Fenomena Smog Fotokimia

Pernahkan kamu melihat pemandangan seperti foto di bawah ini? Pemandangan ini biasanya dapat kamu temukan dengan mudah di kawasan perkotaan yang padat dan banyak aktivitas kendaraan bermotor atau industri. Foto di bawah ini menunjukkan fenomena smog fotokimia. Apa itu smog fotokimia dan apakah ini berbahaya bagi lingkungan juga manusia? Yuk simak penjelasannya di bawah ini!

Sumber: prior-scientific
Sumber: prior-scientific

Definisi

Smog merupakan gabungan kata antara smoke (asap) dan fog (kabut), yang berarti kabut yang berisi gas pencemar udara. Fotokimia adalah proses reaksi kimia yang diakibatkan oleh adanya cahaya. Smog fotokimia adalah campuran polutan yang terbentuk ketika senyawa nitrogen oksida (NOx) dan senyawa organik yang mudah menguap (volatile organic compounds atau VOCs) bereaksi dengna cahaya matahari sehingga menyebabkan kabut kecoklatan di atas kawasan perkotaan. Polutan yang terdapat pada smog fotokimia adalah ozon, lachrymator (substansi kimia yang dapat menyebabkan iritasi mata), dan zat-zat kimia berbahaya lainnya.

Penyebab

Terdapat 3 senyawa utama yang diperlukan untuk membuat reaksi kimia pembentuk smog terjadi. Ketiga senyawa tersebut adalah sinar ultraviolet (UV), hidrokarbon, dan nitrogen oksida (NOx). Senyawa-senyawa kimia tersebut dapat berasal dari sumber alami ataupun dari kegiatan manusia.

Kebakaran hutan dan proses mikrobiologi yang terjadi di alam, terutama di tanah, akan menghasilkan NOx. Sedangkan senyawa VOCs dapat dihasilkan dari proses penguapan senyawa organik yang terjadi secara alamiah, seperti terpena (C5H8)n, yang merupakan hidrokarbon yang dihasilkan oleh tumbuhan dan terdapat dalam minyak sebagai pemicu terjadinya pembakaran. Eukaliptus, salah satu jenis pohon dari Australia, juga melepaskan senyawa ini dalam jumlah yang cukup besar. Selain itu, senyawa NOx dapat terbentuk melalui proses terjadinya petir. Gas nitrogen bereaksi dengan oksigen di sekitarnya membentuk nitrogen monoksida.

Hidrokarbon dan NOx sebagian besar dihasilkan dari kegiatan manusia seperti pembakaran pada mesin kendaraan bermotor. Di sebagian besar wilayah perkotaan, lebih dari 50% smog fotokimia terbentuk akibat adanya emisi kendaraan bermotor. Pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna pada kendaraan bermotor menyebabkan terjadinya emisi berbagai hidrokarbon yang belum terbakar, karbon monoksida, nitrogen oksida, dan sulfur oksida. Pembakaran yang tidak sempurna ini biasanya terjadi ketika kendaraan bermotor sedang melaju cepat dan saat terjadinya kemacetan, yang menimbulkan kurangnya suplai oksigen untuk proses pembakaran. Pembakaran tidak sempurna juga dapat diakibatkan oleh proses pembakaran pada industri yang kurang suplai oksigen karena adanya kekurangan pada mesin.

Selain disebabkan oleh senyawa-senyawa yang berasal dari kedua jenis sumber tersebut, smog fotokimia juga sering disebabkan oleh angin yang tenang. Selama musim dingin, kecepatan angin menjadi rendah, sehingga asap dan kabut menjadi stagnan pada tempat terbentuknya smog dan meningkatkan tingkat polusi pada bagian permukaan tempat manusia dan makhluk hidup lainnya hidup.

Kondisi yang mempengaruhi

Faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya smog fotokimia adalah inversi termal. Inversi termal terjadi ketika lapisan udara yang lebih hangat dan ringan terjadi di atas lapisan udara yang lebih dingin dan berat, menyebabkan tidak terjadinya angin vertikal yang akhirnya membuat polutan terperangkap di lapisan atmosfer yang lebih rendah. Polutan yang harusnya naik ke lapisan udara yang lebih tinggi untuk mengalami proses dispersi dan dilusi menjadi tetap berada di lapisan bawah dan menyebabkan polutan semakin terakumulasi. Terperangkapnya polutan tersebut akan menyebabkan smog tetap diam di daerah tersebut dalam jangka waktu yang panjang. Jika inversi termal tidak terjadi, maka smog fotokimia di daerah tersebut akan segera hilang dalam jangka waktu yang dekat.

Terjadinya inversi termal dapat dipengaruhi oleh beberapa factor, salah satunya adalah factor lokasi. Inversi termal dapat dengan lebih mudah terjadi di daerah lembah, karena pergerakan udara di daerah lembah lebih terbatasi dan suhu pada malam hari yang lebih dingin. Pada daerah pantai, inversi termal sangat sulit untuk terjadi. Hal ini disebabkan oleh suhu pada malam hari yang tetap hangat. Suhu yang hangat ini disebabkan oleh tingginya kelembaban. Uap air yang merupakan penyumbang terbesar terjadinya efek rumah kaca (50%, dihitung dari konsentrasi dan kemampuan zat menyerap energi matahari) menyebabkan panas tetap terperangkap di daerah pantai pada malam hari.

Kondisi yang mempengaruhi

Faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya smog fotokimia adalah inversi termal. Inversi termal terjadi ketika lapisan udara yang lebih hangat dan ringan terjadi di atas lapisan udara yang lebih dingin dan berat, menyebabkan tidak terjadinya angin vertikal yang akhirnya membuat polutan terperangkap di lapisan atmosfer yang lebih rendah. Polutan yang harusnya naik ke lapisan udara yang lebih tinggi untuk mengalami proses dispersi dan dilusi menjadi tetap berada di lapisan bawah dan menyebabkan polutan semakin terakumulasi. Terperangkapnya polutan tersebut akan menyebabkan smog tetap diam di daerah tersebut dalam jangka waktu yang panjang. Jika inversi termal tidak terjadi, maka smog fotokimia di daerah tersebut akan segera hilang dalam jangka waktu yang dekat.

Dampak

Smog fotokimia dapat memberikan dampak pada lingkungan, kesehatan manusia, hingga kerusakan material. Dampak utama yang dapat dilihat secara langsung (visual) adalah kabut kecokelatan yang berada di atas wilayah perkotaan. Warna kecokelatan disebabkan oleh partikel cair dan padatan yang berukuran sangat kecil yang memendarkan cahaya.

Senyawa NOx, ozon, dan juga peroksiasetil nitrat (PAN) dapat mengurangi bahkan hingga menghentikan pertumbuhan tumbuhan dengan mengurangi proses fotosintesis. Ozon dalam jumlah kecil dapat menyebabkan hal ini, tetapi PAN bersifat lebih toksik lagi terhadap tumbuhan. Smog dapat menyebabkan masalah pada jantung dan paru-paru, iritasi mata, gangguan pernapasan, batuk, dan sesak pada manusia. Hal ini disebabkan oleh polutan-polutan yang terkandung dalam smog itu sendiri (NOx, VOCs, ozon, dan PAN). Ozon juga dapat merusak berbagai campuran material. Ozon dapat menyebabkan keretakan pada karet, mengurangi kekuatan tekstil, memudarkan warna pada kain, dan keretakan cat.

Referensi

EPA. (2004). Photochemical smog—what it means for us. Adelaide: EPA South Australia.

Foust, Richard. n.d. Photochemical Smog. Diperoleh dari http://mtweb.mtsu.edu/nchong/Smog-Atm1.htm

Manahan, Stanly E. (2000). Environmental Chemistry 6th Edition. Florida: CRC Press.

Rani, Bina et al. (2011). Photochemical Smog Pollution and Its Mitigation Measures. Journal of Advanced Scientific Research, 2011; 2(4): 28-33.

Spread the News

Share to Social Media

Share on twitter
Share on facebook
Share on linkedin
Share on pinterest

Support Organization

Support Specific Program

Berlangganan

* Diperlukan