Energi & Lingkungan

Apa Itu Hujan Asam dan Cara Mengembalikan Kerusakan yang Ditimbulkannya

Apa Itu Hujan Asam dan Cara Mengembalikan Kerusakan yang Ditimbulkannya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hujan asam dapat berdampak serius bagi lingkungan - terutama lingkungan perairan dan tanah. Sementara tindakan telah diambil untuk membersihkan banyak emisi yang menyebabkannya, kerusakan telah terjadi pada banyak lingkungan alam di seluruh dunia.

Namun, ada cahaya di ujung terowongan. Ternyata ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk membantu mengurangi dan membalikkan efek hujan asam pada alam.

Apa itu hujan asam dan apa penyebabnya?

Seperti yang mungkin Anda ingat dari masa sekolah menengah Anda, hujan asam terbentuk ketika sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen oksida (NOX) dipancarkan ke atmosfer dan
diangkut oleh angin dan arus udara. Polutan ini bereaksi dengan molekul air di atmosfer, serta oksigen dan bahan kimia lainnya untuk membentuk asam sulfat dan nitrat.

Asam-asam ini kemudian bercampur dengan lebih banyak air dan bahan lain di atmosfer, sebelum jatuh ke tanah sebagai hujan asam.

TERKAIT: SEL SURYA YANG DAPAT MENGHASILKAN ENERGI DARI HUJAN

Fenomena ini pertama kali diidentifikasi pada tahun 1800-an, selama puncak Revolusi Industri. Robert Angus Smith, seorang ahli kimia Skotlandia yang bekerja di Manchester, Inggris, membuat hubungan antara hujan asam dan polutan atmosfer.

Sejumlah kecil sulfur dioksida dan nitrous oksida adalah komponen alami lingkungan dan berasal dari sumber seperti gunung berapi, pelepasan listrik dari petir, dll. Namun, jumlah hujan asam yang jauh lebih besar yang ditemukan saat ini berasal dari aktivitas industri manusia - terutama pembakaran bahan bakar fosil.

Saat ini, sumber oksida yang paling umum adalah:

  • Pembakaran bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik. Dua pertiga dari SO2 dan seperempat dari TIDAKX di atmosfer berasal dari pembangkit tenaga listrik.
  • Knalpot kendaraan dan alat berat.
  • Manufaktur, penyulingan minyak, dan industri lainnya.

Salah satu masalah utama dari polutan ini adalah bahwa mereka dapat terbawa dalam jarak yang sangat jauh sebelum membentuk hujan asam. Artinya, negara dapat menderita akibat aktivitas industri di tempat yang jauh, tidak hanya di tempat.

Apa perbedaan bentuk hujan asam?

Hujan asam dapat terbentuk, atau diendapkan, dengan dua cara berbeda:

  • Deposisi basah
  • Deposisi kering

Deposisi basah adalah yang paling sering kita sebut sebagai hujan asam. Di sinilah asam sulfat dan nitrat yang terbentuk di atmosfer jatuh ke tanah terbawa hujan, salju, kabut, atau hujan es.

Deposisi kering, di sisi lain, terdiri dari endapan dari atmosfer tanpa adanya uap air.

"Partikel asam dan gas dapat mengendap ke permukaan (badan air, tumbuh-tumbuhan, bangunan) dengan cepat atau mungkin bereaksi selama pengangkutan atmosfer untuk membentuk partikel yang lebih besar yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Ketika asam yang terkumpul tersapu dari permukaan oleh hujan berikutnya , air asam ini mengalir melalui tanah, dan dapat membahayakan tumbuhan dan satwa liar, seperti serangga dan ikan. " - EPA.

Jumlah terjadinya pengendapan kering atau basah ditentukan oleh jumlah curah hujan di daerah yang terkena dampak. Gurun pasir, misalnya, cenderung menunjukkan pengendapan yang lebih kering dibandingkan tempat yang mengalami curah hujan beberapa sentimeter per tahun.

Berapa pH hujan asam?

Istilah hujan asam cukup menarik karena hujan biasa rata-rata sebenarnya sedikit asam. Biasanya, hujan bersih memiliki a pH antara 5 dan 5,6.

Seperti yang mungkin Anda sadari, skala pH berkisar dari 0 sampai 14 dan mengukur keasaman relatif atau alkalinitas larutan air yang ditentukan oleh kandungan ion hidrogen (H +). Skala ini ditemukan oleh seorang ilmuwan Denmark, Søren Sørensen, pada tahun 1909.

Ini adalah skala logaritmik dan setiap unit pH menunjukkan peningkatan keasaman sepuluh kali lipat.

Sebagai referensi, air murni suling memiliki a pH 7 dan asam di dalam baterai dapat memiliki a pH 0. Di sisi lain dari skala pH, pemutih memiliki a pH sekitar 12,6 dan cairan pembersih saluran hinggapH 14.

Alasan mengapa hujan biasa sedikit asam adalah karena karbondioksida terlarut yang membentuk asam karbonat. Sebaliknya, hujan asam cenderung memiliki a pH antara 4.2 dan 4.4.

Penurunan pH antara hujan bersih dan hujan asam ini berarti bahwa hujan asam bisa jauh lebih asam.

Pada beberapa kesempatan, pH hujan asam tercatat serendah 3 - mirip dengan pH cuka. Angka yang lebih rendah pernah tercatat pada tahun 1982 ketika pH kabut di Pantai Barat A.S. diukur a pH 1,8!

Mengapa hujan asam berbahaya bagi lingkungan?

Hujan asam bisa sangat merusak lingkungan alam. Secara ekologis, hujan asam jauh lebih merusak di lingkungan perairan seperti sungai, danau, dan rawa-rawa.

Hujan asam dapat, dan akan, secara dramatis mengubah rata-rata pH lingkungan ini, berpotensi membunuh banyak spesies ikan dan organisme air lainnya yang beradaptasi dengan pH yang lebih tinggi.

Banyak organisme akuatik memiliki sesuatu yang disebut "tingkat pH kritis" di mana mereka dapat bertahan hidup. Misalnya, siput cenderung sangat menderita jika pH lebih rendah dari pH 6, lalat capung tentang pH 5,5, dan katak di suatu tempat di wilayah pH 4.

Untuk ikan, tingkat pH yang rendah juga dapat mencegah telurnya menetas. Semua efek ini cenderung secara dramatis mengurangi keanekaragaman hayati ekosistem ini.

Ketika hujan asam menembus dan menyusup ke dalam tanah, ia dapat melepaskan logam beracun seperti aluminium, kadmium, dan merkuri dari partikel tanah dan lempung, yang kemudian cenderung mengalir ke sungai dan danau. Misalnya, semakin asam hujan, semakin banyak aluminium yang dilepaskan, menambah masalah polusi.

Hujan asam juga menghilangkan sejumlah besar kation kalsium dari tanah - yang merupakan mineral penting bagi ekologi lokal. Kerugian yang signifikan dapat merusak, dan bahkan membunuh, pohon, tanaman, dan tanaman.

Aluminium telah lama dikenal sebagai sangat beracun bagi organisme air tawar, dan dapat berdampak buruk pada ekosistem darat juga. Dalam lingkungan akuatik, aluminium adalah racun yang sangat kuat untuk organisme yang bernapas dengan insang seperti ikan dan invertebrata.

Paparan aluminium dosis besar menyebabkan masalah plasma dan hemolimf (setara dengan darah pada invertebrata) dan akhirnya dapat menyebabkan kegagalan osmoregulasi (pengaturan cairan dan elektrolit dalam organisme) pada hewan yang terkena. Khususnya untuk ikan, aluminium mengurangi efisiensi insangnya dan dapat menyebabkan kematian sel insang.

Aluminium juga dapat terakumulasi dalam invertebrata air tawar. Ini memiliki efek ketukan untuk predator mamalia dan burung.

Di darat, aluminium, yang terbawa ke dalam tanah akibat hujan asam, dapat mempengaruhi sistem akar halus tanaman. Seperti pada beberapa hewan air, keberadaan aluminium dalam konsentrasi yang cukup mempengaruhi sistem yang penting untuk penyerapan nutrisi penting.

"Di dataran tinggi, kabut asam dan awan dapat menghilangkan nutrisi dari dedaunan pohon, meninggalkan daun dan daun berwarna coklat atau mati. Pohon kemudian kurang mampu menyerap sinar matahari, yang membuat mereka lemah dan kurang mampu menahan suhu beku." - EPA.

Aluminium juga terakumulasi pada tumbuhan, seperti beberapa invertebrata, yang pada gilirannya mempengaruhi seluruh rantai makanan.

Hujan asam juga bisa merusak, dan akhirnya mematikan tanaman secara langsung. Selain pengasaman tanah, hujan asam juga dapat menyebabkan pengeringan kutikula daun lilin yang telah berkembang di beberapa tanaman untuk mencegah kehilangan air.

Hal ini pada akhirnya mengakibatkan kehilangan air yang berlebihan dari tanaman ke atmosfer. Tanaman yang terkena akan mengalami dehidrasi dan musnah. Tanaman yang mengalami hal ini biasanya akan tampak menguning di antara urat daunnya.

Peningkatan keasaman jaringan internal tanaman juga dapat menyebabkan pembubaran mineral penting, sehingga melemahkannya secara fatal.

Pengasaman tanah juga secara dramatis mempengaruhi keanekaragaman hayati mikroba tanah. Beberapa mikroba tidak dapat mentolerir pH rendah dan akibatnya mati.

Hujan asam juga bisa sangat merugikan perairan pantai yang dangkal. Pengasaman laut dapat mencegah invertebrata laut secara efektif membuat kerangka luar yang terkalsifikasi.

Karang sangat sensitif terhadap tingkat pH yang lebih rendah, di mana kerangka kalsium karbonatnya dapat larut. Efek apa pun pada anggota rantai makanan laut yang lebih rendah juga akan berdampak langsung pada hewan laut tingkat tinggi lainnya.

Singkatnya, 3 efek utama hujan asam terhadap lingkungan adalah (milik Universitas Washington):

  • Habitat air tawar menjadi sangat asam sehingga hewan tidak dapat hidup di dalamnya lagi.
  • Degradasi banyak mineral tanah menghasilkan ion logam yang kemudian hanyut dalam limpasan, menyebabkan beberapa efek:
    • Pelepasan ion beracun, seperti Al3+, ke dalam sumber air.
    • Hilangnya mineral penting, seperti Ca2+, dari tanah, membunuh pohon, dan merusak tanaman.
  • Polutan atmosfer mudah dipindahkan oleh arus angin, sehingga efek hujan asam terasa jauh dari tempat polutan dihasilkan.

Apakah hujan asam berbahaya bagi manusia?

Selain kerusakan parah, hujan asam dapat merusak lingkungan, juga merusak bangunan, monumen bersejarah, dan patung, terutama yang terbuat dari batu kapur dan marmer.

Itu juga dapat mempengaruhi kesehatan manusia.

Meskipun tidak secara langsung, sendiri, Partikel di udara yang membentuk hujan asam dapat menyebabkan masalah jantung dan paru-paru jika terhirup, terutama oleh penderita asma dan bronkitis. NOx juga dapat menyebabkan pembentukan ozon di permukaan tanah yang, bila juga dihirup, dapat meningkatkan masalah paru-paru yang parah seperti pneumonia kronis dan emfisema.

Hujan asam di ketinggian yang lebih tinggi juga dapat menyebabkan pembentukan kabut asam pekat yang memengaruhi jarak pandang dan mengiritasi mata dan hidung.

Adakah efek positif dari hujan asam?

Ternyata, ada beberapa efek positif yang menarik dari hujan asam. Misalnya, telah ditemukan bahwa hujan asam dapat membantu mengurangi produksi alami metana - gas rumah kaca yang lebih kuat daripada karbon dioksida.

Ini terutama terlihat di area lahan basah. Kandungan sulfur hujan asam telah terbukti membatasi aktivitas mikroba penghasil metana yang ditemukan di lingkungan tersebut.

Bagaimana hujan asam mempengaruhi tanah?

Tanah adalah salah satu fondasi paling fundamental dari semua kehidupan berbasis lahan. Setiap kerusakan yang signifikan akan berdampak secara dramatis pada seluruh ekosistem di darat.

Ketika nilai kimia dan nutrisi tanah habis, seluruh ekosistem bisa runtuh. Inilah mengapa sangat penting untuk menghilangkan atau setidaknya mengurangi sebanyak mungkin efek hujan asam pada tanah.

Kami telah menyebutkan beberapa efek utama pada tanah dari hujan asam di atas, tetapi dalam beberapa kasus, hutan, sungai, dan danau yang mengalami hujan asam mampu menahan efek tersebut. Penyangga adalah kemampuan ekosistem untuk mentolerir peningkatan pengasaman akibat hujan asam.

Ini sepenuhnya tergantung pada sejumlah faktor. Dua faktor utama adalah ketebalan dan komposisi tanah dan jenis batuan dasar di bawahnya.

Misalnya, daerah dengan tanah tebal yang kaya kalsium, batu kapur, atau marmer, lebih mampu menetralkan asam pada air hujan. Ini karena batu kapur dan marmer lebih bersifat basa (basa) dan menghasilkan pH yang lebih tinggi bila dilarutkan dalam air.

Di tempat-tempat di mana geologi yang mendasari, dan lebih jauh lagi, sifat kimiawi tanah, tidak mampu menahan efek hujan asam, pengasaman tanah dapat merusak. Ini menghilangkan mineral penting dari tanah yang dapat membunuh tanaman yang ada dan juga mengancam produktivitas hutan di masa depan.

Tanah asam cenderung memperlambat pertumbuhan tanaman dan pohon jika tidak langsung dimatikan.

"Di Pegunungan Hijau Vermont dan Pegunungan Putih di New Hampshire di Amerika Serikat 50% dari pohon cemara merah telah mati di masa lalu 25 tahun. Juga telah dicatat penurunan jumlah pertumbuhan pohon yang ada yang diukur dengan ukuran lingkaran pertumbuhan pohon di daerah ini. "- airquality.org.uk.

Bagaimana memulihkan daerah yang rusak akibat hujan asam?

Seperti yang sudah kita ketahui, kerusakan akibat hujan asam bisa sangat signifikan bagi lingkungan - terutama lingkungan tanah dan perairan. Meskipun alam memang memiliki kapasitas yang besar untuk menyembuhkan dirinya sendiri, terkadang manusia perlu mengambil tindakan.

Berikut beberapa cara yang dapat dilakukan manusia untuk membantu memulihkan kerusakan akibat hujan asam.

1. Batu kapur bubuk dapat ditambahkan ke saluran air yang diasamkan

Salah satu metode untuk memulihkan kerusakan yang disebabkan oleh hujan asam pada danau dan sungai secara artifisial adalah dengan memasukkan bubuk batu kapur. Disebut "pengapuran", kalsium karbonat, dan komponen alkali lainnya dari batu kapur, membantu menetralkan pH air yang terpengaruh.

Meskipun ini adalah solusi yang cukup sederhana, ini bukanlah metode termurah. Ini juga hanya solusi sementara dan harus dilanjutkan dengan interval sampai hujan asam berhenti.

Ini telah berhasil, telah digunakan di tempat-tempat seperti Norwegia dan Swedia untuk membantu memulihkan danau dan sungai yang terkena dampak. Proyek pengapuran besar lainnya juga dilakukan di Wales, Inggris, di mana 12.000 km, atau lebih, saluran air telah menjadi diasamkan.

Proyek itu terjadi pada tahun 2003 di sungai Wye (jalur air utama yang membentang dari Mid-Wales ke Muara Severn) dan benar-benar menyebabkan kembalinya salmon ke daerah-daerah ini. Ikan ini belum pernah terlihat di sungai sejak pertengahan 1980-an.

2. Pemboman selimut pelet kalsium juga telah digunakan untuk memulihkan tanah yang diasamkan

Solusi berbasis kalsium juga dapat digunakan untuk membantu memulihkan tanah yang rusak akibat hujan asam. Misalnya, pada tahun 1999, 40 ton pelet kalsium kering dioleskan di a 29 hektar DAS di Hubbard Brook, New Hampshire, AS. Pelet disebarkan dengan helikopter selama beberapa hari.

Pelet dirancang khusus untuk secara perlahan masuk ke daerah aliran sungai selama bertahun-tahun dan menetralkan pengasaman tanah. Peneliti memantau hutan selama satu setengah dekade untuk membandingkan area dengan daerah aliran sungai yang berdekatan yang tidak menerima perlakuan yang sama.

“Perlakuan tersebut meningkatkan ketahanan hutan terhadap gangguan besar,” kata salah satu tim peneliti. “Pohon-pohon di daerah aliran sungai yang diolah dengan kalsium dapat pulih lebih cepat dari badai es parah yang melanda wilayah itu pada tahun 1998.”

3. Mengatur industri untuk mengontrol emisi

Kedengarannya jelas, tetapi salah satu cara paling efektif untuk membantu memulihkan area yang rusak akibat hujan asam adalah dengan mengurangi emisi sulfur dan nitrous oksida dari industri yang paling berpolusi. Dengan menghentikan masalah pada sumbernya, hal itu memungkinkan alam pulih dengan sendirinya.

Ini dapat dicapai melalui campuran pencucian batu bara, hanya membakar batu bara sulfur rendah, atau memasang perangkat yang disebut "scrubber" ke cerobong asap dan cerobong asap. Juga disebut desulfurisasi gas buang (FGD), ini biasanya bekerja untuk menghilangkan SO2 secara kimiawi dari gas yang meninggalkan cerobong asap.

Mereka sangat efektif dan dapat menghapus sebanyak mungkin 95% sulfur dioksida dari gas emisi. Tentu saja, pembangkit listrik juga dapat diubah dari penggunaan batu bara menjadi bahan bakar sulfur rendah seperti gas alam, atau bentuk energi alternatif.

Untuk kendaraan, pengenalan konverter katalitik ke sistem pembuangan sangat penting dalam menurunkan emisi NOx dari mobil.

Ini sangat efektif di tempat-tempat seperti AS dan Kanada, di mana peraturan pemerintah lebih dari25 tahun lalu untuk memaksa industri membersihkan tindakan mereka. Terutama, Clean Air Act tahun 1970 dan Perjanjian Kualitas Udara Kanada-Amerika Serikat tahun 1991.

Beberapa penelitian dari tahun 2015 telah menunjukkan bahwa setelah awal yang lambat, tanah yang diasamkan sekarang menunjukkan pemulihan yang dipercepat di sebagian besar wilayah Western Ontario dan Maine.

4. Beralih ke sumber energi alternatif juga membantu

Strategi lain yang digunakan untuk menghentikan hujan asam dan membantu memulihkan kerusakan yang disebabkan oleh penggunaan sumber energi alternatif secara luas untuk menghasilkan listrik. Kepala tenaga angin, panas bumi, matahari, tenaga air, dan tenaga nuklir.

Dengan menghilangkan sepenuhnya kebutuhan untuk menggunakan bahan bakar fosil, sumber energi alternatif ini secara efektif menghilangkan emisi sulfur dioksida dan polutan NOx ke udara. Dan tentu saja, hal yang sama berlaku untuk peralihan ke kendaraan listrik.

Dan itu bungkusnya.

Efek hujan asam pada lingkungan alam dan buatan dapat menjadi sangat serius jika dibiarkan. Untungnya, perpaduan antara undang-undang penting dan beberapa strategi mitigasi inovatif telah terbukti efektif dalam mengurangi, dan bahkan membalik, beberapa kerusakan paling serius.

Ketika negara-negara terus mendorong untuk membersihkan emisi mereka dan mempercepat adopsi sumber energi alternatif, diharapkan hujan asam dari sumber manusia akan menjadi masa lalu.


Tonton videonya: AKIBAT PERUBAHAN KESEIMBANGAN LINGKUNGAN DAN UPAYA MENJAGA KESEIMBANGAN LINGKUNGAN - IPA SMK KELAS X (Oktober 2022).