Udara adalah kumpulan atau campuran gas, yang terbanyak adalah nitrogen dan oksigen. Oksigen sangat penting untuk mendukung kehidupan makhluk hidup dan memungkinkan terjadinya pembakaran bahan bakar. Komposisi udara bersih sangat bervariasi dari satu tempat dengan tempat yang lain di seluruh dunia. Rata-rata persentase (per volume) gas dalam udara bersih dan kering yaitu nitrogen 78%, oksigen 20,8%, argon 0,9%, karbondioksida 0,03%, dan gas lainnya 0,27%.
Pencemaran udara adalah suatu kondisi di mana kualitas udara menjadi rusak dan terkontaminasi oleh zat-zat, baik yang tidak berbahaya maupun yang membahayakan kesehatan tubuh manusia. Pencemaran udara biasanya terjadi di kota-kota besar dan juga daerah padat industri yang menghasilkan gas-gas yang mengandung zat di atas batas kewajaran.
Menurut Chambers (1976) da Masters (1991), yang dimaksud dengan pencemaran udara adalah bertambahnya bahan atau substrat fisik atau kimia ke dalam lingkungan udara normal yang mencapai sejumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia (atau dapat dihitung dan diukur) serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi, dan material.
Menurut UU No. 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan atau aktivitas manusia atau proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.
Rusaknya atau semakin sempitnya lahan hijau atau pepohonan di suatu daerah juga dapat memperburuk kualitas udara di tempat tersebut. Semakin banyak kendaraan bermotor dan alat-alat industri yang mengeluarkan gas yang mencemarkan lingkungan akan semakin parah pula pencemaran udara yang terjadi. Untuk itu diperlukan peran serta pemerintah, pengusaha dan masyarakat untuk dapat menyelesaikan permasalahan pencemaran udara yang terjadi.
Pencemar udara dibedakan menjadi pencemar primer dan pencemar sekunder.
-
Pencemar primer adalah substansi pencemar yang ditimbulkan langsung dari sumber pencemaran udara. Karbon monoksida adalah sebuah contoh dari pencemar udara primer karena ia merupakan hasil dari pembakaran.
-
Pencemar sekunder adalah substansi pencemar yang terbentuk dari reaksi pencemar- pencemar primer di atmosfer. Pembentukan ozon dalam smog fotokimia adalah sebuah contoh dari pencemaran udara sekunder.
Atmosfer merupakan sebuah sistem yang kompleks, dinamik, dan rapuh. Belakangan ini pertumbuhan keprihatinan akan efek dari emisi polusi udara dalam konteks global dan hubungannya dengan pemanasan global, perubahan iklim dan deplesi ozon di stratosfer semakin meningkat.
Zat dan Partikel Pencemar Udara
Partikulat merupakan salah satu parameter yang diukur dalam menentukan kualitas udara luar dan dalam ruang, khususnya PM-10 dan PM-2,5. Pajanan terhadap saluran nafas terutama berasal dari dalam ruang, yaitu hasil-hasil pembakaran, jamur dan kapang, mikroorganisme dari tubuh manusia, hewan, atau tanaman, dan alergen dari debu ruangan.
Partikulat adalah padatan atau likuid di udara dalam bentuk asap, debu dan uap, yang dapat tinggal di atmosfer dalam waktu yang lama. Di samping mengganggu estetika, partikel berukuran kecil di udara dapat terhisap ke dalam sistem pernafasan dan menyebabkan penyakit gangguan pernafasan dan kerusakan paru-paru. Partikulat juga merupakan sumber utama haze (kabut asap) yang menurunkan visibilitas.
Di udara, partikulat dapat berbentuk sebagai berikut:
-
Dust merupakan suatu satuan campuran material atau partikel padat dalam berbagai ukuran (diameter).
Menurut ISO 4225-1994, ”dust is small solid particles conventionally taken as dose particles below 75 µm in diameter, which settle out under their own weight but which may remain suspended for sometime.”
Menurut IUPAC (1990) dust is small, dry, solid particles projective into air by natural force, such as wind, volcanic eruption, and by mechanical or manmade processes such as crushing, grinding, milling, drilling, demolition, shoveling, conveying, screening, bagging, and sweeping.
-
Fibres merupakan material atau partikel padat dalam bentuk filamen-filamen yang mempunyai diameter kurang dari 3 µm dan panjangnya lebih dari 5µm dan antara panjang dan lebarnya mempunyai rasio 3:1 atau lebih (WHO, 1997). Contoh : fibreglass, rockwool/ stonewool, ceramic fibres, asbestos fibres.
-
Fume merupakan bentuk dari proses kimia atau fisika suatu partikel atau material padat yang berubah menjadi gas karena adanya pemanasan. Dalam beberapa menit dapat kembali berubah menjadi padatan atau dalam bentuk partikel cair. Biasanya mengandung unsur logam seperti Zn, Mg, Fe, Pb, dan lain-lain. Umumnya berukuran ≤ 1 μm.
-
Mist merupakan aerosol yang berbentuk dropplet atau bola yang dihasilkan dari proses mekanik seperti splasing, bubbling, atau spraying. Mist merupakan perubahan bentuk dari suatu cairan yang tersuspensi di udara dalam bentuk aerosol. Ukuran dropplet lebih besar dari 100μm.
-
Fogs
-
Smokes terdiri dari partikel padat dan cairan berukuran < 1 た m, biasanya < 0,05 たm; dihasilkan selama pembakaran tidak sempurna dan penyulingan.
Sifat fisik partikel yang penting adalah ukurannnya, yang berkisar antara diameter 0,0002 mikron sampai sekitar 500 mikron. Pada kisaran tersebut partikel mempunyai umur dalam bentuk tersuspensi di udara antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Umur partikel tersebut dipengaruhi oleh kecepatan pengendapan yang ditentukan dari ukuran dan densitas partikel serta aliran ( turbulensi udara ).
Partikel yang mempunyai diameter 0,1 mikron akan mengendap dengan velositas 8 x 10-5 cm/detik, sedangkan yang mempunyai diameter 1000 mikron akan mengendap dengan velositas 30 cm/detik. Jadi kenaikan diameter sebanyak
10.000 kali akan menyebabkan kenaikan kecepatan pengendapan enam juta kalinya. Partikel yang berukuran lebih besar dari 2-40 mikron (tergantung dari densitasnya) tidak bertahan terus di udara, melainkan akan mengendap.
Partikel yang tersuspensi secara permanen di udara juga mempunyai kecepatan pengendapan, tetapi partikel-partikel ini di udara karena gerakan udara.
Sifat partikel lainnya yang penting lainnya adalah sebagai tempat absorbsi (sorbsi secara fisik) atau kimisorbsi (sorbsi disertai dengan reaksi kimia). Sifat ini merupakan fungsi dari luas permukaan yang pada umumnya luas untuk kebanyakan partikel. Jika molekul yang tersorbsi tersebut larut di dalam partikel, maka keadaanya disebut absorbsi. Jenis sorbsi tersebut sangat menentukan tingkat bahaya dari suatu partikel.
Sifat partikel tersebut lainnya adalah sifat optiknya. Partikel yang mempunyai diameter kurang dari 0,1 mikron berukuran sedemikian kecilnya dibandingkan dengan panjang gelombang sinar, sehingga partikel-pertikel tersebut mempengaruhi sinar seperti alnya molekul-molekul dapat menyebabkan refraksi. Partikel yang berukuran jauh lebih besar dari 1 mikron jauh lebih besar dari jauh panjang gelombang sinar tampak dan mempunyai objek makroskopik yang menyebarkan sinar sesuai dengan penempang melintang partikel tersebut. Sifat optik ini penting dalam menentukan pengaruh partikel atmosfer terhadap radiasi dan visibilitas solar energi.
Partikel yang terhisap ke dalam sistem pernafasan akan disisihkan tergantung dari diameternya. Partikel berukuran besar akan tertahan pada saluran pernafasan atas, sedangkan partikel kecil (inhalable) akan masuk ke paru-paru dan bertahan di dalam tubuh dalam waktu yang lama.
Partikel inhalable adalah partikel dengan diameter di bawah 10 µm (PM10). PM10 diketahui dapat meningkatkan angka kematian yang disebabkan oleh penyakit jantung dan pernafasan, pada konsentrasi 140 µg/m3 dapat menurunkan fungsi paru-paru pada anak-anak, sementara pada konsentrasi 350 µg/m3 dapat memperparah kondisi penderita bronkhitis. Toksisitas dari partikel inhalable tergantung dari komposisinya.
Partikel yang terhirup (inhalable) juga dapat merupakan partikulat sekunder, yaitu partikel yang terbentuk di atmosfer dari gas-gas hasil pembakaran yang mengalami reaksi fisik-kimia di atmosfer, misalnya partikel sulfat dan nitrat yang terbentuk dari gas SO2 dan NOx. Umumnya partikel sekunder berukuran 2,5 mikron atau kurang. Proporsi cukup besar dari PM2,5 adalah amonium nitrat, ammonium sulfat, natrium nitrat dan karbon organik sekunder. Partikel-partikel ini terbentuk di atmosfer dengan reaksi yang lambat sehingga sering ditemukan sebagai pencemar udara lintas batas yang ditransportasikan oleh pergerakan angin ke tempat yang jauh dari sumbernya (Harrop, 2002).
Partikel sekunder PM 2,5 dapat menyebabkan dampak yang lebih berbahaya terhadap kesehatan bukan saja karena ukurannya yang memungkinkan untuk terhisap dan masuk lebih dalam ke dalam sistem pernafasan tetapi juga karena sifat kimiawinya.
Partikel-partikel yang masuk dan tertinggal dalam paru-paru mungkin berbahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting yaitu:
-
Partikel tersebut beracun karena sifat kimia dan fisiknya.
-
Partikel tersebut mungkin bersifat inert (tidak bereaksi) tetapi jika tertinggal di dalam sistem pernapasan dapat mengganggu pembersihan bahan- bahan lain yang berbahaya.
-
Partikel-partikel tersebut mungkin dapat membawa molekul-molekul gas yang berbahaya, baik dengan cara mengabsorbsi maupun dengan cara mengadsorbsi molekul-molekul gas pada permukaannya.
TSP (Total Suspended Particulate) adalah banyaknya bagian dari suatu bahan yang terbawa ke udara setiap menit. Partikulat-partikulat tersebut menjadi perhatian karena mempengaruhi kesehatan, serta berada dalam kisaran PM-10 dan PM-2,5. Menurut EPA (1987), 50-60% dari TSP merupakan PM-10 (berlaku di Amerika Serikat). PM-10 merupakan indikator yang paling cocok untuk pengukuran pencemaran partikulat dalam ruang yang dikaitkan dengan efek terhadap saluran pernapasan.
Berikut adalah zat-zat kimia yang paling umum menjadi sumber pencemaran udara :
-
Karbon dioksida (CO2)
Karbon dioksida bersifat inert dan tidak dapat bereaksi dengan material bangunan, memiliki berat jenis yang lebih tinggi dari udara sehingga terakumulasi ti tempat-tempat yang lebih rendah. CO2 dalam ruangan tertutup bersumber dari hasil pernapasan manusia. Pada ruangan yang menggunakan sistem pengatur udara, udara yang dihasilkan dari penghuni tidak dapat keluar sehingga secara langsung penghuni menghirup kembali CO2. Pada udara dalam ruangan khususnya ruangan yang menggunakan sistem sirkulasi udara terpusat, keberadaan CO2 semakin meningkat, sementara keberadaan O2 semakin menurun, hal ini karena manusia pada proses respirasi membutuhkan oksigen dan mengeluarkan karbondioksida (Fardiaz, 1992).
-
Karbon monoksida (CO)
Karbon monoksida merupakan pencemaran udara yang paling besar dan umum dijumpai. Sebagian besar CO terbentuk akibat proses pembakaran bahan- bahan karbon yang digunakan sebagai bahan bakar secara tidak sempurna. Misalnya dari pembakaran bahan bakar minyak, pemanas, proses-proses industri dan pembakaran sampah (Soedomo, 2001).
Daya reaksi CO paling kecil dibandingkan dengan bahan pencemar lain. Di alam dapat bersumber dari proses-proses berikut (Fardiaz, 1992):
-
Pembakaran tidak sempurna terhadap karbon atau senyawa yang mengandung karbon.
-
Reaksi antara senyawa karbondioksida dengan senyawa lain yang mengandung karbon pada suhu tinggi.
-
Pada suhu tinggi gas karbon dioksida akan terurai menjadi karbon monoksida dan atom O (kemampuan CO mengikat hemoglobin 200-300 kali lebih besar daripada oksigen).
Pengaruh beracun CO terhadap tubuh terutama disebabkan oleh reaksi antara CO dengan hemoglobin (Hb) di dalam darah. Hb di dalam darah secara normal berfungsi dalam sistem transpor untuk membawa oksigen dari paru-paru ke sel-sel tubuh dan membawa CO2 dari sel-sel tubuh ke paru-paru. Dengan adanya CO, Hb, dapat membentuk COHb. Jika terjadi demikian maka kemampuan darah untuk mentranspor oksigen menjadi berkurang. Polusi udara oleh CO juga terjadi selama merokok. Konsentrasi CO yang tinggi di dalam asap rokok yang terisap tersebut mengakibatkan kadar COHb di dalam meningkat (Fardiaz, 1992).
Jika CO terhirup dapat mengakibatkan hal-hal sebagai berikut (Kusnoputranto, 2000):
-
Gangguan keseimbangan refleksi, sakit kepala, pusing, koma, kerusakan sel otak dengan keterpajanan CO selama 1 jam atau lebih dengan konsentrasi 50- 100 ppm.
-
Menyebabkan sakit kepala yang cukup berat, pusing, koma, kerusakan sel otak dengan keterpajanan selama 2 jam dan konsentrasi CO sebesar 250 ppm.
-
Keterpajanan CO selama 1 jam dengan konsentrasi 750 menyebabkan kehilangan kesadaran, keterpajanan 3-4 jam menyebabkan kematian.
-
Nitrogen oksida (NOx)
Nitrogen oksida adalah kelompok gas yang terdapat di atmosfer yang terdiri dari gas nitrit okside (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). NO2 merupakan gas beracun, berwarna coklat-merah, berbau seperti asam nitrat. Dari seluruh jumlah NOx yang dibebaskan ke atmosfer, jumlah yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang diproduksi oleh aktivitas bakteri. Namun polusi NO dari sumber alami ini tidak menjadi masalah karena tersebar merata sehingga jumlahnya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah polusi NO yang diproduksi oleh kegiatan manusia karena jumlahnya akan meningkat hanya pada tempat-tempat tertentu saja (Fardiaz, 1992).
Menurut Fardiaz, kedua bentuk NOx sangat berbahaya terhadap manusia. Penelitian aktivitas mortalitas kedua komponen tersebut menunjukkan bahwa NO2 emapt kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Pada konsentrasi normal, NO tidak mengakibatkan iritasi dan tidak berbahaya, tetapi pada konsentrasi udara ambient yang normal dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang lebih beracun.
-
Timbal (Pb)
Timbal (Pb) dan persenyawaannya dipergunakan untuk bahan pembuatan cat, batu baterai, kaca/gelas, bahan-bahan industri, percetakan dan lain-lain; dalam bentuk senyawa Tetra Ethyl Lead (TED) digunakan sebagai campuran bensin untuk menaikkan nilai oktan. Sumber emisi Pb di udara kawasan perkotaan terutama berasal dari sarana transportasi.
Dampaknya bagi kesehatan adalah keracunan akut maupun kronis, karena PB terakumulasi dalam tubuh manusia. Pemaparan Pb kepada manusia melalui makanan (5%-10%), air, dan udara (80%). Akibat keracunan Pb berupa anemia, penurunan IQ pada anak, gangguan metabolisme tubuh, dan kematian (Ostro, 1994).
-
Asap Rokok
Asap rokok merupakan sumber pencemar ruangan yang potensial. Asap rokok terdiri dari berbagai zat kimia kompleks; yaitu bahan-bahan hasil pembakaran yang tidak sempurna, pestisida yang digunakan pada waktu penanaman tembakau, bahan pengawet, perekat, dan kertas rokok. Secara umum bahan-bahan tersebut dibedakan atas: nikotin, tar, CO, NOx, dan gas lainnya.
Bahaya asap rokok tidak saja mengganggu kesehatan perokok tetapi juga orang-orang di sekitarnya (perokok pasif) yang menghisap rokok secara tidak sengaja dan tidak dikehendaki. Perokok pasif mempunyai risiko lebih besar dibandingkan perokok aktif. Penyakit-penyakit yang berhubungan dengan asap rokok adalah penyakit-penyakit sistem pernapasan, sistem sirkulasi darah, luka lambung, kanker pada bibir, lidah, dan kandung kemih.
-
Volatile Organic Compound (VOC)
Dalam ruangan gedung dapat dideteksi ratusan jenis VOC, yaitu bahan organik yang mudah menguap. Bahan-bahan itu muncul dari peluruhan degradasi, penguapan dari bahan material bangunan, bahan perekat dan pelarut, pembersih ruangan, pewangi ruangan, kosmetik, cat, serta asap rokok.
Beberapa jenis VOC dikenal bersifat racun (toxic), menimbulkan perubahan sel dan kanker. Salah satu jenis VOC yang penting adalah formaldehid. Dalam konsentrasi normal dan waktu yang relatif pendek, pada umumnya VOC kurang serius bagi kesehatan manusia (Roe, Perry&Gee, 1995).
-
Formaldehida
Formaldehid adalah gas yang tidak berwarna dengan bau yang menyengat. Banyak bahan yang ada dalam ruang dapat mengemisikan gas formaldehid termasuk bahan yang diisolasi, plafon, kayu lapis, furniture kantor, lem karpet, plastik, serat sintetis dalam karpet, pestisida, cat, dan kertas. Tingkat emisi gas formaldehid naik sebanding dengan kenaikan suhu (Pudjiastuti, 1998).
Formaldehid adalah aldehida yang paling sederhana yang memiliki sifat mudah menguap. Dalam industri sering digunakan sebagai bahan pelarut, perekat, dan pengawet. Untuk kesehatan, formaldehid sering digunakan sebagai antiseptik, sterilisasi khususnya untuk alat pembersih ginjal (Fardiaz, 1992).
Pemaparan formaldehid ke tubuh manusia dapat dengan berbagai cara antara lain melalui penyuntikan, kuloit, dan pernapasan. Berikut adalah efek akut dari formaldehid (Burson dan Muhadhar, 1996):
-
Melalui pernapasan, iritasi terhadap kulit, dan sistem pernapasan.
Formaldehid dapat menimbulkan iritasi pada selaput lendir di rongga hidung, bagian mulut, sistem pernapasan atas yang menimbulkan perasaan panas, penyempitan kerongkongan, tercekik, dan batuk terus menerus.
-
Sensitifitas
Formaldehid dapat menimbulkan bau yang tidak sedap, dan bau tersebut sangat sensitif pada bagian pernapasan atas.
-
Anasthesia
Formaldehid dapat digunakan sebagai anasthesia yang diberikan melalui oral dan suntikan. Bila pemberian tidak memenuhi dosis yang sesuai dengan peruntukkan maka tidak terjadi anasthesia, formaldehid akan mengalami metabolisme secara cepat yang menimbulkan mual, muntah-muntah, sakit kepala, dan kelemahan.
-
Penyakit Organ
Keterpajanan formaldehid secara terus-menerus pada dosis yang tinggi, di samping merusak sistem pernapasan, infeksi paru, dapat mengganggu fungsi hati, ginjal, sistem saraf pusat, jaringan tubuh, dan sistem reproduksi wanita.
Kualitas Mikrobiologi
Mikroorganisme dapat berasal dari lingkungan luar (seperti serbuk sari, jamur, dan spora) dan dapat pula berasal dari dalam ruangan (seperti serangga, jamur, pada ruang yang lembab, kutu binatang peliharaan, bakteri). Mikroorganisme dapat menyebabkan menyebabkan reaksi alergi pernapasan seperti infeksi pada pernapasan. Problem kesehatan yang luas disebabkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan ruang sulit untuk diperkirakan, namun pengaruh kesehatan diketahui cukup besar yang disebabkan oleh penyebaran beberapa organisme (Pudjiastuti, 1998).
Menurut Pudjiastuti (1998), udara di satu ruangan dalam rumah yang bersih, mungkin saja masih terdapat ratusan partikel-partikel biologi yang beraneka ragam dan teknologi tidak dapat menghitung keberadaan mereka semua.
Mikroorganisme yang sering dijumpai di dalam ruangan adalah bakteri, jamur, serangga, atau partikel-partikel biologi lainnya.
