1.
Proses Pembentukan Minyak Bumi
Ada
tiga faktor utama dalam pembentukan minyak dan/atau gas bumi, yaitu :
Pertama,
ada “bebatuan asal” (source rock) yang secara geologis memungkinkan terjadinya
pembentukan minyak dan gas bumi.
Kedua,
adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatuan asal menuju ke “bebatuan
reservoir” (reservoir rock), umumnya sandstone atau limestone yang berpori-pori
(porous) dan ukurannya cukup untuk menampung hidrokarbon tersebut.
Ketiga,
adanya jebakan (entrapment) geologis. Struktur geologis kulit bumi yang tidak
teratur bentuknya, akibat pergerakan dari bumi sendiri (misalnya gempa bumi dan
erupsi gunung api) dan erosi oleh air dan angin secara terus menerus, dapat
menciptakan suatu “ruangan” bawah tanah yang menjadi jebakan hidrokarbon. Kalau
jebakan ini dilingkupi oleh lapisan yang impermeable, maka hidrokarbon tadi
akan diam di tempat dan tidak bisa bergerak kemana-mana lagi.
Temperatur
bawah tanah, yang semakin dalam semakin tinggi, merupakan faktor penting
lainnya dalam pembentukan hidrokarbon. Hidrokarbon jarang terbentuk pada
temperatur kurang dari 65 oC dan umumnya terurai pada suhu di atas 260 oC.
Hidrokarbon kebanyakan ditemukan pada suhu moderat, dari 107 ke 177o C.
Apa
saja komponen-komponen pembentuk minyak bumi ?
Minyak
bumi merupakan campuran rumit dari ratusan rantai hidrokarbon, yang umumnya
tersusun atas 85% karbon (C) dan 15% hidrogen (H). Selain itu, juga terdapat
bahan organik dalam jumlah kecil dan mengandung oksigen (O), sulfur (S) atau
nitrogen (N).
Apakah
ada perbedaan dari jenis-jenis minyak bumi ?
Ya,
ada 4 macam yang digolongkan menurut umur dan letak kedalamannya, yaitu:
young-shallow, old-shallow, young-deep dan old-deep. Minyak bumi young-shallow
biasanya bersifat masam (sour), mengandung banyak bahan aromatik, sangat kental
dan kandungan sulfurnya tinggi. Minyak old-shallow biasanya kurang kental,
titik didih yang lebih rendah, dan rantai paraffin yang lebih pendek. Old-deep
membutuhkan waktu yang paling lama untuk pemrosesan, titik didihnya paling rendah
dan juga viskositasnya paling encer. Sulfur yang terkandung dapat teruraikan
menjadi H2S yang dapat lepas, sehingga old-deep adalah minyak mentah yang
dikatakan paling “sweet”. Minyak semacam inilah yang paling diinginkan karena
dapat menghasilkan bensin (gasoline) yang paling banyak.
Berapa
lama waktu yang dibutuhkan untuk membentuk minyak bumi ?
Sekitar
30-juta tahun di pertengahan jaman Cretaceous, pada akhir jaman dinosaurus,
lebih dari 50% dari cadangan minyak dunia yang sudah diketahui terbentuk.
Cadangan lainnya bahkan diperkirakan lebih tua lagi. Dari sebuah fosil yang
diketemukan bersamaan dengan minyak bumi dari jaman Cambrian, diperkirakan
umurnya sekitar 544 sampai 505-juta tahun yang lalu.
Para
geologis umumnya sependapat bahwa minyak bumi terbentuk selama jutaan tahun
dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran sangat kecil yang hidup di lautan
purba. Begitu organisme laut ini mati, badannya terkubur di dasar lautan lalu
tertimbun pasir dan lumpur, membentuk lapisan yang kaya zat organik yang
akhirnya akan menjadi batuan endapan (sedimentary rock). Proses ini berulang
terus, satu lapisan menutup lapisan sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun
berikutnya, lautan di bumi ada yang menyusut atau berpindah tempat.
Deposit
yang membentuk batuan endapan umumnya tidak cukup mengandung oksigen untuk
mendekomposisi material organik tadi secara komplit. Bakteri mengurai zat ini,
molekul demi molekul, menjadi material yang kaya hidrogen dan karbon. Tekanan
dan temperatur yang semakin tinggi dari lapisan bebatuan di atasnya kemudian
mendistilasi sisa-sisa bahan organik, lalu pelan-pelan mengubahnya menjadi
minyak bumi dan gas alam. Bebatuan yang mengandung minyak bumi tertua diketahui
berumur lebih dari 600-juta tahun. Yang paling muda berumur sekitar 1-juta
tahun. Secara umum bebatuan dimana diketemukan minyak berumur antara 10-juta
dan 270-juta tahun.
Proses Pembentukan
Minyak Bumi
Minyak bumi terbentuk dari penguraian
senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di
dasar laut atau di darat. Sisa-sisa tumbuhan dan hewan tersebut tertimbun oleh
endapan pasir, lumpur, dan zat-zat lain selama jutaan tahun dan mendapat
tekanan serta panas bumi secara alami. Bersamaan dengan proses tersebut,
bakteri pengurai merombak senyawa-senyawa kompleks dalam jasad organik menjadi
senyawa-senyawa hidrokarbon. Proses penguraian ini berlangsung sangat lamban
sehingga untuk membentuk minyak bumi dibutuhkan waktu yang sangat lama. Itulah
sebabnya minyak bumi termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui,
sehingga dibutuhkan kebijaksanaan dalam eksplorasi dan pemakaiannya.
Hasil peruraian yang berbentuk cair akan
menjadi minyak bumi dan yang berwujud gas menjadi gas alam. Untuk mendapatkan
minyak bumi ini dapat dilakukan dengan pengeboran. Beberapa bagian jasad renik
mengandung minyak dan lilin. Minyak dan lilin ini dapat bertahan lama di dalam
perut bumi. Bagian-bagian tersebut akan membentuk bintik-bintik, warnanya pun
berubah menjadi cokelat tua. Bintink-bintik itu akan tersimpan di dalam lumpur
dan mengeras karena terkena tekanan bumi. Lumpur tersebut berubah menjadi batuan
dan terkubur semakin dalam di dalam perut bumi. Tekanan dan panas bumi secara
alami akan mengenai batuan lumpur sehingga mengakibatkan batuan lumpur menjadi
panas dan bintin-bintik di dalam batuan mulai mengeluarkan minyak kental yang
pekat. Semakin dalam batuan terkabur di perut bumi, minyak yang dihasilkan akan
semakin banyak. Pada saat batuan lumpur mendidih, minyak yang dikeluarkan
berupa minyak cair yang bersifat encer, dan saat suhunya sangat tinggi akan
dihasilkan gas alam. Gas alam ini sebagian besar berupa metana.
Sementara itu, saat lempeng kulit bumi
bergerak, minyak yang terbentuk di berbagai tempat akan bergerak. Minyak bumi
yang terbentuk akan terkumpul dalam pori-pori batu pasir atau batu kapur. Oleh
karena adanya gaya kapiler dan tekanan di perut bumi lebih besar dibandingkan
dengan tekanan di permukaan bumi, minyak bumi akan bergerak ke atas. Apabila
gerak ke atas minyak bumi ini terhalang oleh batuan yang kedap cairan atau
batuan tidak berpori, minyak akan terperangkap dalam batuan tersebut. Oleh
karena itu, minyak bumi juga disebut petroleum.
Petroleum berasal dari bahasa Latin, petrus artinya batu dan oleum yang artinya minyak.
Daerah di dalam lapisan tanah yang kedap air
tempat terkumpulnya minyak bumi disebut cekungan atau antiklinal. Lapisan
paling bawah dari cekungan ini berupa air tawar atau air asin, sedangkan
lapisan di atasnya berupa minyak bumi bercampur gas alam. Gas alam berada di
lapisan atas minyak bumi karena massa jenisnya lebih ringan daripada massa
jenis minyak bumi. Apabila akumulasi minyak bumi di suatu cekungan cukup banyak
dan secara komersial menguntungkan, minyak bumi tersebut diambil dengan cara
pengeboran. Minyak bumi diambil dari sumur minyak yang ada di
pertambangan-pertambangan minyak. Lokasi-lokasi sumur-sumur minyak diperoleh
setelah melalui proses studi geologi analisis sedimen karakter dan struktur
sumber.
Berikut adalah langkah-langkah proses
pembentukan minyak bumi beserta gamar ilustrasi:
3. Batuan induk akan terkubur di bawah
batuan-batuan lainnya yang berlangsung selama jutaan tahun. Proses pengendapan
ini berlangsung terus menerus. Salah satu batuan yang menimbun batuan induk
adalah batuan reservoir atau batuan sarang. Batuan sarang
adalah batu pasir, batu gamping, atau batuan vulkanik yang tertimbun dan
terdapat ruang berpori-pori di dalamnya. Jika daerah ini terus tenggelam dan
terus ditumpuki oleh batuan-batuan lain di atasnya, maka batuan yang mengandung
karbon ini akan terpanaskan. Semakin kedalam atau masuk amblas ke bumi, maka
suhunya akan bertambah. Minyak terbentuk pada suhu antara 50 sampai 180 derajat
Celsius. Tetapi puncak atau kematangan terbagus akan tercapai bila suhunya
mencapat 100 derajat Celsius. Ketika suhu terus bertambah karena cekungan itu
semakin turun dalam yang juga diikuti penambahan batuan penimbun, maka suhu
tinggi ini akan memasak karbon yang ada menjadi gas.
Dampak dari Penggunaan Minyak Bumi di Lingkungan
Di balik manfaatnya untuk membuat
kehidupan manusia menjadi lebih baik dan mudah, minyak bumi ternyata menyimpan
dampak yang merugikan lingkungan. Dampak tersebut ditimbulkan oleh penggunaan
minyak bumi sebagai bahan bakar. Ada dua jenis pembakaran minyak bumi, yakni
pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna. Pada pembakaran sempurna,
hidrokarbon akan bereaksi dengan oksigen membentuk gas karbon dioksida dan air.
Jika dalam bahan bakar tersebut mengandung nitrogen, sulfur, atau besi,
pembakaran sempurna akan menghasilkan nitrogen dioksida, sulfur dioksida, dan besi(III)
oksida. Adapun pada pembakaran tidak sempurna, hidrokarbon yang bereaksi dengan
oksigen menghasilkan gas karbon dioksida, gas karbon monoksida, air, dan
beberapa senyawa lain seperti nitrogen oksida.
Gas-gas seperti karbon dioksida,
karbon monoksida, nitrogen dioksida, sulfur dioksida, dan besi(III) oksida
mencemari lingkungan. Selain akibat pembakaran sempurna ataupun tidak sempurna,
pencemaran lingkungan akibat penggunaan bahan bakar disebabkan juga oleh
penambahan zat aditif (tetra ethyl lead/TEL) pada bensin untuk meningkatkan
bilangan oktan. [2]
a. Penggunaan TEL pada bensin
TEL mengandung logam berat timbal
(Pb) yang terbakar dan akan keluar bersama asap kendaraan bermotor melalui
knalpot. Hal ini menyebabkan pencemaran udara. Senyawa timbal merupakan racun
dengan ambang batas kecil, artinya pada konsentrasi kecil pun dapat berakibat
fatal. Gejala yang diakibatkannya, antara lain: tidak aktifnya pertumbuhan
beberapa enzim dalam tubuh, berat badan anak-anak berkurang, perkembangan
sistem syaraf lambat, selera makan hilang, cepat lelah, dan iritasi saluran
pernapasan.
1. Karbon Monoksida (CO)
Gas karbon monoksida adalah gas
yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak merangsang. Hal ini
menyebabkan keberadaannya sulit dideteksi. Padahal gas ini sangat berbahaya
bagi kesehatan karena pada kadar rendah dapat menimbulkan sesak napas dan
pucat. Pada kadar yang lebih tinggi dapat menyebabkan pingsan dan pada kadar
lebih dari 1.000 ppm dapat menimbulkan kematian. Gas CO ini berbahaya karena
dapat membentuk senyawa dengan hemoglobin membentuk HbCO, dan ini merupakan
racun bagi darah. Oleh karena yang diedarkan ke seluruh tubuh termasuk ke otak
bukannya HbO, tetapi justru HbCO.
Keberadaan HbCO ini disebabkan
karena persenyawaan HbCO memang lebih kuat ikatannya dibandingkan dengan HbO.
Hal ini disebabkan karena afinitas HbCO lebih kuat 250 kali dibandingkan dengan
HbO. Akibatnya Hb sulit melepas CO, sehingga tubuh bahkan otak akan mengalami
kekurangan oksigen. Kekurangan oksigen dalam darah inilah yang akan menyebabkan
terjadinya sesak napas, pingsan, atau bahkan kematian. Sumber keberadaan gas CO
ini adalah pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar minyak bumi. Salah
satunya adalah pembakaran bensin, di mana pada pembakaran yang terjadi di mesin
motor, dapat menghasilkan pembakaran tidak sempurna dengan reaksi sebagai
berikut.
2 C8H18(g) +
17 O2(g) → 16 CO(g) + 18 H2O(g)
Sumber lain yang menyebabkan
terjadinya gas CO, selain pembakaran tidak sempurna bensin adalah pembakaran
tidak sempurna yang terjadi pada proses industri, pembakaran sampah, pembakaran
hutan, kapal terbang, dan lain-lain. Namun demikian, penyebab utama banyaknya
gas CO di udara adalah pembakaran tidak sempurna dari bensin, yang mencapai
59%. Sekarang ini para ahli mencoba mengembangkan alat yang berfungsi untuk
mengurangi banyaknya gas CO, dengan merancang alat yang disebut catalytic
converter, yang berfungsi mengubah gas pencemar udara seperti CO dan NO menjadi
gas-gas yang tidak berbahaya,
2. Karbondioksida (CO2)
Sebagaimana gas CO, maka gas karbon
dioksida juga mempunyai sifat tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak
merangsang. Gas CO2 merupakan hasil pembakaran sempurna
bahan bakar minyak bumi maupun batu bara. Dengan semakin banyaknya jumlah
kendaraan bermotor dan semakin banyaknya jumlah pabrik, berarti meningkat pula
jumlah atau kadar CO2 di udara kita.
Keberadaan CO2 yang
berlebihan di udara memang tidak berakibat langsung pada manusia, sebagaimana
gas CO. Akan tetapi berlebihnya kandungan CO2menyebabkan sinar
inframerah dari matahari diserap oleh bumi dan benda-benda di sekitarnya.
Kelebihan sinar inframerah ini tidak dapat kembali ke atmosfer karena terhalang
oleh lapisan CO2 yang ada di atmosfer. Akibatnya suhu di
bumi menjadi semakin panas. Hal ini menyebabkan suhu di bumi, baik siang maupun
malam hari tidak menunjukkan perbedaan yang berarti atau bahkan dapat dikatakan
sama. Akibat yang ditimbulkan oleh berlebihnya kadar CO2 di
udara ini dikenal sebagai efek rumah kaca atau green house effect.
Untuk mengurangi jumlah CO2 di
udara maka perlu dilakukan upaya-upaya, yaitu dengan penghijauan, menanam
pohon, memperbanyak taman kota, serta pengelolaan hutan dengan baik.
3.
Oksida Belerang (SO2 dan SO3)
Gas belerang dioksida (SO2)
mempunyai sifat tidak berwarna, tetapi berbau sangat menyengat dan dapat
menyesakkan napas meskipun dalam kadar rendah. Gas ini dihasilkan dari oksidasi
atau pembakaran belerang yang terlarut dalam bahan bakar miyak bumi serta dari
pembakaran belerang yang terkandung dalam bijih logam yang diproses pada
industri pertambangan. Penyebab terbesar berlebihnya kadar oksida belerang di
udara adalah pada pembakaran batu bara. Akibat
yang ditimbulkan oleh berlebihnya oksida belerang memang
Hujan yang banyak mengandung asam
sulfat ini menyebabkan korosif terhadap logam dan berbahaya bagi kesehatan. Di
samping menyebabkan hujan asam, oksida belerang baik SO2 maupun SO3 yang
terserap ke dalam alat pernapasan masuk ke paru-paru juga akan membentuk asam
sulfit dan asam sulfat yang sangat berbahaya bagi kesehatan pernapasan,
khususnya paru-paru.
4.
Oksida Nitrogen (NO dan NO2)
Gas nitrogen monoksida memiliki
sifat tidak berwarna, yang pada konsentrasi tinggi juga dapat menimbulkan
keracunan. Di samping itu, gas oksida nitrogen juga dapat menjadi penyebab hujan
asam. Keberadaan gas nitrogen monoksida di udara disebabkan karena gas nitrogen
ikut terbakar bersama dengan oksigen, yang terjadi pada suhu tinggi. Gas NO2 merupakan
gas beracun, berwarna merah cokelat, dan berbau seperti asam nitrat yang sangat
menyengat dan merangsang.
Sebagai pencegahan maka di pabrik
atau motor, bagian pembuangan asap ditambahkan katalis logam nikel yang
berfungsi sebagai konverter.
Prinsip kerjanya adalah mengubah
gas buang yang mencemari menjadi gas yang tidak berbahaya bagi lingkungan
maupun kesehatan manusia. Proses pengubahan tersebut dapat dilihat pada reaksi
berikut.
0 komentar:
Posting Komentar