PENGGOLONGAN GAS BERACUN DAN GAS BERBAHAYA

PENGGOLONGAN GAS BERACUN DAN GAS BERBAHAYA

Terdapat beberapa macam gas pengotor dalam udara tambang bawah tanah yang bisa digolongkan menjadi gas beracun dan gas berbahaya. Gas-gas ini berasal baik dari proses-proses yang terjadi dalam tambang maupun berasal dari batuan ataupun bahan galiannya. Gas-gas yang bersifat gas beracun adalah gas yang bereaksi dengan darah dan dapat menyebabkan kematian. Sedangkan gas berbahaya adalah gas gas pengotor yang menyebabkan bahaya, baik terhadap kehidupan manusia maupun dapat menyebabkan peledakan.

Yang tergolong dalam gas beracun adalah:

a.    Karbondioksida (CO₂)

Gas ini tidak berwarna dan tidak berbau dan tidak mendukung nyala api dan bukan merupakan gas racun. Gas ini lebih berat dari pada udara, karenanya selalu terdapat pada bagian bawah dari suatu jalan udara. Dalam udara normal kandungan CO₂ adalah 0,03%. Dalam tambang bawah tanah sering terkumpul pada bagian bekas-bekas penambangan terutama yang tidak terkena aliran ventilasi, juga pada dasar sumur-sumur tua. Sumber dari CO₂ berasal dari hasil pembakaran, hasil peledakan atau dari lapisan batuan dan dari hasil pernapasan manusia. Pada kandungan CO₂ = 0,5% laju pernapasan manusia mulai meningkat, pada kandungan CO₂ = 3% laju pernapasan menjadi dua kali lipat dari keadaan normal, dan pada kandungan CO₂ = 5% laju pernapasan meningkat tiga kali lipat dan pada CO₂ = 10% manusia hanya dapat bertahan beberapa menit. Kombinasi CO₂ dan udara biasa disebut dengan ‘blackdamp’. 

b.    Karbon Monoksida (CO)

Gas karbon monoksida merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak ada rasa, dapat terbakar dan sangat beracun. Gas ini banyak dihasilkan pada saat terjadi kebakaran pada tambang bawah tanah dan menyebabkan tingkat kematian yang tinggi. Gas ini mempunyai afinitas yang tinggi terhadap haemoglobin darah, sehingga sedikit saja kandungan gas CO  dalam udara akan segera bersenyawa dengan butir-butir  haemoglobin (COHb) yang akan meracuni tubuh lewat darah. Afinitas CO terhadap haemoglobin menurut penelitian (Forbes and Grove, 1954) mempunyai kekuatan 300 kali lebih besar dari pada oksigen dengan haemoglobin. Gas CO dihasilkan dari hasil pembakaran, operasi motor bakar, proses peledakan dan oksidasi lapisan batubara.

Karbon monoksida merupakan gas beracun yang sangat mematikan karena sifatnya yang kumulatif. Misalnya gas CO pada kandungan 0,04% dalam udara apabila terhirup selama satu jam baru memberikan sedikit perasaan tidak enak, namun dalam waktu 2 jam dapat menyebabkan rasa pusing  dan setelah 3 jam akan menyebabkan pingsan/ tidak sadarkan diri dan pada waktu lewat 5 jam dapat menyebabkan kematian. Kandungan CO sering juga dinyatakan dalam ppm (part per milion). Sumber CO yang sering menyebabkan kematian adalah gas buangan dari mobil dan kadang-kadang juga gas pemanas air. Gas CO mempunyai berat jenis 0,9672 sehingga selalu terapung dalam udara.

c.    Hidrogen Sulfida (H₂S)

Gas ini sering disebut juga ‘stinkdamp’ (gas busuk) karena baunya seperti bau telur busuk. Gas ini tidak berwarna, merupkan gas racun  dan dapat meledak, merupakan hasil dekomposisi dari senyawa belerang. Gas ini mempunyai berat jenis yang sedikit lebih berat dari udara. Merupakan gas yang sangat beracun dengan ambang batas (TLV-TWA) sebesar 10 ppm pada waktu selama 8 jam terdedah (exposed) dan untuk waktu singkat (TLV-STEL) adalah 15 ppm. Walaupun gas H₂S mempunyai bau yang sangat jelas, namun kepekaan terhadap bau ini akan dapat rusak akibat reaksi gas H₂S terhadap saraf penciuman. Pada kandungan H₂S = 0,01 % untuk selama waktu 15 menit, maka kepekaan manusia akan bau ini sudah akan hilang.

d.    Sulfur Dioksida (SO₂)

Sulfur dioksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak bisa terbakar. Merupakan gas racun yag terjadi apabila ada senyawa belerang yang terbakar. Lebih berat dari pada udara, dan akan sangat membantu pada mata, hidung dan tenggorokan. Harga ambang batas ditetapkan pada keadaan gas = 2 ppm (TLV-TWA) atau pada waktu terdedah yang singkat (TLV-STEL) = 5 ppm.

e.    Nitrogen Oksida (NO_X)

Gas nitrogen oksida sebenarnya merupakan gas yang ‘inert’, namun pada keadaan tekanan tertentu dapat teroksidasi dan dapat menghasilkan gas yang sangat beracun. Terbentuknya dalam tambang bawah tanah sebagai hasil peledakan dan gas buang dari motor bakar. NO₂ merupakan gas yang lebih sering terdapat dalam tambang dan merupakan gas racun. Harga ambang batas ditetapkan  5 ppm, baik untuk waktu terdedah singkat maupun untuk waktu 8 jam kerja. Oksida nitrogen yang merupakan gas racun ini akan bersenyawa dengan kandungan air dalam udara membentuk asam nitrat, yang dapat merusak paru-paru apabila terhirup oleh manusia.

Yang tergolong dalam gas beracun yaitu:

a.    Metana (CH₄)

Gas metana ini merupakan gas yang selalu berada dalam tambang batubara dan sering merupakan sumber dari suatu peledakan tambang. Campuran gas metana dengan udara disebut ‘Firedamp’. Apabila kandungan metana dalam udara tambang bawah tanah mencapai 1% maka seluruh hubungan mesin listrik harus dimatikan. Gas ini mempunyai berat jenis yang lebih kecil dari pada udara dan karenanya selalu berada pada bagian atas dari jalan  udara. Metana merupakan gas yang tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa. Pada saat proses pembatubaraan terjadi maka gas metana terbentuk bersama-sama dengan gas karbondioksida. Gas metana ini akan tetap berada dalam lapisan batubara selama tidak ada perubahan tekanan padanya.

Terbebasnya gas metana dari suatu lapisan batubara dapat dinyatakan dalam suatu volume per satuan luas lapisan batubara, tetapi dapat juga dinyatakan dalam satuan volume per satuan waktu. Terhadap kandungan gas metana yang masih terperangkap dalam suatu lapisan batubara  dapat dilakukan penyedotan dari gas metana tersebut dengan pompa untuk dimanfaatkan. Proyek ini dikenal dengan nama ‘seam methane drainage’.

b.    Hidrogen (H₂)

Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H₂ di udara bebas. pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol^[12]. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia: 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l) + 572  kJ (286 kJ/mol). Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Kasus meledaknya pesawat Hindenburg adalah salah satu contoh terkenal dari pembakaran hidrogen. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. Dalam kasus kecelakaan Hidenburg, dua pertiga dari penumpang pesawat selamat dan kebanyakan kasus meninggal disebabkan oleh terbakarnya bahan bakar diesel yang bocor. H₂ bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.