Pencemaran Udara

Pencemaran udara dapat disebabkan oleh sumber alami maupun sebagai hasil aktivitas manusia. Pada umumnya pencemaran yang diakibatkan oleb sumber alami sukar diketahui besarnya, walaupun demikian masih mungkin kita memperkirakan banyaknya polutan udara clan aktivitas ini. Polutan udara sebagai hasil aktivitas manusia,umumnya lebih mudah diperkirakan banyaknya, terlebih lagi jika diketahui jenis bahan, spesifikasi bahan, proses berlangsungnya aktivitas tersebut,701 serta spesifikasi satuan operasi yang digunakan dalam proses maupun pasca prosesnya.

Selain itu sebaran polutan ke atmosfir dapat pula diperkirakan dengan berbagai macam pendekatan. Bagaimana cara memperkirakan banyaknya polutan yang keluar dari sistem operasi tertentu, serta pendekatan yang digunakan untuk memprediksi sebaran polutan tersebut ke atmosfir akan diuraikan pada pembahasan berikut ini.

1.Faktor emisi

Apabila sejumlah tertentu bahan bakar dibakar, maka akan keluar sejumlah tertentu gas hasil pembakarannya. Sebagai contoh misalnya batu bara yang umumnya . ditulis dalam rumus kimianya sebagai C (karbon), jika dibakar sempurna dengan 02 (oksigen) akan dihasilkan CO2 (karbon dioksida). Namun pada kenyataannya tidaklah demikian.Ternyata untuk setiap batubara yang dibakar dihasilkan pula produk lain selain CO2, yaitu CO2 (karbon monoksida), HCHO (aldehid), CH4 (metana), NO2 (nitrogen dioksida), SO2 (sulfur dioksida) maupun Abu.Produk hasil pembakaran selain CO2 tersebut, umumnya disebut sebagai polutan (zat pencemar).

Faktor emisi disini didefinisikan sebagai sejumlah berat tertentu polutan yang dihasilkan oleh terbakarnya sejumlah bahan bakar se/ama kurun waktu tertentu. Dari definisi ini dapat diketahui bahwa jika faktor emisi sesuatu polutan diketahui, maka banyaknya polutan yang lolos dari proses pembakarannya dapat diketahui jumlahnya persatuan waktu.

Contoh 1:

Dirancang sebuah pembangkit listrik tenaga uap menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya. Kadar abunya 8%, kadar sulfurnya 0,5%, nilai kalornya 11.000 Btu/lb. Daya yang akan dibangkitkan sebesar 2.250 MW dengan efisiensi thermal sebesar 38%. Perkiraan banyaknya partikulat,NO2 dan SO2 yang teremisikan dari sistem ini adalah sebagai berikut:

Faktor emisi masing-masing polutan akibat terbakarnya batubara (dalam lb/ton batubara yang terbakar), adalah: partikulat = 16A, NO2 = 20; SO2 = 38 S dengan A dan S adalah prosen abu dan prosen sulfur dalam bahan bakar. (1 lb = 453,6 gram) Energi yang diperlukan untuk menghasilkan daya sebesar 2250 MW adalah:
2.250 MW / 0,38 = 5.930 x 106 Watt = 20.200 x 106 Btu/Jam
(Watt = 3,4114 Btu/jam).

Dari kebutuhan energi, maka kebutuhan bahan bakarnya adalah: (20.200 x 106 Btu/jam) /(11.000 Btu/lb) = 1.834 x 103 lb/jam = 917 ton/jam.Besarnya emisi masing-masing polutan dapat diperkirakan sebesar : Partikulat : (16 x 8 lb/ton) x 917 ton/jam = 117.300 lb/jam
NO2 : (20 lb/ton) x 917 ton/jam = 18.340 lb/jam SO2 : (38 x 0,5 Ibton) x 917 ton/jam = 17.400 lb/jam umlah emisi partikulat dapat dikurangi jika pada sistem tersebut dilengkapi dengan satuan operasi lain (alat pengendali emisi partikulat)seperti elektrostatik presipitator misalnya,

Contoh 2:
Perkiraan emisi partikulat dari sistem di atas, jika sistem dilengkapi dengan EP yang mempunyai spesifikasi:

Partikulat yang teremisikan ke udara mempunyai spesifikasi:

Emisi partikulat ke udara setelah menggunakan EP adalah:

Atau sebanyak (6.334,21/117.300) x 100% = 5,4 % dari total partikulat.

Contoh 3:
Sebuah Tempat Penampungan Akhir (TPA) sampah dengan sistem pembakaran terbuka mengemisikan 7,71 kg partikulat per ton sampah yang dibakar. Jika jumlah penduduk Semarang 1.300.000 orang, setiap orang rata-rata membuang sampah sebanyak 2,7 kg per hari selama 7 hari per minggu, maka perkiraan jumlah sampah dan partikulat yang teremisikan per hari adalah sebagai berikut:

Jumlah sampah:1.300.000 orang x 2,7 kg/hari/orang = 3.510.000 kg/hari = 3.510 ton/hari
Emisi partikulat: 7,71 kg/ton sampah x 3.510 ton sampah/hari = 27.062 kg/hari Faktor emisi dari berbagai jenis bahan bakar tersebut diperoleh atas hasil pengukuran berulang pada berbagai sumber emisi dengan tipe sistem yang sama. Oleh karena itu walaupun bahan bakarnya sama, jika tipe sistemnya berbeda, maka emisi polutannya akan berbeda besarnya.Beberapa contoh Faktor Emisi (FE) berbagai bahan bakar maupun berbagai tipe sistem yang digunakan disajikan pada Tabel 7.21.

S = sulfur dalam batubara ; A = % abu dalam batubara Jika kadar abu dalam batubara 10%, kadar sulfurnya 0,8%, maka emisi masing-masing Partikulat = 16A =16 x 10 lb/ton batubara SO2 = 38S =38 x 0,8 lb/ton batubara

Beberapa contoh di atas baru menunjukkan banyaknya polutan yang teremisikan ke udara dalam satuan berat per satuan waktu, namun belum dalam satuan berat per satuan volume gas yang keluar dari sistem. Untuk mengkonversinya dapat dilakukan jika laju volumetris gas keluar sistem (m3/jam) diketahui. Pada umumnya baku mutu emisi dinyatakan dalam kondisi standar/normal (tekanan 1 atm, suhu 25° C), sedang polutan gas keluar sistem umumnya berada pada kondisi lain. Untuk mengkonversikan dapat digunakan rumusan praktis sebagai berikut:

dengan: c1 ; cn = konsentrasi polutan pada kondisi 1 dan kondisi normal. (P,T)1 ;(P,T)n = tekanan dan suhu pada kondisi 1 dan kondisi normal