Kembali di sekolah, Belajar bahwa udara di atmosfer kita terdiri dari nitrogen 78%, dan oksigen 21%, dengan 1% gas lainnya. Gas 1% inilah yang kita cari hari ini - lebih khusus, bagaimana kegiatan manusia dapat mengakibatkan pelepasan polusi udara ke atmosfer. Di sini, kita memeriksa sejumlah senyawa kimia yang berbeda yang berkontribusi terhadap polusi udara, sumber khusus mereka, dan efek mereka.
Ini akan menjadi kejutan untuk belajar bahwa salah satu sumber utama dari polusi atmosfer adalah ketergantungan kita pada pembakaran bahan bakar fosil untuk sebagian besar energi listrik yang kita gunakan. Karbon dioksida, juga diproduksi oleh proses alam, adalah gas yang jelas dihasilkan dalam hal ini, diproduksi sebagai produk pembakaran. Namun, polutan lain juga diproduksi. Sulfur dioksida terbentuk sebagai hasil dari kotoran sulfur dalam batubara dan minyak, sementara partikel dan logam berat juga dapat dilepaskan.
Sumber lain yang melepaskan polutan adalah emisi kendaraan. Polutan dari transportasi termasuk karbon dioksida, juga termasuk karbon monoksida, serta nitrogen oksida, dibentuk oleh kombinasi langsung nitrogen dan oksigen dalam mesin pembakaran. Tujuan dari catalytic converter di mobil adalah untuk mencoba dan menghilangkan nitrogen oksida, dan karbon monoksida, mengkonversi sebagian dari mereka menjadi gas kurang berbahaya. Mobil pernah menjadi kontributor besar untuk polusi logam berat, sebagai konsekuensi dari penggunaan bensin bertimbal, meskipun ini tidak lagi digunakan di banyak negara.
Industri pertanian merupkan sumber lain yang memberikan kontribusi polutan ke atmosfer. Penggunaan pupuk kandang dan pupuk sintesis, yang dapat melepaskan amonia, sementara beberapa bahan kimia yang digunakan sebagai pestisida juga dapat terbang di atmosfer - yang dikenal sebagai Persistent Organic Pollutants (POPs). POPs juga dapat dihasilkan dalam proses industri; misalnya, pembakaran sampah dapat menyebabkan produksi dioxin.
Dampak dari polutan bervariasi. Efek karbon dioksida telah banyak didokumentasikan di tempat lain yang efek utamanya adalah efek rumah kaca dengan meningkatnya suhu permukaan bumi, tentu saja - ada sebuah situs NASA sangat baik merinci bukti yang mengaitkan ke pemanasan global antropogenik di sini - jadi kita bukannya akan fokus pada polutan lain yang dirinci.
Ini akan menjadi kejutan untuk belajar bahwa salah satu sumber utama dari polusi atmosfer adalah ketergantungan kita pada pembakaran bahan bakar fosil untuk sebagian besar energi listrik yang kita gunakan. Karbon dioksida, juga diproduksi oleh proses alam, adalah gas yang jelas dihasilkan dalam hal ini, diproduksi sebagai produk pembakaran. Namun, polutan lain juga diproduksi. Sulfur dioksida terbentuk sebagai hasil dari kotoran sulfur dalam batubara dan minyak, sementara partikel dan logam berat juga dapat dilepaskan.
Sumber lain yang melepaskan polutan adalah emisi kendaraan. Polutan dari transportasi termasuk karbon dioksida, juga termasuk karbon monoksida, serta nitrogen oksida, dibentuk oleh kombinasi langsung nitrogen dan oksigen dalam mesin pembakaran. Tujuan dari catalytic converter di mobil adalah untuk mencoba dan menghilangkan nitrogen oksida, dan karbon monoksida, mengkonversi sebagian dari mereka menjadi gas kurang berbahaya. Mobil pernah menjadi kontributor besar untuk polusi logam berat, sebagai konsekuensi dari penggunaan bensin bertimbal, meskipun ini tidak lagi digunakan di banyak negara.Industri pertanian merupkan sumber lain yang memberikan kontribusi polutan ke atmosfer. Penggunaan pupuk kandang dan pupuk sintesis, yang dapat melepaskan amonia, sementara beberapa bahan kimia yang digunakan sebagai pestisida juga dapat terbang di atmosfer - yang dikenal sebagai Persistent Organic Pollutants (POPs). POPs juga dapat dihasilkan dalam proses industri; misalnya, pembakaran sampah dapat menyebabkan produksi dioxin.
Dampak dari polutan bervariasi. Efek karbon dioksida telah banyak didokumentasikan di tempat lain yang efek utamanya adalah efek rumah kaca dengan meningkatnya suhu permukaan bumi, tentu saja - ada sebuah situs NASA sangat baik merinci bukti yang mengaitkan ke pemanasan global antropogenik di sini - jadi kita bukannya akan fokus pada polutan lain yang dirinci.
Efek karbon monoksida juga terkenal - dalam jumlah yang cukup, dapat menyebabkan efek toksik dan kematian pada manusia. Jika kita bernapas panjang dan dalam, karbon monoksida akan mengikat kuat ke hemoglobin dalam sel darah merah kita, mengurangi kapasitas pembawa oksigen darah yang kita miliki. Dari perspektif polusi udara, karbon monoksida salah satu dari sedikit gas yang dapat bereaksi dengan bahan kimia di atmosfer lain untuk membantu bentuk ground-level ozone.
Ozon mungkin tidak terfikir dalam pikiran sebagai polutan. Ozon hadir dalam tingkat atmosfer (lapisan) yang lebih tinggi dari atmosfer kita, dan lapisan ozon ini membantu melindungi kita dari radiasi UV yang berbahaya. Namun, ground-level ozon adalah prospek yang sama sekali berbeda. Ozon adalah komponen utama dari asap yang kadang-kadang menimbulkan malapetaka di berbagai wilayah dunia, dan juga dapat menyebabkan efek kesehatan seperti iritasi, batuk, dan nyeri dada.Ground-level ozon tidak langsung dihasilkan oleh aktivitas manusia. Namun, hal itu dapat diproduksi sebagai hasil dari reaksi polutan manusia yang berbeda di atmosfer. Terutama, reaksi oksida nitrogen dengan senyawa organik yang mudah menguap, dengan adanya sinar matahari, dapat menghasilkan ozon. Senyawa organik mudah menguap (VOC) yang dapat dihasilkan oleh aktivitas manusia, tetapi juga diproduksi secara alami oleh vegetasi, dan proses alam lainnya. VOC dapat mengalami reaksi lain dengan oksida nitrogen untuk membentuk peroxyacyl nitrat, gangguan pernapasan dan iritasi mata akan terjadi jika terkena asap peroxyacyl nitrat.
Partikel di atmosfer juga dapat menjadi faktor pembentukan asap. Hal ini dapat terdiri dari sejumlah besar entitas kimia, dan umumnya dibagi menjadi tiga kategori: partikel kasar, dengan diameter antara 10 dan 2,5 mikrometer; partikel halus, lebih kecil dari 2,5 mikrometer; dan partikel ultra-halus, lebih kecil dari 0,1 mikrometer. Serta memberikan kontribusi untuk asap, beberapa partikel ini telah dikaitkan dengan efek kesehatan manusia, sebagai yang terkecil dapat terhirup ke dalam paru-paru.
Beberapa partikel secara langsung dapat dipancarkan, misalnya sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar fosil. Lainnya dihasilkan di atmosfer dari reaksi antara komponen atmosfer yang berbeda. Salah satu polutan atmosfer lain yang dapat berkontribusi pada pembentukan partikel adalah amonia. Dihasilkan dari kotoran dan pupuk yang digunakan dalam pertanian, amonia dapat bereaksi dengan polutan lain, memproduksi partikel kecil. Amonia juga dapat memiliki efek lain, seperti eutrofikasi. Ini adalah ketika tanah atau air menjadi lebih diperkaya dengan nitrogen, yang menyebabkan pertumbuhan over tanaman di lingkungan perairan.
Sebuah efek lingkungan akhir bahwa polusi dapat memproduksi hujan asam. Hal ini terutama akibat dari emisi sulfur dioksida, meskipun nitrogen oksida juga dapat berkontribusi. Mereka dapat bereaksi dengan air di atmosfer, dalam kasus sulfur dioksida memproduksi asam sulfur sebagai perantara, yang kemudian dapat bereaksi lebih lanjut dengan oksigen untuk membentuk asam sulfat. Hal ini dapat menyebabkan pengasaman lingkungan perairan, serta korosi beberapa bahan bangunan.Sudah jelas, bahwa ada berbagai macam polutan atmosfer - jadi apa yang kita lakukan untuk memerangi mereka? Sejumlah lembaga lingkungan di seluruh dunia telah mengidentifikasi enam 'kriteria polutan', yang diatur, dan langkah-langkah yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas udara. Ini adalah karbon monoksida, timbal, nitrogen dioksida, ozon, partikulat, dan sulfur dioksida. Ada peraturan yang luas dan batasan untuk mencoba mengurangi pelepasan polutan; Namun, beberapa negara telah gagal untuk memenuhi batas emisi tersebut.
Dengan mengatakan bahwa, kemajuan tentu yang dibuat dalam beberapa kasus. Emisi timbal telah secara signifikan dikurangi dengan penghapusan tetraethyl lead dari bensin, dan emisi sulfur dioksida juga telah dikurangi dengan kontrol yang lebih ketat pada kandungan sulfur bahan bakar. Inovasi seperti pengenalan catalytic converter ke dalam mobil juga telah mengurangi emisi nitrogen oksida - namun, ini sulit diimbangi dengan meningkatnya jumlah kendaraan di jalan-jalan.
Masih banyak tantangan untuk mengurangi kadar polutan atmosfer, tapi mudah-mudahan, dengan kesadaran yang lebih besar, kita bisa terus bekerja pada pengurangan tingkat polusi gas tersebut dan mencegah efek buruk terkait terhadap lingkungan dan kesehatan kita.
English Version
Back in school, you’ll have learned that the air in our atmosphere is composed primarily of nitrogen, at 78%, and oxygen, at 21%, with a number of other trace gases. It’s to these trace gases we’re looking today – more specifically, at how human activity can result in the release of air pollution in to the atmosphere. Here, we examine a number of different chemical compounds that contribute to atmospheric pollution, their specific sources, and their effects.
It’ll come as no surprise to learn that one of the primary sources of atmospheric pollutants is our continued reliance on the burning of fossil fuels for a large proportion of our electrical energy. Carbon dioxide, also produced by natural processes, is the obvious gas produced in this case, produced as a combustion product. However, other pollutants are also produced. Sulfur dioxide is formed as a result of the sulfur impurities in coal and oil, whilst particulate matter and heavy metals can also be released.
Another obvious source of pollutant release is that of vehicle emissions. Pollutants from road transport again include carbon dioxide, but also include carbon monoxide, as well as nitrogen oxides, formed by direct combination of nitrogen and oxygen in combustion engines. The purpose of catalytic converters in cars is to try and remove nitrogen oxides, and carbon monoxide, converting the majority of them into less harmful gases. Cars have also previously been a large contributor to heavy metal pollution, as a consequence of the use of leaded petrol, though this is no longer used in many countries.
The agricultural industry is another that contributes pollutants to the atmosphere. Some of this is a consequence of the use of manure and fertilisers, which can release ammonia, whilst some chemicals used as pesticides can also wind up in the atmosphere – these are known as persistent organic pollutants (POPs). POPs can also be generated in industrial processes; for example, waste incineration can lead to the production of dioxins.
The effects of these different pollutants are varied. Carbon dioxide’s effects have already been extensively documented elsewhere, of course – there’s an excellent NASA site detailing the evidence linking it to anthropogenic global warming here – so we’ll instead focus on the other pollutants detailed.
Carbon monoxide’s effects are also well known – it’s a gas that, in sufficient quantity, can cause toxic effects and death in humans. If we breathe it in, it binds strongly to the haemoglobin in our red blood cells, diminishing the oxygen-carrying capacity of our blood. From the perspective of atmospheric pollution, it’s one of the handful of gases that can react with other atmospheric chemicals to help form ground-level ozone.
Ozone might not immediately spring to mind as a pollutant. After all, it’s present in the higher levels of our atmosphere, and this ozone layer helps shield us from harmful UV radiation. However, ground-level ozone is an entirely different prospect. It is a major component of the smog that occasionally plagues areas of the globe, and can also cause health effects such as irritation, coughing, and chest pains.
Ground-level ozone isn’t directly generated by human activities. However, it can be produced as a result of the reactions of different human pollutants in the atmosphere. Primarily, the reactions of nitrogen oxides with volatile organic compounds, in the presence of sunlight, can produce ozone. These volatile organic compounds (VOCs) can have a range of human sources, but are also produced naturally by vegetation, and other natural processes. VOCs can additionally undergo other reactions with nitrogen oxides to form peroxyacyl nitrates, respiratory and eye irritants present in smog.
Particulate matter in the atmosphere can also be a factor in smog. This matter can be composed of a huge number of chemical entities, and is generally split into three categories: coarse particles, with a diameter between 10 and 2.5 micrometres; fine particles, smaller than 2.5 micrometres; and ultra-fine particles, smaller than 0.1 micrometres. As well as contributing to smog, some of these particles have been linked with human health effects, as the smallest can be breathed deep into the lungs.
Some particulate matter is directly emitted, for example as a result of fossil fuel combustion. Others are generated in the atmosphere from reactions between different atmospheric species. One other atmospheric pollutant that can contribute to the formation of particulate matter is ammonia. Released from manure and fertilisers in agricultural settings, ammonia can react with other pollutants, producing these tiny particles. Ammonia can also have other effects, such as eutrophication. This is when soil or water becomes over-enriched with nitrogen, causing over-promotion of growth, a particular issue in aquatic environments.
A final environmental effect that pollutants can have is the production of acid rain. This is primarily a consequence of sulfur dioxide emissions, though nitrogen oxides can also contribute. They can react with water in the atmosphere, in the case of sulfur dioxide producing sulfurous acid as an intermediate, which can then react further with oxygen to form sulfuric acid. This can cause acidification of aquatic environments, as well as corrosion of some building materials.
It’s clear then, that there are a wide range of atmospheric pollutants – so what are we doing to combat them? A number of environmental agencies worldwide have identified six ‘criteria pollutants’, which are regulated, and measures of which can be used to gauge air quality. These are carbon monoxide, lead, nitrogen dioxide, ozone, particulate matter, and sulfur dioxide. There are broad regulations and limits in place to try and reduce the release of these pollutants; however, some countries have failed to meet these emission limits.
With that said, progress is certainly being made in some cases. Emissions of lead have been significantly reduced by the removal of tetraethyl lead from petrol, and sulfur dioxide emissions have also been reduced by stricter controls on the sulfur content of fuels. Innovations such as the introduction of catalytic converters into cars have also reduced emissions of nitrogen oxides – however, this has been offset to an extent by increasing numbers of vehicles on the roads.
There are still plenty of challenges to reduce levels of atmospheric pollutants, but hopefully, with greater awareness, we can continue to work on reducing their levels and preventing the associated effects on the environment and our health.
References :
Overview of air pollutants – National Atmospheric Emissions Inventory
Air emissions sources – Environmental Protection Agency
Human health effects of air pollution – M Kampa & others
Handbook of air pollution analysis – R M Harrison & R Perry
Emission of air pollutants in the UK – Department for environment, food, and rural affairs
Makasih gan infonya..
BalasHapusbanyak orang jadi tahu, dan semoga sadar akan polutan yang ada, pasalnya kegiatan kita sehari-hari saja sudah menimbulkan pencemaran yang luar biasa. maka dari itu kita seharusnya juga saya harus menyeimbangkan apa yang kita lakukan terhadap alam..