Rajinpangkalsukses's Blog

February 14, 2010

Gas Rumah Kaca

Filed under: Uncategorized — rajinpangkalsukses @ 8:29 am

GAS RUMAH KACA

  1. A. Pengertian

Gas rumah kaca merupakan kumpulan gas yang terdapat di atmosfer, yang memiliki kemampuan menyerap radiasi infra merah yang berasal dari radiasi terestrial, awan, atau dari atmosfer. Alaminya, keberadaan gas rumah kaca sangat penting untuk mempertahankan suhu bumi tetap hangat. Akan tetapi, jika konsentrasinya melebihi batas normal, gas-gas ini dapat menyebabkan terjadinya pemanasan di permukaan bumi yang berimbas pada kenaikan temperatur permukaan bumi.

Gas rumah kaca menyebabkan suatu fenomena yang disebut dengan efek rumah kaca. Di sebut rumah kaca karena proses pemanasan yang terjadi dapat dianalogikan dengan proses pemanasan pada rumah kaca pertanian yang ada pada daerah beriklim subtropis atau sedang.

Gambar 1 : Skema Proses Pemanasan Global (http://gawkototabang.wordpress.com/data/gas-rumah-kaca/)

Apabila semakin banyak panas yang terperangkap di dalam atmosfer pada seluruh permukaan bumi, maka akibatnya atmosfer menjadi panas dan mengakibatkan terjadinya Pemanasan Global. Oleh karena itu, konsentrasi gas rumah kaca dijadikan indikator untuk terjadinya peristiwa ini.

Karena dampak merugikannya yang semakin terasa, maka pada Conference of Parties ke-3 di Kyoto pada tahun 1997, dibuatlah suatu pakta yang kemudian dikenal dengan nama Protokol Kyoto. Protokol ini mengisyaratkan bahwa negara-negara yang ikut meratifikasinya harus dapat mencapai persentasi emisi seperti yang telah ditetapkan dalam Lampiran B. Dalam lampiran tersebut, hanya Islandia (110%) dan Norwegia (101%) yang emisi gas rumah kacanya ‘diperbolehkan’ melebihi keadaan saat pakta ini ditetapkan, sementara negara-negara lainnya harus sama atau lebih rendah. Saat ini, hanya Amerika Serikat saja yang belum meratifikasi Protokol Kyoto.

Dalam Protokol Kyoto, ada enam gas rumah kaca yang dikategorikan berbahaya sehingga emisinya harus dapat dikendalikan. Keenam gas tersebut adalah

  1. karbon dioksida (CO2)
  2. metana (CH4)
  3. nitrous oksida (N2O)
  4. sulfur heksafluorida (SF6)
  5. perfluorokarbon (PFC)
  6. hidrofluorokarbon (HFC)

Selain keenam gas tersebut, ada beberapa gas lain yang juga dapat memberikan kontribusi pada pemanasan global, yaitu uap air (H2O) dan ozon troposferik (O3). Gas rumah kaca bersifat tidak reaktif (inert) dan memiliki waktu tinggal yang sangat lama di atmosfer (dapat mencapai ratusan tahun). Oleh karena itu, gas ini dapat bertahan sangat lama di atmosfer dan bersifat akumulatif sehingga efek rumah kaca yang diakibatkan akan sangat berbahaya jika emisinya tidak terkendali.

  1. Sumber dan Dampak GRK

Gas-gas rumah kaca sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia. Berikut ini adalah penjelasan mengenai sumber dan dampak dari masing-masing gas rumah kaca

  1. karbon dioksida (CO2)
Sifat
Rumus molekul CO2
Massa molar 44,0095(14) g/mol
Penampilan gas tidak berwarna
Densitas 1.600 g/L (padat)
1,98 g/L (gas)
Titik leleh −57 °C (216 K)
(di bawah tekanan)
Titik didih −78 °C (195 K)
(menyublim)
Kelarutan dalam air 1,45 g/L
Keasaman (pKa) 6,35 dan 10,33
Viskositas 0,07 cP pada −78 °C
Momen dipol nol
Struktur
Bentuk molekul linear
Senyawa terkait
oksida terkait karbon monoksida;karbon suboksida;dikarbon monoksida;karbon trioksida
Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku
pada temperatur dan tekanan normal (25°C, 1 atm)

Sangkalan dan referensi

Tabel 1 : Sifat dan Karakteristik CO2

Karbon dioksida merupakan unsur gas rumah kaca utama yang sebenarnya merupakan salah satu komposisi alami dalam atmosfer (0.035% atau 350ppm). Namun konsentrasinya terus bertambah karena teremisikan dari penggunaan bahan bakar, industrim disamping penggunaan tata guna lahan melalui pembukaan hutan secara besar-besaran. Sejumlah besar gas ini diemisikan sejak revolusi industri. Pemakaian bahan bakar fosil sejak 1980 hingga 1989 diperkirakan telah mengemisikan 51 milyar metrik ton. Dalam empat dasa warsa terakhir, dengan semakin meningkatnya penggunaan minyak bumi, CO2 yang diemisikan diperkirakan mencapai 130 milyar metrik ton.

Selain itu, terdapat sekitar 50 kali lebih banyak karbon yang terlarut di dalam samudera dalam bentuk CO2 dan hidrasi CO2 daripada yang terdapat di atmosfer. Samudera berperan s   ebagai buangan karbon raksasa dan telah menyerap sekitar sepertiga dari emisi CO2 yang dihasilkan manusia. Secara umum, kelarutan akan berkurang ketika temperatur air bertambah. Oleh karena itu, karbon dioksida akan dilepaskan dari air samudera ke atmosfer ketika temperatur samudera meningkat.

Kebanyakan CO2 yang berada di samudera berbentuk asam karbonat. Sebagian dikonsumsi o   leh organisme air sewaktu fotosintesis dan sebagain kecil lainnya tenggelam dan meninggalkan siklus karbon. Terdapat kekhawatiran meningkatnya konsentrasi CO2 di udara akan meningkatkan keasaman air laut, sehiggga akan menimbulkan efek-efek yang merugikan terhadap organisme-organisme yang hidup di air.

Peningkatan produksi dan pemakaian energi dalam sepuluh tahun terakhir memberikan kenaikan emisi gas CO2 yang besar. Karbon dioksida secara garis besar dihasilkan dari enam proses:

  1. i.        Sebagai hasil samping dari pengilangan ammonia dan hidrogen, di mana metana dikonversikan menjadi CO2.
  2. ii.        Dari pembakaran kayu dan bahan bakar fosil;
  3. iii.        Sebagai hasil samping dari fermentasi gula pada proses peragian birwiski, dan minuman beralkohol lainnya;
  4. iv.        Dari proses penguraian termal batu kapur, CaCO3;
  5. v.        Sebagai produk samping dari pembuatan natrium fosfat;
  6. vi.        Secara langsung di ambil dari mata air yang karbon dioksidanya dihasilkan dari pengasaman air pada batu kapur atau dolomit.

Gas CO2 dihasilkan melalui beberapa proses reaksi kimia antara lain

  1. asam dengan karbonat logam. Reaksi antara asam sulfat dengan kalsium karbonat adalah:

H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2CO3

H2CO3 kemudian terurai menjadi air dan CO2. Reaksi ini diikuti dengan pembusaan atau penggelembungan.

  1. Pembakaran dari semua bahan bakar yang mengandung karbon, seperti metana (gas alam), distilat minyak bumi (bensindieselminyak tanahpropana), arang dan kayu akan menghasilkan karbon dioksida. Sebagai contohnya reaksi antara metana dan oksigen:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

  1. Besi direduksi dari oksida besi dengan kokas pada tungku sembur, menghasilkan pig iron dan karbon dioksida:

2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2

  1. Khamir mencerna gula dan menghasilkan karbon dioksida beserta etanol pada proses pembuatan anggur, bir, dan spiritus lainnya:

C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH

  1. Semua organisme aerob menghasilkan CO2 dalam proses pembakaran karbohidratasam lemak, dan protein pada mitokondria di dalam sel. Reaksi-reaksi yang terlibat dalam proses pembakaran ini sangatlah rumit dan tidak bisa dijelaskan dengan mudah. Karbon dioksida larut dalam air dan secara spontan membentuk H2CO3 dalam kesetimbangan dengan CO2. Konsentrasi relatif antara CO2, H2CO3, dan HCO3 dan CO32− bergantung pada kondisi pH larutan. Dalam air yang bersifat netral atau sedikit basa (pH > 6,5), bentuk bikarbonat mendominasi (>50%). Dalam air yang bersifat basa kuat (pH > 10,4), bentuk karbonat mendominasi. Bentuk karbonat dan bikarbonat memiliki kelarutan yang sangat baik. Dalam air laut (dengan pH = 8,2 – 8,5), terdapat 120 mg bikarbonat per liter.

Dampak yang paling menonjol dari gas CO2 adalah perubahan iklim akibat naiknya suhu rata-rata dipermukaan bumi jika konsentrasi CO2 di atmosfer meningkat. Tanaman yang tumbuh di daerah dengan tingkat polusi udara tinggi dapat terganggu pertumbuhannya dan rawan penyakit, penyakit yang sering terjadi pada tanaman adalah terdapat bintik pada tanaman terutama di daun sehingga menghambat proses foto sintesis, bintik tersebut dapat berupa CO2 hasil asap kendaraan maupun pabrik. Dalam jumlah yang berlebih karbon monoksida dapat menyebabkan ISPA, bronkritis, asma dan penyakit pernafasan lainnya

Karbon dioksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Ketika dihirup pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, ia akan terasa asam di mulut dan mengengat di hidung dan tenggorokan. Efek ini disebabkan oleh pelarutan gas di membran mukosa dan saliva, membentuk larutan asam karbonat yang lemah. Sensasi ini juga dapat dirasakan ketika seseorang bersendawa setelah meminum air berkarbonat. Konsentrasi yang lebih besar dari 1.000 ppm akan menyebabkan ketidaknyamanan. Pada konsentrasi 2.000 ppm, mayoritas penghuni akan merasakan ketidaknyamanan yang signifikan dan banyak yang akan mual-mual dan sakit kepala

  1. metana (CH4)

Selain gas CO2, gas metan merupakan gas yang sangat penting dalam hubungannya sebagai gas rumah kaca (GRK). Gas ini mampu memerangkap panas 21 kali lebih kuat dibandingkan dengan gas CO2 (nilai GWP – The Greenhouse Warming Potential – gas metan adalah 21, CO2 nilai GWPnya 1 sedangkan NO2 nilai GWPnya adalah 310) (Hardy, 2003), akan tetapi masa hidup gas ini di atmosfer cukup pendek yaitu 7,9 tahun dan bila kita bandingkan dengan gas CO2 yang mencapai 50-200 tahun, NO2 adalah 120 tahun, CFC-11 adalah 50 tahun, dan CFC-12 adalah 102 tahun (Lelieveld et al., 1998; Hardy, 2003).

Gas metan diproduksi oleh mikrobia dalam keadaan anaerob. Secara umum reaksinya adalah sebagai berikut

C6H12O6 CO2 + 3 CH4

Secara alamiah lahan gambut, rawa dan sediment di daerah pantai merupakan sumber utama dari gas metan di atmosfer (Hardy, 2003), akan tetapi manusia juga berperan penting terhadap peningkatan gas metan di atmosfer, terutama sejak jaman pra industri yaitu melalui kegiatan-kegiatan peternakan, pertanian padi sawah, sampah, pembakaran batubara dan penggunaan minyak bumi.

Sebagian besar gas metan di atmosfer hilang bersama proses oksidasi oleh hydroxyl radikal (OH) di troposfer dan sekitar 7-11% hilang di stratosfer, selain itu CH4 yang dikonsumsi oleh bakteri ditanah menyumbang menghilangkan CH4 atmosfer sekitar 1-10% (Lelieveld et al., 1998)

Jumlah gas metan (CH4) di atmosfer adalah sekitar 4850 Tg CH4 (1 Tg = 10E12 g = 1 juta ton) dan rata-rata emisi gas metan secara global adalah sekitar 500-600 Tg per tahun (Yamaji et al., 2003; Butenhoff and Khalil, 2007). Dari 600 Tg CH4 yang diemisikan tersebut 24,17 persen (145 Tg) berasal dari lahan gambut, penggunaan energi sekitar 18,33 persen (110 Tg), emisi dari padi sawah sekitar 13,33 persen (80 Tg) dan Peternakan sekitar 13,33 persen (80 Tg) (Lelieveld et al., 1998).

Selain sebagai gas rumah kaca, dampak gas metan bagi kesehatan manusia antara lain dapat menyebabkan sesak nafas jika konsentrasinya berlebih, memicu ledakan terutama disekitar daerah pertambangan

  1. nitrous oksida (N2O)

Nitrous Oxide (N2O) adalah salah satu gas yang mempengaruhi efek rumah kaca, yang memiliki kemampuan panas 310 kali lebih dari CO2. Gas ini pun mampu bertahan di atmosphere selama 100 sampai 200 tahun. Gas ini berwarna, non-gas mudah terbakar dengan bau yang manis, yang biasanya dikenal sebagai “gas tertawa”, dan kadang-kadang digunakan sebagai anestesi. Nitrous oxide secara alami diproduksi oleh lautan dan hutan hujan tropis. Buatan manusia sumber nitro termasuk produksi nilon dan asam nitrat, penggunaan pupuk di pertanian, mobil dengan catalytic converter dan pembakaran bahan organik. Nitro diuraikan di atmosfer dengan reaksi kimia yang melibatkan sinar matahari.

  1. sulfur heksafluorida (SF6)

Sulfurheksafluorida (SF6) umumnya berasal dari proses industry, terutama dalam pembuatan saklar. SF6 merupakan gas sintetik yang terbentuk dari 1 atom sulfur dan 6 atom flourin

S2 + 6 F2 2 SF6

Pada kondisi normal sulfurheksaflourida merupakan gas yang aman. Gas ini tidak beracun, tidak akan meledak, dan tetapi masih dapat menyala. Jika konsentrasinya berlebih dapet menyebabkan iritasi selaput membrane dan paru-paru. Pada kondisi terparah dapat menyebabkan pulmonary edema

  1. perfluorokarbon (PFC)

atau dikenal sebagai freon. perfluorokarbon (PFC) umumnya berasal dari proses industri salah satunya aluminium melalui proses elektrolisis alumina (Al2O3). Gas PFC diperoleh dari hidrokarbon dimana atom hydrogen digantikan oleh atom fluorin. Gas ini mampu bertahan diatmosfer sampai 50.000 tahun dan potensi menyebabkan global warmingnya 6500 kali potensi CO2. Dampaknya pada manusia karena gas ini sangat persisten adalah terdeteksinya gas ini pada semua sampel darah di hamper seluruh penjuru dunia.

  1. hidrofluorokarbon (HFC)

Senyawa-senyawa ini adalah senyawa-senyawa yang hanya mengandung hidrogen dan fluorin yang terikat pada atom karbon. Sebagai contoh:

HFC-134a CH2F-CF3

Karena HCFC tidak mengandung klorida, maka senyawa-senyawa ini tidak memiliki pengaruh terhadap lapisan ozon. HFC-134a saat ini banyak digunakan pada pendingin, untuk mengembangkan plastik yang memuai dan sebagai bahan bakar dalam aerosol.

Dari semua dampak yang diakibatkan oleh gas-gas tersebut, dampak paling utamanya adalah potensi dari gas tersebut yang menyebabkan efek rumah kaca yang dapat menyebabkan pemanasan global. Pemanasan global ini dapat menyebabkan dampak yang lebih buruk antara lain :

  1. Mencairnya es di kutub
  2. Terjadinya pergeseran musim. Musim kemarau akan berlangsung lebih lama, sedangkan musim hujan akan berlangsung singkat dengan intensitas curah hujan lebih tinggi dari normal, sehingga menimbulkan banjir, tanah longsor, dll
  3. Meningkatnya tinggi permukaan air laut
  4. Terjadinya krisis pada sejumlah sektor kehidupan

Sumber :

http://www.sasak.org/univ-ks/78-energi/1138-protokol-kyoto-dan-potensi-ekonomi-yang-menyertainya.html

http://mbojo.wordpress.com/2009/11/02/gas-metan-methane-gas-masa-hidup-dan-sumbernya/

Hardy, J.T. 2003. Climate Change: Causes, Effects, and Solutions. John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England

http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_rumah_kaca

http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida

http://harih.ngeblogs.com/2010/01/09/45/

http://gawkototabang.wordpress.com/data/gas-rumah-kaca/

http://id.wikipedia.org/wiki/Metana

Lelieveld, J., P.J. Crutzen, and F.J. Dentener. 1998. Changing concentration, lifetime and climate forcing of atmospheric methane. Tellus, 50B. 128–150.

Yamajia, K., T. Oharaa, and H. Akimoto. 2003. A country-specific, high-resolution emission inventory for methane from livestock in Asia in 2000. Atmospheric Environment, 37. 4393–4406.

http://organisasi.org/pengertian-atmosfer-atmosfir-komposisi-fungsi-manfaat-atmosfer-bumi

http://www.sayedsaad.com/substation/sf6_gas_properties.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Perfluorocarbon

Soedomo, Moestikahadi. 2001. Pencemaran Udara. Bandung : Penerbit ITB

Leave a Comment »

No comments yet.

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Blog at WordPress.com.

%d bloggers like this: