BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada umumnya limbah gas dari pabrik bersumber dari penggunaan bahan baku, proses, dan hasil serta sisa pembakaran. Pada saat pengolahan pendahuluan, limbah gas maupun partikel timbul karena perlakuan bahan-bahan sebelum diproses lanjut. Limbah yang terjadi disebabkan berbagai hal antara lain; karena reaksi kimia, kebocoran gas, hancuran bahanbahan dan lain-lain. Pada waktu proses pengolahan, gas juga timbul sebagai akibat reaksi kimia maupun fisika. Adakalanya limbah yang terjadi sulit dihindari sehingga harus dilepaskan ke udara. Namun dengan adanya kemajuan teknologi, setiap gas yang timbul pada rangkaian proses telah dapat diupayakan pengendaliannya. Sebagian besar gas maupun partikel terjadi pada ruang pembakaran, sebagai sisa yang tidak dapat dihindarkan dan karenanya harus dilepaskan melalui cerobong asap. Banyak jenis gas dan partikel gas lepas dari pabrik melalui cerobong asap ataupun penangkap debu harus ditekan sekecil mungkin dalam upaya mencegah kerusakan lingkungan. Jenis gas yang bersifat racun antara lain SO2, CO, NO, timah hitam, amoniak, H2S dan hidrokarbon. Pencemaran yang terjadi dalam udara dapat merupakan reaksi antara dua atau lebih zat pencemar. Misalnya reaksi fotokimia, yaitu reaksi yang terjadi karena bantuan sinar ultra violet dari sinar matahari. Kemudian reaksi oksidasi gas dengan partikel logam dengan udara sebagai katalisator. Hidrogen sulfida (H2S) merupakan gas yang tidak berwarna, beracun, mudah terbakar dan berbau. Gas ini dapat membahayakan bagi kesehatan manusia jika terhirup dalam ambang batas konsentrasi tertentu. Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes) No 416/Menkes/PER/IX/1990 menyatakan bahwa batas maksimum konsentrasi gas hidrogen sulfida pada air minum yang diizinkan hanya 1
0,05 mg/liter. Untuk menghindari dari hal yang merugikan dan membahayakan tersebut maka dibutuhkan suatu instrument untuk mendeteksi secara dini konsentrasi hidrogen sulfide (H2S) yang ada di lingkungan sekitar. Alat pengukur konsentrasi gas hidrogen sulfida (H2S) merupakan prototype dari alat pengukur konsentrasi gas hidrogen sulfida (H2S). Konsentrasi gas hidrogen sulfida (H2S) merupakan indikator utama untuk memprediksi konsentrasi hidrogen sulfida (H2S) yang ada di lingkungan tertentu.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk: 1.2.1 Mengetahui mengenai racun gas H2S. 1.2.2 Lebih memahami bagaimana H2S dapat menyebabkan toksik.
2
BAB II ISI 2.1 Pengertian Hidrogen Sulfida
Hidrogen sulfida atau H2S adalah gas yang tidak berwarna, beracun, mudah terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari aktivitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen (aktivitas anaerobik), seperti di rawa, dan saluran pembuangan kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari aktivitas gunung berapi dan gas alam. Hidrogen sulfida (H2S) berasal dari kegiatan dekomposisi protein. Ini muncul dari buangan industri metalurgi dan pekerjaan kimia, pabrik bubur kertas, dan pabrik penyamakan. Penyebab lainnya adalah adanya senyawa sulfat dan sulfur di dalam endapan tanah dan kemudian teroksidasi melalui bantuan bakteri (Boyd, 1986) dan tertrasnfer ke dalam koloum air. Kosentrasi yang bisa menimbulkan
kematian
ada
pada
rang
0.4
mg/L
(salmon)
dan
4
mg/L, Konsentrasi aman pada konsentrasi kurang dari 0.002 ppm. Sebagai senyawa kimia, H2S, adalah gas yang tidak berwarna yang memiliki bau yang sangat tidak menyenangkan, banyak seperti itu telur busuk dan sedikit larut dalam air. Dilarutkan dalam air, membentuk asam dwibasa sangat lemah yang kadang-kadang disebut asam hydrosulfuric. Hidrogen sulfida mudah terbakar, dalam kelebihan udara itu terbakar untuk membentuk belerang dioksida dan air, tapi jika tidak cukup oksigen hadir - membentuk unsur belerang dan air. Hidrogen sulfida ditemukan secara alami dalam gas vulkanik dan dalam beberapa air mineral. Hal ini sering terbentuk selama peluruhan materi hewan. Ini adalah bagian dari banyak bahan bakar karbon dimurnikan, misalnya, gas alam, minyak mentah, dan batubara; itu diperoleh sebagai hasil sampingan dari pemurnian bahan bakar tersebut. Ini dapat dilakukan dengan mereaksikan gas hidrogen
dengan
sulfur
cair
atau
dengan
uap
belerang,
atau
dengan
memperlakukan sulfida logam (misalnya, sulfida besi, FeS) dengan asam. Hidrogen sulfida bereaksi dengan ion logam yang paling untuk membentuk sulfida, yang sulfida beberapa logam yang larut dalam air dan memiliki 3
karakteristik warna yang membantu untuk mengidentifikasi logam selama analisis kimia. Hidrogen sulfida merupakan hidrida kovalen yang secara kimiawi terkait dengan air (H2O) karena oksigen dan sulfur berada dalam golongan yang sama di tabel periodik. Hidrogen sulfida merupakan asam lemah, terpisah dalam larutan aqueous (mengandung air) menjadi kation hidrogen H+ dan anion hidrosulfid HS−: H2S → HS− + H+ Ka = 1.3×10−7 mol/L; pKa = 6.89. Ion sulfid, S2−, dikenal dalam bentuk padatan tetapi tidak di dalam larutan aqueous (oksida). Konstanta disosiasi kedua dari hidrogen sulfida sering dinyatakan sekitar 10−13, tetapi sekarang disadari bahwa angka ini merupakan error yang disebabkan oleh oksidasi sulfur dalam larutan alkalin. Estimasi terakhir terbaik untuk pKa2 adalah 19±2. Nama lain gas H2S:
Stink Damp( gas berbau busuk)
Sulfurated Hydrogen (Hidrogen Belerang
Sour Crude (Asam Kasar)
Rotten Egg Gas (gas telur busuk)
Hidrosulfurid Acid (culka belerang)
Sulfur Hydride (Belerang Hidrid)
2.2 Sifat-sifat Hidrogen Sulfida
Mempunyai bau yang khas yaitu seperti bau telur busuk.
Mempunyai titik didih -60,7oC dan titik lebur -85,5oC.
Berbahaya atau beracun.
Kerapatan sulfida hidrogen adalah 1,393 g / L pada 25oC dan 1 atm.
Kelimpahannya 18% lebih besar dari udara.
Larut dalam air.
4
2.3 Metode Untuk Menghasilkan H 2S
Persiapan standar H2S adalah dengan memanaskan perlahan-lahan asam kuat dengan besi sulfida dalam Kipp generator. Kipp generator peralatan laboratorium
yang
digunakan
untuk
mengendalikan
reaksi
kimia
yang
menghasilkan gas Reaksi : FeS + 2HCl(aq)
H2S(g) + FeCl2
H2S juga dapat diperoleh oleh pemisahan dari gas asam yang berasal dari gas alam, yang memiliki kandungan H2S tinggi. H2S juga dapat diproduksi dengan membiarkan gas hidrogen bereaksi dengan belerang cair pada suhu 450°C.
2.4 Sumber Untuk Menemukan H 2S
Arus samudra yang kuat membawa air laut dalam yang kaya gizi ke permukaan. Air tersebut memberi makan tanaman mikroskopik yang disebut fitoplankton, dan kehidupan laut lainnya. Saat tanaman itu mati, mereka tenggelam ke dasar laut dimana bakteri mulai menguraikannya. Oksigen itu langsung dipergunakan dalam proses pembusukan, dan bakteri anaerob mengambil alih. Bakteri-bakteri ini mengeluarkan gas hidrogen sulfida sebagai produk sampingnya. H2S atau yang lebih sering disebut dengan hidrogen sulfida merupakan senyawa kimia yang berbahaya di perairan, kandungan H2S di perairan akan menyebabkan kematian terhadap udang yang dibudidayakan. Akan tetapi H2S ada di perairan tambak karena di pacu oleh beberapa faktor antara perubahan pH, nitrate, nitrite, suhu, ammoniak. Sehingga di perlukan sebuah perekayasaan untuk mengindetifikasi pemacu dari timbulnya senyawa H2S di perairan tambak. Sehingga para petani dapat melakukan pengelolan kualitas air secara baik dan bener. Ouput yang diharapkan petani melakukan pengelolaan kualitas air secara baik, sehingga dapat meningkatkan produktifitas tambak.
5
Hidrogen sulfida (H2S) berasal dari kegiatan dekomposisi protein. Ini muncul dari buangan industri metalurgi dan pekerjaan kimia, pabrik bubur kertas, dan pabrik penyamakan. Penyebab lainnya adalah adanya senyawa sulfat dan sulfur di dalam endapan tanah dan kemudian teroksidasi melalui bantuan bakteri (Boyd, 1986) dan tertrasnfer ke dalam koloum air. Kosentrasi yang bisa menimbulkan kematian ada pada rang 0.4 mg/L (salmon) dan 4 mg/L (carp, tench dan eel). Konsentrasi aman pada konsentrasi kurang dari 0.002 ppm (udang, Van Wyk & Scarpa, 1999). H2S dapat ditemukan pada:
Pengeboran sumur minyak dan gas.
Penyulingan / pengelolaan MIGAS.
Pertanbangan bawah tanah.
Laboraturium komersil.
Pabrik petrokimia.
Pengelolaan Belerang.
Pengelolaan Kertas.
Geothermal.
2.5 Terbentuknya Senyawa Hidrogen Sulfida
Senyawa ini terbentuk karena adanya aktifitas mikroorganisme untuk menguraikan zat organik dalam kondisi anaerobik. Dalam kondisi kekurangan oksigen seperti di dasar perairan, mikroorganisme pereduksi sulfat (bakteri Desulfovifrio desulfuricant) menggunakan oksigen yang terikat dalam senyawa seperti sulfat (SO42-) untuk mengoksidasi zat organik dan mereduksi ion sulfat menjadi sulfida, sesuai dengan persamaan reksi berikut ini : 2CH2O + H2SO4
2CO2 + 2H2O + H2S
6
2.6 Bahaya Hidrogen Sulfida
Pada tingkat konsentrasi rendah H2S terdeteksi (10-20 ppm) dengan aroma yang tajam nya. Namun, paparan lanjutan dapat mematikan indera penciuman menciptakan ilusi bahwa bahaya telah berlalu.
Gejala Paparan H2S Konsentrasi Rendah Jika dibiarkan kena konsentrasi rendah Hidrogen Sulfida dapat menyebabkan:
Sakit tenggorokan
Batuk sesak napas
Iritasi mata, hidung & tenggorokan
Konsentrasi Tinggi Paparan singkat untuk konsentrasi Tinggi Hidrogen Sulfida dapat menyebabkan:
Kehilangan kesadaran
Kematian
Toksisitas hidrogen sulfida menurun dengan meningkatnya pH (>8) dan menurunkan suhu, karena mengurangi non disosiasi H2S akan mengurangi tingkat racunnya. Pada pH 7.5 sekitar 14 % beracun, pada pH 7.2 meningkat menjadi 24%, dan pada pH 6.5 mencapai 61%, serta pada pH 6 mencapai 83% dari total sulfida yang terlarut di dalam air (Van Wyk & S carpa, 1999). Penurun pH di aquarium terjadi dikarenakan adanya pergantian air pada setiap aquarium, hal ini dilakukan karena nilai amoniak yang cukup tinggi sehingga di perlukan pergantian air akan tetapi setelah pergantian air ternyata pH yang telah turun meningkatkan toksik H2S. Di tambak sesungguhnya perubahan pH dapat terjadi karena masuknya air laut ke tambak saat pasang. Untuk mengembalikan keseimbangan pH maka dilakukan pengapuran. Penanganan terhadap perubahan pH di dalam kolom air media budidaya bisa dilakukan. Kondisi pH yang menurun akibat adanya hujan bisa dilakukan dengan melakukan pengapuran dengan menggunakan kapur atau dolomit degan dosis 100 - 200 kg/ha (Adhikari, 2003). Penambahan kapur mengembalikan nilai pH yang
7
diinginkan yaitu 8.05 – 7.85 pada aquarium uji, dengan pH tersebut nilai H2S menjadi turun dan menurunkan sifat toksit dari H2S.
2.7 Toksikokinetik
Pada saat gas ini akan masuk kedalam tubuh manusia, maka zat tersebut akan mengalami absorbsi, distribusi, metabolisme dan eksresi.
2.7.1. Absorbsi
Hidrogen sulfida lebih banyak dan lebih cepat di absorbsi melalui inhalasi dari pada paparan lewat oral. Hidrogen sulfida yang terserap melalui kulit sangat kecil. Absorbsi dari paparan inhalasi terutama akibat ukuran partikel hidrogen sulfida yang kecil dapat mencapai saluran nafas bawah dimana hidrogen sulfida dapat diabsorbsi. Partikel dengan ukuran kecil akan mengalami pembersihan oleh macrophage dan sebagian lainnya akan di absorbsi dalam darah. Zona alveolar merupakan bagian dalam paru dengan permukaan seluas 50 sampai 100 m2 . gas pada alveoli hampir selalu menyatu dengan aliran darah yang tergantung pada kelarutan tersebut. Saluran pencernaan merupakan jalur sangat minimum dari absorbsi paparan H2S, karena kelarutannya adalam air kecil dan mudah menguap serta tidak ada laporan dari ilmuwan bahwa orang-orang yang keracunan H2S mengalami diare. Jalur paparan hidrogen sulfide melalui kulit relative kurang baik / impermeable dan sebagai pelindung yang baik untuk mempertahankan fungsi kulit manusia dari pengaruh lingkungan. Kulit tidak dapat melakukan pertukaran zat dengan darah. Perpindahan bahan dari luar lapisan yang terserap ke dalam sistem vaskuler sangat lambat. Hal tersebut karena luas pori hanya sekitar >100µm. Jika penyerapan secara perlahan maka kulit berperan penting dalam efek lolos pertama (first pass effect).
8
2.7.2 Distribusi
Kadar hidrogen sulfida yang terkandung dalam darah tergantung pada cairan plasma, cairan intestitial, dan cairan intracellular. Setelah memasuki darah akan didistribusi dengan cepat keseluruh tubuh (sistemik). Laju distribusi akan menuju kesetiap organ didalam tubuh. Mudah tidaknya zat ini melewati dinding kapiler dan membrane sel dari suatu jaringan sangat ditentukan oleh aliran darah ke organ tersebut.
2.7.3 Metabolisme
Hidrogen sulfide menghambat enzim cytochrome oxidase sebagai penghasil oksigen sel. Metabolisme anaerobic menyebabkan akumulasi asam laktat yang mendorong
kearah
ketidakseimbangan
asam-basa.
Sistem
jaringan
saraf
berhubungan dengan jantung terutama sekali peka kepada gangguan metabolisme oksidasi.
2.7.4 Ekskresi
Ginjal merupakan organ yang efisien mengeliminasi hidrogen sulfide dari tubuh. Pada kondisi suhu badan dapat juga dieksresikan melalui paru-paru.
2.8 Mekanisme Kerja Hidrogen Sulfida
Hal ini disebabkan hidrogen sulfide menghambat enzim cytochrome oxidase sebagai penghambat sel oksigen. Metabolisme anaerobic menyebabkan akumulasi asam laktat yang mendorong kearah ketidakseimbangan asam-basa. Sistem jaringan saraf berhubungan dengan jantung terutama sekali peka kepada gangguan metabolisme oksidasi, sehingga terjadinya kematian dan terhentinya pernafasan (US EPA, 2003)
9
2.9 Efek Hidrogen Sulfida Terhadap Kesehatan a. Efek Akut
Laporan dari studi yang banyak dan konsisten dengan observasi dari bau yang dideteksi dan menunjukkan gejala pusing dari H2S yang dihasilkan geyser (Cal EPA, 1999). Gas H2S dengan konsentrasi 500 ppm, dapat menimbulkan kematian, edema pulmonary, asphyxiant . b. Efek kronis
Sebuah studi pabrik kertas di Finlandia, diperoleh dampak kronis karena polutan H2S pada konsentrasi rendah. Nilai rata-rata konsentrasi H2S di Varkaus, Finlandia dilaporkan 1,4-2,2 ppb (2-3 µg/m3), 17,3 ppb (24 µg/m3), 109,4 ppb (152 µg/m3) maksimum selama 24 jam. Dilaporkan di Varkaus kejadian batuk, infeksi pada saluran pernafasan dan sakit kepala lebih tinggi dibandingkan dengan daerah tetangganya.
10
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan 1) Sebagai senyawa kimia, H2S, adalah gas yang tidak berwarna yang
memiliki bau yang sangat tidak menyenangkan, banyak seperti itu telur busuk dan sedikit larut dalam air. 2) H2S juga dapat diperoleh oleh pemisahan dari gas asam yang berasal
dari gas alam, yang memiliki kandungan H2S tinggi. 3) H2S juga dapat diproduksi dengan membiarkan gas hidrogen bereaksi
dengan belerang cair pada suhu 450 °C. 4) H2S dapat ditemukan di saluran pembuangan dan rawa-rawa. Hal ini
sering dibentuk dengan runtuhnya sulfida dan kekurangan oksigen, Juga dapat dideteksi dalam gas dilepaskan dari gunung berapi, sumber air panas, dan gas alam. 5) Jika
dibiarkan
kena
konsentrasi
rendah
Hidrogen
Sulfida
dapat
menyebabkan:
-
Sakit tenggorokan
-
Batuk sesak napas
-
Iritasi mata, hidung & tenggorokan
6) Paparan singkat untuk konsentrasi Tinggi Hidrogen Sulfida dapat
menyebabkan:
-
Kehilangan kesadaran
-
Kematian
7) Hidrogen sulfida lebih banyak dan lebih cepat di absorbsi melalui inhalasi
dari pada paparan lewat oral. Hidrogen sulfida yang terserap melalui kulit sangat kecil. 8) Mekanisme kerja Hidrogen Sulfida adalah dengan menghambat enzim
cytochrome oxidase sebagai penghasil oksigen sel.
11
DAFTAR PUSTAKA Chandra, Budiman., 2007. Pengantar Kesehatan Lingkungan, Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Mukono, H.J. 2005. Toksikologi Lingkungan, Penerbit Airlangga Universitas, Cetakan I, Surabaya. Sastrawijaya, T., 1991. Pencemaran Lingkungan, Jakarta: PT. Rineka Cipta. Suriawiria, U., 1985. Pengantar Mikrobiologi Umum, Penerbit: Angkasa, Bandung. U.S. EPA. 2003. Integrated Risk Information System Toxicity Summary for Hidrogen Sulfide. Wilburn, KH and RH Warshaw. 1995. Hydrogen Sulfide and Reduced Sulfur Gases Adversely Effect Neurophysiological Function, Toxicology and Industrial Health.
12