
Jakarta, Bandung, dan banyak kota besar Indonesia rutin masuk daftar udara paling kotor dunia. Asap knalpot, debu pabrik, dan pembakaran terbuka melepas polutan ke udara: CO tak berbau mematikan, NOₓ dan SOₓ penyebab hujan asam, ozon permukaan iritan paru, dan partikel halus PM2.5 yang masuk aliran darah. Polutan primer dilepas langsung, polutan sekunder terbentuk dari reaksi kimia di atmosfer. Memahami kimia polutan adalah kunci mengendalikannya. Coba pilah di bawah.
Polutan primer
Polutan primer adalah polutan yang dilepas langsung ke atmosfer dari sumbernya. CO (karbon monoksida) dari pembakaran tidak sempurna bahan bakar — tak berwarna, tak berbau, sangat beracun karena mengikat hemoglobin lebih kuat dari O₂. NOₓ (NO dan NO₂) dari pembakaran suhu tinggi di mesin dan pabrik — penyebab kabut coklat dan prekursor hujan asam. SO₂ (sulfur dioksida) dari pembakaran batu bara dan pembakaran sulfur — terutama pabrik dan pembangkit listrik. Partikel PM10 dan PM2.5 dari debu, asap, dan pembakaran.
Polutan primer adalah polutan yang dilepas langsung dari sumber (CO, NOₓ, SO₂, partikel). Polutan sekunder adalah polutan yang terbentuk dari reaksi kimia polutan primer di atmosfer (ozon permukaan, hujan asam, PAN). Ozon permukaan (O₃ troposfer) adalah polutan sekunder beracun yang terbentuk dari NOₓ dan VOC bereaksi dengan cahaya matahari. Hujan asam adalah hujan dengan pH rendah akibat SO₂ dan NOₓ terlarut jadi H₂SO₄ dan HNO₃. Indeks Kualitas Udara (AQI) adalah pengukuran terstandar tingkat polusi udara.
Pasangkan polutan dengan sumbernya.
Polutan sekunder
Polutan sekunder terbentuk dari reaksi kimia polutan primer di atmosfer, biasanya dengan bantuan cahaya matahari (fotokimia). Ozon permukaan (O₃ troposfer) terbentuk dari NO₂ yang difotolisis oleh sinar UV: NO₂ + cahaya → NO + O, lalu O + O₂ → O₃. Ozon permukaan berbeda dengan ozon stratosfer (lapisan pelindung) — yang permukaan beracun, yang stratosfer melindungi dari UV. Hujan asam terbentuk saat SO₂ dan NOₓ teroksidasi jadi H₂SO₄ dan HNO₃ yang larut dalam air hujan. PAN (peroksi asetil nitrat) terbentuk dari hidrokarbon dan NOₓ, iritan mata dan paru.
Sorot ciri polutan sekunder.
Dampak dan pengendalian
Polutan udara berdampak besar. Kesehatan: asma, bronkitis, kanker paru, serangan jantung — PM2.5 penyebab utama kematian dini jutaan orang per tahun. Lingkungan: hujan asam merusak hutan, danau, dan bangunan; ozon merusak tanaman pertanian. Iklim: CO₂ dan black carbon mempercepat pemanasan global. Pengendalian: filter knalpot (catalytic converter mengubah CO, NOₓ jadi CO₂, N₂), bahan bakar rendah sulfur, scrubber pabrik, transportasi publik dan kendaraan listrik, energi terbarukan. Indeks Kualitas Udara (AQI) memantau tingkat polusi secara real-time di kota-kota besar.
Susun langkah pembentukan hujan asam.
Bayangkan atmosfer kota seperti dapur yang sibuk memasak. Polutan primer adalah bahan mentah yang dibawa masuk (CO, NOₓ, SO₂ dari knalpot dan cerobong). Cahaya matahari adalah kompor yang memasak bahan-bahan ini menjadi hidangan baru (polutan sekunder: ozon, asam). Air awan adalah kuah yang melarutkan masakan jadi sup asam (hujan asam). Mematikan kompor (kurangi emisi) dan menyaring bahan (filter knalpot) adalah cara mengurangi hidangan beracun ini di dapur atmosfer.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Bagaimana ozon permukaan terbentuk dari emisi kendaraan?
Kendaraan lepas NOₓ (NO dan NO₂). NO₂ menyerap sinar UV matahari dan terurai: NO₂ + cahaya → NO + O. Atom O ini sangat reaktif.
Atom O bereaksi dengan O₂ di udara: O + O₂ → O₃ (ozon permukaan). Inilah sebab ozon permukaan tertinggi saat siang hari cerah dan banyak emisi kendaraan. Berbeda dengan ozon stratosfer (lapisan pelindung), ozon permukaan adalah polutan beracun yang mengiritasi paru-paru dan merusak tanaman.
Jebakan: menyamakan ozon permukaan dengan ozon stratosfer. Yang benar: ozon stratosfer (lapisan tinggi) adalah perisai yang melindungi Bumi dari UV berbahaya — harus dilindungi (lubang ozon). Ozon permukaan (troposfer) adalah polutan beracun yang terbentuk dari emisi kendaraan dan industri — harus dikurangi. “Ozon baik di atas, buruk di bawah” — posisi menentukan apakah bermanfaat atau berbahaya.
Jebakan: menganggap CO kurang berbahaya karena tak berwarna dan tak berbau. Yang benar: CO justru sangat berbahaya justru KARENA tak terdeteksi indera. CO mengikat hemoglobin 200 kali lebih kuat dari O₂, menyebabkan keracunan sistemik tanpa peringatan. Penderita CO sering tak sadar terkena dan pingsan — itulah mengapa alarm CO wajib di rumah dengan pemanas gas. Tak berbau bukan berarti aman.
- Primer: CO, NOₓ, SO₂, PM — dilepas langsung dari sumber.
- Sekunder: ozon permukaan, hujan asam, PAN — terbentuk dari reaksi.
- Ozon permukaan: NOₓ + VOC + UV, berbeda dari ozon stratosfer.
- Hujan asam: SO₂/NOₓ → H₂SO₄/HNO₃, pH <5,6.
- Pengendalian: filter knalpot, energi bersih, transportasi publik.