Tetraethyl Lead (TEL): Sejarah, Fungsi, dan Dampaknya terhadap Lingkungan

​Tetraethyl lead (TEL) adalah senyawa organologam yang pernah memainkan peran penting dalam industri otomotif dan bahan bakar minyak bumi. Sebagai aditif bensin, TEL digunakan untuk meningkatkan angka oktan dan mencegah ketukan mesin.​

Namun, seiring berjalannya waktu, terungkap bahwa TEL memiliki dampak negatif yang signifikan terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Paparan timbal (Pb) yang terkandung dalam TEL dapat menyebabkan kerusakan sistem saraf, penurunan IQ pada anak-anak, gangguan perkembangan janin, serta masalah ginjal dan kardiovaskular.

Akibat dampak buruk tersebut, penggunaan TEL dalam bensin mulai dilarang secara bertahap. Amerika Serikat mengurangi kadar timbal dalam bensin pada tahun 1973 dan melarang sepenuhnya pada tahun 1996. Uni Eropa melarang bensin bertimbal pada tahun 2000, diikuti oleh banyak negara lainnya.

Saat ini, hampir seluruh dunia telah meninggalkan penggunaan TEL dalam bahan bakar kendaraan bermotor, beralih ke aditif alternatif yang lebih ramah lingkungan dan aman bagi kesehatan.

Artikel ini akan membahas secara mendalam mengenai Tetraethyl lead, termasuk sejarah penggunaannya, fungsi, dampak negatif yang ditimbulkan, serta perkembangan terkini terkait penggunaannya dalam industri bahan bakar.

Apa itu Tetraethyl Lead (TEL)?

Tetraethyl lead (TEL) adalah senyawa organotimbal berbentuk cairan tidak berwarna dengan bau aromatik, yang terdiri dari empat gugus etil (C₂H₅) yang terikat pada atom timbal (Pb). Senyawa ini pertama kali disintesis pada tahun 1854 oleh kimiawan Jerman, Karl Jacob Löwig, namun penggunaannya sebagai aditif bahan bakar baru dikembangkan pada awal abad ke-20 oleh Thomas Midgley Jr. dari General Motors.

Sifat Fisik dan Kimia:
Kelarutan: TEL tidak larut dalam air tetapi larut dengan baik dalam pelarut organik seperti benzena dan etanol. ​

Bahaya dan Dampak Kesehatan: Paparan TEL dapat menyebabkan keracunan akut pada sistem saraf pusat, dengan gejala seperti encephalopathy, ataxia, stupor, dan koma. Pada anak-anak, paparan dapat menimbulkan kejang dan neuropati perifer. Selain itu, timbal dapat mengganggu fungsi ginjal, sistem reproduksi, dan sistem hemopoietik.

Dampak Lingkungan: Penggunaan TEL dalam bahan bakar menyebabkan pencemaran udara, tanah, dan air. Timbal yang terakumulasi dapat menghambat pertumbuhan tanaman dan merusak sistem perakaran. Selain itu, timbal dapat mencemari air melalui limbah industri dan mempengaruhi ekosistem perairan.

Karena dampak negatif tersebut, penggunaan TEL sebagai aditif bahan bakar telah dilarang di banyak negara, termasuk Indonesia, untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan.

Sejarah Singkat TEL

Penemuan tetraethyl lead (TEL) sebagai aditif bahan bakar menandai tonggak penting dalam industri otomotif. Pada tahun 1921, tim peneliti yang dipimpin oleh Thomas Midgley Jr. di General Motors menemukan bahwa menambahkan sejumlah kecil TEL ke bensin secara signifikan mengurangi fenomena “knocking” pada mesin pembakaran internal. ​

Sebagai respons terhadap temuan ini, pada tahun 1923, General Motors bekerja sama dengan Standard Oil of New Jersey mendirikan Ethyl Corporation untuk memproduksi dan memasarkan TEL sebagai aditif bensin. Produk ini dikenal sebagai “ethyl gasoline” atau “bensin bertimbal” dan segera menjadi standar industri di seluruh dunia.

Namun, penggunaan TEL tidak tanpa kontroversi. Pada tahun 1924, terjadi insiden di mana lima pekerja meninggal dan banyak lainnya menderita keracunan parah akibat paparan TEL di fasilitas produksi. Meskipun demikian, produksi dan pemasaran TEL terus berlanjut, dengan keyakinan bahwa manfaatnya lebih besar daripada risiko yang ada. ​

Seiring waktu, dampak negatif TEL terhadap kesehatan manusia dan lingkungan semakin terungkap, yang akhirnya mendorong penghapusan penggunaannya dalam bahan bakar. Namun, pada masanya, TEL memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja mesin dan efisiensi bahan bakar kendaraan bermotor.

Fungsi Utama TEL

​Tetraethyl lead (TEL) adalah senyawa organotimbal yang pernah digunakan secara luas sebagai aditif dalam bahan bakar kendaraan bermotor. Penggunaannya memiliki beberapa fungsi utama:​

1. Agen Anti-Knocking: TEL ditambahkan ke bensin untuk mencegah fenomena “knocking” atau ketukan pada mesin pembakaran internal. Knocking terjadi ketika campuran udara-bahan bakar terbakar sebelum waktunya, yang dapat merusak mesin. TEL bekerja dengan mengubah karakteristik pembakaran bensin, mencegah penyalaan sendiri sebelum percikan busi, sehingga meningkatkan angka oktan bensin.
2. Peningkat Angka Oktan: Penambahan TEL ke bensin dapat meningkatkan angka oktan secara signifikan. Hanya dengan menambahkan 1 gram TEL per galon bensin, nilai oktan dapat meningkat hingga 10-15 poin. Hal ini memungkinkan produsen bensin mencapai angka oktan tinggi tanpa proses penyulingan yang mahal atau menambahkan komponen hidrokarbon bernilai oktan tinggi dalam jumlah besar.
3. Pelindung Katup Mesin: TEL juga berfungsi sebagai pelumas untuk katup mesin. Residu timbal yang terbentuk selama pembakaran membentuk lapisan pada permukaan katup dan dudukannya, mencegah keausan dan memperpanjang umur komponen mesin. ​
4. Meningkatkan Efisiensi Bahan Bakar: Dengan angka oktan yang lebih tinggi, bahan bakar dapat terbakar lebih merata dan efisien, menghasilkan tenaga yang lebih besar dengan konsumsi bahan bakar yang lebih sedikit.

Namun, seiring berjalannya waktu, terungkap bahwa penggunaan TEL memiliki dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Paparan timbal dapat menyebabkan keracunan, mempengaruhi sistem saraf pusat, dan menurunkan IQ, terutama pada anak-anak. Selain itu, residu timbal dari pembakaran bensin bertimbal mencemari udara dan tanah, menimbulkan risiko kesehatan jangka panjang. Akibatnya, penggunaan TEL dalam bahan bakar mulai dilarang secara bertahap, dengan banyak negara menghapuskan penggunaannya pada akhir abad ke-20. ​

Saat ini, hampir seluruh dunia telah meninggalkan penggunaan TEL dalam bahan bakar kendaraan bermotor, beralih ke aditif alternatif yang lebih ramah lingkungan dan aman bagi kesehatan. Penghapusan TEL telah memberikan manfaat kesehatan dan lingkungan yang signifikan, termasuk penurunan tingkat kejahatan dan peningkatan IQ di populasi yang terpapar.

Penerapan TEL dalam Berbagai Bidang

​Tetraethyl lead (TEL), yang sebelumnya telah dibahas mengenai dampak negatifnya terhadap kesehatan dan lingkungan, juga memiliki sejarah panjang dalam berbagai sektor industri. Berikut adalah beberapa penerapan utama TEL sebelum akhirnya ditinggalkan:​

1. Industri Otomotif: TEL digunakan sebagai aditif bensin untuk meningkatkan angka oktan dan mencegah ketukan mesin. Penggunaannya memungkinkan pengembangan mesin dengan rasio kompresi lebih tinggi, yang menghasilkan tenaga lebih besar dan efisiensi bahan bakar yang lebih baik.
2. Industri Penerbangan: Dalam penerbangan, TEL masih digunakan dalam avgas (aviation gasoline) untuk pesawat berpiston kecil. Avgas grade 100LL (low lead) mengandung TEL, yang digunakan untuk mencegah kerusakan mesin pada pengaturan daya yang lebih tinggi.
3. Bahan Bakar Balap: Sebelum pelarangannya, TEL banyak digunakan dalam bahan bakar untuk mobil balap. Konsentrasi tinggi TEL memungkinkan penggunaan rasio kompresi ekstrem yang menghasilkan tenaga lebih besar. Namun, saat ini sebagian besar seri balap mobil telah beralih ke bahan bakar bebas timbal.
4. Aplikasi Militer: TEL juga memiliki aplikasi dalam bidang militer, terutama untuk kendaraan dan peralatan yang memerlukan performa tinggi. Beberapa peralatan militer lama masih dirancang untuk menggunakan bahan bakar bertimbal.

Meskipun TEL memberikan manfaat dalam meningkatkan kinerja mesin dan efisiensi bahan bakar, penggunaannya telah dihentikan secara luas karena dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Saat ini, alternatif bebas timbal telah dikembangkan untuk menggantikan TEL dalam berbagai aplikasi tersebut.

Dampak Lingkungan dan Kesehatan Akibat TEL

Tetraethyl lead (TEL), meskipun menawarkan keuntungan teknis dalam meningkatkan kinerja mesin kendaraan bermotor, telah terbukti menimbulkan dampak serius terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.​

Dampak Kesehatan:

• Kerusakan Sistem Saraf: Paparan timbal dapat menyebabkan kerusakan pada sistem saraf pusat dan perifer, termasuk gejala seperti kejang, neuropati, dan penurunan fungsi kognitif. ​
• Gangguan Perkembangan pada Anak: Anak-anak yang terpapar timbal berisiko mengalami penurunan IQ, gangguan perhatian, dan perilaku antisosial.
• Masalah Ginjal dan Kardiovaskular: Paparan kronis terhadap timbal dapat menyebabkan kerusakan ginjal, hipertensi, dan gangguan pada sistem kardiovaskular. ​
• Gangguan Reproduksi: Timbal dapat mempengaruhi sistem reproduksi, termasuk penurunan jumlah sperma pada pria. ​

Dampak Lingkungan:

• Pencemaran Udara dan Tanah: Pembakaran bensin yang mengandung TEL melepaskan partikulat timbal ke udara, yang kemudian dapat mencemari tanah dan air, serta memasuki rantai makanan.
• Efek pada Ekosistem: Timbal yang terakumulasi dapat merusak ekosistem, mempengaruhi pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan, serta mengganggu sistem saraf pada hewan.

Karena dampak negatif tersebut, penggunaan TEL dalam bensin telah dilarang di banyak negara, termasuk Indonesia, dan digantikan dengan aditif yang lebih ramah lingkungan.

Pelarangan Global dan Alternatif

Seiring dengan meningkatnya kesadaran akan dampak negatif Tetraethyl Lead (TEL) terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, banyak negara telah beralih ke aditif alternatif untuk meningkatkan angka oktan bensin. Beberapa pengganti utama TEL meliputi:​

1. MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether): MTBE ditambahkan ke bensin untuk meningkatkan angka oktan tanpa menambah timbal. Namun, penggunaannya menimbulkan masalah lingkungan karena dapat mencemari air tanah dan bersifat karsinogenik
2. ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether): ETBE adalah alternatif lain yang digunakan untuk meningkatkan angka oktan. Dibandingkan dengan MTBE, ETBE memiliki sifat yang lebih ramah lingkungan, namun ketersediaannya terbatas.​
3. MMT (Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl): MMT adalah aditif berbasis logam yang digunakan untuk meningkatkan angka oktan. Meskipun efektif, penggunaannya dapat menghasilkan emisi mangan yang berpotensi berbahaya.
4. Alkohol (Ethanol dan Methanol): Penambahan alkohol seperti etanol dan metanol ke bensin dapat meningkatkan angka oktan dan mengurangi emisi karbon monoksida. Namun, penggunaan alkohol memerlukan modifikasi pada mesin dan infrastruktur distribusi bahan bakar.​
5. Peningkatan Proses Penyulingan: Perbaikan dalam proses penyulingan bensin dapat menghasilkan bahan bakar dengan angka oktan tinggi tanpa perlu aditif tambahan. Meskipun demikian, metode ini mungkin lebih mahal dan memerlukan teknologi canggih.​

Pemilihan aditif pengganti TEL harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti dampak lingkungan, kesehatan masyarakat, biaya produksi, dan kompatibilitas dengan teknologi mesin yang ada. Beberapa alternatif, seperti MTBE, memiliki kelebihan dalam meningkatkan angka oktan tetapi menimbulkan masalah lingkungan, sedangkan yang lain mungkin kurang efektif atau lebih mahal. Oleh karena itu, penelitian dan pengembangan terus dilakukan untuk menemukan solusi terbaik dalam memenuhi standar kualitas bahan bakar dan perlindungan lingkungan.