Pengenalan Efek Rumah
Kaca
Efek rumah
kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang
terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi
akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakangan ini
diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun
ada beberapa perbedaan pendapat.
Ketika
radiasi matahari tampak maupun tidak tampak dipancarkan ke bumi, 10 energi
radiasi matahari itu diserap oleh berbagai gas yang ada di atmosfer, 34% dipantulkan
oleh awan dan permukaan bumi, 42% membuat bumi menjadi panas, 23% menguapkan
air, dan hanya 0,023% dimanfaatkan tanaman untuk perfotosintesis.
Malam hari
permukaan bumi memantulkan energi dari matahari yang tidak diubah menjadi
bentuk energi lain seperti diubah menjadi karbohidrat oleh tanaman dalam bentuk
radiasi infra merah. Tetapi tidak semua radiasi panas infra merah dari
permukaan bumi tertahan oleh gas-gas yang ada di atmosfer. Gas-gas yang ada di
atmosfer menyerap energi panas pantulan dari bumi.
Dalam skala
yang lebih kecil – hal yang sama juga terjadi di dalam rumah kaca. Radiasi
sinar matahari menembus kaca, lalu masuk ke dalam rumah kaca. Pantulan dari
benda dan permukaan di dalam rumah kaca adalah berupa sinar infra merah dan
tertahan atap kaca yang mengakibatkan udara di dalam rumah kaca menjadi hangat
walaupun udara di luar dingin. Efek memanaskan itulah yang disebut efek rumah
kaca atau ”green house effect”. Gas-gas yang berfungsi bagaikan
pada rumah kaca disebut gas rumah kaca atau ”green house gases”.
Efek Rumah Kaca
Efek rumah kaca, yang
pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824, merupakan proses
pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang
disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya. Efek rumah kaca hampir ada
diberbagai planet di tata surya seperti Mars, Venus, dan benda-benda langit
lainnya.
Dalam keadaan normal,
efek rumah kaca sebenarnya diperlukan sebagai selimut yang menjaga suhu
permukaan bumi rata-rata sekitar suhu 15oC, tanpa gas rumah kaca
suhu permukaan bumi diperkirakan sekitar -25 oC.
Setidaknya gas rumah
kaca yang dianggap paling banyak adalah berasal dari uap air. Uap air terdapat
di atmosfer akibat penguapan air laut, danau serta sungai. Sedangkan
karbondioksida merupakan gas terbanyak kedua setelah uap air. Untuk gas rumah
kaca lain dari proses alami diantaranya adalah letusan vulkanik dari gunung
berapi, pernapasan hewan maupun manusia yang menghirup oksigen lalu membuang
karbondioksida, serta pembakaran material organik seperti tumbuhan maupun kegiatan
industri.
Penyebab
Efek rumah kaca
disebabkan karena meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO2)
dan gas-gas lainnya di atmosfer. Meningkatnya konsentrasi gas CO2
ini disebabkan oleh banyaknya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan
bahan bakar organik lainnya yang melebihi kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut
untuk menyerapnya.
Energi yang masuk ke Bumi:
25% dipantulkan oleh awan atau partikel
lain di atmosfer
25% diserap awan
45% diserap permukaan bumi
10% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi
Energi yang diserap dipantulkan
kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun
sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2
dan gas lainnya, sehingga dikembalikan ke permukaan bumi.
Selain gas CO2,
yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang dioksida, nitrogen
monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa
organik seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas tersebut
memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.
Sumber bahan pencemaran akibat
pembakaran hidrokarbon
a. Pembakaran
tidak sempurna
Pembakaran pada mesin
kendaraan biasanya tidak sempurna sehingga asap kendaraan mengandung karbon
monoksida (CO), jelaga, dan sisa bahan bakar (hidrokarbon).
b. Pengotor
dalam bahan bakar
Pembakaran bahan
bakar fosil biasanya menghasilkan hasil samping oksida belerang SO2
atau SO3 karena bahan bakar fosil biasanya mengandung sedikit
belerang.
c. Bahan
aditif dalam bahan bakar
TEL, Pb(C2H5)4
merupakan bahan aditif pada bensin. Pembakaran bensin bertimbal akan
menghasilkan partikel timah hitam berupa PbBr2.
Asap Buang Kendaraan
Bermotor
Komposisi dari suatu contoh asap
kendaraan bermotor
Gas
|
%Volume
|
Nitrogen
|
78
|
Karbon dioksida
|
9
|
Karbon monoksida
|
6
|
Oksigen
|
4
|
Hidrogen
|
2
|
Hidrokarbon
|
0.2
|
Oksida nitrogen
|
0.05-0.4
|
Belerang dioksida
|
0.006
|
Terdapat juga uap air dan karbon.
Timbal terdapat dalam asap kendaraan yang menggunakan bensin bertimbal
KARBONDIOKSIDA
Kenaikan karbon dioksida (CO2)
yang merupakan sejenis senyawa kimia berbentuk gas ini biasanya disebabkan oleh
adanya pembakaran bahan bakar minyak, batu bara serta bahan bakar organik
lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan maupun laut untuk
menyerapnya. Hal inilah yang akhirnya mengakibatkan adanya efek rumah kaca.
Gas CO2 dihasilkan
secara alami dari proses pernafasan dan pembakaran sempurna berbagai senyawa
hidrokarbon. Gas CO2 tidak membahayakan kesehatan tetapi pada
konsentrasi tinggi dapat menyebankan pingsan karena CO2 menggantikan
posisi O2 di dalam tubuh sehinga tubuh kekurangan oksigen.
Karbon dioksida tergolong gas
rumah kaca, sehingga peningkatan kadar CO2 di udara dapat
meningkatkan suhu permukaan bumi. Jumlah penduduk, kendaraan bermotor, dan
industri yang menggunakan bahan bakar minyak bumi semakin meningkat sehingga
jumlah CO2 yang dihasilkan juga semakin meningkat. Sementara jumlah pepohonan semakin
berkurang karena pembukaan lahan baru. Akibatnya, pemanfaatan CO2
oleh tumbuhan juga semakin berkurang yang menyebabkan terganggunya keseimbangan
CO2. Kadar CO2 di udara menjadi berlebih dan membentuk
lapisan CO2.
Sinar ultra violet (UV) dan sinar tampak yang berhasil
menembus atmosfer bumi sebagian diserap oleh berbagai makhluk maupun zat yang
ada di bumi dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke angkasa dalam bentuk sinar
inframerah (IR) yang lebih hangat.
Lapisan CO2 di atmosfer akan menahan sinar inframerah yang
dipantulkan bumi sehingga bumi tetap hangat karena sinar inframerah tersebut
membawa energi panas. Namun, jika lapisan CO2 terus bertambah maka
akan meningkatkan suhu bumi. Gejala pemanasan bumi akibat lapisan CO2inilah
yang disebut dengan efek rumah kaca (green
house effect).
METANA
Gas Hidrokarbon Metana biasanya dilepaskan selama
produksi serta transportasi batu bara, gas alam, maupun minyak bumi. Metana
yang dianggap sebagai komponen utama gas alam masuk dalam kategori gas rumah
kaca dan mengakibatkan efek rumah kaca. Metana adalah gas rumah kaca yang dapat
menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap
sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana
di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga
efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung
sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari
rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15,
75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).
Metana terbentuk dekat permukaan
bumi, terutama karena aktivitas mikroorganisme yang melakukan proses
metanogenesis. Gas ini kemudian terbawa ke stratosfer oleh udara yang naik di
iklim tropis. Konsentrasi metana di udara sebenarnya sudah dapat dikontrol
secara alami-tapi karena banyak aktivitas manusia yang menghasilkan metana maka
sekarang membuat gas ini menjadi salah satu gas rumah kaca, penyebab pemanasan
global. Secara alami, metana bereaksi dengan radikal hidroksil. Metana memiliki
waktu "hidup" sekitar 10 tahun,baru setelah itu akan hilang dengan
berubah menjadi karbon dioksida dan air.
Metana juga berpengaruh terhadap
rusaknya lapisan ozon. Sebagai tambahan, ada sejumlah besar metana dalam bentuk
metana klarat di dasar laut dan kerak bumi. Sebagian besar metana ini
dihasilkan oleh proses metanogenesis.
Pada tahun 2010, kandungan metana
di Arktik diperkirakan 1850 nmol/mol, 2 kali lebih tinggi jika dibandingkan
sampai 400.000 tahun sebelumnya. Pada sejarahnya, konsentrasi metana di
atmosfer bumi berkisar antara 300 dan 400 nmol/mol selama periode glasial/zaman
es dan 600-700 nmol/mol pada periode interglasial. Level konsentrasi metana ini
bahkan bertambah jauh lebih besar daripada penambahan karbon dioksida.
Metana di atmosfer bumi merupakan
salah satu gas rumah kaca yang utama, dengan potensi pemanasan global 25 kali
lebih besar daripada CO2 dalam periode 100 tahun. Hal ini berarti,
emisi metana lebih mempunyai efek 25 kali lipat daripada emisi karbon dioksida
dengan jumlah yang sama dalam periode 100 tahun. Metana mempunyai efek yang
besar dalam jangka waktu pendek (waktu "hidup" 8,4 tahun di
atmosfer), sedangkan karbon dioksida mempunyai efek kecil dalam jangka waktu
lama (lebih dari 100 tahun). Konsentrasi metana di atmosfer sudah meningkat
150% dari tahun 1750 dan menyumbang 20% efek radiasi yang dihasilkan gas rumah
kaca secara global
Biasanya, metana yang dihasilkan
dari tempat pembuangan akhir akan dibakar sehingga dihasilkan CO2
daripada metana, karena gas ini lebih berbahaya untuk ozon. Belakangan ini,
metana yang dihasilkan dari penambangan batu bara telah berhasil digunakan
untuk membangkitkan listrik.
NITROGEN OKSIDA
Sebuah gas yang dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar fosil dan juga dari lahan pertanian. Gas Nitrogen Oksida
dihasilkan dari reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara saat terjadi
pembakaran, biasanya pada suhu tinggi. Sering kali gas ini berasal dari tempat
dengan kepadatan lalu lintas tinggi. Gas ini juga termasuk gas rumah kaca dan
bisa mengakibatkan efek rumah kaca.
KARBON MONOKSIDA
Sumber keberadaan gas CO ini
adalah pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar minyak bumi. Salah
satunya adalah pembakaran bensin, di mana pada pembakaran yang terjadi di mesin
motor, dapat menghasilkan pembakaran tidak sempurna dengan reaksi sebagai
berikut.
2C8H18(g) +
17O2(g) → 16CO(g) + 18H2O(g)
Sumber lain yang menyebabkan
terjadinya gas CO, selain pembakaran tidak sempurna bensin adalah pembakaran
tidak sempurna yang terjadi pada proses industri, pembakaran sampah, pembakaran
hutan, kapal terbang, dan lain-lain. Namun demikian, penyebab utama banyaknya
gas CO di udara adalah pembakaran tidak sempurna dari bensin, yang mencapai
59%.
Gas CO tidak berwarna dan berbau
serta bersifat racun. Gas CO dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran
pernafasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah melaui pernafasan, gas CO
bereaksi dengan darah membentuk COHb (karboksihemoglobin).
CO + Hb → COHb
Afinitas CO terhadap Hb 300 kali
lebih besar daripada O2, bahkan Hb yang telah mengikat oksigen dapat
diserang oleh CO. Jadi, CO menghalangi fungsi vital Hb untuk membawa oksigen
bagi tubuh.
Ambang batas CO diudara sebesar
20 ppm. Udara yang mengandung CO dengan kadar lebih dari 100 ppm akan
mengakibatkan sakit kepala dan gangguan pernafasan dan kadar yang lebih tinggi
dapat mengakibatkan kematian. Salah satu cara mencegah peningkatan kadar CO di
udara adalah dengan menggurangi penggunaan kendaraan bermotor dan memasang
pengubah katalik (catalytic converter).
Pengubah katalitik ini berupa silinder dari baja yang berisi struktur seperti
sarang lebah yang dilapisi katalis (biasanya platina). Pada separuh bagian
pertama dari pengubah katalitik terjadi reaksi. Pada bagian berikutnya, jika
masih ada hidrokarbon dan karbon monoksida maka senyawa tersebut akan
dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air.
Akibat
Sudah sejak lama para ilmuwan
mengkhawatirkan akibat dari efek rumah kaca karena bisa merusak lingkungan.
Salah satu akibatnya yang sudah terasa adalah dengan meningkatnya suhu
permukaan bumi yang akhirnya bisa mengakibatkan adanya perubahan iklim yang
sangat ekstrem. Tentunya hal tersebut dapat mengakibatkan terganggunya hutan
serta ekosistem lain di bumi, dan mengurangi kemampuannya guna menyerap karbon
dioksida di atmosfer.
Efek rumah kaca sebenarnya tidak
selalu buruk dan justru sangat dibutuhkan karena jika tidak ada nantinya bisa
mengakibatkan bumi menjadi sangat dingin atau bisa keseluruhan akan tertutupi
es. Namun jika gas-gas yang bisa membuat efek rumah kaca telah berlebihan di
atmosfer, akibatnya akan mengakibatkan pemanasan global.
Pemanasan global mengakibatkan
mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya
permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu
air laut sehingga berakibat kepada beberapa pulau kecil tenggelam di negara
kepulauan, yang membawa dampak perubahan yang sangat besar.
Menurut perhitungan simulasi,
efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila
kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan
menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030.
Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan
semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap
atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.
Upaya
mencegah efek rumah kaca
1. Menciptakan dan menggunakan bahan bakar ramah
lingkungan
Gas karbondioksida cukup besar
disumbangkan dari asap kendaraan bermotor yang tidak ramah lingkungan. Memilih
bahan bakar alternatif seperti biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar yang
dibuat dari berbagai lemak tanaman atau pun hewan yang ramah lingkungan. Ada
banyak tanaman yang bisa dijadikan sebagai sumber lemak untuk pembuatan bahan
bakar, diantaranya adalah biji jarak, zaitun, bunga matahari dan sebagainya.
Sementara dari jenis lemak hewani, lemak ayam merupakan bahan murah yang mudah
didapat dan bisa dibuat sebagai bahan bakar ramah lingkungan. Saat ini telah
banyak ditemukan berbagai penelitian tentang biodiesel. Penggunaan biodiesel
secara jelas akan membantu mengurangi efek rumah kaca.
2. Penghijauan di muka bumi
Tanaman hijau merupakan salah satu solusi utama
untuk mengurangi timbunan gas karbondioksida di udara. Dimana pada proses
fotosintesis tanaman, gas tersebut dibutuhkan sebagai komponen utama. Dengan
melakukan penghijauan melalui penanaman pohon hijau, atau pemeliharaan
hutan-hutan lindung di muka bumi, secara langsung akan membantu menyerap timbunan
gas rumah kaca di udara, sehingga kondisi udara pun dapat disaring dan akhirnya
akan bersih kembali. Gerakan menanam pohon merupakan langkah mudah untuk mencegah
efek rumah kaca.
Cara memperlambat dampak pemanasan global:
1. Batasi Penggunanaan kertas
Gunakan kertas se-efektif mungkin misalnya dengan
mencetak print out bolak-balik pada setiap kertas. Bila nge-print sesuatu yang
tidak terlalu penting, gunakanlah kertas bekas yang dibaliknya masih kosong.
2. Ganti bola lampu.
Segera ganti bola lampu pijaranda dengan lampu
neon. Lampu neon ini membutuhkan energi yang lebih sedikit dibanding lampu pijar.
Setiap daya daya listrik yang dipakai maka anda turut serta menghabiskan sumber
daya energy listrik yang kebanyakan berbahan bakar fosil. Bahan bakar fosil adalah
bahan bakar tak terbarukan, dan dalam jangka sepuluh tahun kedepan mungkin bahan
bakar jenis ini akan habis.
3. Buka jendela lebar-lebar
Di Amerika ,sebagian besar dari 22,7 ton emisi
CO2 berasal dari rumah. Kebanyakan emisi atau gas buang tersebut berasal dari
AC, kulkas, kompor gas atau refrigerator. Untuk meminimalkannya ketika dapat mengatur
termostat AC dengan suhu udara di luar ruangan. Kemudian bukalah jendela lebar-lebar
karena sirkulasi udara yang terjebak dapat mengkonsumsi energi.
4. Gunakan pupuk organik.
Pupuk yang digunakan kebanyakan petani mengandung
unsur nitrogen, yang kemudian berubah menjadi N2O yang menimbulkan efek GRK
(Gas Rumah Kaca) 320 kali lebih besar dari pada CO2. Gunakanlah pupuk organic
yang aman dan murah.
5. Tanamlah rumpun bambu
Pepohonan memang terbukti mampu menyerap CO2,
tetapi ternyata pohon atau rumpun bamboo mampu menyerap CO2 empat kali lebih banyak
dari pohon-pohon lain.
6. Naik kendaraan umum
Saat ini jumlah kendaraan pribadi sudah teramat banyak
dan bikin sumpek. Sector transportasi menyumbang sampai 14 % emisi gas rumah kaca
ke atmosfer, jika kita menggunakan kendaran umum maka kita mengurangi emisi gas
rumah kaca,
7. Jangan pakai kantong plastik
Di beberapa Negara bagian Amerika, urusan kantong
plastic dibuat undang-undang. LSM peduli lingkungan mendorong pemerintah Negara
setempat untuk melarang penggunaan kantong plastic sebagai kantong belanjaan.
Plastik ini memang unsur yang sulit terurai, butuh 1000 tahun untuk mengurainya
didalam tanah.
Efek Gas rumah kaca yang ditimbulkannya juga cukup
besar. Gunakanlah kain serat alami.
8. Hidup efisien
Apapun aktifitas manusia di bumi akan berdampak pada
bumi. Pola komsumsi energi, pola lingkungan dan sebagainya. Hiduplah efisien dengan
menggunakan sedikit energi, komsumsilah sedikit makanan, tinggalkan pola hidup konsumtif,
ramah lah terhadap lingkungan, sedikit bicara lebih banyak berpikir, dan sebagainya.
9. Mengemudi cerdas
Hindari perjalanan yang panjang dan menghabiskan
waktu, bila mungkin memotong jalan lakukanlah. Kurangi lah aktifitas yang
menggunakan kendaraan pribadi. Jika terpaksa menggunakan kendaraan pribadi, pilihlah
jalan-jalan alternative yang bebas macet dan tidak mengkonsumsi energi.
Bila anda menunggu, matikan mesin sebab gas buangan tetap keluar sementara bahan
bahan bakar terpakai.