TPA

Tempat pembuangan sampah, yang juga dikenal sebagai tip, dump, tempat pembuangan limbah, atau tempat pembuangan, merupakan lokasi di mana bahan limbah dibuang. TPA adalah bentuk pembuangan sampah yang paling umum dan tertua, meskipun konsep penguburan sampah dengan sistematis seperti penutup harian, perantara, dan akhir baru dimulai pada tahun 1940-an. Pada masa lampau, sampah sering kali hanya dibiarkan menumpuk atau dibuang ke lubang, yang dalam bidang arkeologi dikenal sebagai timbunan sampah.

Sebagian lokasi TPA digunakan untuk tujuan manajemen sampah, seperti penyimpanan sementara, konsolidasi, pemindahan, atau berbagai tahap pengolahan sampah, seperti pemilahan, pengolahan, atau daur ulang. Namun, jika tidak dikelola dengan baik, tempat pembuangan sampah bisa mengalami kerusakan parah atau bahkan pencairan tanah saat terjadi gempa bumi. Setelah mencapai kapasitas penuh, area di atas TPA dapat direklamasi untuk penggunaan lainnya.

Operasi

Operator tempat pembuangan sampah yang dikelola dengan baik untuk limbah non-berbahaya harus mematuhi spesifikasi yang telah ditentukan dengan menerapkan teknik-teknik berikut:

• Membatasi penyebaran sampah pada area yang sesempit mungkin.
• Memadatkan sampah untuk mengurangi volume. Selain itu, sampah juga dapat ditutupi (biasanya setiap hari) dengan lapisan tanah atau bahan lain seperti serpihan kayu dan partikel halus.

Selama operasi tempat pembuangan sampah, timbangan atau jembatan timbang dapat digunakan untuk menimbang kendaraan pengumpul sampah saat tiba, sementara personel memeriksa muatan sampah untuk memastikan sesuai dengan kriteria penerimaan sampah di TPA. Setelah itu, kendaraan pengumpul sampah menggunakan jaringan jalan yang ada untuk menuju ke tempat pembuangan sampah atau bagian depan tempat kerja, untuk membongkar isinya. Setelah muatan sampah diendapkan, alat pemadat atau buldoser dapat menyebarkan dan memadatkan sampah di permukaan kerja. Sebelum meninggalkan TPA, kendaraan pengumpul sampah dapat melewati fasilitas pembersihan roda. Jika diperlukan, mereka dapat kembali ke jembatan timbang untuk ditimbang ulang tanpa memuat muatan baru. Proses penimbangan ini dapat mengumpulkan statistik tonase sampah harian yang masuk, yang kemudian dapat disimpan oleh database untuk pencatatan.

Di atas permukaan kerja, sampah yang dipadatkan setiap hari biasanya ditutup dengan tanah atau bahan alternatif seperti kayu terkelupas atau bahan "hijau" lainnya, beberapa produk busa yang disemprotkan, bio-padatan yang "difiksasi" secara kimia, atau selimut sementara. Pemadatan sampah secara teratur sangat penting untuk memperpanjang umur TPA. Berbagai faktor seperti kompresibilitas sampah, ketebalan lapisan sampah, dan jumlah lintasan pemadat di atas sampah akan memengaruhi kepadatan sampah.

Siklus hidup TPA sanitasi

Istilah TPA umumnya merupakan singkatan dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) kota atau TPA sanitasi. Meskipun fasilitas ini pertama kali diperkenalkan pada awal abad ke-20, penggunaannya secara luas baru dimulai pada tahun 1960an dan 1970an, sebagai bagian dari upaya untuk menghilangkan tempat pembuangan sampah terbuka dan praktik pembuangan limbah "tidak sehat" lainnya. Tempat Pembuangan Akhir sanitasi adalah fasilitas rekayasa yang dirancang untuk memisahkan dan membatasi sampah.

Tempat Pembuangan Akhir sanitasi bertindak sebagai reaktor biologis atau bioreaktor, di mana mikroba memecah sampah organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan kurang beracun seiring berjalannya waktu. Reaktor ini harus dibangun dan dioperasikan sesuai dengan standar dan pedoman peraturan yang berlaku.

Secara umum, dekomposisi aerobik merupakan tahap awal dalam penguraian sampah di TPA. Ini diikuti oleh empat tahap degradasi anaerobik. Pada umumnya, bahan organik padat mengalami dekomposisi cepat, dengan molekul organik besar terurai menjadi molekul yang lebih kecil. Molekul organik yang lebih kecil tersebut larut dan berpindah ke dalam fase cair, kemudian mengalami hidrolisis dan transformasi menjadi karbon dioksida (CO2) dan metana (CH4), bersama dengan sisa limbah yang tersisa dalam fase padat dan cair.

Selama tahap awal ini, hanya sedikit volume material yang mencapai air lindi, karena bahan organik limbah yang dapat terbiodegradasi mengalami penurunan volume dengan cepat. Namun, kebutuhan oksigen kimia dalam air lindi meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi senyawa yang lebih tahan terhadap degradasi dibandingkan dengan senyawa yang lebih reaktif. Keberhasilan konversi dan stabilisasi limbah bergantung pada efektivitas populasi mikroba dalam melakukan sinergi, yaitu interaksi antara berbagai jenis mikroba untuk menyediakan kebutuhan nutrisi satu sama lain.

Siklus hidup TPA kota melalui lima fase berbeda.

1. Penyesuaian Awal (Tahap I): Saat sampah dibuang ke TPA, kandungan oksigen (O2) masih tinggi. Namun, dengan bertambahnya dan terkompresinya limbah, kandungan O2 secara bertahap menurun. Populasi mikroba berkembang, dan biodegradasi aerobik mendominasi dengan O2 sebagai akseptor elektron utama.

2. Transisi (Fase II): O2 cepat terdegradasi oleh mikroba, menyebabkan kondisi anaerobik muncul. Akseptor elektron utama selama transisi adalah nitrat dan sulfat karena O2 digantikan oleh CO2 dalam gas buangan.

3. Pembentukan Asam (Fase III): Hidrolisis limbah padat dimulai, menghasilkan asam lemak volatil (VFA). Konsentrasi asam organik meningkat, menurunkan pH lindi. Asam VFA diubah menjadi asam asetat, CO2, dan H2. Produksi H2 merangsang pertumbuhan bakteri pengoksidasi H2.

4. Fermentasi Metana (Fase IV): Produk perantara fase pembentukan asam diubah menjadi CH4 dan CO2 oleh mikroorganisme metanogenik. Kekuatan organik lindi menurun, dan pH kembali netral.

5. Pematangan dan Stabilisasi Akhir (Fase V): Aktivitas mikrobiologi melambat karena nutrisi semakin langka. Produksi CH4 menurun, dan O2 serta spesies teroksidasi muncul kembali. Bahan organik sisa berubah menjadi senyawa mirip humat.

Dampak sosial dan lingkungan

Tempat pembuangan sampah memiliki potensi untuk menimbulkan sejumlah masalah, termasuk gangguan infrastruktur seperti kerusakan akses jalan oleh kendaraan berat. Polusi pada jalan-jalan lokal dan aliran air dari roda kendaraan yang meninggalkan TPA juga dapat menjadi signifikan, namun dapat dikurangi dengan sistem pencucian roda. Pencemaran lingkungan setempat seperti pencemaran air tanah atau pencemaran tanah juga dapat terjadi.

Lindi: Ketika hujan turun di TPA, air meresap melalui sampah dan terkontaminasi, membentuk lindi. Lindi dapat mencemari air tanah jika tidak diatasi. TPA modern menggunakan lapisan kedap air, lokasi yang stabil secara geologis, dan sistem pengumpulan untuk menampung dan menangkap lindi. Setelah TPA penuh, lokasi ditutup untuk mencegah pembentukan lindi baru.

Gas Dekomposisi: Sampah organik yang membusuk menghasilkan gas dekomposisi seperti CO2 dan CH4. Gas ini dapat merembes keluar dari TPA dan mencemari udara dan tanah di sekitarnya. CH4 merupakan gas rumah kaca yang berpotensi meledak, namun juga dapat dibakar untuk menghasilkan listrik.

Vektor: TPA yang tidak dikelola dengan baik dapat menjadi tempat berkembang biak bagi vektor seperti tikus dan lalat, yang dapat menyebarkan penyakit. Penggunaan perlindungan harian dapat membantu mengurangi risiko ini.

Gangguan Lainnya: TPA juga dapat menyebabkan gangguan terhadap satwa liar dan kesehatan hewan. Gangguan terhadap habitat dan konsumsi limbah dari TPA dapat mengganggu keseimbangan lingkungan dan menyebabkan gangguan pada hewan yang tinggal di sekitarnya.

Praktek regional

Kanada: Tempat pembuangan sampah di Kanada diatur oleh badan lingkungan hidup provinsi dan undang-undang perlindungan lingkungan. Fasilitas yang lebih tua dipantau untuk memastikan kepatuhan terhadap standar saat ini dan beberapa lokasi sebelumnya telah diubah menjadi taman.

Uni Eropa: Di Uni Eropa, masing-masing negara diwajibkan membuat undang-undang untuk mematuhi persyaratan dan kewajiban Petunjuk TPA Eropa. Mayoritas negara anggota UE memiliki undang-undang yang melarang atau sangat membatasi pembuangan sampah rumah tangga melalui tempat pembuangan sampah.

India: Penimbunan sampah saat ini merupakan metode utama pembuangan sampah kota di India. Namun, masalah sering muncul karena tingkat pertumbuhan tempat pembuangan sampah yang mengkhawatirkan dan buruknya pengelolaan oleh pihak berwenang. Kebakaran sering terjadi di tempat pembuangan sampah di India selama beberapa tahun terakhir.

Inggris Raya: Praktik penimbunan sampah di Inggris harus berubah untuk memenuhi tantangan Petunjuk TPA Eropa. Pemerintah Inggris menerapkan pajak atas sampah biodegradable yang dibuang ke TPA dan juga menetapkan Skema Perdagangan Tunjangan TPA bagi otoritas lokal.

Amerika Serikat: Tempat pembuangan sampah di AS diatur oleh badan lingkungan hidup negara bagian, dengan pedoman minimum yang ditetapkan oleh Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA). Proses izin pembuangan sampah umumnya memakan waktu antara lima dan tujuh tahun, membutuhkan biaya yang besar, serta studi dan demonstrasi untuk memastikan permasalahan lingkungan dan keselamatan terpenuhi.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Limbah industri

Limbah industri merujuk pada sisa-sisa bahan yang dihasilkan selama proses produksi di berbagai sektor industri, seperti pabrik, penggilingan, dan operasi pertambangan. Jenis limbah industri meliputi berbagai material seperti tanah, kerikil, batu, beton, besi tua, minyak, pelarut, bahan kimia, kayu bekas, dan bahkan sisa-sisa bahan nabati dari restoran. Limbah ini bisa berwujud padat, semi padat, atau cair, dan dapat berpotensi berbahaya, beberapa di antaranya mengandung zat beracun. Limbah industri memiliki dampak negatif terhadap lingkungan sekitarnya, dapat mencemari tanah dan badan air di sekitarnya, termasuk air tanah, danau, sungai, atau perairan pesisir.

Dalam prakteknya, limbah industri seringkali bercampur dengan limbah kota, menyulitkan penilaian yang akurat terhadap jenis dan sumber limbah. Di Amerika Serikat saja, perkiraan mencatat bahwa sekitar 7,6 miliar ton limbah industri dihasilkan setiap tahunnya pada tahun 2017. Meskipun sebagian besar negara telah menerapkan undang-undang untuk menangani masalah limbah industri, tingkat ketat dan kepatuhan terhadap regulasi tersebut bervariasi. Penegakan hukum terhadap limbah industri tetap menjadi tantangan yang signifikan.

Klasifikasi limbah industri dan pengolahannya

Pemerintah di berbagai negara menggunakan klasifikasi limbah berbahaya untuk mengatur limbah industri dan perkotaan. Jenis-jenis limbah seperti limbah berbahaya, limbah kimia, limbah padat industri, dan limbah padat perkotaan menjadi fokus dalam pengelolaan limbah. Instalasi pengolahan limbah bertugas mengolah berbagai jenis limbah industri, mulai dari limbah yang mengandung polutan konvensional seperti kebutuhan oksigen biokimia (BOD) hingga limbah yang mengandung polutan beracun atau dengan konsentrasi tinggi seperti amonia. Dalam klasifikasi limbah industri, ada berbagai karakteristik yang menjadi dasar, di antaranya:

1. Limbah berbentuk padat yang kadang-kadang mengandung polutan dalam bentuk cair, seperti yang dihasilkan oleh industri barang pecah belah atau pencucian mineral atau batu bara.
2. Limbah yang larut dalam air dan polutannya berbentuk cair, seperti yang dihasilkan oleh industri susu.

Dengan pemahaman yang jelas tentang jenis dan karakteristik limbah industri, sistem pengelolaan limbah dapat dirancang secara efisien untuk memastikan bahwa limbah yang dihasilkan tidak mencemari lingkungan secara berlebihan.

Dampak lingkungan

Banyak pabrik dan pembangkit listrik cenderung berlokasi di dekat perairan untuk memperoleh pasokan air yang cukup untuk proses produksi atau pendinginan peralatan. Di Amerika Serikat, pembangkit listrik merupakan salah satu pengguna air terbesar, sementara industri lain yang menggunakan air dalam jumlah besar meliputi pabrik pulp dan kertas, pabrik kimia, pabrik besi dan baja, kilang minyak bumi, pabrik pengolahan makanan, dan pabrik peleburan aluminium.

Di banyak negara berkembang yang juga menjadi negara industri, sumber daya atau teknologi untuk membuang limbah dengan dampak minimal terhadap lingkungan seringkali tidak tersedia. Akibatnya, air limbah yang tidak diolah sepenuhnya atau diolah sebagian seringkali dialirkan kembali ke perairan terdekat. Limbah seperti logam dan bahan kimia yang dibuang langsung ke perairan dapat merusak ekosistem laut dan juga mengancam kesehatan masyarakat yang bergantung pada perairan sebagai sumber makanan atau air minum.

Racun dari air limbah dapat mengancam kehidupan laut atau menyebabkan berbagai penyakit pada manusia yang mengonsumsi hewan laut tersebut, tergantung pada jenis kontaminannya. Logam dan bahan kimia yang dilepaskan ke perairan juga dapat memengaruhi ekosistem laut secara keseluruhan.

Air limbah yang mengandung nutrien seperti nitrat dan fosfat seringkali menyebabkan eutrofikasi, yang dapat mengancam kehidupan di dalam badan air. Sebuah penelitian di Thailand menemukan bahwa konsentrasi pencemaran air tertinggi di sungai U-tapao berkaitan langsung dengan pembuangan air limbah industri.

Polusi termal, yaitu pembuangan air dengan suhu tinggi setelah digunakan untuk pendinginan, juga dapat menyebabkan pencemaran air. Peningkatan suhu air dapat mengurangi kadar oksigen, menyebabkan kematian ikan, mengubah komposisi rantai makanan, mengurangi keanekaragaman hayati spesies, dan mempromosikan invasi spesies baru yang menyukai suhu tinggi.

Racun dari air limbah dapat mengancam kehidupan laut atau menyebabkan berbagai penyakit pada manusia yang mengonsumsi hewan laut tersebut, tergantung pada jenis kontaminannya. Logam dan bahan kimia yang dilepaskan ke perairan juga dapat memengaruhi ekosistem laut secara keseluruhan.

Air limbah yang mengandung nutrien seperti nitrat dan fosfat seringkali menyebabkan eutrofikasi, yang dapat mengancam kehidupan di dalam badan air. Sebuah penelitian di Thailand menemukan bahwa konsentrasi pencemaran air tertinggi di sungai U-tapao berkaitan langsung dengan pembuangan air limbah industri.

Polusi termal, yaitu pembuangan air dengan suhu tinggi setelah digunakan untuk pendinginan, juga dapat menyebabkan pencemaran air. Peningkatan suhu air dapat mengurangi kadar oksigen, menyebabkan kematian ikan, mengubah komposisi rantai makanan, mengurangi keanekaragaman hayati spesies, dan mempromosikan invasi spesies baru yang menyukai suhu tinggi.

Limbah padat dan berbahaya

Limbah padat, yang sering disebut limbah padat kota, umumnya merujuk pada bahan-bahan yang tidak berbahaya. Ini meliputi sampah domestik, komersial, dan industri, serta mungkin mencakup material seperti puing-puing konstruksi dan limbah dari kebun. Sementara limbah berbahaya memiliki definisi yang lebih spesifik karena memerlukan penanganan yang lebih hati-hati dan kompleks. Menurut undang-undang di Amerika Serikat, limbah bisa diklasifikasikan sebagai limbah berbahaya berdasarkan karakteristik tertentu, seperti kemampuan mudah terbakar, reaktivitas, sifat korosif, dan tingkat toksisitasnya. Beberapa jenis limbah berbahaya telah secara khusus diatur oleh peraturan yang berlaku.

Polusi air

Salah satu dampak paling merugikan dari limbah industri adalah pencemaran air. Dalam banyak proses industri, air yang digunakan berinteraksi dengan bahan kimia berbahaya seperti senyawa organik (seperti pelarut), logam, nutrisi, atau bahan radioaktif. Jika air limbah dibuang tanpa pengolahan yang memadai, dapat mencemari air tanah dan badan air permukaan seperti danau, sungai, serta perairan pesisir. Hal ini dapat menimbulkan dampak serius terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Sumber air minum dan air irigasi yang digunakan dalam pertanian juga mungkin terpengaruh. Polutan tersebut dapat mengurangi atau menghancurkan habitat hewan dan tumbuhan. Di daerah pesisir, ikan dan biota air lainnya dapat terkontaminasi oleh limbah yang tidak diolah, sedangkan pantai dan area rekreasi lainnya bisa mengalami kerusakan atau harus ditutup.

Manajemen

Thailand

Di Thailand, pengelolaan limbah padat perkotaan (MSW) dan limbah industri diatur oleh Pemerintah Kerajaan Thailand, yang terdiri dari pemerintah pusat (nasional), pemerintah daerah, dan pemerintah lokal. Setiap tingkatan pemerintahan memiliki tanggung jawab yang berbeda. Pemerintah pusat bertugas merumuskan peraturan, kebijakan, dan standar terkait pengelolaan limbah. Pemerintah daerah bertanggung jawab untuk mengoordinasikan implementasi kebijakan antara pemerintah pusat dan pemerintah lokal, sementara pemerintah lokal bertanggung jawab langsung atas pengelolaan sampah di wilayah mereka.

Namun, pemerintah daerah biasanya tidak mengelola limbahnya sendiri. Sebaliknya, mereka seringkali menyewa perusahaan swasta yang telah mendapatkan lisensi dari Departemen Pengendalian Pencemaran (PCD) di Thailand. Beberapa perusahaan utama yang terlibat dalam pengelolaan limbah di Thailand termasuk Bangpoo Industrial Waste Management Center, General Environmental Conservation Public Company Limited (GENCO), SGS Thailand, Waste Management Siam LTD (WMS), dan Better World Green Public Company Limited (BWG). Perusahaan-perusahaan ini bertanggung jawab atas limbah yang mereka terima dari pelanggan mereka sebelum membuangnya ke lingkungan, biasanya melalui proses pemrosesan atau pembuangan yang sesuai dengan regulasi yang berlaku.

Amerika Serikat

Undang-Undang Konservasi dan Pemulihan Sumber Daya (RCRA) tahun 1976 merupakan kerangka regulasi federal yang berperan penting dalam mengatur limbah padat dan berbahaya dari industri, rumah tangga, dan manufaktur di Amerika Serikat. RCRA bertujuan untuk menjaga kelestarian sumber daya alam dan energi, melindungi kesehatan manusia, mengurangi jumlah limbah, serta membersihkan limbah jika diperlukan. Mulanya, RCRA adalah amandemen dari Undang-Undang Pembuangan Limbah Padat tahun 1965, namun pada tahun 1984, Kongres mengesahkan Amandemen Limbah Berbahaya dan Padat (HSWA) untuk memperkuat RCRA. Salah satu aspek penting dari HSWA adalah melarang pembuangan limbah berbahaya ke dalam tanah dan memperkuat kewenangan Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) dalam tindakan korektif terhadap fasilitas pengolahan limbah.

Amandemen HSWA juga mendorong untuk minimalisasi limbah, dengan tujuan mengurangi jumlah limbah berbahaya yang dihasilkan serta tingkat toksisitasnya. EPA menggunakan pendekatan pengurangan sumber dan daur ulang untuk mencapai tujuan ini. Selain itu, HSWA memberikan wewenang kepada EPA untuk memerintahkan tindakan korektif pada fasilitas penyimpanan limbah yang bocor atau mencemari lingkungan sekitarnya.

RCRA juga memberi landasan bagi program Superfund, yang bertujuan untuk menemukan dan membersihkan lokasi-lokasi yang terkontaminasi oleh limbah berbahaya. Proses Superfund melibatkan tahap investigasi remedial untuk mengumpulkan informasi tentang tingkat kontaminasi, diikuti oleh studi kelayakan untuk menentukan solusi pembersihan yang paling sesuai.

EPA mengeluarkan peraturan nasional tentang penanganan, pengolahan, dan pembuangan limbah, dengan memberikan wewenang kepada lembaga lingkungan hidup di setiap negara bagian untuk menegakkan peraturan RCRA melalui program pengelolaan limbah yang disetujui. Kepatuhan terhadap peraturan ini dipantau melalui inspeksi EPA, dan tindakan akan diambil terhadap pelanggaran yang terdeteksi.

Undang-Undang Air Bersih tahun 1972 juga memiliki peran penting dalam melindungi sumber daya air Amerika Serikat dari pencemaran limbah. Undang-undang ini mengharuskan pengembangan standar nasional untuk fasilitas industri dan instalasi pengolahan limbah kota, serta mewajibkan setiap negara bagian untuk mengembangkan standar kualitas air untuk badan air di wilayahnya. Amandemen yang signifikan terhadap undang-undang ini telah disahkan pada tahun 1977 dan 1987 untuk terus memperkuat perlindungan terhadap lingkungan air.

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

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

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

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