Berita, Ilmiah

Pencemar Nitrogen Oksida (NOx)

Pencemar Udara Nitrogen Oksida (NOx) – Nitrogen oksida sering disebut dengan NOx karena oksida nitrogen mempunyai 2 macam bentuk yang sifatnya berbeda, yaitu gas NO2 dan gas NO. sifat gas NO2 adalah berwarna dan berbau, sedangkan gas NO tidak berwarna dan tidak berbau. Warna gas NO2 adalah merah kecoklatan dan berbau tajam menyengat hidung.

Nitrogen oksida merupakan pencemar. Sekitar 10 % pencemar udara setiap tahun adalah nitrogen oksida. NO2 merupakan gas beracun, berwarna coklat merah, berbau seperti asam nitrat. Ada delapan kemungkinan hasil reaksi bila nitrogen bereaksi dengan oksigen. Yang jumlahnya cukup banyak hanyalah tiga, yakni N2O, NO, dan NO2. dan yang termasuk dalam pencemaran udara hanyalah NO dan NO2. N2O jumlahnya paling banyak diantara ketiga oksida yang berupa gas tidak berwarna, tidak bereaksi dengan ozon, oksigen dan hidrokarbon yang ada di udara.

NOx termasuk polutan kriteria yang diemisikan dari berbagai sumber di suatu kawasan terutama sektor transportasi. Sebagai gambaran umum, sector transportasi menyumbang pencemar NOx  sebesar 69% di perkotaan, diikuti industry dan rumah tangga .Gas  NO  ini sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat menyebabkan gangguan pernapasan (penurunan kapasitas difusi paru-paru), juga dapat merusak tanaman. Selain itu juga mengurangi jarak pandang dan resistansi di udara. Menurut catatan, sekitar 10% pencemar udara setiap tahun adalah nitrogen oksida.

Pencemar Nitrogen Oksida (NOx)

Sampai tahun 1999 NOx yang berasal dari alat transportasi laut di Jepang menyumbangkan 38% dari total emisi NOx (25.000 ton/tahun). NOx terbentuk atas tiga fungsi yaitu Suhu (T), Waktu Reaksi (t), dan konsentrasi Oksigen (O2), NOx = f (T, t, O2).

Secara teoritis ada 3 teori yang mengemukakan terbentuknya NOx

1. Thermal NOx (Extended Zeldovich Mechanism)

Proses ini disebabkan gas nitrogen yang beroksidasi pada suhu tinggi pada ruang bakar (>1800 K). Thermal NOx ini didominasi oleh emisi NO (NOx = NO + NO2).

2. Prompt NOx

Formasi NOx ini akan terbentuk cepat pada zona pembakaran.

3. Fuel NOx

NOx formasi ini terbentuk karena kandungan N dalam bahan bakar.

Kira-kira 90% dari emisi NOx adalah disebabkan proses thermal NOx, dan tercatat bahwa dengan penggunaan HFO (Heavy Fuel Oil), bahan bakar yang biasa digunakan di kapal, menyumbangkan emisi NOx sebesar 20-30%. Nitrogen oksida yang ada di udara yang dihirup oleh manusia dapat menyebabkan kerusakan paru-paru. Setelah bereaksi dengan atmosfir zat ini membentuk partikel-partikel nitrat yang amat halus yang dapat menembus bagian terdalam paru-paru.

Pencemaran gas NOx di udara terutama berasal dari gas buangan hasil pembajkaran yang keluar dari generator pembangkit listrik stasioner atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alam. Sedangkan menurut Fardiaz (1992), konsentrasi NOx di udara di daerah perkotaan biasanya 10-100 kali lebih tinggi daripada di udara di daerah pedesaan. Konsentrasi NOx di udara daerah perkotaan dapat mencapai 0,5 ppm (500 ppb). Seperti halnya CO, emisi nitrogen oksida dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NOx yang diproduksi manusia adalah dari hasil pembakaran, dan kebanyakan pembakaran disebabkan oleh kendaraan, produksi energi dan pembuangan sampah. Sebagian besar emisi NOx yang dibuat manusia berasal dari pembakaran arang, minyak, gas alam dan bensin.

Konsentasi NO di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari sinar matahari dan aktivitas kendaraan. Perubahan konsentrasi NOx berlangsung sebagai berikut :

  1. Sebelum matahari terbit, konsentrasi NO dan NO2 tetap stabil pada konsentrasi sedikit lebih tinggi dari konsentrasi minimum sehari-hari.
  2. Segera setlah aktivitas manusia meningkat (jam 6-8 pagi) konsentrasi NO meningkat terutama karena meningkatnya aktivitas lalu lintas yaitu kendaraan bermotor. Konsentrasi NO tertinggi pada saat ini dapat mencapai 1-2 ppm.
  3. Dengan terbitnya sinar matahari yang memancarkan sinar ultraviolet, konsentrasi NO menigkat karena perubahan NO primer menjadi NO2 sekunder. Konsentrasi NO2 pada aat ini dapat menacapai 0,5 ppm.
  4. Konsentrasi ozon meningkat dengan menurunnya konsentrasi NO sampai kurang dari 0,1 ppm.
  5. Jika intensitas energi solar (sinar matahari) menurun pada sore hari (jam 5-8 sore) konsentrasi NO meningkat kembali.
  6. Energi matahari tidak tersedia untuk mengubah NO menjadi NO2 (melalui reaksi hidrokarbon), tetapi O3 yang terkumpul sepanjang hari akan bereaksi dengan NO. Akibatnya terjadi kenaikan konsentrasi NO2 dan penurunan konsentrasi O3.

Jumlah NO yang terdapat di udara dalam keadaan equilibrium dipengaruhi oleh suhu pembakaran, lamanya gas hasil pembakaran terdapat pada suhu tersebut, dan jumlah oksigen berlebih yang tersedia. Semakin tinggi suhu pembakaran, semakin tinggi pula konsentrasi NO pada keadaan ekuilibrium.  Pembentukan NO dirangsang hanya pada suhu tinggi, oleh karena itu NO di dalam campuran ekuilibrium pada suhu tinggi akan terdisosiasi kembali menjadi N2 dan O2 jika suhu campuran tersebut diturunkan perlahan-lahan untuk memberikan waktu yang cukup bagi NO untuk terdisosiasi. Akan tetapi jika campuran ekuilibrium tersebut didinginkan secara mendadak, akan banyak NO yang masih terdapat pada campuran suhu rendah tersebut. Pendinginan cepat tersebut sering terjadi pada proses  pembakaran.

Keberadaan NO2 di atmosfer akan terfotolisis menjadi nitrogen monoksida (NO) dan atom oksigen (O), atom oksigen yang dihasilkan akan bereaksi dengan molekul oksigen membentuk ozon (O3). Sementara karbon monoksida dan hidrokarbon akan dikonsumsi dalam proses reaksi, dengan NOX sebagai katalisatornya. Pada atmosfer perkotaan, reaksi hydroperoxyl radikal (HO2) dengan NO akan menghasilkan OH radikal dan akan berkontribusi dalam kenaikan nilai konsentrasi OH radikal dengan adanya formaldehyde, NO dan radiasi matarahari, sementara sumber utama HO2 di atmosfer perkotaan selama malam hari kemungkinan karena fotolisis formaldehyde.

NO dan NO2 dapat merusak manusia dan lingkungannya, NO mempunyai kemampuan membatasi kadar oksigen dalam darah, seperti halnya dengan CO juga mudah bereaksi dengan oksigen membentuk NO2. jika NO2 bertemu dengan uap air di udara atau dalam tubuh manusia akan terbentuk segera HNO3 yang amat merusak tubuh. Karena itulah NO2 akan terasa pedih jika mengenai mata, hidung, saluran napas dan jantung. Konsentrasi yang tinggi dapat menyebabkan kematian. NO2 akan merusak barang-barang logam. Oksidasi ini akan menimbulkan karat. NO2 juga dapat mengabsorpsi sinar ultraviolet dari matahari. Molekul NO2 yang berenergi ini akan bereaksi secara beruntun dengan hidrokarbon yang ada di udara.

Kontrol terhadap polusi nitrogen oksida terutama diarahkan pada dua macam metode kontrol, yaitu modifikasi kondisi pembakaran untuk menurunkan jumlah NOx yang dihasilkan dan metode lainnya adalah cara untuk menghilangkan NOx dari gas pembuangan. Penghilangan NOx dari gas-gas buangan terutama dilakukan menggunakan reaktor katalitik atau sistem absorbsi. Tetapi metode absorbsi tidak praktis digunakan untuk mengontrol produksi NOx dari kendaraan bermotor, tetapi efektif digunakan untuk mengabsorbsi gas yang keluar dari cerobong asap.

Berkomentarlah dengan bijak,,No Spam !