Pengertian Aerosol

Pengertian Aerosol dan Apa Bahaya Aerosol

Pengertian Aerosol – Aerosol adalah kumpulan partikel kecil padat dan/atau cair yang tersuspensi dalam gas. Ukuran partikel dalam aerosol berkisar dari sekitar 0,001 hingga sekitar 100 mikron. (Satu mikron adalah sepersejuta meter).

Bentuk aerosol yang paling dikenal adalah kaleng semprotan bertekanan, yang bisa mengeluarkan apa pun, mulai dari semprotan rambut, semprotan anti nyamuk, hingga cat enamel ke krim kocok. Aerosol diproduksi oleh sejumlah proses alami dan sekarang diproduksi dalam jumlah besar untuk berbagai penggunaan komersial. Aerosol juga merupakan akar dari sejumlah masalah lingkungan, termasuk polusi udara dan perusakan ozon. Ozon adalah komponen alami dari atmosfer Bumi.

Klasifikasi

Aerosol biasanya diklasifikasikan ke dalam berbagai subkelompok berdasarkan sifat dan ukuran partikel yang menyusunnya dan cara pembentukan aerosol. Meskipun definisi ilmiah yang relatif ketat tersedia untuk setiap subkelompok, perbedaan ini dapat menjadi kabur dalam aplikasi praktis yang sebenarnya. Yang paling penting dari subkelompok ini adalah asap, debu, kabut, dan semprotan.

Uap. Uap terdiri dari partikel padat mulai dari ukuran 0,001 hingga 1 mikron yang tersuspensi dalam gas. Mungkin uap yang paling dikenal adalah asap. Asap terbentuk dari pembakaran bahan bakar yang tidak lengkap seperti batu bara, minyak, atau gas alam. Partikel yang membentuk asap berukuran lebih kecil dari 10 mikron.

Debu. Debu juga mengandung partikel padat yang tersuspensi dalam gas, biasanya udara tetapi ukuran partikelnya lebih besar dari pada asap. Debu berkisar dari sekitar 1 hingga sekitar 100 mikron, mungkin bahkan lebih besar. Debu terbentuk dari pelepasan material seperti tanah dan pasir, pupuk, debu batu bara, debu semen, serbuk sari, dan abu terbang ke atmosfer. Karena ukuran partikelnya yang lebih besar, debu cenderung lebih tidak stabil dan mengendap lebih cepat daripada asap, yang tidak mengendap sama sekali.

Kabut. Kabut adalah partikel cair berukuran kurang dari 10 mikron dan tersebar dalam gas. Jenis kabut yang paling umum adalah yang dibentuk oleh tetesan air kecil yang menggantung di udara, seperti pada pagi musim panas yang dingin. Jika konsentrasi partikel cair menjadi cukup tinggi untuk mempengaruhi visibilitas, maka disebut kabut. Bentuk kabut tertentu yang menjadi signifikan dalam setengah abad terakhir adalah kabut asap. Asap terbentuk ketika kelembaban alami di udara berinteraksi dengan komponen yang diproduksi manusia, seperti asap dan produk pembakaran lainnya, untuk membentuk bahan yang aktif secara kimia.

Semprotan. Semprotan terbentuk ketika tetesan cairan yang relatif besar (10+ mikron) ditangguhkan dalam gas. Semprotan dapat dibentuk secara alami, seperti di sepanjang pantai lautan, tetapi juga diproduksi sebagai hasil dari beberapa penemuan manusia seperti aerosol berupa dispenser cat, deodoran, dan produk rumah tangga lainnya.

Sumber

Sekitar tiga perempat dari semua aerosol yang ditemukan di atmosfer Bumi berasal dari sumber-sumber alami. Yang paling penting dari komponen alami ini adalah garam laut, puing-puing tanah dan batu, produk emisi vulkanik, asap dari kebakaran hutan, dan partikel padat dan cair yang terbentuk oleh reaksi kimia di atmosfer.

Erupsi vulkanik adalah sumber aerosol atmosfer yang utama, jika sangat tidak teratur. Letusan Gunung Hudson di Chili pada Agustus 1991 dan Gunung Pinatubo di Filipina pada Juni 1991 menghasilkan sejumlah besar aerosol yang memiliki efek terukur pada atmosfer Bumi.

Istilah Penting

Hujan asam: Suatu bentuk presipitasi yang secara signifikan lebih asam dari air netral, sering kali dihasilkan sebagai hasil dari proses industri.

Debu: Aerosol yang terdiri dari partikel padat dalam kisaran 1 hingga 100 mikron tersuspensi dalam gas.

Elektrostatik precipitator: Alat untuk menghilangkan polutan dari cerobong asap.

Asap: Suatu jenis aerosol yang terdiri dari partikel padat dalam kisaran 0,001 sampai 1 mikron tersuspensi dalam gas.

Kabut: Suatu jenis aerosol yang terdiri dari tetesan cairan berukuran kurang dari 10 mikron tersuspensi dalam gas.

Lapisan ozon: Suatu wilayah di atmosfer bagian atas di mana konsentrasi ozon secara signifikan lebih tinggi daripada di bagian atmosfer lainnya.

Asap: Asap yang terbentuk dari pembakaran bahan bakar fosil yang tidak lengkap seperti batubara, minyak, dan gas alam.

Semprotan: Suatu jenis aerosol yang terdiri dari tetesan cairan yang berukuran lebih dari 10 mikron tersuspensi dalam suatu gas.

Aerosol atmosfer yang tersisa dihasilkan dari perlakuan manusia. Beberapa, seperti aerosol yang dilepaskan dari produk kaleng semprot, langsung membentuk aerosol di atmosfer. Lainnya mengalami perubahan kimia; misalnya, oksida nitrogen dan belerang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara dan minyak. Oksida-oksida ini dapat dikonversi menjadi nitrat dan sulfat cair atau padat, yang kemudian dimasukkan ke aerosol atmosfer.

Pengertian Aerosol
Pengertian Aerosol

Karakteristik

Sifat fisik dan kimia aerosol sangat tergantung pada ukuran partikel yang membentuknya. Ketika partikel-partikel itu sangat besar, maka cenderung memiliki sifat yang sama dengan sampel makroskopik (ukuran besar) dari bahan yang sama. Namun, semakin kecil partikelnya, semakin besar kemungkinan mereka untuk mengambil karakteristik baru yang berbeda dari material yang sama dalam jumlah besar.

Aerosol cenderung membeku, atau bertabrakan dan bergabung satu sama lain untuk membentuk badan yang lebih besar. Awan misalnya, terdiri dari tetesan kecil air dan kristal es kecil. Partikel-partikel ini bergerak secara acak di dalam awan, bertabrakan satu sama lain dari waktu ke waktu. Sebagai hasil dari tabrakan, dua partikel air dapat menempel satu sama lain dan membentuk partikel yang lebih besar dan lebih berat. Proses ini menghasilkan pembentukan tetesan air atau kristal es yang cukup deras untuk jatuh ke bumi seperti hujan, salju, atau bentuk presipitasi lainnya.

Produksi sintetis

Produksi sintetis aerosol untuk berbagai keperluan komersial telah menjadi industri besar sehingga istilah aerosol memiliki arti baru. Warga negara biasa yang tahu sedikit atau tidak sama sekali tentang aspek ilmiah aerosol mengenali istilah tersebut merujuk pada perangkat untuk mengeluarkan berbagai macam produk, termasuk semprotan rambut, semir furnitur, dan cat semprot.

Konsep teknologi aerosol relatif sederhana. Semprotan kaleng diisi dengan produk yang akan dikirim (seperti cat), propelan. Menekan tombol pada kaleng melepaskan campuran komponen ini dalam bentuk aerosol.

Kebanyakan aerosol sebenarnya lebih kompleks daripada deskripsi sederhana ini. Pestisida aerosol, misalnya, harus diformulasikan sedemikian rupa sehingga jumlah racun yang tepat dilepaskan, cukup untuk membunuh hama, tetapi tidak menghasilkan bahaya lingkungan. Demikian pula, semprotan tenggorokan aerosol harus memberikan jumlah obat yang diukur dengan cermat.

Produksi aerosol komersial turun sedikit pada akhir 1980-an karena kekhawatiran tentang ozon dan dampak lingkungan lainnya. Namun pada tahun 1992, manufaktur industri ini telah pulih. Pada tahun itu 990 juta unit kontainer (botol dan kaleng) produk aerosol pribadi dan 695 juta unit kontainer produk rumah tangga diproduksi.

Aerosol pembakaran

Teknologi Aerosol memungkinkan sistem pembakaran yang jauh lebih baik, seperti yang digunakan pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan mesin roket. Prinsip dasar yang terlibat adalah bahwa setiap bahan bakar padat atau cair hanya terbakar di permukaannya. Pembakaran gumpalan batubara berlangsung relatif lambat karena bagian dalam batubara tidak dapat mulai terbakar sampai lapisan luar terbakar terlebih dahulu.

Tingkat pembakaran dapat ditingkatkan dengan membagi gumpalan batu bara atau satu barel bahan bakar minyak menjadi partikel yang sangat kecil, semakin kecil semakin baik. Pembangkit listrik saat ini sering menggunakan batu bara yang telah dihancurkan menjadi debu atau minyak yang telah dikonversi menjadi kabut. Debu atau kabut kemudian dicampur dengan agen pengoksidasi, seperti udara atau oksigen murni, dan dimasukkan ke dalam ruang bakar. Laju pembakaran aerosol semacam itu jauh lebih besar daripada yang terjadi pada batu bara atau minyak dalam jumlah besar.

Faktor lingkungan

Sejumlah masalah lingkungan telah dihubungkan dengan aerosol, sebagian besar dari mereka terkait dengan aerosol yang dihasilkan oleh aktivitas manusia. Sebagai contoh, asap yang dikeluarkan selama pembakaran bahan bakar fosil yang tidak sempurna menghasilkan pembentukan setidaknya dua jenis aerosol utama yang mungkin berbahaya bagi kehidupan tanaman dan hewan. Satu jenis terdiri dari karbon yang terbagi halus yang dilepaskan dari bahan bakar yang tidak terbakar. Hal ini dapat merusak tanaman dengan melapisi daunnya dan mengurangi kemampuannya untuk melakukan fotosintesis (menggunakan cahaya untuk memecah senyawa kimia) juga dapat menyumbat alveoli  (kantung udara di paru-paru manusia) dan mengganggu pernapasan seseorang.

Jenis aerosol berbahaya kedua terbentuk ketika gas cerobong asap, seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida, bereaksi dengan oksigen dan uap air di udara masing-masing untuk membentuk asam sulfat dan nitrat. Kabut yang mengandung asam-asam ini dapat terbawa ratusan mil dari sumber asalnya sebelum konglomerasi terjadi dan asam-asam itu jatuh ke Bumi sebagai hujan asam. Ada ketidaksepakatan yang cukup besar tentang sifat yang tepat dan tingkat kerusakan yang disebabkan oleh hujan asam. Tetapi tampaknya ada sedikit keraguan bahwa di beberapa lokasi telah menyebabkan kerusakan parah pada tanaman dan kehidupan air.

Penipisan ozon. Efek lingkungan yang sangat serius dari teknologi aerosol telah merusak lapisan ozon Bumi. Kerusakan ini tampaknya disebabkan oleh sekelompok senyawa yang dikenal sebagai klorofluorokarbon (CFC) yang selama lebih dari setengah abad paling populer dari semua propelan yang digunakan dalam kaleng aerosol.

Para ilmuwan awalnya merasa sedikit khawatir tentang penggunaan CFC dalam produk aerosol karena itu adalah senyawa yang sangat stabil pada kondisi yang ditemui di permukaan bumi. CFC berperilaku sangat berbeda ketika  berdifusi ke atmosfer atas dan terkena radiasi matahari yang kuat yang ada di sana.

Dalam keadaan itu, CFC terurai dan melepaskan atom klor yang pada gilirannya, bereaksi dengan ozon di stratosfer (wilayah atmosfer sekitar 7 hingga 31 mil di atas permukaan bumi). Akibatnya, konsentrasi ozon di beberapa bagian atmosfer terus menurun. Perubahan ini bisa terbukti sangat berbahaya, karena lapisan ozon Bumi menyerap radiasi ultraviolet dari Matahari dan melindungi makhluk hidup di planet kita dari efek berbahaya radiasi itu.

Solusi teknologi. Metode untuk mengurangi dampak lingkungan yang berbahaya dari aerosol seperti yang dijelaskan di atas telah menerima perhatian serius para ilmuwan selama bertahun-tahun. Akibatnya, sejumlah teknik telah ditemukan untuk mengurangi komponen aerosol dari hal-hal seperti tumpukan gas.

Sebuah alat pengendap elektrostatik didasarkan pada prinsip bahwa partikel-partikel yang terdiri dari aerosol (seperti karbon yang tidak terbakar dalam gas tumpukan) membawa muatan listrik kecil. Dengan melapisi cerobong asap dengan kisi-kisi logam bermuatan, partikel-partikel aerosol yang terisi dapat ditarik ke kisi-kisi dan ditarik keluar dari asap yang dipancarkan.

Upaya yang ditujukan untuk memecahkan masalah CFC / ozon belum sesukses yang digunakan untuk memerangi bentuk polusi udara lainnya. Kimiawan telah mengembangkan dan menguji sejumlah pengganti CFC sebagai propelan aerosol. Satu kelompok yang menarik adalah hidroklorofluorokarbon (HCFC), senyawa seperti CFC yang juga mengandung atom hidrogen. Kebanyakan pengganti CFC yang dicoba sejauh ini, sangat mahal, tidak cukup efisien sebagai propelan, ataupun sama-sama berbahaya bagi lingkungan.

Bahaya menghirup aerosol

Risiko lain yang terkait dengan aerosol komersial adalah penggunaannya sebagai obat penenang. Menghirup beberapa aerosol dapat menghasilkan berbagai efek, termasuk euforia, kegembiraan, delusi, dan halusinasi. Menghirup aerosol berulang kali dapat menyebabkan kecanduan yang dapat menyebabkan keracunan, penglihatan yang rusak, bicara yang tidak jelas, dan kapasitas mental yang berkurang.