KIMIA LINGKUNGAN

KIMIA LINGKUNGAN
Indriana lestari
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi dan industri berdampak positif atau
negatif bagi kehidupan manusia.
Dampak positif: peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup.
Dampak negatif: penurunan kualitas dan kenyamanan hidup 
tidak diinginkan  karena menimbulkan masalah  kerusakan
dan pencemaran lingkungan
KIMIA LINGKUNGAN
Lingkungan adalah kumpulan segala sesuatu yang membentuk
kondisi dan akan mempengaruhi baik secara langsung maupun
tidak langsung terhadap segala kehidupan yang ada di dalamnya.
Kimia Lingkungan adalah ilmu tentang sumber, reaksi, aliran, dan
efek dari bahan-bahan kimia dalam air, tanah, udara di lingkungan
hidup.
Kimia lingkungan adalah ilmu kimia yang mempelajari lingkungan
hidup, peristiwa-peristiwa yang terjadi di dalamnya, dan bahanbahan kimia yang ada ada lingkungan hidup.
PENCEMARAN LINGKUNGAN
Pencemaran lingkungan terjadi jika daur materi dalam lingkungan
hidup mengalami perubahan, sehingga kesetimbangan dalam hal
struktur maupun fungsinya terganggu.
Gangguan terjadi dari proses alam maupun perbuatan manusia.
Pencemaran Lingkungan adalah peristiwa penyebaran bahan
kimia dengan kadar tertentu yang dapat merubah kesetimbangan
daur materi, baik keadaan struktur maupun fungsinya sehingga
mengganggu kesejahteraan manusia.
Mengapa Lingkungan dapat
Tercemar ?
Karena:
1. Kecepatan hilangnya senyawa tertentu dari lingkungan lebih
besar daripada masuknya senyawa pengganti.
2. Rusaknya atau putusnya alur siklus biokimia.
3. Kecepatan masuknya senyawa ke dalam lingkungan lebih besar
daripada kecepatan pengambilannya.
4. Masuknya senyawa yang tidak terdegadrasi ke dalam
lingkungan.
BAHAN PENCEMAR
Bahan kimia ada yang diperlukan untuk kehidupan dalam jumlah
yang besar, sehingga jika kekurangan akan menimbulkan masalah.
Ada juga yang keberadaannya harus dalam jumlah kecil untuk
kehidupan dan bila berlebihan akan menimbulkan pencemaran.
Bahan-bahan kimia yang keberadaannya dalam lingkungan dapat
menyebabkan terganggunya kesejahteraan hidup manusia, hewan
maupun tumbuhan disebut bahan pencemar.
Sumber-Sumber Bahan
Pencemar:
1. Proses Alam:
Pembusukan secara biologis, aktivitas gunung berapi,
terbakarnya semak-semak.
2. Perbuatan/aktivitas manusia:
Hasil samping dari aktivitas manusia seperti limbah dari kegiatan
industri, penimbunan sampah, hasil pembakaran dari bahan
bakar industri dan kendaraan bermotor, penggunaan desinfektan
dan pestisida yang berlebihan, dll.
FAKTOR-FAKTOR DARI AKTIVITAS MANUSIA
YANG MENYEBABKAN PENCEMARAN
1.
2.
3.
4.
5.
Faktor Industrialisasi
Kegiatan pertambangan, transportasi, penyulingan dan pengolahan bahan untuk
menghasilkan energi maupun barang untuk kebutuhan manusia.
Sisa-sisa buangan yang dihasilkan sebagai hasil sampingan selama proses-proses
di atas (limbah).
Faktor Urbanisasi
Pembukaan hutan untuk perkampungan, industri dan transportasi
Penimbunan atau menumpuknya sisa-sisa buangan/sampah dan hasil samping
proses di atas
Faktor Kepadatan Penduduk
Meningkatnya kebutuhan tempat tinggal, pangan, kebutuhan energi, barangbarang konsumsi dan bahan-bahan untuk hidup.
Faktor Cara Hidup
Penggunaan barang kebutuhan secara berlebihan, tuntutan kemewahan, dan
pemborosan energi.
Faktor Perkembangan Ekonomi
Meningkatnya penggunaan bahan sumber energi, seperti BBM, hasil hutan
Meningkatnya sisa-sisa buangan sebagai hasil samping produksi barang-barang
kepentingan pabrik  meningkatnya bahan pencemar
3 JENIS PENCEMARAN
Berdasarkan medium fisik lingkungan tempat tersebarnya bahan
kimia, maka jenis pemcemaran dibagi 3, yaitu:
1. Pencemaran Udara
2. Pencemaran Air
3. Pencemaran Tanah
PENCEMARAN UDARA
Udara akan tercemar jika ada bahan-bahan/zat asing di dalam udara
yang menyebabkan perubahan susunan/komposisi dari keadaan
normalnya, melewati batas Nilai Ambang Batas yang diijinkan.
Sebagian besar bahan penyebab pencemaran udara adalah gas-gas
beracun (90%) dan sisanya partikel-partikel zat padat. Gas-gas beracun
dapat berasal dari pembakaran bahan bakar kendaraan (bahan bakar
fosil), industri dan rumah tangga. Dari pembakaran juga dihasilkan
partikel-partikel karbon dan timah hitam. Debu berterbangan yang
ditiup angin, abu atau debu dan gas-gas vulkanik dari letusan gunung
berapi
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
a. Karbon Monoksida.
Gas CO tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa, titik didih -192 oC,
tidak larut dalam air dan beratnya 95% dari berat udara.
Merupakan bahan pencemar paling banyak di udara, sifat racunnya 107 x
sifat racun CO2.
Konsentrasi normal CO di udara ± 0,1 ppm, di kota dengan lalu lintas padat ±
10 – 15 ppm.
Dampak bagi manusia: gangguan kesehatan sampai kematian. CO bersifat
racun metabolis, ikut bereaksi secara metabolis dengan hemoglobin (Hb)
dalam darah, dimana ikatan COHb lebih kuat dari O2Hb  kekurangan
oksigen.
Reaksi :
Hb + O2  O2Hb (Oksihemoglobin)
Hb + CO  COHb (Karbohemoglobin)
COHb 140 lebih stabil daripada O2Hb
Dampak bagi tumbuhan, kadar CO 200 ppm dengan waktu kontak 24 jam
dapat mempengaruhi kemampuan fiksasi nitrogen oleh bakteri utamanya yang
terdapat pada akar tumbuhan.
Sumber CO:
 Pembakaran tidak sempurna
2 C + O2  2 CO
 Hasil reaksi gas CO2 dengan karbon dalam proses industri
CO2 + C  2 CO
 Penguraian gas CO2 pada suhu tinggi
2 CO2  2 CO + O2
Tabel 1. Tabel pengaruh kadar CO terhadap
dampaknya pada tubuh
Kadar CO
Waktu Kontak
Dampak bagi tubuh
≤ 100 ppm
Sebentar
± 30 ppm
8 jam
Menimbulkan pusing dan mual
± 1000 ppm
1 jam
Pusing dan kulit berubah kemerahmerahan
± 1300 ppm
1 jam
Kulit menjadi merah tua dan rasa
pusing yang hebat
> 1300 ppm
1 jam
Lebih hebat sampai kematian
Dianggap aman
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
b. Oksida Nitrogen (NOx).
Oksida Nitrogen dalam bahan pencemar adalah NO dan NOx.
Gas NO tidak berbau, tidak berwarna. Sedangkan gas NO2 berbau
menyengat, berwarna coklat kemerahan, toksisitas (sifat racun) 4 x NO.
Dampak bagi manusia: jika paru-paru terkena NO2 akan membengkak
sehingga sulit bernapas sampai kematian. Konsentrasi NO yang tinggi
menyebabkan kejang-kejang, bila keracunan berlanjut mengakibatkan
kelumpuhan.
Di udara NOx menimbulkan PAN (Peroxy Acetyl Nitrates)  iritasi mata.
PAN + senyawa lain  kabut foto kimia (Photo Chemistry Smog).
Dampak bagi tumbuhan: menyebabkan bintik-bintik pada permukaan daun,
bila konsentrasinya tinggi menyebabkan nekrosis (kerusakan jaringan daun)
 fotosintesis terganggu.
Konsentrasi NO 10 ppm dapat menurunkan kemampuan fotosintesis 60-70%
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
c. Oksida Belerang (SOx).
Gas SO2 tidak berwarna tapi berbau tajam.
Berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, terutama batu bara. Gas buang
lebih banyak mengandung SO2 daripada SO3. Dengan oksigen dari udara SO2
 SO3.
Reaksi :
S + O2  SO2
SO2 + ½ O2  SO3
Gas SO3 sangat reaktif, reaksi dengan uap air dari udara:
SO2 + H2O  H2SO3
SO3 + H2O  H2SO4
Jika ikut terkondensasi di udara dan jatuh bersama air hujan menyebabkan
hujan asam.
Dampak bagi manusia: SOx menimbulkan gangguan pernapasan. Jika SOx
berubah menjadi asam maka akan menyerang selaput lendir pada hidung,
tenggorokan dan saluran napas yang lain sampai ke paru-paru.
Jika konsentrasi SO2 tinggi dan suhu rendah, pada paparan lama 
peradangan pada selaput lendir diikuti kelumpuhan sistem pernapasan 
kematian
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
Dampak pada benda-benda: SO2 bersifat korosif. Cat dan bangunan gedung
berwarna menjadi kusam kehitaman karena PbO pada cat bereaksi dengan
SOx menghasilkan PbS. Jembatan menjadi rapuh karena percepatan
pengkaratan.
Pb  menyebabkan kerusakan otak
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
d. Hidrokarbon
Cairan hidrokarbon membentuk kabut minyak (droplet)
Padatan hidrokarbon akan membentuk asap pekat dan menggumpal menjadi
debu/partikel.
Hidrokarbon bereaksi dengan NO2 dan O2  PAN. Campuran PAN dengan gas
CO dan O3 disebut kabut foto kimia yang dapat merusak tanaman  daun
menjadi pucat karena selnya mati
Senyawa hidrokarbon, metan dihasilkan dari penguraian senyawa organik
oleh bakteri anaerob yang terjadi dalam air, dalam tanah dan dalam sedimen
yang masuk ke dalam lapisan atmosfer.
2 (CH2O)n  CO2 + CH4
sumber metana yang terbesar yang disebabkan oleh manusia adalah
peternakan. Pada limbah PKS juga mengandung metan.
Apabila gas metana tingkat tinggi mengurangi kadar oksigen di dalam
atmosfer di bawah 19,5% maka akan menyebabkan sesak nafas. Kadar yang
bertambah juga dapat menyebabkan kebakaran tingkat tinggi dan ledakan
apabila bercampur dengan udara. Kontribusi GHG (Green House Glass)
Komponen Pencemar Udara dan
Dampak Pencemaran Udara
e. Partikulat.
Partikel padatan (debu) yang masuk/mengendap dalam paru-paru dapat
menimbulkan penyakit saluran pernapasan, antara lain:
 Silikosis, akibat debu silika bebas SiO2 biasanya pada daerah industri baja,
keramik, beton, bengkel besi (gerinda/mengikir), penambangan bijih besi,
timah putih, batubara.
 Asbestosis, akibat debu/serat asbes (campuran silikat), pabrik asbes, atap
asbes.
 Bisinos, akibat debu/serat kapas terjadi di industri pemintalan kapas/tekstil,
pembuatan kasur atau jok kursi.
 Antrakosis, akibat dari debu batubara, terjadi di penambangan batubara,
kendaraan berbahan bakar batubara.
 Berilosis, akibat debu logam berilium yang dapat berupa logam murni,
oksida, sulfat atau halogenasi
PENANGGULANGAN
•
•
•
•
Menggunakan bahan bakar beremisi rendah.
Menyaring limbah asap industri.
Penghijauan (paru-paru kota)
Reboisasi
PENCEMARAN AIR
Air di alam mengalami siklus yang teratur: air  uap  hujan
Air di alam terdapat dalam bentuk air hujan, sungai/mata air,
mineral dan laut.
Pencemaran air adalah peristiwa masuknya zat, unsur atau
komponen lainnya ke dalam air sehingga kualitas air terganggu
sampai tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi
sesuai dengan peruntukannya.
KARAKTERISTIK AIR BERSIH
Secara umum: air yang aman dan sehat yang bisa dikonsumsi
manusia.
Secara fisik: jernih/tidak berwarna, tidak berasa dan berbau.
Secara kimia: pH netral, tidak mengandung logam berbahaya,
parameter BOD, COD, DO, TS, TSS dan konduktivity memenuhi
aturan setempat.
Secara biologi: tidak mengandung bakteri patogen (E. Coli)
Komponen Pencemar Air
a. Bahan Organik.


Baik yang mengalami penguraian oleh mikroorganisme ataupun tidak.
Limbah bahan organik yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme 
mikroorganisme bertambah dan bakteri patogen juga bertambah 
berkurangnya jumlah oksigen terlarut  dibutuhkan untuk
pembusukan. Jika oksigen sedikit  ikan mati.
Sabun merupakan senyawa garam dari asam lemak tinggi. Sabun larut
dalam air dan bersifat surfaktan (menurunkan tegangan permukaan
air), dan terurai menjadi ion. Dengan adanya minyak, lemak, dan bahan
organik tidak larut dalam air maka sabun mengemulsi bahan-bahan
tersebut. Begitu sabun masuk ke dalam buangan air, langsung
terendapkan sebagai garam Ca dan Mg.
b. Bahan Anorganik
Berupa limbah yang tidak dapat membusuk dan sulit didegradasi oleh
mikroorganisme  jumlah ion logam dalam air meningkat (Pb, As, Cd, Hg, Cr,
Ni, Ca, Mg, Co).
c.
d.
Ion Ca dan Mg menyebabkan air sadah yang mengakibatkan korosi pada plat
besi, pada peralatan proses seperti tangki, boiler dan pipa-pipa penyalur.
Endapan Sedimen
Meliputi buangan padatan/butiran.
Pengendapan buangan padat akan menutupi permukaan dasar air,
menghalangi fotosintesis dan menutupi sumber makanan dan telur ikan 
jml ikan berkurang
Pelarutan bahan buangan padatan menyebabkan perubahan warna  pekat
 mengurangi penetrasi sinar matahari  fotosintesis terganggu  jumlah
oksigen dalam air berkurang  mempengaruhi biota air.
Lain-lain
Minyak (tumpahan minyak bumi) yang tidak larut dalam air akan mengapung
dan menutupi permukaan air  menghalangi difusi oksigen dari udara ke air,
menghalangi sinar matahari  fotosintesis terganggu  oksigen dalam air
berkurang.


Pestisida  bersifat racun dan sulit terdegradasi  pestisida terkadang
dicampur dengan senyawa minyak bumi  permukaan air tertutup
minyak  oksigen dan sinar matahari sulit masuk dalam air 
................
Zart Radioaktif  merusak sel tubuh dan genetik (kemandulan,
kematian, leukimia)
Dampak Pencemaran Air




Air tidak dapat dimanfaatkan lagi untuk keperluan rumah tangga, pertanian
maupun industri.
Rantai makanan dalam air terganggu akibat menurunnya kadar oksigen
dalam air
Pemakaian detergen, pupuk mengandung fosfat dan nitrat dalam air
ditunjukkan  gulma air (ganggang dan enceng gondok)  mati 
pembusukan  membutuhkan oksigen  mengganggu biota air.
Air menjadi penyebab timbulnya penyakit, baik oleh bakteri patogen maupun
ion logam.
Keracunan Co  Co dalam tubuh 150 ppm akan merusak jaringan gondok.
Keracunan Co menyebabkan gagal jantung, tekanan darah tinggi, sesak
napas.
Karacunan Hg  bayi lahir cacat, sakit kepala, sukar menelan, penglihatan
kabur, gusi membengkak disertai diare, sampai kematian.
Keracunan insektisida  pusing, mual, kerusakan hati dan ginjal. Akumulasi
dalam waktu lama menyebabkan kangker kulit, paru-paru dan hati.
Insektisida bersifat karsinogenik.
PENANGGULANGAN




Air tidak dapat dimanfaatkan lagi untuk keperluan rumah tangga, pertanian
maupun industri.
Rantai makanan dalam air terganggu akibat menurunnya kadar oksigen
dalam air
Pemakaian detergen, pupuk mengandung fosfat dan nitrat dalam air
ditunjukkan  gulma air (ganggang dan enceng gondok)  mati 
pembusukan  membutuhkan oksigen  mengganggu biota air.
Air menjadi penyebab timbulnya penyakit, baik oleh bakteri patogen maupun
ion logam.
Keracunan Co  Co dalam tubuh 150 ppm akan merusak jaringan gondok.
Keracunan Co menyebabkan gagal jantung, tekanan darah tinggi, sesak
napas.
Karacunan Hg  bayi lahir cacat, sakit kepala, sukar menelan, penglihatan
kabur, gusi membengkak disertai diare, sampai kematian.
Keracunan insektisida  pusing, mual, kerusakan hati dan ginjal. Akumulasi
dlam waktu lama menyebabkan kangker kulit, paru-paru dan hati. Insektisida
bersifat karsinogenik.
BOD dan COD
Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk
menguraikan (mengoksidasikan) hampir semua zat organis yang terlarut dan
sebagian zat organis yang tersuspensi dalam air.
Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat
air buangan penduduk atau industri, dan untuk mendisain sistem pengolahan
biologis bagi air yang tercemar tersebut.
Penguraian zat organis adalah peristiwa alamiah. Apabila sesuatu badan air
dicemari oleh zat organis, bakteri dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air
selama proses oksidasi tersebut yang bisa mengakibatkan kematian ikan. Keadaan
menjadi anaerobik dan dapat menimbulkan bau busuk pada air.
BOD dan COD
COD atau Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen yang diperlukan
untuk mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990).
Hal ini karena bahan organik yang ada sengaja diurai secara kimia dengan
menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam dan panas
dengan katalisator perak sulfat (Boyd, 1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga
segala macam bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan
sulit urai, akan teroksidasi.
Dengan demikian, selisih nilai antara COD dan BOD memberikan gambaran
besarnya bahan organik yang sulit urai yang ada di perairan.
Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak bias lebih besar dari
COD. Jadi COD menggambarkan jumlah total bahan organik yang ada.
Dari hasil tes yang biasa didapat, jumlah COD selalu lebih besar dibanding
dengan jumlah BOD, karena tes COD memperhitungkan semua unsur kimia dalam
air yang membutuhkan oksigen untuk proses oksidasi, maka BOD hanya
memperhitungkan kebutuhan bakteri (organismehidup) saja.
PENCEMARAN TANAH
Pencemaran tanah memiliki hubungan yang erat baik dengan
pencemaran udara maupun dengan pencemaran air.
Bahan pencemar yang terdapat dari udara larut dan terbawa air
hujan  jatuh ke tanah.
Bahan pencemar yang terdapat dalam air di permukaan tanah 
masuk ke tanah.
Pencemaran tanah adalah peristiwa masuknya bahan asing baik
organik maupaun anorganik yang berada di permukaan tanah
yang menyebabkan tanah menjadi rusak dan tidak dapat
memberikan daya dukung bagi kehidupan manusia, baik
pertanian, peternakan, kehutanan dan pemukiman.
PENYEBAB
Faktor Internal, yaitu peristiwa alam sperti letusan gunung berapi,
pasir, batu, bahan vulkanik yang menutupi tanah.
Faktor Eksternal, yaitu akibat dari aktivitas manusia, seperti
penggunaan pupuk buatan, pestisida, herbisida berlebihan.
DAMPAK PENCEMARAN TANAH
Dampak langsung  bau, merusak pandangan, kotor dan kumuh
Cr, pestisida, herbisida  karsinogenik
Timbal  kerusakan otak dan ginjal
Pelarut yang mengandung klorin  merangsang perubahan hati
dan ginjal serta penurunan sistem saraf pusat.
DDT  menyebabkan rapuhnya cangkang telur pada burung,
meningkatnya tingkat kematian anakan.
PENANGGULANGAN
Remediasi : kegiatan membersihkan permukaan tanah tercemar
2 Jenis remediasi yaitu in-situ (on-site) dan ex-situ (off-site).
on-site  pembersihan di lokasi, terdiri dari pembersihan – injeksi
– bioremediasi (proses pembersihan tanah menggunakan
mikroorganisme jamur dan bakteri)
off-site  mahal dan rumit, dengan cara memindahkan tanah ke
bak/ tangki kedap, kemudian diolah ke instalasi pengolahan.