Teknik Lingkungan

Teknik lingkungan adalah disiplin teknik profesional yang erat kaitannya dengan ilmu lingkungan. Ini melibatkan beragam topik ilmiah seperti kimia, biologi, ekologi, geologi, hidrolika, hidrologi, mikrobiologi, dan matematika untuk menciptakan solusi yang bertujuan melindungi dan meningkatkan kesehatan organisme hidup serta kualitas lingkungan. Sebagai subdisiplin dari teknik sipil dan teknik kimia, Teknik Lingkungan, khususnya dalam konteks teknik sipil, lebih fokus pada Teknik Sanitasi.

Praktik rekayasa lingkungan menerapkan prinsip-prinsip ilmiah dan teknik untuk memperbaiki dan menjaga lingkungan dengan tujuan melindungi kesehatan manusia, menjaga ekosistem alami yang bermanfaat, dan meningkatkan kualitas hidup manusia terkait lingkungan. Insinyur lingkungan merancang solusi untuk manajemen air limbah, pengendalian polusi air dan udara, daur ulang, pembuangan limbah, dan kesehatan masyarakat. Mereka juga merancang sistem pasokan air kota dan pengolahan air limbah industri, serta mengembangkan rencana untuk mencegah penyakit air dan meningkatkan sanitasi di berbagai lingkungan.

Insinyur lingkungan mengevaluasi sistem pengelolaan limbah berbahaya, memberikan saran tentang penanganan dan pengendaliannya, dan berkontribusi dalam pengembangan peraturan untuk mencegah kecelakaan lingkungan. Mereka juga bertanggung jawab dalam menerapkan hukum teknik lingkungan, termasuk menilai dampak lingkungan dari proyek konstruksi yang diusulkan.

Dalam studi mereka, insinyur lingkungan mempelajari dampak kemajuan teknologi terhadap lingkungan, serta berusaha mengatasi masalah lingkungan lokal maupun global, seperti hujan asam, pemanasan global, penipisan lapisan ozon, dan polusi air serta udara dari sumber-sumber industri maupun kendaraan bermotor. Mayoritas yurisdiksi mengharuskan insinyur lingkungan yang berkualifikasi untuk memenuhi persyaratan perizinan dan registrasi yang ditetapkan.

Etimologi

Kata "lingkungan" berasal dari bahasa Perancis pada akhir abad ke-19, environ (kata kerja), yang artinya mengelilingi atau mencakup. Pada tahun 1827, Carlyle menggunakan kata "lingkungan" untuk merujuk pada kondisi tempat seseorang atau sesuatu hidup. Penggunaan kata ini mulai bergeser pada tahun 1956 ketika digunakan dalam konteks ekologi, yang merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara makhluk hidup dan lingkungannya.

Sementara itu, istilah "insinyur lingkungan" berasal dari bahasa Latin dan telah digunakan dalam bahasa Prancis pada abad ke-14 sebagai "engignour". Awalnya, istilah ini merujuk pada pembuat mesin militer seperti trebuchet, meriam, dan alat-alat perang lainnya. Penggunaan kata "insinyur" untuk merujuk pada pekerjaan umum baru muncul pada abad ke-16. Kemungkinan besar, istilah ini menjadi umum sebagai sebutan untuk pembuat pekerjaan umum pada masa John Smeaton.

Sejarah

Rekayasa lingkungan telah menjadi bagian dari kehidupan manusia sejak zaman kuno, ketika manusia mulai memodifikasi dan mengelola lingkungan mereka untuk memenuhi kebutuhan hidup. Ketika kesadaran akan hubungan antara kesehatan manusia dan kualitas lingkungan meningkat, masyarakat mulai membangun sistem untuk memperbaiki lingkungan mereka. Contohnya, Peradaban Lembah Indus kuno memiliki kontrol yang canggih atas sumber daya air mereka, dengan struktur seperti sumur, pemandian umum, tangki penyimpanan air, dan sistem irigasi yang memungkinkan pertanian skala besar.

Dari sekitar tahun 4000 hingga 2000 SM, banyak peradaban telah mengembangkan sistem drainase dan sanitasi, seperti yang terlihat pada Kekaisaran Mesopotamia, Mohenjo-Daro, Mesir, Kreta, dan Kepulauan Orkney di Skotlandia. Bangsa Yunani juga memiliki saluran air dan sistem saluran pembuangan untuk mengairi lahan pertanian mereka.

Di Roma, saluran air pertama dibangun pada tahun 312 SM, diikuti dengan pembangunan saluran air tambahan untuk irigasi dan pasokan air kota yang aman. Mereka juga mengembangkan sistem saluran pembuangan bawah tanah pada abad ke-7 SM, membantu mengeringkan rawa-rawa dan membuang limbah dari kota.

Perkembangan signifikan dalam rekayasa lingkungan dimulai pada pertengahan abad ke-19 di London, ketika Joseph Bazalgette merancang sistem pembuangan limbah besar pertama setelah periode Great Stink. Sistem ini memindahkan limbah mentah dari kota ke Sungai Thames, yang juga digunakan sebagai sumber air minum utama, menyebabkan wabah kolera. Pengenalan teknologi pengolahan air minum dan limbah di negara-negara industri mengurangi penyebaran penyakit melalui air, mengubahnya dari ancaman utama menjadi penyakit yang jarang terjadi.

Pada pertengahan abad ke-20, rekayasa lingkungan menjadi disiplin akademis tersendiri sebagai respons terhadap kekhawatiran luas tentang polusi air dan udara serta degradasi lingkungan lainnya. Dengan semakin kompleksnya masyarakat dan teknologi, dampak-dampak ini menjadi semakin nyata. Contohnya, penggunaan pestisida DDT yang meluas setelah Perang Dunia II menyebabkan dampak serius pada lingkungan, seperti yang diungkapkan dalam karya "Silent Spring" (1962) karya Rachel Carson, yang dianggap sebagai awal dari gerakan lingkungan modern. Hal ini mendorong perkembangan bidang "rekayasa lingkungan" yang lebih modern dan bertujuan untuk menjaga keberlanjutan lingkungan.

Pendidikan

Banyak universitas menawarkan program dalam bidang rekayasa lingkungan, yang sering diselenggarakan melalui departemen teknik sipil atau teknik kimia, dengan tambahan proyek elektronik untuk mengembangkan dan menjaga keseimbangan lingkungan. Program-program ini memberikan berbagai fokus studi bagi insinyur lingkungan. Dalam program teknik sipil, fokus utama sering kali adalah pada hidrologi, manajemen sumber daya air, bioremediasi, serta desain sistem pengolahan air dan limbah. Di sisi lain, dalam program teknik kimia, perhatian lebih terarah pada kimia lingkungan, teknologi lanjutan pengolahan udara dan air, serta proses pemisahan.

Subdivisi dalam bidang rekayasa lingkungan mencakup teknik sumber daya alam dan teknik pertanian. Kursus-kursus yang ditawarkan bagi mahasiswa mencakup beberapa kelas utama, antara lain:

1. Mata kuliah teknik mesin yang berfokus pada perancangan mesin dan sistem mekanik untuk penggunaan dalam lingkungan, seperti fasilitas pengolahan air, stasiun pompa, serta instalasi pemilahan sampah dan fasilitas mekanik lainnya.
2. Kursus dalam bidang teknik lingkungan atau sistem lingkungan yang menekankan pendekatan teknik sipil dalam membangun struktur dan lanskap yang berinteraksi dengan atau melindungi lingkungan.
3. Mata kuliah tentang kimia lingkungan, berkelanjutan, atau teknik kimia lingkungan yang bertujuan untuk memahami dampak bahan kimia terhadap lingkungan, termasuk proses penambangan, polutan, serta proses biokimia.
4. Kursus teknologi lingkungan yang difokuskan pada pelatihan lulusan dalam elektronik atau listrik yang dapat mengembangkan perangkat dan artefak untuk memantau, mengukur, memodelkan, dan mengendalikan dampak lingkungan, termasuk manajemen pembangkitan energi dari sumber-sumber terbarukan.

Aplikasi

Pasokan dan pengolahan air

Insinyur lingkungan mengevaluasi keseimbangan air di dalam daerah aliran sungai dan menentukan pasokan air yang tersedia, air yang dibutuhkan untuk berbagai kebutuhan di daerah aliran sungai tersebut, siklus musiman pergerakan air melalui daerah aliran sungai, serta mengembangkan sistem untuk menyimpan, mengolah, dan mengalirkan air untuk berbagai penggunaan.

Air diolah untuk mencapai tujuan kualitas air untuk penggunaan akhir. Dalam hal pasokan air minum, air diolah untuk meminimalkan risiko penularan penyakit menular, risiko penyakit tidak menular, dan untuk menciptakan rasa air yang enak. Sistem distribusi air dirancang dan dibangun untuk memberikan tekanan air dan laju aliran yang memadai untuk memenuhi berbagai kebutuhan pengguna akhir seperti penggunaan rumah tangga, pemadaman kebakaran, dan irigasi.

Pengolahan air limbah

Ada banyak teknologi pengolahan air limbah. Kereta pengolahan air limbah dapat terdiri dari sistem penjernih primer untuk menghilangkan bahan padat dan bahan mengambang, sistem pengolahan sekunder yang terdiri dari bak aerasi yang diikuti dengan flokulasi dan sedimentasi atau sistem lumpur aktif dan penjernih sekunder, sistem pembuangan nitrogen biologis tersier, dan proses desinfeksi akhir. Sistem bak aerasi/sistem lumpur aktif menghilangkan bahan organik dengan menumbuhkan bakteri (lumpur aktif). Penjernih sekunder menghilangkan lumpur aktif dari air. Sistem tersier, meskipun tidak selalu disertakan karena biaya, menjadi lebih umum untuk menghilangkan nitrogen dan fosfor dan untuk mendisinfeksi air sebelum dibuang ke aliran air permukaan atau ke laut.

Manajemen polusi udara

Para ilmuwan telah mengembangkan model dispersi polusi udara untuk mengevaluasi konsentrasi polutan pada suatu reseptor atau dampaknya terhadap kualitas udara secara keseluruhan dari knalpot kendaraan dan emisi cerobong asap industri. Sampai batas tertentu, bidang ini tumpang tindih dengan keinginan untuk mengurangi karbon dioksida dan emisi gas rumah kaca lainnya dari proses pembakaran.

Polusi air

Insinyur lingkungan menerapkan prinsip-prinsip ilmiah dan teknik untuk mengevaluasi apakah ada kemungkinan dampak yang merugikan terhadap kualitas air, kualitas udara, kualitas habitat, flora dan fauna, kapasitas pertanian, lalu lintas, ekologi, dan kebisingan. Jika diperkirakan akan ada dampak, maka mereka akan mengembangkan langkah-langkah mitigasi untuk membatasi atau mencegah dampak tersebut. Contoh langkah mitigasi adalah pembuatan lahan basah di lokasi terdekat untuk memitigasi pengurukan lahan basah yang diperlukan untuk pembangunan jalan jika tidak memungkinkan untuk mengalihkan rute jalan.

Di Amerika Serikat, praktik penilaian lingkungan secara resmi dimulai pada tanggal 1 Januari 1970, yaitu tanggal berlakunya National Environmental Policy Act (NEPA). Sejak saat itu, lebih dari 100 negara berkembang dan negara maju telah merencanakan undang-undang serupa yang spesifik atau mengadopsi prosedur yang digunakan di tempat lain. NEPA berlaku untuk semua lembaga federal di Amerika Serikat.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Perubahan global

Perubahan global merujuk pada transformasi skala planet dalam sistem bumi. Istilah ini sering digunakan untuk merangkul berbagai perubahan yang terjadi seiring dengan meningkatnya aktivitas manusia, yang dimulai sekitar pertengahan abad ke-20, yang dikenal sebagai Akselerasi Besar. Meskipun awalnya berkaitan dengan penelitian tentang perubahan iklim, konsep ini kini digunakan untuk menggambarkan gambaran yang lebih menyeluruh tentang perubahan yang diamati di seluruh planet. Perubahan global melibatkan transformasi dalam sistem bumi secara keseluruhan, mempertimbangkan interaksi kompleks antara komponen fisikokimia dan biologi serta dampak yang dihasilkan oleh interaksi manusia dengan komponen tersebut, dan sebaliknya. Oleh karena itu, perubahan global dipelajari melalui ilmu sistem kebumian, yang memperhatikan berbagai aspek yang saling terkait dari planet kita.

Sejarah penelitian perubahan global

Sebelum konsep perubahan global diperkenalkan, upaya global pertama untuk mengatasi dampak lingkungan dari aktivitas manusia di seluruh dunia telah dimulai. Salah satu momen penting adalah Konferensi PBB tentang Lingkungan Hidup Manusia pada tahun 1972 di Stockholm, yang menghasilkan Program Lingkungan Hidup PBB. Meskipun upaya tersebut bersifat global dan mempertimbangkan dampaknya terhadap seluruh dunia, pendekatan sistem Bumi belum dikembangkan pada waktu itu. Namun, acara-acara seperti itu menjadi cikal bakal bagi perkembangan bidang penelitian tentang perubahan global.

Konsep perubahan global mulai terbentuk ketika para peneliti yang mempelajari perubahan iklim menyadari bahwa tidak hanya iklim yang mengalami perubahan cepat, tetapi juga komponen lain dari sistem bumi yang berubah dengan cepat. Perubahan ini dapat dipengaruhi oleh aktivitas manusia dan mengikuti pola dinamika yang serupa dengan banyak perubahan sosial. Awalnya, konsep ini muncul dari Program Penelitian Iklim Dunia (WCRP) yang didirikan pada tahun 1980 di bawah kepemimpinan Peter Bolin. WCRP berfokus pada pertanyaan apakah iklim berubah, dapat diprediksi, dan apakah manusia bertanggung jawab atas perubahan tersebut. Hasil penelitian WCRP tidak hanya mengkonfirmasi dampak manusia terhadap perubahan iklim, tetapi juga mengarah pada pemahaman fenomena perubahan global yang lebih luas.

Selanjutnya, Peter Bolin bersama dengan James McCarthy, Paul Crutzen, Hans Oeschger, dan lainnya mendirikan Program Geosfer-Biosfer Internasional (IGBP) di bawah Dewan Sains Internasional. Pada tahun 2001, di Amsterdam, sebuah konferensi diadakan untuk membahas empat program penelitian perubahan global utama pada saat itu: WCRP, IGBP, International Human Dimensions Program (IHDP), dan Diversitas (sekarang dikenal sebagai Future Earth). Konferensi ini bertajuk "Tantangan Bumi yang Berubah: Konferensi Sains Terbuka Perubahan Global" dan diakhiri dengan Deklarasi Amsterdam tentang Perubahan Global, yang merangkum tujuan dan komitmen dalam bidang tersebut.

Penyebab

Di masa lalu, perubahan besar dalam skala planet disebabkan oleh berbagai faktor seperti variasi dalam tata surya, aktivitas lempeng tektonik, vulkanisme, peristiwa proliferasi dan pengurangan kehidupan, dampak meteorit, penipisan sumber daya alam, perubahan orbit Bumi sekitar Matahari, dan perubahan kemiringan poros Bumi terhadap Matahari. Namun, saat ini, ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa penyebab utama perubahan global adalah peningkatan kebutuhan manusia akan sumber daya alam; fenomena ini sering disebut sebagai zaman Antroposen. Dalam 250 tahun terakhir, aktivitas manusia telah menghasilkan perubahan yang cepat, termasuk perubahan iklim, kepunahan massal spesies, penurunan stok ikan, penggurunan, pengasaman laut, penipisan lapisan ozon, polusi, dan perubahan besar lainnya.

Para ilmuwan yang terlibat dalam Program Geosfer-Biosfer Internasional telah menyatakan bahwa kondisi Bumi saat ini tidak memiliki analogi dalam sejarah. Pengamatan terhadap proses-proses sistem Bumi, baik yang terjadi di masa lalu maupun saat ini, menunjukkan bahwa planet ini telah mengalami perubahan jauh di luar rentang variasi alami, setidaknya dalam setengah juta tahun terakhir. Homo sapiens, manusia modern, telah ada di Bumi selama sekitar 300.000 tahun.

Bukti fisik

Manusia selalu berperan dalam mengubah lingkungannya. Perkembangan pertanian sekitar 10.000 tahun yang lalu membawa perubahan besar dalam penggunaan lahan, yang terus berlanjut hingga saat ini. Namun, dampaknya pada skala global relatif kecil hingga dimulainya revolusi industri pada tahun 1750. Revolusi industri ini, yang dibarengi dengan penemuan proses Haber-Bosch pada tahun 1909 yang memungkinkan produksi pupuk dalam skala besar, secara langsung mengakibatkan perubahan cepat dalam banyak proses fisik, kimia, dan biologi yang sangat penting bagi planet ini.

Pada tahun 1950-an, perubahan global mulai berlangsung dengan cepat. Antara tahun 1950 dan 2010, populasi manusia meningkat lebih dari dua kali lipat. Selama periode ini, ekspansi perdagangan internasional yang pesat, bersama dengan arus modal dan teknologi baru, terutama teknologi informasi dan komunikasi, menyebabkan ekonomi nasional menjadi lebih terintegrasi. Aktivitas ekonomi meningkat sepuluh kali lipat, dan populasi manusia di dunia menjadi lebih terhubung daripada sebelumnya. Penggunaan air meningkat enam kali lipat, dengan sekitar 70 persen sumber daya air tawar dunia digunakan untuk pertanian, mencapai 90 persen di India dan Tiongkok. Separuh dari permukaan bumi kini telah dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Pada tahun 2010, jumlah penduduk perkotaan pertama kali melebihi jumlah penduduk pedesaan, sementara penggunaan pupuk meningkat lima kali lipat.

Perubahan besar dalam subsistem manusia ini memiliki dampak langsung pada seluruh komponen sistem Bumi. Komposisi kimia atmosfer telah berubah secara signifikan, dengan peningkatan cepat konsentrasi gas rumah kaca seperti karbon dioksida, metana, dan dinitrogen oksida. Lubang besar dalam lapisan ozon muncul di Antartika. Banyak perikanan mengalami keruntuhan, dengan sebagian besar perikanan dunia dieksploitasi secara penuh atau berlebihan. Tiga puluh persen hutan hujan tropis telah hilang.

Pada tahun 2000, ilmuwan Nobel Paul Crutzen mengumumkan bahwa dampak perubahan yang begitu besar ini telah mendorong planet ke era geologi baru yang disebut Antroposen, yang menandai pengaruh dominan manusia terhadap Bumi. Seruan untuk secara resmi mengadopsi istilah Antroposen pun muncul. Namun, bukti menunjukkan bahwa jika aktivitas manusia terus mengubah komponen-komponen sistem Bumi, maka ini dapat mengubah Bumi dari satu kondisi ke kondisi baru dengan dampak yang signifikan.

Masyarakat

Perubahan global tidak hanya mempengaruhi lingkungan fisik, tetapi juga membawa perubahan signifikan dalam konteks kemasyarakatan, termasuk aspek sosial, budaya, teknologi, politik, ekonomi, dan hukum. Salah satu istilah yang terkait erat dengan perubahan global adalah globalisasi, yang mengacu pada peningkatan integrasi ekonomi, politik, dan sosial di seluruh dunia. Globalisasi dimulai dengan perdagangan jarak jauh dan perkembangan kota pada milenium ketiga SM, dan mengalami percepatan yang signifikan sejak abad ke-18 dan terutama sejak tahun 1950-an.

Era ini ditandai oleh kemajuan yang luar biasa dalam bidang komunikasi, transportasi, dan teknologi komputer, yang memungkinkan ide, budaya, manusia, barang, jasa, dan uang untuk bergerak dengan mudah di seluruh dunia. Integrasi global yang semakin kuat telah mengubah cara kita memandang budaya, konflik, agama, dan norma-norma sosial. Gerakan sosial pun kini dapat terbentuk dan beroperasi dalam skala global.

Contoh nyata tentang hubungan antara perubahan sosial dan lingkungan global dapat dilihat pada krisis keuangan global tahun 2008–2009. Krisis ini menyebabkan resesi ekonomi di berbagai negara, yang berdampak pada penurunan emisi karbon dioksida global ke atmosfer. Ini menunjukkan bahwa perubahan dalam aspek sosial dan ekonomi juga dapat memiliki dampak yang signifikan pada lingkungan.

Perubahan global yang cepat membawa tantangan baru bagi masyarakat di seluruh dunia, termasuk tantangan terkait perubahan iklim. Oleh karena itu, sangat penting untuk membangun sistem pembelajaran sosial yang transformatif dan mengembangkan keterampilan yang ramah lingkungan. Melalui upaya ini, kita dapat meningkatkan kapasitas pembangunan yang berkelanjutan dan berkeadilan sosial di berbagai wilayah, termasuk Afrika Selatan dan Afrika secara lebih luas.

Pengelolaan planet 

Manusia telah mengubah siklus biogeokimia Bumi secara signifikan tanpa adanya pengaturan yang memadai dan pengetahuan yang cukup tentang konsekuensinya. Tanpa langkah-langkah efektif dalam mengelola sistem Bumi secara menyeluruh, baik dari segi fisik, kimia, biologi, maupun sosial, kemungkinan besar akan timbul dampak buruk terhadap manusia dan ekosistem. Salah satu kekhawatiran utama adalah kemungkinan tercapainya titik kritis dalam komponen sistem Bumi tertentu, seperti sirkulasi lautan, hutan hujan Amazon, atau es laut Arktik, yang dapat menyebabkan perubahan drastis dalam waktu singkat, seperti hutan hujan berubah menjadi sabana atau es laut menghilang.

Penelitian intensif selama dua dekade terakhir telah mengidentifikasi potensi titik kritis dalam sistem Bumi, di mana perubahan besar dapat terjadi dalam hitungan dekade. Namun, masih sulit untuk secara tepat menentukan lokasi dan batas pasti dari titik-titik kritis ini.

Karena itu, ada seruan untuk mengembangkan pendekatan yang lebih baik dalam mengelola lingkungan Bumi secara keseluruhan, yang kadang-kadang disebut sebagai pengelolaan "sistem pendukung kehidupan Bumi". Beberapa konvensi lingkungan internasional di bawah naungan PBB telah dibentuk untuk mengatasi tantangan lingkungan global, seperti Konvensi Kerangka Kerja Perubahan Iklim, Protokol Montreal, Konvensi Pemberantasan Desertifikasi, dan Konvensi Keanekaragaman Hayati. Selain itu, PBB memiliki dua badan yang bertugas mengoordinasikan kegiatan lingkungan dan pembangunan, yaitu Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP) dan Program Pembangunan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNDP).

Pada tahun 2004, IGBP menerbitkan sebuah laporan berjudul "Perubahan Global dan Sistem Bumi: Sebuah Planet di Bawah Tekanan", yang menekankan perlunya strategi yang menyeluruh, komprehensif, dan konsisten dalam pengelolaan sistem Bumi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendefinisikan dan memelihara keseimbangan yang stabil dalam lingkungan global.

Pada tahun 2007, Perancis mengusulkan pembentukan organisasi baru yang lebih kuat daripada UNEP, yang disebut "Organisasi Lingkungan Hidup PBB". Usulan ini didasarkan pada pandangan bahwa status UNEP sebagai program, bukan organisasi, telah melemahkan kemampuannya untuk mengatasi tantangan lingkungan global secara efektif, mengingat kondisi planet yang semakin memburuk.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Gas rumah kaca

Gas rumah kaca (GRK) adalah gas-gas dalam atmosfer yang berperan dalam meningkatkan suhu permukaan Bumi. Mereka memiliki kemampuan untuk menyerap panjang gelombang radiasi yang dipancarkan oleh planet, menciptakan efek rumah kaca yang menyebabkan peningkatan suhu.

Tanpa adanya gas rumah kaca, suhu rata-rata permukaan Bumi diperkirakan hanya sekitar -18 °C (-0 °F), jauh lebih rendah dibandingkan dengan suhu rata-rata saat ini sebesar 15 °C (59 °F). Gas-gas rumah kaca yang paling umum di atmosfer bumi meliputi uap air, karbon dioksida, metana, nitrous oksida, dan ozon.Aktivitas manusia sejak awal Revolusi Industri telah menyebabkan peningkatan signifikan dalam konsentrasi gas-gas ini di atmosfer, terutama karbon dioksida, yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam.

Peningkatan suhu global yang terjadi sebagai akibat dari emisi gas rumah kaca telah menjadi perhatian utama, dengan prediksi bahwa jika tren emisi saat ini berlanjut, suhu global dapat melampaui kenaikan 2,0 °C (3,6 °F) pada tahun 2040 hingga 2070, yang dianggap sebagai level yang sangat berbahaya menurut IPCC PBB.

Properti

Gas rumah kaca bersifat aktif inframerah, yang berarti gas-gas ini mampu menyerap dan memancarkan radiasi inframerah dalam rentang panjang gelombang yang sama dengan yang dipancarkan oleh permukaan bumi, awan, dan atmosfer. Ini menyebabkan efek rumah kaca, di mana gas-gas ini bertindak seperti selimut, menangkap panas di atmosfer dan mempertahankan suhu bumi. Sebagian besar komposisi atmosfer bumi terdiri dari nitrogen (N2) dan oksigen (O2), yang keduanya hampir tidak terpengaruh oleh radiasi termal inframerah. Namun, gas-gas rumah kaca seperti karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan dinitrogen oksida (N2O) memiliki struktur molekuler yang memungkinkan interaksi dengan radiasi elektromagnetik, menjadikannya aktif dalam menangkap dan memancarkan panas. Meskipun jumlahnya hanya sebagian kecil dari atmosfer bumi, keberadaan gas-gas ini memiliki dampak yang signifikan dalam menciptakan efek rumah kaca dan meningkatkan suhu global.

Pemaksaan radiasi

Bumi menerima energi dari matahari, sebagian diabsorpsi, sementara yang lain dipantulkan sebagai cahaya atau dipancarkan kembali sebagai panas. Suhu di permukaan Bumi bergantung pada seimbangan antara energi yang diterima dan dikeluarkan. Ketika keseimbangan ini terganggu, suhu permukaan Bumi dapat naik atau turun, memicu perubahan iklim global.

Kekuatan radiasi, yang diukur dalam watt per meter persegi, menggambarkan dampak perubahan eksternal pada iklim. Ini dihitung sebagai perubahan dalam keseimbangan energi di bagian atas atmosfer, yang dipengaruhi oleh perubahan eksternal seperti peningkatan gas rumah kaca. Peningkatan gas rumah kaca mengakibatkan lebih banyak energi masuk daripada yang keluar di atmosfer atas, menyebabkan pemanasan tambahan.

Di atmosfer bawah, gas rumah kaca bertukar radiasi termal dengan permukaan Bumi dan membatasi aliran panas radiasi ke atas, mengurangi perpindahan panas secara keseluruhan. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca juga menyebabkan pendinginan atmosfer atas karena panas yang dilepaskan kembali cenderung bergerak ke luar angkasa, menghasilkan penyusutan atmosfer atas.

Potensi pemanasan global (GWP) dan setara dengan CO2 

Potensi Pemanasan Global (GWP) adalah alat ukur yang digunakan untuk mengevaluasi seberapa banyak radiasi termal inframerah yang dapat diserap oleh gas rumah kaca dalam periode waktu tertentu setelah gas tersebut dilepaskan ke atmosfer. GWP memungkinkan perbandingan antara gas rumah kaca dalam hal "efektivitasnya dalam menyebabkan perubahan radiasi." Ini dihitung sebagai kelipatan radiasi yang akan diserap oleh karbon dioksida (CO2) dengan massa yang sama, yang dijadikan sebagai gas referensi dengan nilai GWP satu. Penilaian GWP gas lainnya bergantung pada kemampuan gas tersebut menyerap radiasi termal infra merah, tingkat perubahan gas tersebut meninggalkan atmosfer, dan jangka waktu yang dipertimbangkan.

Sebagai contoh, metana memiliki GWP-20 sebesar 81,2, yang berarti bahwa satu ton kebocoran metana setara dengan pelepasan 81,2 ton karbon dioksida dalam periode 20 tahun. Karena metana memiliki masa hidup atmosfer yang lebih pendek daripada karbon dioksida, nilai GWP-nya jauh lebih rendah dalam jangka waktu yang lebih lama, dengan GWP-100 sebesar 27,9 dan GWP-500 sebesar 7,95.

Istilah "setara karbon dioksida" (CO2e atau CO2eq atau CO2-e) digunakan untuk menghitung dampak gas rumah kaca dengan menggunakan nilai GWP. Dalam konteks ini, massa CO2 yang akan menyebabkan pemanasan global setara dengan massa gas lainnya. Oleh karena itu, CO2e memberikan skala umum untuk mengevaluasi dampak iklim dari berbagai gas, dihitung dengan mengalikan GWP dengan massa gas tersebut.

Kontribusi gas tertentu terhadap efek rumah kaca

Uap air

Uap air memiliki peran yang sangat signifikan dalam efek rumah kaca secara keseluruhan, menyumbang sekitar 41-67% dari total efek tersebut. Meskipun konsentrasinya tidak langsung dipengaruhi oleh aktivitas manusia, perubahan suhu global dapat memengaruhi konsentrasi uap air secara tidak langsung. Proses ini dikenal sebagai umpan balik uap air, di mana peningkatan suhu menyebabkan peningkatan konsentrasi uap air, yang kemudian berkontribusi pada efek pemanasan lebih lanjut.

Walaupun pembangunan seperti irigasi dapat memengaruhi konsentrasi uap air secara lokal, dampaknya terbatas pada skala global karena waktu tinggal uap air yang singkat, biasanya sekitar sembilan hari. Dengan demikian, meskipun aktivitas manusia dapat memengaruhi konsentrasi uap air secara lokal, dampaknya terhadap skala global relatif kecil.

Selain itu, perubahan suhu global juga berdampak pada konsentrasi uap air melalui hubungan Clausius–Clapeyron. Hubungan ini menyatakan bahwa volume uap air yang dapat diadakan oleh suatu volume udara meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Sebagai akibatnya, konsentrasi uap air di atmosfer dapat bervariasi secara signifikan, tergantung pada suhu lingkungan. Misalnya, konsentrasi uap air mungkin kurang dari 0,01% di daerah yang sangat dingin, sementara di udara jenuh, konsentrasi bisa mencapai 3% massa pada suhu sekitar 32 °C.

Potensi pemanasan global (GWP) dan setara CO2

Potensi Pemanasan Global (GWP) adalah indeks untuk mengukur berapa banyak radiasi termal inframerah yang akan diserap oleh gas rumah kaca dalam jangka waktu tertentu setelah gas tersebut masuk ke atmosfer (atau dipancarkan ke atmosfer). GWP membuat gas rumah kaca yang berbeda dapat dibandingkan dalam hal "efektivitasnya dalam menyebabkan pemaksaan radiatif." Hal ini dinyatakan sebagai kelipatan dari radiasi yang akan diserap oleh massa yang sama dari karbon dioksida (CO2) yang ditambahkan, yang diambil sebagai gas referensi. Oleh karena itu, GWP memiliki nilai 1 untuk CO2. Untuk gas-gas lainnya, hal ini tergantung pada seberapa kuat gas tersebut menyerap radiasi panas inframerah, seberapa cepat gas tersebut meninggalkan atmosfer, dan jangka waktu yang dipertimbangkan.

Sebagai contoh, metana memiliki GWP lebih dari 20 tahun (GWP-20) sebesar 81,2 yang berarti bahwa, misalnya, kebocoran satu ton metana setara dengan memancarkan 81,2 ton karbon dioksida yang diukur dalam waktu 20 tahun. Karena metana memiliki masa pakai atmosfer yang jauh lebih pendek daripada karbon dioksida, GWP-nya jauh lebih kecil dalam periode waktu yang lebih lama, dengan GWP-100 sebesar 27,9 dan GWP-500 sebesar 7,95.

Setara dengan karbon dioksida (CO2e atau CO2eq atau CO2-e atau CO2-eq) dapat dihitung dari GWP. Untuk gas apa pun, massa CO2-lah yang akan menghangatkan bumi sebanyak massa gas tersebut. Dengan demikian, hal ini memberikan skala yang umum untuk mengukur efek iklim dari gas yang berbeda. Hal ini dihitung sebagai GWP dikalikan dengan massa gas lainnya.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Hazard Analysis

Hazard Analysis merupakan langkah awal dalam proses evaluasi risiko. Hasil dari analisis ini adalah identifikasi berbagai jenis bahaya, yang bisa berupa kondisi potensial yang ada atau tidak ada (probabilitasnya 1 atau 0). Bahaya dapat terjadi sendiri atau bersamaan dengan bahaya lain, dan bisa mengakibatkan kegagalan fungsi atau kecelakaan yang sebenarnya. Cara terjadinya bahaya ini dalam suatu rangkaian disebut skenario, yang memiliki probabilitas kejadian tertentu. Sistem seringkali memiliki banyak skenario kegagalan potensial yang diberi klasifikasi berdasarkan tingkat keparahan kasus terburuk dari kondisi akhir.

Risiko sendiri merupakan kombinasi antara probabilitas dan tingkat keparahan. Tingkat risiko awal dapat ditentukan dalam analisis bahaya, sementara validasi, prediksi yang lebih akurat, dan penerimaan risiko ditentukan dalam penilaian risiko. Baik analisis bahaya maupun penilaian risiko bertujuan untuk memberikan pilihan terbaik untuk mengendalikan atau menghilangkan risiko. Istilah-istilah ini digunakan dalam berbagai bidang teknik, seperti avionik, keamanan pangan, keselamatan dan kesehatan kerja, keselamatan proses, dan rekayasa keandalan.

Bahaya dan risiko

Bahaya didefinisikan sebagai situasi, peristiwa, atau kondisi yang bisa menyebabkan atau berkontribusi pada kejadian yang tidak diinginkan atau tidak direncanakan. Biasanya, tidak hanya satu bahaya yang menyebabkan kecelakaan atau kegagalan fungsi; seringkali, kejadian tersebut terjadi akibat serangkaian faktor. Analisis bahaya mempertimbangkan berbagai aspek, termasuk kondisi sistem dan lingkungan operasional, serta potensi kegagalan atau malfungsi.

Meskipun dalam beberapa situasi risiko keselamatan atau keandalan dapat dihilangkan, dalam banyak kasus, tingkat risiko tertentu harus diterima. Untuk menilai biaya yang diharapkan sebelum kejadian, potensi konsekuensi dan kemungkinan kejadian harus dipertimbangkan. Penilaian risiko dilakukan dengan menggabungkan tingkat keparahan konsekuensi dengan probabilitas kejadian dalam matriks tertentu. Risiko yang dianggap "tidak dapat diterima" harus dikurangi dengan cara tertentu untuk mengurangi tingkat risiko keselamatan.

Rencana Keamanan Perangkat Lunak IEEE STD-1228-1994 menetapkan praktik terbaik industri untuk melakukan analisis bahaya keamanan perangkat lunak. Tujuannya adalah untuk memastikan persyaratan dan atribut keselamatan didefinisikan dan diterapkan dalam perangkat lunak yang mengatur, mengontrol, atau memantau fungsi penting. Ketika perangkat lunak terlibat dalam sistem, pengembangan dan desain perangkat lunak sering kali diatur oleh DO-178C. Tingkat keparahan konsekuensi yang diidentifikasi melalui analisis bahaya menentukan tingkat kekritisan perangkat lunak.

Pada tahun 2009, standar komersial utama diumumkan berdasarkan proses keamanan sistem yang terbukti efektif dalam beberapa dekade terakhir di Departemen Pertahanan dan NASA. ANSI/GEIA-STD-0010-2009 adalah praktik terbaik komersial yang mengadopsi pendekatan holistik, komprehensif, dan terbukti untuk mencegah, menghilangkan, dan mengendalikan bahaya. Standar ini berfokus pada analisis bahaya dan proses keselamatan berbasis fungsional.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Limbah berbahaya

Limbah berbahaya merupakan jenis limbah yang memiliki potensi besar atau ancaman terhadap kesehatan masyarakat atau lingkungan. Limbah B3, yang merupakan salah satu jenis limbah berbahaya, memiliki ciri-ciri berbahaya seperti mudah terbakar, reaktifitas, korosif, dan toksisitas. Limbah berbahaya terdaftar adalah bahan yang secara khusus terdaftar oleh otoritas pengatur sebagai limbah berbahaya yang berasal dari sumber non-spesifik, sumber spesifik, atau produk kimia yang dibuang. Limbah berbahaya dapat berbentuk gas, cairan, atau padat, dan proses pengolahan dan pemadatan mungkin diperlukan tergantung pada keadaan fisik limbah.

Limbah B3 merupakan jenis limbah yang memerlukan perlakuan khusus karena tidak dapat dibuang dengan cara biasa seperti produk sampingan lainnya dalam kehidupan sehari-hari. Konvensi Basel tentang Pengendalian Pergerakan Lintas Batas Limbah Berbahaya dan Pembuangannya telah ditandatangani oleh 199 negara dan mulai berlaku pada tahun 1992. Pada tahun 2019, plastik juga ditambahkan ke dalam daftar konvensi ini, menunjukkan kepentingan internasional dalam mengatasi masalah limbah berbahaya untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan.

Jumlah limbah berbahaya

Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP) memperkirakan bahwa lebih dari 400 juta ton limbah berbahaya diproduksi secara universal setiap tahunnya, dengan sebagian besar dihasilkan oleh negara-negara industri. Sekitar 1 persen dari total limbah berbahaya tersebut dikirim melintasi batas internasional, dan mayoritas transfer tersebut terjadi antara negara-negara yang tergabung dalam Organisasi untuk Kerjasama Ekonomi dan Pembangunan (OECD). Salah satu alasan utama mengapa negara-negara industri mengirimkan limbah berbahaya ke negara lain adalah karena biaya pembuangan limbah berbahaya yang semakin meningkat di negara asal.

Untuk mengatasi masalah pergerakan lintas batas limbah berbahaya dan pembuangannya, Konvensi Basel tentang Pengendalian Pergerakan Lintas Batas Limbah Berbahaya dan Pembuangannya diadopsi dan ditandatangani oleh 199 negara. Konvensi ini mulai berlaku pada tahun 1992 sebagai upaya untuk mengatur dan mengendalikan pergerakan limbah berbahaya secara internasional. Pada tahun 2019, plastik juga ditambahkan ke dalam daftar konvensi ini, menunjukkan perhatian yang semakin meningkat terhadap masalah limbah plastik di tingkat global.

Jenis limbah berbahaya

Limbah universal merupakan kategori khusus dari limbah berbahaya yang umumnya memiliki tingkat ancaman yang lebih rendah dibandingkan dengan jenis limbah berbahaya lainnya. Limbah ini tersebar di mana-mana dan dihasilkan dalam jumlah besar oleh banyak generator. Beberapa contoh limbah universal yang paling umum meliputi bola lampu neon, beberapa jenis baterai khusus seperti yang mengandung litium atau timbal, tabung sinar katoda, dan perangkat yang mengandung merkuri. Meskipun limbah universal tunduk pada persyaratan peraturan yang lebih longgar, mereka masih harus dibuang dengan benar. Penghasil limbah universal dalam jumlah kecil dapat diklasifikasikan sebagai "penghasil jumlah kecil yang dikecualikan secara bersyarat" (CESQGs), yang membebaskan mereka dari beberapa persyaratan peraturan untuk penanganan dan penyimpanan limbah berbahaya.

Limbah B3 Rumah Tangga, atau yang sering disebut sebagai Limbah Berbahaya Rumah Tangga (HHW), adalah limbah yang dihasilkan dari rumah tangga dan disebut juga sebagai limbah berbahaya domestik. HHW hanya mencakup limbah yang berasal dari penggunaan bahan yang diberi label dan dijual untuk penggunaan rumah tangga, bukan dari perusahaan atau lingkungan industri. Beberapa kategori umum HHW termasuk cat dan pelarut, limbah otomotif seperti oli bekas, pestisida, limbah yang mengandung merkuri seperti termometer dan lampu neon, barang elektronik seperti komputer dan televisi, serta baterai khusus seperti baterai litium dan nikel kadmium. Penting untuk dicatat bahwa banyak dari kategori-kategori ini tumpang tindih dan limbah rumah tangga seringkali masuk ke beberapa kategori sekaligus.

Selain itu, beberapa limbah rumah tangga juga termasuk dalam kategori yang lebih spesifik, seperti limbah radioaktif yang mungkin berasal dari detektor asap rumah yang mengandung sedikit isotop radioaktif amerisium. Hal ini menunjukkan bahwa pengelolaan limbah rumah tangga juga penting untuk dipertimbangkan secara hati-hati agar tidak menimbulkan risiko kesehatan dan lingkungan yang tidak diinginkan.

Pembuangan limbah berbahaya

Secara historis, beberapa limbah berbahaya dibuang di tempat pembuangan sampah biasa, yang mengakibatkan merembesnya sejumlah besar bahan berbahaya ke dalam tanah dan akhirnya masuk ke dalam sistem hidrologi alami. Untuk mencegah kontaminasi air tanah, banyak tempat pembuangan sampah sekarang memerlukan tindakan pencegahan, seperti pemasangan penghalang di sepanjang fondasi tempat pembuangan akhir (TPA) untuk menampung zat berbahaya yang mungkin tertinggal dalam limbah yang dibuang.

Saat ini, limbah berbahaya sering kali harus distabilkan dan dipadatkan agar dapat dimasukkan ke dalam TPA, serta menjalani perlakuan khusus untuk menstabilkan dan membuangnya. Sebagian besar bahan yang mudah terbakar dapat didaur ulang menjadi bahan bakar industri, sementara beberapa bahan dengan unsur berbahaya, seperti baterai asam timbal, juga dapat didaur ulang.

Beberapa jenis limbah berbahaya dapat didaur ulang menjadi produk baru, seperti baterai timbal-asam atau papan sirkuit elektronik. Proses pengolahan yang tepat dapat mengurangi tingkat ancaman bahan kimia berbahaya dan sekaligus mendaur ulang produk yang aman. Meskipun demikian, pengelolaan limbah berbahaya tetap memerlukan perhatian khusus untuk mencegah dampak negatif terhadap kesehatan dan lingkungan.

Selain itu, pembakaran limbah berbahaya juga menjadi metode pengolahan yang umum. Dengan membakarnya pada suhu tinggi, limbah yang mudah terbakar dapat dibakar sebagai sumber energi. Insinerasi tidak hanya mengurangi jumlah limbah berbahaya, tetapi juga menghasilkan energi dari gas yang dilepaskan dalam proses tersebut. Namun, pengolahan limbah ini juga dapat menghasilkan gas beracun yang berdampak pada lingkungan, meskipun teknologi insinerator yang lebih efisien telah dikembangkan untuk mengontrol emisi tersebut.

Limbah B3 juga dapat diasingkan di TPA limbah berbahaya atau fasilitas pembuangan permanen lainnya. TPA adalah fasilitas pembuangan yang tidak termasuk dalam timbunan, sumur injeksi bawah tanah, atau unit manajemen tindakan korektif, dan dikelola sesuai dengan peraturan yang ketat.

Selain itu, metode lain seperti pirolisis juga digunakan untuk menghilangkan beberapa jenis limbah berbahaya. Teknologi plasma, yang merupakan pengembangan dari pirolisis, juga digunakan untuk mengubah limbah menjadi bahan inert yang lebih aman. Meskipun metode ini mahal, mereka dapat lebih efektif daripada pembakaran limbah berbahaya dalam beberapa kondisi.

Namun, penting untuk diingat bahwa pengelolaan dan pembuangan limbah berbahaya harus dilakukan dengan hati-hati untuk mencegah dampak negatif terhadap kesehatan dan lingkungan. Kegagalan dalam pengelolaan limbah berbahaya dapat menyebabkan pelepasan gas berbahaya ke udara, pencemaran air tanah, dan tanah, serta dampak kesehatan yang serius pada masyarakat sekitar, terutama mereka yang bergantung pada lahan untuk sumber air dan sumber penghidupan mereka. Oleh karena itu, identifikasi, pengelolaan, dan pembuangan limbah berbahaya harus dilakukan dengan hati-hati dan sesuai dengan regulasi yang berlaku.

Masyarakat dan budaya

Tujuan global

Komunitas internasional telah mengakui bahwa pengelolaan limbah berbahaya dan bahan kimia yang bertanggung jawab merupakan komponen penting dari pembangunan berkelanjutan. Hal ini tercermin dalam inklusi pengelolaan limbah berbahaya ke dalam Tujuan Pembangunan Berkelanjutan nomor 12. Target 12.4 dari tujuan ini bertujuan untuk "mencapai pengelolaan bahan kimia dan semua limbah yang berwawasan lingkungan sepanjang siklus hidupnya". Salah satu indikator yang digunakan untuk memantau pencapaian target ini adalah "limbah berbahaya yang dihasilkan per kapita; dan proporsi limbah berbahaya yang diolah, berdasarkan jenis pengolahan". Dengan demikian, upaya untuk mengelola limbah berbahaya secara efektif merupakan bagian integral dari agenda global untuk mencapai pembangunan berkelanjutan.

Sejarah peraturan

Di Amerika Serikat

Undang-Undang Konservasi dan Pemulihan Sumber Daya (RCRA) 

Limbah B3, atau limbah berbahaya, adalah jenis limbah yang memiliki sifat berbahaya atau berpotensi membahayakan kesehatan manusia atau lingkungan. Limbah berbahaya dapat berbentuk cairan, padatan, gas, atau lumpur, dan dapat berasal dari berbagai sumber, baik sebagai produk sampingan dari proses produksi maupun produk komersial yang dibuang, seperti cairan pembersih atau pestisida. Secara peraturan, di Amerika Serikat, limbah B3 diatur berdasarkan Undang-Undang Konservasi dan Pemulihan Sumber Daya (RCRA), Subjudul C.

Berdasarkan definisinya, Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) menetapkan bahwa beberapa limbah tertentu dianggap berbahaya. Limbah-limbah ini termasuk dalam daftar yang diterbitkan oleh EPA dan disusun dalam tiga kategori utama: F-list (sumber limbah non-spesifik), K-list (sumber limbah spesifik), dan P-list serta daftar U (produk kimia komersial yang dibuang). Sistem pencatatan RCRA membantu melacak siklus hidup limbah berbahaya dan mengurangi jumlah limbah berbahaya yang dibuang secara ilegal. Dengan demikian, regulasi ini memiliki peran penting dalam menjaga lingkungan dan kesehatan manusia dari dampak negatif limbah berbahaya.

Undang-Undang Respons, Kompensasi, dan Kewajiban Lingkungan yang Komprehensif

Undang-Undang Respons, Kompensasi, dan Kewajiban Lingkungan Komprehensif (CERCLA) disahkan pada tahun 1980 dengan tujuan utama menciptakan "Superfund" dan menyediakan dana untuk pembersihan dan remediasi lokasi limbah berbahaya yang tertutup dan terbengkalai. Meskipun CERCLA terutama menangani pelepasan bahan-bahan berbahaya secara historis, undang-undang ini tidak secara khusus mengelola limbah berbahaya. Namun demikian, CERCLA tetap menjadi instrumen penting dalam upaya pembersihan dan remediasi limbah berbahaya di Amerika Serikat.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Insinerasi

Insinerasi adalah proses pengolahan sampah yang melibatkan pembakaran zat-zat yang terkandung dalam bahan sampah. Pabrik industri untuk pembakaran sampah sering disebut sebagai fasilitas pengolahan sampah menjadi energi. Proses ini mengubah limbah menjadi abu, gas buang, dan panas. Gas buang harus dibersihkan dari polutan sebelum dilepaskan ke atmosfer. Panas yang dihasilkan dari pembakaran dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik.

Insinerasi dengan pemulihan energi adalah salah satu teknologi limbah menjadi energi seperti gasifikasi, pirolisis, dan pencernaan anaerobik. Insinerasi dapat mengurangi volume pembuangan sampah yang diperlukan secara signifikan, meskipun tidak sepenuhnya menggantikan penimbunan. Fasilitas insinerasi yang dibangun beberapa dekade lalu seringkali tidak mencakup pemisahan bahan untuk menghilangkan bahan berbahaya atau dapat didaur ulang sebelum dibakar.

Insinerasi memiliki manfaat besar untuk pengolahan limbah khusus seperti limbah klinis dan limbah berbahaya dimana patogen dan racun dapat dihancurkan oleh suhu tinggi. Beberapa negara seperti Jepang, Singapura, dan Belanda sangat mengandalkan insinerasi karena lahan merupakan sumber daya yang langka. Denmark dan Swedia telah menjadi pemimpin dalam penggunaan energi yang dihasilkan dari insinerasi selama lebih dari satu abad.

Pada tahun 2005, pembakaran sampah menghasilkan 4,8% konsumsi listrik dan 13,7% dari total konsumsi panas domestik di Denmark. Sejumlah negara Eropa lainnya juga sangat bergantung pada insinerasi untuk menangani sampah kota, termasuk Luksemburg, Belanda, Jerman, dan Prancis.

Teknologi

Incinerator (Insinerator): Incinerator adalah tungku pembakaran sampah yang digunakan untuk memproses limbah. Insinerator modern dilengkapi dengan peralatan mitigasi polusi seperti pembersihan gas buang. Ada beberapa jenis desain pabrik insinerator, termasuk moving grate, fixed grate, rotary-kiln, dan fluidized bed.

Bakar Tumpukan: Tumpukan pembakaran adalah bentuk pembuangan limbah yang sederhana dan awal, di mana bahan mudah terbakar ditumpuk di tanah terbuka dan dibakar. Tumpukan yang terbakar dapat menyebabkan polusi udara dan dapat menyebar secara tidak terkendali jika tidak diawasi dengan baik.

Bakar Barel: Pembakaran tong adalah bentuk pembakaran sampah yang lebih terkendali, di mana bahan bakar ditempatkan di dalam tong logam dan dibakar dengan ventilasi udara yang terkontrol. Pembakaran tong dapat menjadi metode yang lebih bersih daripada pembakaran tumpukan, tetapi masih dapat menghasilkan polusi jika bahan bakar yang dibakar mengandung plastik atau bahan berbahaya lainnya.

Pada tahun 2006 di Amerika Serikat, pembakaran sampah dalam jumlah kecil diizinkan dalam beberapa kasus selama tidak mengganggu orang lain dan tidak menimbulkan risiko kebakaran atau polusi yang berbahaya. Namun, beberapa negara bagian memiliki undang-undang atau peraturan yang melarang atau mengatur ketat pembakaran terbuka karena dampaknya terhadap kesehatan dan lingkungan. Orang yang berniat membakar sampah mungkin diminta untuk menghubungi otoritas setempat terlebih dahulu untuk memeriksa risiko dan kondisi kebakaran saat ini.

Memindahkan jeruji

Pabrik insinerasi yang umum digunakan untuk limbah padat perkotaan adalah insinerator parut yang bergerak, yang juga dikenal sebagai insinerator limbah padat kota (MSWI). Sistem ini memungkinkan pergerakan limbah melalui ruang bakar yang dioptimalkan untuk pembakaran yang lebih efisien dan sempurna.Prosesnya dimulai dengan limbah dimasukkan oleh derek limbah melalui "tenggorokan" di salah satu ujung jeruji. Limbah kemudian bergerak turun melalui jeruji yang menurun ke lubang abu di ujung yang lain. Di sini, abu dibuang melalui kunci air.

Udara pembakaran primer disuplai melalui jeruji dari bawah untuk membantu pembakaran dan mendinginkan jeruji. Udara pembakaran sekunder, yang bertujuan untuk pembakaran sempurna gas buang, disuplai ke boiler dengan kecepatan tinggi melalui nozel di atas jeruji. Ini memfasilitasi pencampuran yang lebih baik dan memastikan kelebihan oksigen.

Menurut Petunjuk Insinerasi Sampah Eropa, pabrik insinerasi harus dirancang untuk memastikan gas buang mencapai suhu minimal 850 °C selama 2 detik untuk memastikan penguraian zat organik beracun dengan tepat. Untuk memenuhi ini, pemasangan pembakar tambahan cadangan diperlukan untuk membakar ke dalam ketel jika nilai kalor limbah menjadi terlalu rendah.Gas buang kemudian didinginkan di superheater, di mana panas dipindahkan ke uap, memanaskan uap hingga suhu tertentu untuk menghasilkan listrik di turbin. Setelah itu, gas buang dialirkan ke sistem pembersihan gas buang.

Di Skandinavia, pemeliharaan terjadwal biasanya dilakukan selama musim panas, ketika permintaan akan pemanas distrik rendah. Banyak instalasi insinerasi terdiri dari beberapa 'jalur boiler' yang terpisah, sehingga limbah dapat terus diterima di satu jalur boiler sementara jalur lainnya sedang menjalani pemeliharaan atau peningkatan.

Insinerator parut yang lebih tua dan sederhana menggunakan sel berlapis batu bata dengan jeruji logam tetap di atas lubang abu yang lebih rendah. Limbah dimuat melalui satu bukaan di bagian atas atau samping, sementara padatan yang tidak mudah terbakar yang disebut klinker dibuang melalui bukaan di samping lainnya. Namun, banyak insinerator kecil semacam ini telah digantikan oleh alat pemadat sampah.

Insinerator tanur putar digunakan oleh pemerintah kota dan pabrik industri besar. Desainnya terdiri dari dua ruang: ruang primer dan ruang sekunder. Ruang utama terdiri dari tabung silinder berlapis tahan api yang miring, dengan lapisan tahan api bagian dalam untuk melindungi struktur kiln. Di ruang utama, terjadi konversi fraksi padat menjadi gas, dengan bantuan pergerakan silinder pada porosnya. Ruang sekunder diperlukan untuk menyelesaikan reaksi pembakaran fase gas.

Insinerator terfluidisasi menggunakan aliran udara yang kuat melalui hamparan pasir. Udara merembes melalui pasir, menciptakan lapisan terfluidisasi di mana limbah dan bahan bakar dapat dimasukkan dan dicampur secara efisien. Hal ini memungkinkan seluruh massa limbah, bahan bakar, dan pasir untuk bersirkulasi sepenuhnya melalui tungku.Ada juga insinerator khusus, seperti insinerator serbuk gergaji di pabrik furnitur, yang memerlukan banyak perhatian karena harus menangani bubuk resin dan banyak bahan mudah terbakar. Sistem pencegahan pembakaran kembali sangat penting dalam kasus ini.

Panas yang dihasilkan oleh insinerator dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan uap yang kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga menghasilkan listrik. Rata-rata energi bersih yang dihasilkan per ton sampah kota adalah sekitar 2/3 MWh listrik dan 2 MWh pemanas distrik. Sebagai contoh, pembakaran sekitar 600 metrik ton sampah per hari dapat menghasilkan sekitar 400 MWh energi listrik per hari dan 1200 MWh energi pemanas distrik per hari.

Emisi gas

Dioksin dan furan

Kekhawatiran utama terkait pembakaran sampah kota (MSW) adalah emisi dioksin dan furan dalam jumlah besar. Dioksin dan furan dianggap sebagai bahaya kesehatan yang serius. Meskipun demikian, beberapa data menunjukkan bahwa persentase emisi dioksin dari pabrik insinerasi telah menurun secara signifikan.

Sebagai contoh, pada tahun 2005, Kementerian Lingkungan Hidup Jerman memperkirakan bahwa pada tahun 2000, persentase emisi dioksin dari pabrik insinerasi di Jerman hanya sekitar 1%, dibandingkan dengan sepertiga pada tahun 1990. Data dari Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat juga menunjukkan bahwa persentase pembakaran dari total persediaan dioksin dan furan dari semua sumber yang diperkirakan di AS untuk setiap jenis insinerasi adalah relatif rendah, dengan pembakaran limbah kota hanya menyumbang sekitar 5,9% dari total persediaan dioksin.

Selain itu, peraturan pemerintah telah berkontribusi pada pengurangan signifikan emisi dioksin dari pembakaran sampah kota di AS. Pada tahun 1987, sebelum peraturan pengendalian emisi diterapkan, total emisi dioksin dari pembakaran sampah kota di AS mencapai 8.905,1 gram TEQ per tahun. Namun, saat ini, total emisi dioksin dari pabrik hanya sekitar 83,8 gram TEQ per tahun, mengalami pengurangan yang signifikan sebesar 99%.

Meskipun demikian, masih terdapat kekhawatiran terkait pembakaran limbah rumah tangga dan taman di halaman belakang di beberapa daerah pedesaan, yang menghasilkan emisi dioksin. Studi menunjukkan bahwa penggunaan tong pembakaran oleh satu keluarga dapat menghasilkan lebih banyak emisi dioksin dibandingkan dengan pabrik insinerasi yang memproses 200 metrik ton sampah per hari.

Penting untuk mencatat bahwa sebagian besar peningkatan emisi dioksin di AS terjadi pada insinerator sampah kota berskala besar, meskipun mereka hanya memproses sebagian kecil dari total sampah yang dibakar. Hal ini menunjukkan bahwa insinerator skala besar perlu mendapat perhatian khusus dalam pengendalian emisi dioksin.

Disadur dari: en.wikipedia.org