Pengantar teknik lingkungan

Teknik lingkungan adalah cabang teknik yang berhubungan dengan perlindungan manusia dari dampak efek lingkungan yang merugikan seperti polusi, serta meningkatkan kualitas lingkungan. Insinyur lingkungan bekerja untuk meningkatkan daur ulang, pembuangan limbah, kesehatan masyarakat, serta pengendalian polusi air dan udara.

Di dalam studi mengenai teknik lingkungan ikut mempelajari berbagai pencemar udara di antaranya terbagi atas Polutan Udara Primer (Primary Air Pollutants) yakni polutan yang dihasilkan dari sumber pencemar langsung ke dalam atmosfer yang terbagi atas:

• Materi Partikulat (bahasa Inggris: Particulate Matter) (PM)
• Nitrogen oksida (bahasa Inggris: Nitrogen Oxide) (NOx)
• Sulfur oksida (bahasa Inggris: Sulfur Oxide) (SOx)
• Karbon monoksida (bahasa Inggris: Carbon Monoxide (CO)
• Hidrokarbon (bahasa Inggris: Hydrocarbons)
• VOCs

Yang kedua Polutan Udara Sekunder (Secondary Air Pollutants) yakni polutan udara sekunder terbentuk selama reaksi kimia antara polutan udara primer, dan konstituen atmosfer lainnya, seperti uap air, dan terbagi atas:

• Smog
• HNO3 dan H2SO4
• Peroksiasil nitrat (bahasa Inggris: Peroxyacyl Nitrates) (PANs)
• Ozone (bahasa Inggris: Ozone) (O3)
• H2O2
• SO3

Yang ketiga Toxic and Hazardous Air Pollutants yakni polutan yang berasal dari volatile organic compounds, atau polutan yang memiliki bau dapat mencemari lingkungan yang terbagi atas:

• Benzene
• Solvent
• Trichloro ethylene.

Polutan Udara Primer

Particulate Matter

Particulate Matter

Adalah partikel mikroskopis dari materi padat atau cair yang tersuspensi di udara. Partikelmya sangat bervariasi dalam ukuran, bentuk dan komposisi kimia, dan mungkin mengandung ion anorganik, senyawa logam, unsur karbon, senyawa organik, dan senyawa dari kerak bumi.

Nitrogen Oxide

Nitrogen Oxide

Mempunyai ciri-ciri berwarna coklat. Primary air pollutants yang sangat beracun. Berasal dari pembakaran kendaraan bermotor, industri, pembakaran batu bara. Dampak Nitrogen Oxide terhadap lingkungan:

• Kerusakan pada tanaman dan vegetasi

• Menyebabkan kualitas dan kuantitas yang buruk

• Berdampak negatif pada vegetasi perkotaan, merusak daun dan tanaman

• Membuat vegetasi lebih rentan terhadap penyakit

• Mengurangi pertumbuhan hutan dan kualitas habitat

• Mengurangi keragaman spesies dalam ekosistem (hewan, serangga, tumbuhan, ikan)

Sulfur Oxide

Sulfur Oxide

Memiliki ciri-ciri tidak berwarna namun memiliki bau tidak sedap. Berasal dari pembakaran batu bara, kendaraan bermotor, atau gunung berapi. Sangat bereaksi cepat dengan uap air membentuk asam sulfit.

Efek Sulfur Dioksida bagi lingkungan

Dampak Sulfur Oxide bagi lingkungan sekitar:

• Memicu hujan asam

• Meluruhkan mineral tanah

• Mencemari air permukaan

• Mengurangi flora fauna tanah

• Meracuni tanaman/tumbuhan

Carbon Monoxide

Sumber pencemar karbonmonoksida

Memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Merupakan gas yang mudah terbakar

• Tidak Berwarna dan tidak menyebabkan iritasi langsung

• Sangat berbahaya bahkan dalam konsentrasi rendah

• Berasal dari pembakaran tidak sempurna

Hidrocarbon

Memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Mudah larut di dalam air

• Tidak berbau dan tidak berwarna

• Memiliki massa jenis lebih berat dibandingkan udara

• Tidak dapat mendukung adanya pembakaran

Volatile Organic Compounds (VOCs)

Keberadaan VOC's di sekitar lingkungan kita

Semua kandungan komponen bahan kimia organik yang dapat menguap dan dapat mencemari udara, baik pada saat proses produksi, aplikasi sampai dengan barang jadi.

Mikroplastik

Seperti halnya pestisida yang terbuat dari beragam molekul, memiliki struktur molekul yang berbeda-beda, dan dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi (misalnya, fungisida, dan herbisida), mikroplastik juga terbuat dari beragam molekul, memiliki struktur molekul yang berbeda-beda, dan berasal dari berbagai macam produk dengan berbagai macam aplikasi (misalnya, ban, tekstil, dan kemasan), keunikannya dibandingkan dengan pestisida dan bahan pencemar kimiawi lainnya adalah mikroplastik merupakan partikel yang memiliki berbagai macam ukuran, bentuk, dan warna.

Penggolongan Mikroplastik

Mikroplastik dibuat dengan berbagai macam polimer, ditambah dengan berbagai macam bahan tambahan yang dapat dibuat menjadi berbagai macam produk. Sumber mikroplastik dapat berupa sumber primer atau sekunder, dan mikroplastik dapat berukuran kurang dari 5 mm. Mikroplastik dideskripsikan dengan setidaknya 7 morfologi ditemukan dalam berbagai warna. Ketika berada di lingkungan, mikroplastik dapat menyerap banyak kontaminan kimia, termasuk logam berat, dan polutan organik yang persisten.

Ini bukanlah daftar lengkap yang disusun berdasarkan gambar penggolongan mikroplastik di atas. PP ¼ polipropilena; LDPE ¼ polietilena densitas rendah; HDPE ¼ polietilen densitas tinggi; PVC ¼ polivinil klorida; PU ¼ poliuretan; PET ¼ polietilena tereftalat; PS ¼ polistiren; ABS ¼ akrilonitril butadiena stirena; PMMA ¼ polimetil metakrilat; POM ¼ polioksimetilena; PBT ¼ polibutilena tereftalat; PC ¼ polikarbonat; PA ¼ poliamida; SAN ¼ stirena-akrilonitril; PEEK ¼ polieter eter keton; PSU ¼ poliaril sulfon; PAH ¼ hidrokarbon polisiklikaromatik; PCB ¼ bifenil terklorinasi; DDT ¼ diklorodifeniltrikloroetana; PBDE ¼ difenil eter polibrominasi.

Sumber pencemar mikroplastik

Mikroplastik masuk ke dalam lingkungan melalui berbagai sumber, dan jalur. Karena mikroplastik berukuran kecil dan sering kali merupakan sisa-sisa lapuk dari produk aslinya, sulit untuk melacaknya kembali kepada sumbernya. Namun, tetap ada gunanya untuk mencoba melacak sumbernya (yaitu melacak mikroplastik kembali ke produk asalnya) dengan memeriksa ukuran, warna, bentuk, dan jenis polimernya. Ciri-ciri mikroplastik ini dapat menjadi petunjuk untuk menentukan dari produk mana mereka berasal. Sebagai contoh, bentuk bola dari microbeads yang diidentifikasi sebagai viaspektroskopi polietilena umumnya disimpulkan berasal dari produk mobil pribadi. Mikroplastik dengan bentuk silinder atau oval, yang berukuran sekitar 3 hingga 5 mm, umumnya merupakan pelet industri, sedangkan mikrofiber poliester berwarna-warni kemungkinan besar berasal dari pakaian sintetis atau tekstil lainnya.

Perbedaan-perbedaan di antara partikel-partikel mikroplastik juga dapat membantu menentukan bagaimana, dan dari mana mikroplastik masuk ke lingkungan. Sebagai contoh, limpasan air hujan termasuk sampah, abrasi dari ban mobil, dan cat jalan. Limbah yang berasal dari air limbah termasuk microbeads dari produk perawatan pribadi, dan serat mikro.

Fragmen plastik yang lebih besar yang tidak dimakan oleh hewan laut akan terurai menjadi potongan-potongan kecil oleh matahari, dan ombak. Mikroplastik telah menggantikan alternatif yang dapat terurai secara hayati di beberapa produk perawatan pribadi seperti pencuci muka, pasta gigi, dan krim wajah selama bertahun-tahun. Satu botol pencuci muka (150 ml) mengandung antara 3 hingga 3,6 juta mikroba, menurut standar global.

Mikroplastik primer dari barang-barang perawatan pribadi yang dibuang ke toilet ke dalam sistem pembuangan limbah. Instalasi pengolahan air limbah tidak dapat mengumpulkannya, dan akhirnya berakhir di alam. Di Bangladesh, sekitar 95% penduduknya tidak menyadari dampak negatif mikroplastik terhadap kesehatan dan lingkungan. Menurut penelitian tahun 2016, 7928,02 miliar microbeads dilepaskan setiap bulannya dari tiga kota.

Produk perawatan pribadi seperti pencuci muka, deterjen, dan pasta gigi adalah penyebab utama pelepasan mikroplastik primer. Serat tekstil juga dapat menjadi sumber mikroplastik di lingkungan. Menurut penelitian terbaru, per/m2 pakaian tekstil, sekitar 30.000-465.000 serat mikro dilepaskan, yang sebanding dengan 175-560 serat mikro/g. Akibatnya, Bangladesh dapat terkontaminasi oleh mikroplastik dari industri garmen dan tekstil, yang menyumbang 11,17% dari PDB negara tersebut, 84% dari pendapatan ekspor, dan 20 juta lapangan pekerjaan. Sumber mikroplastik lain yang mungkin ada di lingkungan yang masuk ke air melalui hujan atau banjir adalah emisi dari ban mobil.

Daur hidup sampah mikroplastik

Sejak produksi massal plastik pada tahun 1950-an, produksi terus meningkat dari tahun ke tahun. Pada tahun 2016, total produksi global produk plastik mencapai 3,35 × 108 ton dengan peningkatan rata-rata tahunan sekitar 4% menurut The Lancet Planetary Health tahun 2017. Akibatnya, antara 4,8 × 106 dan 1,27 × 107 ton sampah plastik berakhir di lautan setiap tahunnya. Di antaranya hampir 1,15 × 106 - 2,41 × 106 ton sampah plastik masuk ke lautan melalui sungai. Di Uni Eropa, antara 80 hingga 85% sampah laut adalah plastik, dengan 50% di antaranya merupakan produk plastik sekali pakai. Di Irlandia, diperkirakan 73% ikan laut dalam menelan plastik, 90% burung laut ditemukan dengan plastik di dalam ususnya, dan bahan utama yang digunakan untuk membuat sarang bagi koloni burung gannet, LittleSkellig, di pulau-pulau pesisir County Kerry telah bergeser dari bahan alami kepada plastik.

Hingga tahun 2019, Eropa memproduksi sekitar 62 juta ton plastik senilai €350 miliar per/tahun, yang merupakan sekitar 8% dari total produksi global. Pada tahun 2050, Eropa diperkirakan akan menghasilkan lebih dari 1800 juta ton sampah plastik per/tahun, dan diperkirakan Eropa akan melepaskan antara 75.000 hingga 300.000 ton partikel MP ke lingkungan setiap tahunnya.

Deskripsi program teknik lingkungan di universitas

Universitas Stanford (Stanford University)

Bidang Teknik Sipil dan Lingkungan didefinisikan:

Sebagai bidang yang semakin multidisiplin teknik sipil dan lingkungan (Civil and Environmental Engineering; CEE) berfokus pada perlindungan keberlanjutan lingkungan alam dengan menciptakan dan memelihara lingkungan binaan yang tangguh. Insinyur sipil dan lingkungan sangat penting dalam menyediakan kebutuhan hidup manusia meliputi air, udara, tempat tinggal, infrastruktur yang dibangun, dan energi dengan cara yang semakin efisien dan terbarukan.

UC Berkeley

College of Engineering di UC Berkeley mendefinisikan Ilmu Teknik Lingkungan, termasuk yang berikut ini:

Ini adalah bidang multidisiplin yang membutuhkan integrasi prinsip-prinsip fisika, kimia, dan biologi dengan analisis teknik untuk perlindungan dan pemulihan lingkungan. Program ini menggabungkan mata kuliah dari berbagai departemen di kampus untuk menciptakan disiplin ilmu yang didasarkan pada sains dan teknik yang ketat, sambil menangani berbagai macam masalah lingkungan. Meskipun pilihan teknik lingkungan ada di dalam jurusan teknik sipil, kurikulum sains teknik memberikan dasar yang lebih luas dalam ilmu pengetahuan daripada yang dimungkinkan dalam teknik sipil.

Institut Teknologi Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology)

Di MIT, jurusan ini dijelaskan dalam kurikulum mereka, termasuk yang berikut ini:

Departemen ini menawarkan gelar sarjana serta pascasarjana dalam bidang ilmu dan teknik lingkungan yang didefinisikan secara luas (yang mencakup kimia lingkungan, mekanika fluida lingkungan, ekologi, serta hidrologi dan hidroklimatologi), mekanika material dan struktur, transportasi dan rekayasa sistem. Kedalaman, keluasan mata kuliah dan penelitian yang diperlukan bertingkat untuk setiap program gelar.

Institut Teknologi Bandung (ITB)

ITB mendefinisikan bidang keilmuan teknik lingkungan sebagai berikut:

Teknik lingkungan adalah bidang keilmuan yang mempelajari bagaimana menyelamatkan lingkungan hidup yang terdiri dari air, tanah, udara, dan kesehatan lingkungan dengan menggunakan rekayasa teknik. Dengan kata lain, pengembangan teknik dan alat yang digunakan untuk mengurangi dampak negatif limbah, baik industri maupun rumah tangga, terhadap lingkungan hidup dan kesehatan masyarakat.

Lihat pula

Ilmu Lingkungan

Pranala luar

Kurikulum Teknik Lingkungan ITS

Kurikulum Teknik Sipil dan Lingkungan ITB