Waspada dengan bahan-bahan kimia di sekeliling kita

Apakah Anda termasuk orang yang mempunyai kepedulian yang besar dengan masalah kesehatan? Jika ya, maka tulisan ini sangat berguna bagi Anda. Tahukah kita, tanpa kita sadari, lingkungan sekitar kita, termasuk barang-barang kebutuhan sehari-hari yang kita gunakan, dapat memberikan dampak negatif terhadap kesehatan tubuh kita. Tanpa sadar kita telah menghirup bahan-bahan kimia berbahaya yang berasal dari benda-benda yang terdapat di tempat tinggal kita. Berikut ini penulis uraikan beberapa bahan kimia berbahaya yang sering terkontaminasi dengan tubuh kita tanpa kita sadari. Meskipun kadar bahan-bahan kimia yang masuk ke udara tersebut belum melebihi ambang batas yang diperbolehkan, namun jika terjadi paparan dalam waktu yang lama dan terus menerus dapat berpengaruh bagi kesehatan kita.

1. Asbes

Asbes merupakan serat mineral silika yang bersifat fleksibel, tahan lama dan tidak mudah terbakar. Asbes banyak digunakan sebagai penghantar listrik dan penghantar panas yang baik. Asbes banyak digunakan sebagai isolator panas dan pada pipa saluran pembuangan limbah rumah tangga, dan bahan material atap rumah. Asbes banyak digunakan dalam bahan-bahan bangunan. Jika ikatan asbes dalam senyawanya lepas, maka serat asbes akan masuk ke udara dan bertahan dalam waktu yang lama.

2. Bioaerosol

Kontaminan biologi seperti virus, bakteri, jamur, lumut , serangga atau serbuk sari tumbuhan. Kontaminan biologi tersebut jika dihembus oleh angin akan masuk ke udara dan mencemari udara bersih.

3. Formaldehid

Formaldehid merupakan aldehid sederhana. Gas formaldehid tidak berwarna dan diemisikan dari bahan-bahan bangunan, industri rumah tangga atau proses pembakaran. Formaldehid juga terdapat pada produk kayu yang dipres, papan, papan dinding, tekstil (seperti pada karpet dan pakaian).

Formaldehid dapat masuk ke udara akibat terjadi pengikisan dan penguapan akibat panas yang tinggi.

4. Bahan-bahan pertikulat

Dalam kehidupan sehari-hari pertikulat dikenal dengan istilah debu yang berterbangan di udara. Partikulat juga bisa ditemui dalam bentuk logam-logam berta yang jika terhirup oleh manusia akan mengakibatkan penyakit.

5. Senyawa organik volatil (Volatil Organic Compound)

Senyawa organik volatil (VOC) mudah menguap pada suhu kamar. VOC sering ditemui dalam bentuk aerosol yang terdapat pada pembersih, cat, vernis, produk-produk kayu yang di-pres, pestisida, dan semir.

6. Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida atau CO adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan juga tidak berasa. Gas CO dapat berbentuk cairan pada suhu dibawah 129oC. Gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan fosil dengan udara, berupa gas buangan. Kota besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO dalam uadra relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan. Selain itu dari gas CO dapat pula terbentuk dari proses industri. Secara alamiah gas CO juga dapat terbentuk, walaupun jumlahnya relatif sedikit, seperti gas hasil kegiatan gunung berapi, proses biologi dan lain-lain. Secara umum terbentuk gas CO adalah melalui proses berikut ini :

Pertama, pembakaran bahan bakar fosil.

Kedua, pada suhu tinggi terjadi reaksi antara karbondioksida (CO2) dengan karbon C yang menghasilkan gas CO.

Ketiga, pada suhu tinggi, CO2 dapat terurai kembali menjadi CO dan oksigen.

Penyebaran gas CO diudara tergantung pada keadaan lingkungan. Untuk daerah perkotaan yang banyak kegiatan industrinya dan lalu lintasnya padat, udaranya sudah banyak tercemar oleh gas CO. Sedangkan daerah pimggiran kota atau desa, cemaran CO diudara relatif sedikit. Ternyata tanah yang masih terbuka dimana belum ada bangunan diatasnya, dapat membantu penyerapan gas CO. Hal ini disebabkan mikroorganisme yang ada didalam tanah mampu menyerap gas CO yang terdapat diudara. Angin dapat mengurangi konsentrasi gas CO pada suatu tempat karena perpindahan ke tempat lain.

Karbon monoksida (CO) apabila terhisap ke dalam paru-paru akan ikut peredaran darah dan akan menghalangi masuknya oksigen yang akan dibutuhkan oleh tubuh. Hal ini dapat terjadi karena gas CO bersifat racun metabolisme, ikut bereaksi secara metabolisme dengan darah. Seperti halnya oksigen, gas CO bereaksi dengan darah (hemoglobin) :

Hemoglobin + O2 -> O2Hb (oksihemoglobin)

Hemoglobin + CO -> COHb (karboksihemoglobin)

Konsentrasi gas CO sampai dengan 100 ppm masih dianggap aman jika waktu kontak hanya sebentar. Gas CO sebanyak 30 ppm apabila dihisap manusia selama 8 jam akan menimbulkan rasa pusing dan mual. Pengaruh karbon monoksida (CO) terhadap tubuh manusia ternyata tidak sama dengan manusia yang satu dengan yang lainnya. Konsentrasi gas CO disuatu ruang akan naik bila di ruangan itu ada orang yang merokok. Orang yang merokok akan mengeluarkan asap rokok yang mengandung gas CO dengan konsentrasi lebih dari 20.000 ppm yang kemudian menjadi encer sekitar 400-5000 ppm selama dihisap. Konsentrasi gas CO yang tinggi didalam asap rokok menyebabkan kandungan COHb dalam darah orang yang merokok jadi meningkat. Keadaan ini sudah barang tentu sangat membahayakan kesehatan orang yang merokok. Orang yang merokok dalam waktu yang cukup lama (perokok berat) konsentrasi COHb dalam darahnya sekitar 6,9%. Hal inilah yang menyebabkan perokok berat mudah terkena serangan jantung.

Pengaruh konsentrasi gas CO di udara sampai dengan dengan 100 ppm terhadap tanaman hampir tidak ada, khususnya pada tanaman tingkat tinggi. Bila konsentrasi gas CO di udara mencapai 2000 ppm dan waktu kontak lebih dari 24 jam, maka kana mempengaruhi kemampuan fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas yang ada pada lingkungan terutama yang terdapat pada akar tanaman.

Penurunan kesadaran sehingga terjadi banyak kecelakaan, fungsi sistem kontrol syaraf turun serta fungsi jantung dan paru-paru menurun bahkan dapat menyebabkan kematian. Waktu tinggal CO dalam atmosfer lebih kurang 4 bulan. CO dapat dioksidasi menjadi CO2 dalam atmosfer adalah HO dan HO2 radikal, atau oksigen dan ozon. Mikroorganisme tanah merupakan bahan yang dapat menghilangkan CO dari atmosfer.

Dari penelitian diketahui bahwa udara yang mengandung CO sebesar 120 ppm dapat dihilangkan selama 3 jam dengan cara mengontakkan dengan 2,8 kg tanah (Human, 1971), dengan demikian mikroorganisme dapat pula menghilangkan senyawa CO dari lingkungan, sejauh ini yang berperan aktif adalah jamur penicillium dan Aspergillus.

Cerita di Balik Penemuan-penemuan Ilmiah

Cerita di balik karya-karya besar para saintis menarik untuk dikaji. Sebuah cerita dapat menjadi inspirasi dan motivasi dalam berkarya. Ada satu hal yang menarik dari cerita-cerita di balik penemuan besar di bidang sains. Ternyata, tidak selamanya sesuatu yang hebat dilatarbelakangi oleh sesuatu yang luar biasa, diantaranya ada yang "hanya" disebabkan oleh ketidaksengajaan.

Daniel E. Koshland Jr., seorang profesor Biokimia molekuler dan Biologi sel di University of California, dalam artikelnya membagi proses-proses penemuan ilmiah menjadi tiga kategori (Science vol. 317, hal. 761). Kategori tersebut adalah "Charge, Challenge, dan Chance", yang kemudian disebutnya dengan teori Cha-Cha-Cha. Penemuan yang termasuk dalam kategori Charge merupakan penemuan-penemuan yang didasarkan pada masalah-masalah yang sudah jelas namun belum ada penyelesaiannya atau penjelasannya secara ilmiah. Koshland memberikan contoh untuk kategori ini adalah penemuan teori gravitasi oleh Newton. Semua orang pada saat itu tentu tahu bahwa benda akan selalu jatuh ke bawah, namun tidak tahu bagaimana hal itu dapat terjadi. Setiap orang dapat saja mengalami hal yang sama dengan Newton, melihat buah apel jatuh dari pohon, tetapi tidak menyadari di balik kejadian itu ada suatu teori besar yang bisa muncul.

Kategori kedua, Challenge merupakan penemuan yang muncul sebagai hasil dari adanya pertentangan atau anomali-anomali yang muncul dari suatu teori yang telah ada. Temuan manusia tidak ada yang sempurna, hal inilah yang menyebabkan bagaimana suatu ilmu dan teori dapat berkembang. Seorang saintis sejati akan tertantang untuk mencari penjelasan dan penyelesaian terhadap anomali dan pertentangan yang ada, dia akan berusaha untuk mencarinya. Contoh penemuan jenis ini adalah penemuan teori atom oleh Niels Bohr. Bohr melihat kelemahan-kelemahan pada teori atom Dalton dan Thomson yang telah ada sebelumnya. Selanjutnya melalui serangkaian pengamatan Bohr menelurkan teori baru tentang struktur atom yang dapat memperbaiki kekurangan dari teori yang telah ada. Demikianlah, suatu teori akan selalu mengalami penyempurnaan selama masih ditemui kelemahan seiring perkembangan zaman. Suatu teori dapat diyakini kebenarannya pada suatu kurun waktu tertentu dan bisa saja di waktu berikutnya tidak akan relevan lagi karena adanya teori baru yang lebih baik. Suatu teori dari hasil pemikiran manusia bersifat relatif dan tentatif, yang absolut dan pasti hanyalah ilmu dan kebenaran dari Tuhan.

Kategori yang ketiga dari teori Cha-Cha-Cha adalah Chance, merupakan penemuan-penemuan yang terjadi karena ketidaksengajaan, ada unsur "kecelakaan", biasa disebut dengan serendipity. Penemuan jenis ini hanya dapat dilakukan oleh para saintis yang memiliki "pikiran yang siap", demikian Louis Pasteur menjelaskannya. Yang termasuk kategori ini misalnya penemuan Teflon oleh Roy J. Plunkett, sinar-X oleh W.C. Rontgen, dan termasuk penemuan sifat optis aktif oleh Louis Pasteur.

Terkait dengan kategori yang ketiga ini, ternyata banyak para saintis yang mengakui sendiri adanya serendipity dalam karya-karyanya. Royston M. Robert menulis sebuah buku yang mengumpulkan berbagai penemuan di bidang sains yang didasari oleh serendipity. Royston membagi penemuan atas ketidaksengajaan ini menjadi dua, yaitu serendipity (sejati) dan serendipity semu (pseudoserendipity). Penemuan yang termasuk kategori serendipity merupakan penemuan yang murni karena ketidaksengajaan, penemuan atas hal-hal yang sebenarnya tidak sedang dicari. Sedangkan pseudoserendipity merupakan penemuan yang tidak disengaja atas sesuatu yang sedang dicari.

Seperti telah disebutkan di atas, salah satu contoh penemuan yang bernuansa serendipity adalah penemuan Teflon. Penemuan Teflon ini dimulai ketika Dr. Plunkett (ahli kimia Du Pont) sedang mencari suatu bahan pendingin yang tidak beracun. Pada suatu hari Plunkett membuka tangki yang berisi gas tetrafluoroetilen, berharap untuk dapat membuat bahan pendingin yang dicarinya. Tetapi Plunkett dan asistennya, Jack Rebok heran karena tidak ada gas yang keluar. Padahal dari berat tangki menunjukkan tangki itu seharusnya penuh dengan fluorokarbon dalam bentuk gas. Bukannya membuang tangki dan mengambil tangki lain untuk melanjutkan penelitian bahan pendinginnya, Plunkett justru memutuskan untuk memuaskan rasa ingin tahunya. Setelah memutuskan bahwa kesalahan tidak terletak pada katupnya, ia menggergaji tangki hingga terbuka dan melihat dalamnya. Di dalam tangki itu dia menemukan bubuk warna putih seperti lilin dan, sebagai seorang ahli kimia, ia menyadari hal tersebut pasti ada artinya. Molekul-molekul gas tetrafluoroetilen mengalami polimerisasi sampai pada tingkat tertentu sehingga molekul-molekul tersebut menjadi zat padat. Terdorong oleh penemuannya yang secara kebetulan dan oleh sifat-sifat polimer yang luar biasa ini, Plunkett dan para ahli kimia Du Pont segera menemukan cara untuk menghasilkan "politetrafluoroetilen" .

Royston memberikan contoh untuk temuan pseudoserendipity adalah penemuan proses vulkanisasi karet oleh Charles Goodyear. Proses ini ditemukan ketika Goodyear secara tak sengaja menjatuhkan campuran karet dan belerang ke sebuah kompor yang panas. Sebenarnya sudah lama Goodyear melakukan pencarian agar karet menjadi sesuatu yang berguna. Contoh lain adalah penemuan cara mengukur volume benda tak beraturan oleh Archimedes. Penemuan ini terjadi pada saat Archimedes berada di sebuah tempat pemandian umum, ketika dilihatnya air melimpah keluar dari bak mandi saat ia masuk ke dalamnya. Ia menyadari bahwa volume limpahan air itu sama dengan jumlah anggota badannya yang dimasukkan ke dalam air. Begitu mendapatkan idenya, dia segera keluar dari bak mandi dan lari dalam keadaan telanjang sambil berseru "Eureka!" Pada saat itu sebenarnya Archimedes sedang mendapatkan tugas dari raja bagaimana mengetahui logam dasar sebuah mahkota raja. Demikian pula halnya ketika Alfred Nobel melihat tetesan gliserin yang tak sengaja jatuh ke dalam bahan pengepakan berpori sebagai suatu larutan yang mungkin bersifat mudah meledak yang selama itu dicari-carinya. Semua muncul dari ketidaksengajaan.

Mungkin saja kita akan mengalami suatu serendity, oleh karena itu tetaplah selalu dengan "the prepared mind" - pikiran yang siap untuk menerima dan menganalisis serendipity menjadi suatu hal yang bermanfaat. Namun, suatu penemuan besar tidak hanya muncul dari satu momen "eureka" saja. Ada jalan panjang untuk mewujudkan suatu teori. Sebagaimana Newton, untuk memantapkan teori gravitasinya dia mengembangkan kalkulus dan hukum-hukum fisika yang disusun dalam karya besarnya "Principia"

Rekayasa Plastik dari Kulit Buah Jeruk

Jangan buang kulit jeruk itu! Mungkin itulah sepenggal kata yang diucapkan oleh kedua orang tua kita setelah kita mengupas kulit jeruk bali. Hal ini karena saat itu mainan anak-anak banyak yang terbuat dari limbah rumah tangga seperti kulit jeruk. Kita masih ingat dengan kulit jeruk kita dapat membuat mobil-mobilan untuk mainan anak saat kita kecil dulu. Namun dalam dua dasawarsa terakhir mainan anak-anak telah lebih modern bahkan menggunakan teknologi canggih. Kemajuan teknologi telah merubah semua itu, sebagian besar mainan anak sat ini dibuat dari plastik karena memiliki daya tahan yang baik sehingga awet serta relatif aman untuk anak. Akan tetapi, percayakah anda bahwa mainan anak yang canggih dan terbuat dari plastik tersebut suatu saat dapat dibuat dari kulit jeruk.

Jika anda tidak percaya, tanyakan saja pada Geoffrey Coates, seorang profesor bidang kimia dan kimia biologi di Cornell University, New York, Amerika Serikat. Bersama kedua rekannya di grup riset Cornell University, Chris Byrne dan Scott Allen, ia berhasil mengubah kulit jeruk menjadi plastik. Bagaimana caranya?

Mereka menjelaskan bagaimana cara membuat polimer menggunakan limonen oksida sebagai molekul pendukung baru dan karbondioksida menggunakan katalis dalam penelitian di laboratorium. Limonin oksida adalah sejenis karbon dalam bentuk senyawa kimia yang terdapat pada 300 jenis tanaman. Pada buah jeruk, lebih dari 95 persen minyak yang mengandung senyawa tersebut terdapat pada kulit buah jeruk.

Dalam skala industri minyak kulit jeruk ini diekstraksi untuk berbagai macam kegunaan, salah satunya pembersih rumah tangga yang memiliki bau pohon jeruk. Minyak ini kemudian dapat dioksidasi sehingga menghasilkan limonin oksida. Senyawa ini tergolong reaktif dan oleh Coates dan rekannya digunakan sebagai senyawa building block(komponen utama plastik).

Building block lain yang mereka gunakan adalah karbondioksida, yang dikenal sebagai gas atmosfer yang terus meningkat terutama abad ini. Gas ini sebagian besar dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil(minyak bumi, gas alam, maupun batubara). Gas ini pada akhirnya akan mengancam keberlangsungan lingkungan karena termasuk gas rumah kaca yang pada akhirnya akan mengakibatkan pemanasan global di bumi.

Dengan menggunakan katalis untuk menggabungkan limonen oksida dan karbondioksida, grup riset Coates berhasil memproduksi polimer baru yang dikenal sebagai polilimonin karbonat. Polimer ini ternyata memiliki banyak karakteristik yang sama seperti polistiren. Polistiren bahan plastik yang dibuat dari minyak bumi dan banyak digunakan dalam produk plastik yang bisa dibuang.

Polimer merupakan unit yang berulang pada senyawa kimia, logika sederhananya adalah seperti helaian kertas pada mainan anak. Walaupun nanti suatu saat polimer sebagai plastik pada mainan anak tersebut akan menggunakan komponen pengganti dari limonin oksida ujur Coates. Baik limonen oksida maupun karbondioksida keduanya tidak dapat membentuk dengan polimer dengan sendirinya, akan tetapi harus dicampur sehingga menjadi produk yang diharapkan.

Berdasarkan observasi Coates, kebanyakan plastik yang digunakan saat ini adalah poliester dalam pakaian serta untuk keperluan kemasan makanan dan elektronik. Bahan dasar ini berasal dari minyak bumi sebagai building blok-nya. Dia mengatakan jika kita dapat menggunakan minyak bumi dan menggantinya dengan bahan yang melimpah serta terbaharukan, hal itu merupakan suatu hal yang perlu untuk di investigasi. Hal yang menarik dari sini adalah berkaitan dengan pekerjaan yang sepenuhnya menggunakan bahan baku terbaharukan walaupun pada akhirnya dapat membuat plastik dengan kualitas yang menarik.

Grup riset Coates sangat tertarik dengan penggunaan karbondioksida sebagai building block pada polimer. Sebenarnya gas yang merupakan produk limbah di udara bebas ini dapat disolasi untuk pembuatan plastk, seperti polilimonin karbonat. Laboratorium Coates terdiri atas 18 orang kimiawan dan sebagian besar darinya menggunakan material yang dapat didaur ulang dan biodegradabel (dapat terurai oleh bakteri tanah) serta murah dan melimpah sebagai building block yang ramah lingkungan. Riset Coates ini didukung oleh Packard Foundation fellowship program, the National Science Foundation, the Cornell Center for Materials Research and the Cornell University Center for Biotechnology.