APA ITU HUJAN ASAM DAN APA BAHAYANYA?

APA ITU HUJAN ASAM DAN APA BAHAYANYA?

 

Hujan asam adalah salah satu isu lingkungan yang paling penting akhir-akhir ini. Baik penyebab dan efek hujan asam sudah dipahami dengan baik. Masalah yang belum terselesaikan sampai sekarang adalah bagaimana cara menanggulangi hujan asam.

 

Seperti kita ketahui air dari lautan dan danau menguap kemudian mengembun menjadi tetesan air hujan, selama proses berlangsung, air dapat melarutkan sejumlah kecil gas dari atmosfer. Pada kondisi normal, hujan bersifat sedikit asam, dengan pH mendekati 5,6, karena adanya CO2 terlarut. Dalam beberapa dekade terakhir keasaman air hujan di banyak kawasan industri di dunia telah meningkat dengan faktor lebih dari 100 kali lipat sehingga hingga pH air hujan berkisar antara 3 dan 3,5. Penyebab utama hujan asam adalah polusi industri dan otomotif. Setiap tahun di negara-negara industri, pembangkit listrik skala besar dan smelter yang membakar belerang dalam bahan bakar fosil menghasilkan jutaan ton gas belerang dioksida (SO2) ke dalam atmosfer, di mana beberapa gas SO2 ini mengalami oksidasi lanjut oleh udara menghasilkan sulfur trioksida (SO3). Sulfur trioksida kemudian larut dalam air  hujan dan membentuk asam sulfat dan asam sulfit encer. Nitrogen oksida, diproduksi oleh reaksi suhu tinggi antara N2 dengan O2 di pabrik pembakaran batu bara dan mesin mobil, berkontribusi lebih lanjut untuk masalah ini. Nitrogen dioksida (NO2) bereaksi dengan air untuk membentuk asam nitrat encer (HNO3) dan nitrat oksida (NO). NO kemudian dioksidasi menjadi NO2 oleh oksigen di udara, dan menghasilkan NO2 kembali. Gas NO2 ini akan mengalami siklus yang sama sehingga menghasilkan lebih banyak HNO3. Sebenarnya oksida sulfur dan nitrogen selalu ada di atmosfer, diproduksi oleh sumber alam seperti gunung berapi dan petir, tetapi jumlah gas-gas ini telah meningkat secara dramatis selama abad terakhir karena industrialisasi. 

 

Banyak proses di alam yang membutuhkan keseimbangan pH yang sangat baik sehingga pH hujan yang menjadi asam maka kesetimbangan alam ini menjadi rusak. Ribuan danau di Wilayah Adirondack negara bagian New York bagian atas dan di tenggara Kanada menjadi sangat asam sampai semua ikan hilang. Pohon mati besar-besaran terjadi di seluruh Eropa tengah dan timur karena hujan asam telah menurunkan pH tanah. Patung-patung marmer yang tak terhitung jumlahnya perlahan larut karena kalsium karbonat dalam patung bereaksi dengan hujan asam. Hujan asam juga berkontribusi terhadap kematian ikan yang disebabkan larutnya batu-bautan di danau. Insan ikan bersifat basa karena ikan megekskresikan NH3 dari insanya, basa ini akan bereaksi dengan zat asam di danau, dan salah satunya dapat menghasilkan endapan Al(OH)3 yang menyumbat insan. 

 

Untungnya, emisi asam dari mobil dan pembangkit listrik telah sangat berkurang dalam beberapa tahun terakhir. Emisi nitrogen oksida telah diturunkan dengan cara melengkapi mobil dengan catalytic converter yang mengkatalisasi dekomposisi nitrogen oksida menjadi N2 dan O2. Emisi sulfur dioksida dari pembangkit listrik telah dikurangi dengan melakukan treatment terhadap produk pembakaran sebelum gas buangan ini dilepaskan ke lingkungan. Caranya adalah dengan mereaksikan gas hasil pembakaran dengan kapur (CaO), dimana CaO bereaksi dengan SO2 menjadi kalsium sulfit (CaSO3). Sayangnya senyawa CaO mahan dan CaSO3 tidak memiliki menggunakan (harus dibuang di tempat pembuangan sampah). 

 

Oleh karena itu dibutuhkan lebih banyak penelitian untuk mencari metode yang lebih baik dalam mengendalikan emisi gas asam ini. Karena masalah emisi gas asam ini  akan tumbuh lebih serius (misalnya saja karena sumber batubara rendah sulfur habis dan pembangkit listrik terpaksa bergantung pada lebih banyak sumber batu bara tinggi sulfur). Penelitian saat ini berpusat pada gasifikasi batubara karena menjanjikan pendekatan untuk menghasilkan tenaga listrik dengan hampir nol emisi berbahaya. Pada metode ini batubara diperlakukan dengan uap dan oksigen pada suhu dan tekanan tinggi, menghasilkan campuran gas hidrogen dan karbon monoksida,  metana dan karbon dioksida secara bersamaan. Energi hasil pembakaran campuran bahan bakar sintetis ini digunakan untuk menggerakkanturbin uap sehingga dapat menghasilkan listrik. Karena belerang dan kotoran lainnya dapat dihilangkan dari aliran gas sebelum pembakaran, maka polusi udara dapat diminimalkan. Apabila dibandingkan dengan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara konvensional, gasifikasi batubara akan berkontribusi lebih sedikit terhadap pemanasan global karena karbon dioksida bisa lebih mudah ditangkap untuk disimpan di bawah tanah. Perusahaan tenaga listrik lambat mengadopsi teknologi ini karena biaya konstruksi yang mahal terutama dalam pembuatan pabrik gasifikasi batubara.

 

Sayangnya, butuh bertahun-tahun bagi danau dan sungai untuk pulih dari kerusakan yang disebabkan oleh hujan asam, bahkan setelah emisi sulfur dan nitrogen oksida telah terjadi. Satu pendekatan untuk mempercepat proses dan mengurangi dampak emisi oksida yang berkelanjutan menggunakan kapur dan batu kapur untuk menetralkan keasaman. Pendekatan ini (yang disebut pengapuran) telah banyak digunakan di Norwegia dan Swedia. Pengapuran adalah prosedur remediasi jangka pendek yang mahal tetapi ini memungkinkan ikan untuk bertahan hidup di danau dan sungai,  sementara itu solusi jangka panjang untuk masalah hujan asam sedang dikejakan.

 

 

 

John Mc Murry, General Chemistry, 4th Edition

Zhumdahl, Chemistry, 8th Edition