KARBON MONOKSIDA

Kata Pengantar

Puji dan rasa syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Makalah ini disusun sebagai tugas mata kuliah Kimia Lingkungan yang dibimbing oleh Ibu Neena Zakia.

Dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan rasa terima kasih kepada pihak-pihak yang turut membantu mulai awal penulisan hingga menjadi sebuah makalah yang dapat bermanfaat bagi semua pihak. Makalah ini berjudul ” Karbon Monoksida  ”, di mana di dalamnya memuat berbagai dampak dan penanggulangan karbon monoksida berlebih.

Penyusun menyadari dalam penulisan makalah ini masih ada kesalahan dan kekurangan. Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan untuk kesempurnaan pada penulisan berikutnya dan pengayaan wawasan penyusun.

Semoga makalah ini dapat memberi manfaat pada pembaca pada umumnya dan penyusun pada khusunya, dalam rangka meningkatkan wawasan keilmuan di bangku kuliah. Harapan kami makalah ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana mestinya.

Malang, Februari 2009

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1            Latar Belakang  

Udara merupakan faktor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya pembangunan fisik kota, pusat – pusat industri dan sarana transportasi yang semakin bertambah, kualitas udara telah mengalami perubahan. Udara yang dulunya segar kini kering dan kotor. Hal ini bila tidak segera ditanggulangi perubahan tersebut dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan serta tumbuhan. Pencemaran udara diartikan sebagai suatu kondisi di mana kualitas udara menjadi rusak dan terkontaminasi oleh zat – zat, baik yang tidak berbahaya maupun yang membahayakan kesehatan tubuh manusia. Pencemaran udara biasanya terjadi di kota – kota besar dan juga daerah padat industri yang menghasilkan gas – gas yang mengandung zat di atas batas kewajaran. Salah satu polutan berbahaya yang terkandung dalam udara adalah gas Karbon Monoksida (CO).

Karbon monoksida merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa , tidak mudah larut dalam air, tidak menyebabkan iritasi, beracun dan berbahaya. Ia terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen berikatan dan satu ikatan kovalen koordinasi antara karbon dan oksigen.

Gas CO dapat bertahan lama di muka bumi karena kemampuan atmosfer untuk menyerapnya adalah 1 sampai 5 tahun. Gas CO utamanya dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna dari senyawa karbon, misalnya berasal dari minyak tanah, bensin, solar, batubara, LPG, atau kayu. Karbon monoksida terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran. Namun, pada umumnya gas CO terbentuk secara alamiah maupun sebagai hasil sampingan kegiatan manusia.

Dampak dari CO bagi manusia, bervariasi tergantung dari status kesehatan seseorang, kelahiran prematur, badan bayi di bawah normal, keracunan dll. Keracunan gas CO dapat menyebabkan kematian, ia masuk ke paru-paru lalu masuk ke dalam molekul hemoglobin dalam sel darah merah. CO terikat pada hemoglobin dan memiliki kecenderungan yang sama dengan oksigen. Kemudian terbentuklah carboxy hemoglobin. Carboxy hemoglobin menghambat masuknya oksigen ke dalam molekul hemoglobin dan menghambat kemampuan penukaran gas dari sel darah merah. Akibatnya, tubuh kekurangan oksigen yang menyebabkan kerusakan jaringan dan kematian sehingga perlu upaya untuk pencegahan terhadap CO meskipun untuk mengetahui adanya CO sangat sulit tetapi keracunan gas CO masih bisa diidentifikasi dengan gejala yang timbul. Gejala yang timbul pada konsentrasi rendah adalah serupa dengan gejala flu, seperti kepala pusing , pernafasan yang terganggu dan sedikit mual atau dapat dilakukan pencegahan pada sumber yang dapat menghasilkan gas CO ( pada kendaraan bermotor khususunya ).

1.2            Rumusan Masalah

1.      Apakah definisi dari karbon monoksida ?

2.      Apa dampak dari karbon monoksida ?

3.      Bagaimana pengendalian karbon monoksida?

4.      Bagaimana analisa karbon monoksida di lingkungan ?

1.3            Tujuan

1.      Untuk mengetahui definisi dari karbon monoksida

2.      Untuk mengetahui dampak dari karbon monoksida

3.      Untuk mengetahui pengendalian dari karbon monoksida

4.      Untuk mengetahui analisa karbon monoksida di lingkungan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1            Definisi Karbon Monoksida

Karbon monoksida adalah zat pencemar udara yang patut mendapat perhatian, 90% dari seluruh zat pencemar kendaraan bermotor adalah berupa gas CO (Samsuri, 1982:90).

Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa , tidak mudah larut dalam air, tidak menyebabkan iritasi, beracun dan berbahaya. Karbon monoksida pertama kali dihasilkan oleh kimiawan Perancis de Lassone pada tahun 1776 dengan memanaskan seng oksida dengan kokas. Dia menyimpulkan bahwa gas yang dihasilkan adalah hidrogen, karena ketika dibakar ia menghasilkan lidah api berwarna biru. Gas ini kemudian diidentifikasi sebagai senyawa yang mengandung karbon dan oksigen oleh kimiawan Inggris William Cumberland Cruikshank pada tahun 1800.

Sifat-sifat CO yang beracun pertama kali diinvestigasi secara seksama oleh fisiolog Perancis Claude Bernard sekitar tahun 1846. Dia meracuni beberapa anjing dengan gas tersebut, dan mendapati darah anjing-anjing tersebut berwarna lebih merah di seluruh pembuluh darah.

Selama Perang Dunia II, karbon monoksida digunakan untuk menjaga kendaraan bermotor agar tetap berjalan di daerah-daerah yang kekurangan bensin. Pembakar batu-bara atau kayu dipasangkan, dan karbon monoksida yang diproduksi dengan gasifikasi dialirkan ke karburator. CO dalam kasus ini dikenal sebagai "gas kayu" (Wikipedia, 2009).

2.1.1 Sifat-sifat gas CO adalah:

·         Gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, tidak menyebabkan iritasi, beracun dan berbahaya

·         Tidak mudah larut dalam air

·         Perbandingan berat terhadap udara (1 atm derajat C) 0.967

·         Mudah terbakar dan menghasilkan lidah api berwarna biru, menghasilkan karbon dioksida

Karakteristik biologik yang paling penting dari CO adalah kemampuannya untuk berikatan dengan hemoglobin, pigmen sel darah merah yang mengangkut oksigen ke seluruh tubuh (Anonim, 2008).

Karbon monoksida ( CO ), terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi atara atom karbon dan oksigen.

Molekul CO memiliki panjang ikat 0,1128 nm. Perbedaan muatan formal dan elektronegativitas saling meniadakan, sehingga terdapat momen dipol yang kecil dengan kutub negatif di atom karbon, walaupun oksigen memiliki elektronegativitas yang lebih besar. Alasannya adalah orbital molekul yang terpenuhi paling tinggi memiliki energi yang lebih dekat dengan orbital p karbon, yang berarti bahwa terdapat rapatan elektron yang lebih besar dekat karbon. Selain itu, elektronegativitas karbon yang lebih rendah menghasilkan ” awan elektron” yang lebih baur, sehingga menambah momen dipol. Hal ini juga merupakan alasan mengapa kebanyakan reaksi kimia yang melibatkan karbon monoksida terjadi pada atom karbon, bukan pada atom oksigen.

Panjang ikatan molekul karbon monoksida sesuai dengan ikatan rangkap tiga parsialnya. Molekul ini memiliki momen dipol ikatan yang kecil dan mempunyai tiga struktur resonansi:

 

Resonansi paling kiri adalah bentuk yang paling penting. Hal ini dapat diilustrasikan dengan reaktivitas karbon monoksida yang bereaksi dengan karbokation. Dinitrogen bersifat isolektronik terhadap karbon monoksida. Hal ini berarti bahwa molekul-molekul ini memiliki jumlah elektron dan ikatan yang mirip satu sama lainnya. Sehingga, sifat-sifat fisika antara N₂ dan CO sangat mirip, walaupun CO lebih reaktif (Wikipedia, 2009).

Karbon monoksida yang terdapat di alam terbentuk dari salah satu proses sebagai berikut:

·         Pembakaran tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon

·         Reaksi antara karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi

·         Pada suhu tinggi, karbon dioksida terurai menjadi CO dan O (Anonim, 2008).

·         CO adalah anhidra dari asam format. Oleh karena itu, CO bisa diproduksi dari dehidrasi asam format

·         Gas produser dibentuk dari pembakaran karbon dioksida pada temperatur tinggi ketika terdapat karbon yang berlebih. Dalam sebuah oven, udara dialirkan melalui kokas. CO₂ yang pertama kali dihasilkan akan mengalami kesetimbangan dengan karbon panas, menghasilkan CO. Reaksi O₂ dengan karbon membentuk CO disebut sebagai kesetimbangan Boudouard. Di atas 800°C, CO adalah produk yang predominan:

O_{2 (g)} + 2 C _(s) → 2 CO _(g)  ΔH = -221 kJ/mol

      Kerugian dari metode ini adalah apabila dilakukan dengan udara, ia akan menyisakan campuran yang terdiri dari nitrogen.

·         Gas sintetik atau gas air diproduksi via reaksi endotermik uap air dan karbon:

H₂O _(l) + C _(s) → H_{2 (g)} + CO _(g)  ΔH = 131 kJ/mol

·         CO juga merupakan hasil sampingan dari reduksi bijih logam oksida dengan karbon:

MO _(s) + C _(s) → M _(s) + CO _(g)  ΔH = 131 kJ/mol

·         Produksi CO dalam skala laboratorium adalah dengan pemanasan campuran bubuk seng dan kalsium karbonat.

Zn _(s) + CaCO_{3 (s)} → ZnO _(s) + CaO _(s) + CO _(g)

·         Metode laboratorium lainnya adalah dengan mereaksikan sukrosa dengan natrium hidroksida dalam sistem tertutup (Wikipedia, 2009).

2.1.2 Keberadaan CO di Atmosfer

Karbon monoksida memiliki efek radiative forcing secara tidak langsung dengan menaikkan konsentrasi metana dan O₃ adanya di stratosfer melalui reaksi kimia dengan konstituen atmosfer lainnya (misalnya radikal hidroksil OH^-) yang sebenarnya akan melenyapkan metana dan ozon. Dengan proses alami di atmosfer, karbon monoksida pada akhirnya akan teroksidasi menjadi karbon dioksida. Sehingga konsentrasi karbon monoksida memiliki jangka waktu pendek di atmosfer (Wikipedia, 2009).

Keberadaan atau umur dari karbon monoksida di atmosfer tidak lama hanya kira-kira 4 bulan. Hal ini terjadi karena karbon monoksida di atmosfer dihilangkan melalui reaksi dengan radikal hidroksil, HO^•

CO + HO^•                             CO₂ + H

Reaksi menghasilkan radikal hidroperoksil

            O₂ + H + M                HOO^• + M

Yang kemudian radikal NO^- dihasilkan kembali dari radikal hidroperoksil (NOO^•) melalui reaksi:

            HOO^• + NO               NO^• + NO₂

                HOO^• + HOO^•                     H₂O₂ + O₂

            Reaksi terakhir terjadi dengan disosiasi dari H₂O₂ melalui reaksi photo kimia dan menghasilkan kembali HO°:

            H₂O₂ + hv               2HO^•

            Gas metana juga terlibat dalam reaksi siklus atmosfer yang berhubungan dengan CO, HO°, dan CH_4.

            CH₄ + HO^•                     H₃C^• + H₂O

            CO + H₂O               CO₂ + H

            H + O₂                     HOO^•

Radikal hidroperoksil selanjutnya menghasilkan kembali HO^• seperti reaksi yang sudah ditulis sebelumnya.

Mikroorganisme tanah melalui aktifitasnya dapat menghilangkan CO dari atmosfer. Oleh karena itu, tanah merupakan tempat penampungan dari karbon monksida.

2.1.3 Sumber CO

            Emisi gas karbon monoksida dari alam, proses geologis maupun dari aktivitas manusia. Karbon monoksida yang dihasilkan akibat aktivitas manusia merupakan salah satu penyumbang karbon monoksida terbesar di alam. Sumber karbon monoksida dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu:

1. Sumber Titik

Karbon monoksida, walaupun dianggap sebagai polutan, telah lama ada di atmosfer sebagai hasil produk dari aktivitas gunung berapi. Ia larut dalam lahar gunung berapi pada tekanan yang tinggi di dalam mantel bumi. Kandungan karbon monoksida dalam gas gunung berapi bervariasi dari < 0,01 % - > 2 % bergantung pada gunung berapi tersebut. Oleh karena sumber alami karbon monoksida bervariasi dari tahun ke tahun, maka sangat sulit untuk secara akurat menghitung emisi alami gas tersebut.

·         CO dapat terbentuk secara alamiah  walaupun jumlahnya relatif sedikit. Seperti: gas hasil kegiatan gunung berapi, proses biologi dll (Anonim, 2008)

·         Sebagai hasil sampingan kegiatan manusia

·         Selain itu juga CO berasal dari pembakaran produk-produk alam dan sitesis, termasuk rokok (Anonim, 2008).

·         Karbon monoksida dapat juga dihasilkan reaksi oksida gas metana oleh radikal hidroksil dan dari perombakan/ pembusukan tanaman meskipun tidak sebesar yang dihasilkan pembakaran bensin.

2. Sumber Area

Pada sumber ini gas karbon monoksida dapat berasal dari proses industri. Dimana pabrik-pabrik yang terdapat di kawasan industri ini tidak memasang scruber pada cerobong asap pabrik. Scruber adalah alat yang berfungsi sebagai penyaring sehingga asap yang dilepas pabrik ke udara, merupakan asap yang sudah melalui penyaringan, dan tidak mengandung gas karbon monoksida yang berbahaya bagi lingkungan.

3. Sumber Bergerak

·         Di kota-kota besar, sumber utama penghasil CO adalah kendaraan
bermotor seperti mobil, truk, bus dan sepeda motor karena
pembakaran BBM yang tidak sempurna. Karbon monoksida terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran. Kota besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan. Secara sederhana pembakaran karbon dalam minyak bakar terjadi melalui beberapa tahap sebagai berikut :

2C _(s) + O_{2 (g)}  ——–> 2CO _(g)

2CO _(g) + O_{2 (g)  ——–>} 2CO_{2 (g)}

      Reaksi pertama berlangsung sepuluh kali lebih cepat daripada reaksi kedua, oleh karena itu CO merupakan intermediat pada reaksi pembakaran tersebut dan dapat merupakan produk akhir jika jumlah O₂ tidak cukup untuk melangsungkan reaksi kedua. CO dapat menjadi produk akhir meskipun jumlah oksigen di dalam campuran pembakaran cukup, hal ini dikarenakan proses pembakaran antara minyak bakar dan udara tidak tercampur rata. Pencampuran yang tidak rata antara minyak bakar dengan udara menghasilkan beberapa tempat yang kekurangan oksigen. Semakin rendah perbandingan antara udara dengan minyak bakar, semakin tinggi jumlah karbon monoksida yang dihasilkan (Prabu, 2008).

2.1.4 Konsentrasi sumber

0.1 ppm - kadar alami atmosfer 

0.5 - 5 ppm - rata-rata kadar di rumah

5 - 15 ppm - kadar dekat kompor gas rumah

100-200 ppm - daerah pusat kota Meksiko

5,000 ppm - cerobong asap rumah dari pembakaran kayu

7,000 ppm - gas knalpot mobil yang tidak diencerkan - tanpa pengubah katalitik

30,000 ppm - asap rokok yang tidak diencerkan (Wikipedia, 2009).

Faktor-faktor yang mempengaruhi konsentrasi CO di udara antara lain ialah faktor cuaca, seperti intensitas dan arah angin, suhu udara dan kelembaban. Faktor yang memegang peranan penting sebenarnya adalah jumlah kendaraan, kecepatan dan jenis kendaraannya (Samsuri, 1982 :100).

Konsentrasi CO di udara pada tempat tertentu dipengaruhi oleh kecepatan emisi (pelepasan) CO di udara dan kecepatan dispersi dan pembersihan CO dari udara. Pada daerah perkotaan kecepatan pembersihan CO dari udara sangat lambat, oleh karena itu kecepatan dispersi dan pembersihan CO dari udara sangat menentukan konsentrasi CO di udara.

Kecepatan dispersi dipengaruhi langsung oleh faktor-faktor meteorologi seperti kecepatan dan arah angin, turbulensi udara, dan stabilitas atmosfer. Di kota-kota besar, meskipun turbulensi ditimbulkan karena adanya kendaraan yang bergerak dan aliran udara di atas dan di sekeliling bangunan, tetapi karena keterbatasan ruangan maka gerakan udara sangat terbatas sehingga konsentrasi CO di udara dapat meningkat (Anonim, 2008).

Akan tetapi berdasarkan penelitian ternyata kadar CO di udara tidak selalu meningkat setiap hari, hal ini pasti ada proses alam yang mengubah CO itu dengan cepat. Atau mungkin ada zat lain yang merupakan katalis, atau ada proses biologis yang menggunakan CO lagi dalam reaksi (Samsuri, 1982:100).

2.1.5 Penyebaran CO

Penyebaran gas CO di udara tergantung pada keadaan lingkungan. Untuk daerah perkotaan yang banyak kegiatan industri dan lalu lintasnya padat, udaranya sudah banyak tercemar oleh gas CO. Sedangkan daerah pinggiran kota atau desa, cemaran CO di udara relatif sedikit. Ternyata tanah yang masih terbuka dan belum ada bangunan di atasnya, dapat membantu penyerapan gas CO. Hal ini disebabkan mikroorganisme yang ada di dalam tanah mampu menyerap gas CO yang terdapat di udara. Angin dapat mengurangi konsentrasi gas CO pada suatu tempat karena dipindahkan ke tempat lain.

Kendaraan bermotor merupakan sumber polutan CO yang utama (sekitar 59,2%), maka daerah-daerah yang berpenduduk padat dengan lalu lintas ramai memperlihatkan tingkat polusi CO yang tinggi. Konsentrasi CO di udara per waktu dalam satu hari dipengaruhi oleh kesibukan atau aktivitas kendaraan bermotor yang ada. Semakin ramai kendaraan bermotor yang ada, semakin tinggi tingkat polusi CO di udara.

Gas-gas karbon monoksida tersebut tentunya akan beredar ke atmosfer. Keberadaan atau umur dari karbon monoksida di atmosfer tidak lama hanya kira-kira 4 bulan. Hal ini terjadi karena karbon monoksida di atmosfer dihilangkan melalui reaksi dengan radikal hidroksil, HO^•

CO + HO^•                             CO₂ + H

Reaksi menghasilkan radikal hidroperoksil

            O₂ + H + M                HOO^• + M

Yang kemudian radikal NO^- dihasilkan kembali dari radikal hidroperoksil (NOO^•) melalui reaksi:

            HOO^• + NO               NO^• + NO₂

                HOO^• + HOO^•                     H₂O₂ + O₂

            Reaksi terakhir terjadi dengan disosiasi dari H₂O₂ melalui reaksi photo kimia dan menghasilkan kembali HO°:

            H₂O₂ + hv               2HO^•

            Gas metana juga terlibat dalam reaksi siklus atmosfer yang berhubungan dengan CO, HO°, dan CH_4.

            CH₄ + HO^•                     H₃C^• + H₂O

            CO + H₂O               CO₂ + H

            H + O₂                     HOO^•

Radikal hidroperoksil selanjutnya menghasilkan kembali HO^• seperti reaksi yang sudah ditulis sebelumnya.

Mikroorganisme tanah melalui aktifitasnya dapat menghilangkan CO dari atmosfer. Oleh karena itu, tanah merupakan tempat penampungan dari karbon monksida.

2.2            Dampak Karbon Monoksida

2.2.1        Dampak positif Karbon Monoksida

Karbon monoksida digunakan dalam sistem kemasan modifikasi udara Amerika Serikat, utamanya digunakan dalam produk-produk daging segar seperti daging kerbau dan babi. CO berkombinasi dengan mioglobin membentuk karboksimioglobin, sebuah pigmen cerah yang berwarna merah ceri. Karboksimioglobin lebih stabil dari bentuk mioglobin yang dioksigenasikan, yakni oksimioglobin, yang dapat dioksidasi menjadi pigmen coklat, metmioglobin. Warna merah yang stabil ini dapat bertahan lebih lama, sehingga memberikan kesan kesegaran. Kadar CO yang digunakan berkisar antara 0,4% sampai dengan 0,5%.

Karbon monoksida diproduksi secara alami sebagai pemecahan dari heme, sebuah substrat untuk enzim heme oksigenase. Reaksi enzimatis ini memecahkan heme menjadi CO, biliverdin, dan Fe³⁺. CO yang diproduksi secara edogen kemungkinan memiliki peran fisiologis yang penting dalam tubuh (misalnya sebagai neurotransmiter atau pelemas pembuluh darah). Selain itu, CO meregulasi reaksi peradangan yang dapat mencegah berkembangnya beberapa penyakit seperti aterosklerosis atau malaria berat.

CO adalah nutrien bagi bakteri metanogen,  sebuah blok pembangun untuk asetilkoenzim A. Pada bakteri, CO diproduksi via reduksi karbon dioksida dengan enzim karbon monoksida dehirogenase, sebuah protein yang mengandung Fe-Ni-S. Dikenal juga sebuah protein sensor-CO yang berdasarkan heme, CooA. Cakupan peranan biologis zat ini masih tidak jelas, namun tampaknya ia merupakan bagian dari lintasan signal pada bakteri dan arkea. CO juga baru-baru ini dikaji di beberapa laboratorium riset di seluruh dunia atas sifatnya yang anti-peradangan dan sitoprotektif yang dapat digunakan untuk terapi pencegahan kondisi patologis seperti cedera reperfusi iskemia, penolakan trasplan, aterosklerosis, spesi, malaria berat, atau autoimunitas. Sampai sekarang ini tidak ada aplikasi medis CO kepada manusia (Wikipedia, 2009).

            Karbon monoksida adalah gas industri utama yang memiliki banyak kegunaan dalam produksi bahan kimia pukal (bulk chemical). Sejumlah aldehida dengan hasil volume yang tinggi dapat diproduksi dengan reaksi hidroformilasi dari alkena, CO, dan H₂. Karbon monoksida merupakan komponen dasar dari syngas yang sering digunakan untuk tenaga industri. Karbon monoksida juga digunakan pada proses pemurnian nikel.

2.2.2        Dampak negatif Karbon Monoksida

Gas karbon monoksida (CO) yang sebagian besar dihasilkan dari pembakaran yang tidak sempurna dapat mencemari lingkungan dimana gas CO dilepaskan. Namun daerah lain pun dapat tercemari gas CO karena gas CO dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dengan bantuan angin. Akibat meningkatnya gas karbon monoksida, persediaan oksigen ditempat tersebut semakin berkurang. Hal ini dapat terjadi akibat dari pembakaran karbon dalam minyak bakar yang terjadi melalui beberapa tahap.

2C _(s) + O_{2 (g)}                       2CO _(g)

2CO _(s) + O_{2 (g)}                     2CO_{2 (g)}

Reaksi pertama berlangsung sepuluh kali lebih cepat dari pada reaksi kedua. Oleh karena itu CO merupakan intermediat pada reaksi pembakaran tersebut dan dapat merupakan produk akhir jika jumlah oksigen tidak cukup untuk melangsungkan reaksi kedua. CO juga dapat merupakan produk akhir meskipun jumlah oksigen di dalam campuran pembakaran cukup, tetapi antara minyak bakar dan udara tidak tercampur rata. Pencampuran yang tidak rata antara minyak bakar dengan udara menghasilkan beberapa tempat yang kekurangan oksigen. Semakin rendah perbandingan antara udara dan minyak bakar, semakin tinggi jumlah karbon monoksida yang dihasilkan. Padahal manusia, tumbuhan, dan hewan yang merupakan bagian dari lingkungan sangat membutuhkan oksigen untuk bertahan hidup. CO antropogenik (Sumber-sumber pencemar udara dari titik tetap (point sources) dari emisi automobil dan industri memberikan kontribusi pada efek rumah kaca dan pemanasan global (Prabu, 2008)

Setiap ruangan terbatas yang memungkinkan CO berakumulasi adalah berbahaya. Misalnya saluran gas kota di rumah yang selalu tertutup, atau hanya sebentar saja terbuka dalam satu hari, aliran atau kebocoran gas itu dapat menyebabkan pencemaran udara di dalamnya.

Kalau CO di udara dihirup oleh paru-paru maka oksigen (yang mutlak dibutuhkan tubuh) akan kalah bersaing dengan CO lebih cepat terikat oleh hemoglobin dibanding oksigen dan membentuk senyawa karboksihemoglobin.

CO (g) + Hb (aq)                    HbCO (aq)

Reaksi di atas dapat di balik (reversibel), dan CO masih dapat terlepas lagi, sehingga hemoglobin masih mungkin mengikat lagi oksigen yang diperlukan. Akan tetapi ternyata afinitas Hb terhadap CO lebih besar dari pada terhadap oksigen, sekitar 250 kali lipat. Hal ini mengakibatkan CO sukar terlepas dari Hb. Akibatnya fungsi Hb sebagai pembawa oksigen tidak berjalan lancar, dan seolah-olah tubuh kekurangan oksigen yang bisa menyebabkan kematian. Pergeseran reaksi kesetimbangan ke sebelah kiri (pelepasan Hb oleh CO) dapat dipercepat jika udara yang dihisap mengandung kadar oksigen tinggi, sehingga banyak terbentuk lagi oksihemoglobin (HbO₂) yang diperlukan oleh jaringan tubuh untuk pembakaran. Sebaliknya jika kadar oksigen rendah, seperti di tempat yang tinggi dapat menguatkan efek racun CO.

Menurut standar kriteria, yang menyebabkan bahaya dari keadaan HbCO adalah sebagai berikut:

1. Jika HbCO terdapat 2% - 5% akan mempengaruhi sistem saraf sentral
2. Jika HbCO terdapat 5% mempengaruhi kesehatan jantung, dan apabila dalam pengukuran tepat:

·         CO 15 ppm selama 8 jam akan menyebabkan terbentuknya 2% HbCO, keadaan ini sudah kurang baik.

·         CO 30 ppm selama 8 jam akan menyebabkan terbentuknya 4% HbCO, keadaan ini menyebabkan kita prihatin.

·         CO 40 ppm selama 8 jam menyebabkan terbebtuknya 5% HbCO, dan keadaan ini sudah berbahaya (Samsuri, 1982 :99)

Jadi, keracunan CO di sini tidak menyebabkan jaringan tubuh rusak, melainkan terjadinya gangguan terhadap fungsi dan pekerjaan utama hemoglobin. Selain itu karbon monoksida juga dapat membahayakan bagi wanita yang sedang hamil karena dapat mengakibatkan anak yang dilahirkan nantinya dapat mengalami prematur dan berat badan bayi di bawah normal, karena karbon monoksida dapat mengurangi fungsi oksigensi jaringan dan plasental. Hal semacam ini sering terjadi pada wanita yang mempunyai kebiasaan merokok.

2.3            Pengendalian Karbon Monoksida

Melihat berbagai dampak yang ditimbulkan karbon monoksida di lingkungan, maka dari itu diperlukan adanya pengendalian terhadap karbon monoksida. Pengendalian tersebut meliputi pencegahan terhadap munculnya karbon monoksida di lingkungan serta penanggulangan terhadap karbon monoksida yang sudah mencemari lingkungan.

2.3.1        Pencegahan

            Dengan adanya pengaruh yang cukup membahayakan dari gas CO terutama di tempat sumber (sumber yang menghasilkan CO). Oleh karena itu, perlu dilakukan pencegahan terhadap munculnya CO, pencegahan tersebut meliputi pencegahan munculnya CO pada sumber bergerak dan sumber yang tidak bergerak.

2.3.1.1  Sumber Bergerak

            Pada sumber bergerak, sumber CO kebanyakan berasal dari kendaraan bermotor. Untuk mencegah munculnya CO, langkah awal yaitu merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik, misalnya melakukan servis yang teratur. Pada saat servis, sebaiknya meminta mekanik agar kadar CO dalam emisi gas buang selalu memenuhi persyaratan yang ditetapkan pemerintah (Ahmad, R. 2004: 123).

            Selanjutnya, perlu dilakukan uji emisi yang dilakukan pada setiap mobil dan melakukan KIR kendaraan secara berkala, serta melakukan pemasangan filter pada knalpot (Anonim, 2008). Emisi dari gas CO dapat diturunkan dengan pengaturan pemasukan udara. Seperti perbandingan bahan bakar (berat : berat) kira 16 : 1, dalam pembakaran mesin mobil (Ahmad, R. 2004: 123).

            Sekarang ini, mobil-mobil yang modern sudah banyak yang menggunakan Catalytic Exhaust Reaktors untuk menurunkan emisi CO. Kelebihan udara dipompakan ke dalam tempat pembuangan gas dan campuran tersebut dilewatkan melalui ruang katalitik dalam sistem pembuangan dimana akan terjadi oksidasi dari CO menjadi CO₂ (Ahmad, R. 2004: 123).

2.3.1.2  Sumber Tidak Bergerak

            Pada sumber yang tidak bergerak, sumber CO kebanyakan berasal dari pabrik industri. Untuk mencegah munculnya CO, maka perlunya melakukan perawatan pada mesin industri agar tetap baik dan melakukan pengujian secara berkala, perlunya pemasangan scruber pada cerobong asap serta perlunya penggunaan bahan bakar minyak atau batu bara dengan kadar CO rendah (Anonim, 2008).

2.3.1.3  Manusia 

            Dilihat dari dampak yang ditimbulkan akibat adanya CO serta pencegahan pada sumber-sumber munculnya CO, maka perlu diketahui bahwa manusia (khususnya kesehatan manusia) dilingkungan merupakan salah satu subjek yang terkena langsung dampak yang ditimbulkan CO. Oleh karena itu, untuk mencegah dampak kesehatan maka perlu dilakukan beberapa hal, diantaranya yaitu : penggunaan alat pelindung diri (APD) seperti masker gas, menutup/menghindari tempat-tempat yang diduga mengandung CO seperti sumur tua, gua, dll (Anonim, 2008). Serta perlunya pemasangan detektor karbon monoksida yang dapat mendeteksi gas CO pada tingkat tertentu dalam sebuah ruangan atau kendaraan. Detector Karbon monoksida akan memberikan peringatan erupa alarm jika dalam ruangan atau kendaraan tersebut terdapat gas CO (Samsuri, 1982:100).

2.3.2        Penanggulangan

Adanya karbonmonoksida yang telah mencemari lingkungan sudah tidak dapat dihindari lagi, maka dari itu perlu adanya penanggulangan terhadap karbon monoksida tersebut. Ada beberapa hal yang perlu dilakukan diantaranya, yaitu :

·         Mengatur pertukaran udara di dalam ruang seperti menggunakan exhaustfan

·         Bila terjadi korban keracunan CO maka diberikan pengobatan atau pernafasan buatan serta segera melarikan korban ke rumah sakit atau puskesmas terdekat (Anonim,2008).

2.4            Analisa Karbon Monoksida di Lingkungan

Sample   : Gas CO yang dikeluarkan oleh mobil ketika mesin di panaskan di dalam ruangan tertutup.

Obyek    : Manusia

2.4.1        Sifat Fisik

Dilihat dari sifat fisiknya, gas karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, berbau, dan tidak berasa. Gas CO utamanya dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna dari bensin atau solar.

2.4.2        Penyebab Terjadinya Gas CO

Penyebab utama timbulnya karbon monoksida (CO) pada mobil adalah apabila unsur oksigen (udara) tidak cukup untuk melakukan pembakaran sempurna sehingga karbon di dalam bahan bakar tidak terbakar seluruhnya. Hal ini diakibatkan karena adanya pencampuran antara bahan bakar dengan udara yang kurang sempurna, sehingga menyebabkan campuran sulit untuk terbakar seluruhnya atau waktu pembakaran yang terlalu cepat. Namun demikian, perbandingan campuran yang sesuai belum menjamin terjadi pembakaran sempurna. Ini dikarenakan campuran harus homogen dan pembentukan CO₂ memerlukan waktu. Untuk itu perlu adanya sistem pencampuran bahan bakar dan udara sehingga mendekati ideal, sehingga dapat menekan emisi yang dikeluarkan (Haryati, 2007: 17).

2.4.3        Proses Terjadinya Gas CO

Pada peristiwa pembakaran, suhu suatu ruang bakar akan naik secara drastis, demikian juga dengan tekanan yang terjadi. Pada proses pembakaran tekanan yang baik adalah dari 40-60 bar dan pada temperatur 2000-2500 ^oC. Secara kimia proses pembakaran yang terjadi antara bahan bakar yang berupa senyawa karbon dapat dijelaskan sebagai berikut. Apabila suplai udara cukup, akan terjadi proses sebagai berikut :

C _(s) + O_{2 (g)}                        CO_{2 (g)} + panas

Atom karbon (C) yang dioksidasi dengan gas oksigen (O₂) akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO₂) dan panas yang dikeluarkan sebagai hasil pembakaran. Gas karbon dioksida yang dihasilkan merupakan bentuk pembakaran yang sempurna dan gas ini pun tidak beracun sehingga aman bagi lingkungan.

            Sedangkan apabila pembakaran terjadi pada jumlah udara yang tidak cukup, reaksi yang terjadi adalah :

2C _(s) + O_{2 (g)}                            2 CO _(g) + 247 kJ

dari reaksi antara 2 karbon yang bereaksi dengan gas oksigen pada pembakaran yang tidak sempurna atau kurangnya campuran udara akan menghasilkan gas karbon monoksida yang akan menjadi polusi bagi lingkungan dan menyebabkan keracunan (Haryati, 2007: 17).

2.4.4        Proses Masuknya Gas CO pada Manusia

Apabila CO di udara dihirup oleh paru-paru maka oksigen (yang mutlak dibutuhkan tubuh) akan kalah bersaing dengan CO lebih cepat terikat oleh hemoglobin dibanding oksigen dan membentuk senyawa karboksihemoglobin.

CO (g) + Hb (aq)                    HbCO (aq)

Reaksi di atas dapat di balik (reversibel), dan CO masih dapat terlepas lagi, sehingga hemoglobin masih mungkin mengikat lagi oksigen yang diperlukan. Akan tetapi ternyata afinitas Hb terhadap CO lebih besar dari pada terhadap oksigen, sekitar 250 kali lipat. Hal ini mengakibatkan CO sukar terlepas dari Hb. Akibatnya fungsi Hb sebagai pembawa oksigen tidak berjalan lancar, dan seolah-olah tubuh kekurangan oksigen yang bisa menyebabkan kematian. Pergeseran reaksi kesetimbangan ke sebelah kiri (pelepasan Hb oleh CO) dapat dipercepat jika udara yang dihisap mengandung kadar oksigen tinggi, sehingga banyak terbentuk lagi oksihemoglobin (HbO₂) yang diperlukan oleh jaringan tubuh untuk pembakaran. Sebaliknya jika kadar oksigen rendah, seperti di tempat yang tinggi dapat menguatkan efek racun CO.

Menurut standar kriteria, yang menyebabkan bahaya dari keadaan HbCO adalah sebagai berikut:

1. Jika HbCO terdapat 2% - 5% akan mempengaruhi sistem saraf sentral

2. Jika HbCO terdapat 5% mempengaruhi kesehatan jantung, dan apabila dalam pengukuran tepat:

·         CO 15 ppm selama 8 jam akan menyebabkan terbentuknya 2% HbCO, keadaan ini sudah kurang baik.

·         CO 30 ppm selama 8 jam akan menyebabkan terbentuknya 4% HbCO, keadaan ini menyebabkan kita prihatin.

·         CO 40 ppm selama 8 jam menyebabkan terbebtuknya 5% HbCO, dan keadaan ini sudah berbahaya.

Jadi, keracunan CO di sini tidak menyebabkan jaringan tubuh rusak, melainkan terjadinya gangguan terhadap fungsi dan pekerjaan utama hemoglobin.

2.4.5        Alat Identifikasi Gas CO

Untuk mengukur konsentrasi CO di udara dipakai alat Drager Multigas Detector dan hasilnya dapat dibaca dalam skala pembacaan antara 100 – 3000 ppm untuk 10 kali tekanan,dan antara 100 – 3000 ppm untuk 1 kali tekanan. Alatnya berupa tabung dengan panjang kurang lebih 10 cm, di sebelah kiri pada dindingnya terdapat skala 100, 500, 1000, 2000, dan 3000 yang menyatakan konsentrasi CO dalam ppm, sedang di sebelah kanan pada dindingnya terdapat skala dari 10 sampai 300. Bagian ujungnya yang atas dipecahkan dan dihubungkan dengan pompa penekan, bila alat ini akan dipakai untuk mengukur konsentrasi CO. Dengan menekan pompa satu kali dapat terukur konsentrasi udara antara 100 sampai 300 ppm, sedang untuk mengukur konsentrasi antara 10 sampai 300 ppm, maka pompa ditekan 10 kali (Samsuri, 1982 :100).

2.4.6        Pencegahan Keracunan Gas CO

Pencegahan keracunan gas CO meliputi:

·         Sebaiknya ketika memanaskan mesin mobil dilakukan di ruangan yang cukup ventilasi

·         Melakukan servis yang teratur pada mobil agar kadar CO dalam emisi gas buang selalu memenuhi persyaratan yang ditetapkan pemerintah

·         Perlu dilakukan uji emisi yang dilakukan pada mobil

·         Melakukan KIR kendaraan secara berkala

·         Melakukan pemasangan filter pada knalpot

2.4.7        Penanggulangan Keracunan Gas CO

·         Mengatur ventilasi agar korban cepat mendapatkan oksigen, sehingga kebutuhan oksigen dalam tubuh korban tercukupi

·         Melarikan korban ke rumah sakit atau puskemas terdekat.

BAB III

PENUTUP

3.1            Kesimpulan

3.1.1    Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa , tidak mudah larut dalam air, tidak menyebabkan iritasi, beracun dan berbahaya. Ia terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen berikatan dan satu ikatan kovalen koordinasi antara karbon dan oksigen.

3.1.2    Dampak positif dari Karbon Monoksida adalah digunakan dalam sistem kemasan modifikasi udara Amerika Serikat, utamanya digunakan dalam produk-produk daging segar seperti daging kerbau dan babi. Sedangkan dampak negatifnya adalah gas Karbon Monoksida (CO) yang sebagian besar dihasilkan dari pembakaran yang tidak sempurna dapat mencemari lingkungan dimana gas CO dilepaskan. Akibat meningkatnya gas karbon monoksida, persediaan oksigen ditempat tersebut semakin berkurang.

3.1.3    Untuk mencegah munculnya CO, langkah awal yaitu merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik, misalnya melakukan servis yang teratur. Pada saat servis, sebaiknya meminta mekanik agar kadar CO dalam emisi gas buang selalu memenuhi persyaratan yang ditetapkan pemerintah.

3.1.4    Penyebab utama timbulnya karbon monoksida (CO) pada mobil adalah apabila unsur oksigen (udara) tidak cukup untuk melakukan pembakaran sempurna sehingga karbon di dalam bahan bakar tidak terbakar seluruhnya. Hal ini diakibatkan karena adanya pencampuran antara bahan bakar dengan udara yang kurang sempurna, sehingga menyebabkan campuran sulit untuk terbakar seluruhnya atau waktu pembakaran yang terlalu cepat

           

DAFTAR RUJUKAN

Ahmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Andi Yogyakarta

Anonim. 2008. Bahaya Karbon Monoksida. (Online), http://kafemotor.org/2008/01/31/bahaya-karbon-monoksida-co/ _ KafeMotor, diakses 19 Februari 2009

Anonim. 2008. Parameter Pencemaran Karbon Monoksida. (Online), http://www.mupeng.com/forum/archive/index.php/t-4583.html : parameter pencemaran udara, diakses 15 Februari 2009

Haryati. 2007. Pengaruh Sistem Pengapian dan Putaran Emisi Gas BuangCO pada Motor Bensin Toyota 4 Tak 4 Silinder Type 5K Terhadap Kecepatan. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang

Prabu. 2008. Karbon Monoksida. (Online), http://www.infogue.com/viewstory/2008/12/25/karbon_monoksida_co_kesehatan_lingkungan, diakses 19 Februari 2009

Samsuri. 1982. Kimia Lingkungan. Malang: IKIP Malang

Wikipedia. 2008. Karbon Monoksida. (Online), file:///media/DATA_USER/pp/Karbon Monoksida, diakses tanggal 15 Februari 2009