Upload
fajar-indrawan
View
141
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
pencemaran udara
Citation preview
Mata Kuliah : Pencemaran Udara SKS : 2 Semester : V Program Studi : Teknik Lingkungan
Disusun Oleh : Haryono S Huboyo M.Arief Budihardjo
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG 2008
A.TINJAUAN MATA KULIAH 1.Deskripsi Singkat Mata Kuliah Pencemaran Udara merupakan mata kuliah wajib bagi mahasiswa
program strata 1 (S-1) semester IV Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro. Mata Kuliah ini berkaitan dengan mata kuliah sebelumnya
yaitu Satuan Operasi, Mekanika Fluida dan Termodinamika. Mata kuliah ini
menjadi pengantar untuk memahami mata kuliah manajemen rekayasa
lingkungan, pemantauan dan analisis kualitas udara dan pencemaran udara dalam
ruang. Didalamnya dibahas tentang konsep dari pencemaran udara, sumber-
sumber pencemar, perilaku udara, efek dari zat pencemar terhadap lingkungan,
pengaruh, meteorology terhadap penyebaran polutan, model penyebaran dan
transport polutan, cara pengambilan sampel kualitas udara, monitoring kualitas
udara, teknik kontrol pencemaran udara dan alat-alat yang digunakan untuk
mengontrol pencemaran udara.
2. Relevansi ( Kegunaan) Dalam merancang pengelolaan kualitas lingkungan, pengelolaan kualitas udara
termasuk dalam parameter penting yang harus ditinjau. Berbagai aktivitas manusia
baik di dunia industri, perdagangan maupun domestik banyak yang mengemisikan
polutan udara. Untuk itu perlu dikaji oleh mahasiswa tentang besaran pencemaran
udara yang ditimbulkan. Identifikasi pencemar merupakan langkah awal dalam
pengelolaan kualitas udara ini. Tentunya pemahaman tentang klasifikasi
pencemar, transport dan transformasi pencemar menjadi pengetahuan yang wajib
dimiliki pada awal perkuliahan.
Di dunia nyata, faktor meteorologis biasanya sudah tersedia oleh BMG, sehingga
dengan pemahaman tentang faktor ini akan mempermudah tentang analisis
kualitas udara. Monitoring sampel udara dan pemodelan pencemaran udara perlu
dikuasai untuk memahami analisis distribusi pencemaran sebagaimana dalam
perkiraan dampak terhadap kesehatan (mata kuliah Ekotoksikologi dan
Pencemaran). Langkah-langkah pengendalian (basah-kering) menjadi keahlian
yang wajib dimiliki untuk melakukan analisis terhadap pemenuhan baku mutu dan
dampak kesehatan.
3.1 Standar Kompetensi Mata kuliah ini mendukung pencapaian kompetensi dalam sikap dan perilaku
berkarya dalam struktur kurikulum Jurusan Teknik Lingkungan FT Undip.
Diharapkan mahasiswa yang telah menempuh kuliah ini akan mampu berpikir
kritis, mandiri, kreatif, inovatif dan tanggap terhadap lingkungan.
3.2 Kompetensi Dasar (Tujuan Instruksional Umum) Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menggambarkan
fenomena pencemaran udara, menjelaskan aspek dasar meteorologi dalam
fenomena pencemaran udara menggambarkan isu monitoring pencemaran udara
menginventarisasi berbagai metode pengendalian pencemaran udara.
3.3 Indikator Indikator keberhasilan mahasiswa dalam setiap pertemuan/bahasan adalah akan
dapat :
isu pencemaran udara terkini serta manfaat dan relevansi pencemaran udara di bidang teknik lingkungan.
menerangkan jenis-jenis pencemar partikel serta perilaku zat pencemar gas dan partikel di atmosfer
dampak keberadaan zat pencemar di udara terhadap cuaca, ekologi berbagai standar peraturan pencemaran udara (regional, nasional dan
internasional)
analisis sumber pencemar udara serta levelnya, inventory emisi dan kontribusi
meteorologi udara di troposfer, microscale, mesoscale, macroscale pencemaran udara
pengertian transport, dispersi, transformasi, model dispersi
kedudukan monitoring dalam manajemen kualitas udara (skala mikro, meso dan makro)
kedudukan pengendalian dalam manajemen kualitas udara serta distribusi polutan dan gas pembawa
metode pengendalian kering (settler, cyclone, EP, fabric filter) metode pengendalian basah (wet scrubber) metode pengendalian lain (absorpsi, adsorpsi, insinerasi)
B.POKOK BAHASAN I KARAKTERISTIK ATMOSFER DAN FENOMENA PENCEMARAN UDARA
I.1 SUB POKOK BAHASAN KARAKTERISTIK ATMOSFER DAN PERANANNYA
1.1 Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi Singkat
Menjelaskan tentang komposisi bumi secara garis besar dan detail deskripsi
atmosfer yang meliputi komposisi, struktur vertikal serta manfaatnya.
1.1.2. Relevansi
Di dalam menganalisis perilaku pencemar dari permukaan bumi hingga ke receptor
serta model di atmosfer dibutuhkan pengetahuan tentang prinsip dasar atmosfer
ini. Untuk pengendalian pencemaran dan penilaian dampak kesehatan terhadap
fungsi ekologi terutama manusia, manfaat atmosfer bisa menjadi bahan
pertimbangan kebijakan pengendalian yang disusun. Sub pokok bahasan ini
merupakan dasar bagi semua mata kuliah yang berhubungan dengan pencemaran
udara di tingkat lanjut.
1.1.3.1 Standar Kompetensi
Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang atmosfer dan
manfaatnya ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar kompetensi
dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis, mandiri, kreatif, inovatif dan
tanggap terhadap lingkungan) melalui diskusi tugas fenomena atmosfer,
presentasi studi manfaat atmosfer dan tugas mandiri tentang inventarisasi
kebijakan dunia demi konservasi atmosfer.
1.1.3.2. Kompetensi Dasar
Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menggambarkan
fenomena atmosfer dan menjelaskan manfaat keberadaan atmosfer bagi
kehidupan di dunia.
1.2. Penyajian 1.2.1. Uraian
Komposisi Lapisan Bumi Bumi dapat dianggap terdiri dari lima bagian: yang pertama, atmosfer, berupa gas;
yang kedua, hidrosfir, berupa cairan; yang ketiga, keempat, dan kelima, litosfir,
mantel dan inti, sebagian besar berupa bahan padat. Walaupun komponen-
komponen ini dihubungkan dengan secara terpisah dalam sesi ini, mereka masing-
masing membentuk sebuah komponen dari sebuah sistem interaktif.
Atmosfer adalah lapisan luar yang mengelilingi badan planet yang padat. Meskipun
atmosfer memiliki ketebalan lebih dari 1100 km sekitar setengah dari massanya
dikonsentrasikan dalam kerendahan 5,6 km. Litosfir, utamanya terdiri dari kerak
bumi yang dingin, keras dan berbatu, membentang hingga kedalaman sekitar 100
km. Hidrosfir adalah lapisan air yang dalam permukaan Bumi. Mantel dan inti
merupakan bagian dalam bumi yang berat, yang membentuk sebagian besar
massa Bumi.
Bumi adalah planet ketiga dari Matahari dari mana bumi menerima hampir semua
tenaganya. Dikarenakan oleh atmosfernya, bumi merupakan satu-satunya planet
yang diketahui mempunyai kehidupan, walaupun sebagian dari planet-planet
lainnya memiliki atmosfer dan mengandung air.
Kondisi iklim ambien di bumi merupakan hasil dari sejumlah gerakan menuju ruang
angkasa. Bumi beserta satelitnya, bulan, juga bergerak bersama-sama dalam
sebuah orbit berbentuk ellips mengelilingi matahari. Bumi berputar pada porosnya
dari barat ke timur satu kali setiap kira-kira 23 jam 56 menit.
Selain dari gerakan-gerakan primer ini, ada komponen-komponen total gerakan
bumi yang lainnya. Mereka meliputi :
Perubahan waktu siang dan malam (dari timur ke barat); dan Perputaran poros bumi, sebuah variasi periodik dalam iklinasi poros bumi yang disebabkan oleh tarikan gravitasi matahari dan bulan.
Karena kemiringan poros bumi yang menuju ke orbitnya sebesar 23o, maka
tampaknya ini yang menyebabkan matahari bergerak antara 23o lintang utara
dan 23 o lintang selatan. Ini cenderung mengakibatkan pengalaman-pengalaman
musim di berbagai tempat di atas permukaan bumi.
Litosfir Di atas litosfir terletak atmosfer dan hidrosfir, atau air laut. Di bawahnya terletak
Atmosfer, lapisan bergerak yang secara realtif sempit dan padat, dalam mantel
atas.
Ahli Geologi membedakan sekitar 12 lempengan litosfir besar dan sejumlah besar
lempengan atmosfer kecil. Gerakan antara lempenganlempengan terjadi
disepanjang zona yang relatif sempit di mana kekuatan tektonik lempengan berada
dalam kondisi paling aktif. Adalah zona ini, disepanjang mana diketemukan
mayoritas sangat besar kegiatan volkanik dan seismik di bumi.
Sementara itu litosfir termasuk tanah dan segala kandungannya, mineral-mineral
yang digunakan oleh manusia dan ciri-ciri kegiatan gunung berapi di kawasan
rawan, atmosfer yang mendasarinya dipercayai terdiri dari bahan setengah lebur
dan panas yang dapat melunak dan mengalir setelah diarahkan ke suhu dan
tekanan tinggi selama masa geologis.
Hidrosfir Hidrosfir terdiri utamanya dari lautan, tetapi termasuk seluruh permukaan air di
dunia, meliputi lautan pedalaman danau, sungai, dan air bawah tanah. Uap air
dalam jumlah besar juga pernah ada di dalam atmosfer.
Atmosfer Atmosfer merupakan campuran gas yang melingkungi setiap benda yang
berhubungan dengan angkasa (seperti Bumi) yang memiliki medan gravitasi
kekuatan cukup untuk mencegah agar gas tidak lolos. Atmosfer adalah lapisan gas
yang menyebar dari permukaan lahan ke puncak atmosfer.
Banyak wilayah beriklim sedang yang mengalami 4 musim iklim berbeda, yang
ditentukan oleh posisi bumi dalam orbitnya mengelilingi Matahari. Keempat musim
tersebut, yaitu musim dingin, semi, panas, dan musim gugur digambarkan melalui
perbedaan-perbedaan dalam suhu rata-rata dan panjangnya siang hari.
Penyebaran polutan dalam atmosfer bervariasi tergantung pada musim di
sebagian besar daerah.
Musim-musim terjadi karena poros bumi yang miring sehubungan dengan bidang
orbitnya mengelilingi matahari. Oleh karena itu Kutub Utara dan Kutub Selatan
masing-masing contong ke arah matahari mengalami siang lebih lama, lebih
banyak sinar matahari dan dianggap sedang mengalami musim panas. Belahan
bumi yang miring menjauhi matahari mengalami suhu rendah, siang yang lebih
pendek dan sedang mengalami musim dingin. Oleh karena itu musim panas
dibelahan bumi utara sama dengan musim dingin di belahan bumi selatan.
Perubahan-perubahan suhu dan panjangnya siang hari yang menyertai perubahan
musim adalah sangat berlainan di garis lintang yang berbeda. Di kutub, musim
panas adalah siang yang panjang dan musim dingin adalah malam yang panjang.
Sebaliknya, didekat khatulistiwa, siang dan malam masing-masing tetap sekitar 12
jam lamanya di sepanjang tahun. Perubahan lebih jauh dalam hasil pemanasan
adalah karena tebalnya atmosfer melalui mana sinar matahari harus lewat
sehubungan dengan sudut insidennya.
Komposisi Atmosfer Unsur-unsur pokok atmosfer bumi adalah nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Gas-
gas atmosfer dalam sisanya yang 1% adalah argon(0,9%), karbondioksida
(0,03%), uap air dalam jumlah yang bervariasi, serta sejumlah sangat kecil dari
hidrogen, ozon, metan, karbonmonoksida, helium, neon, kripton, dan xenon.
Unsur-unsur pokok ini lebih lanjut ditunjukkan dalam tabel 1.1 dan 1.2 di bawah.
Struktur vertikal atmosfer Studi mengenal sampel udara menunjukkan bahwa hingga ketinggian 90 km di
atas permukaan laut, komposisi atmosfer sebenarnya sama seperti permukaan
tanah. Homogenitas relatif ini dipertahankan oleh gerakan terus-menerus yang
dihasilkan oleh arus atmosfer yang mencegah kecenderungan gas-gas berat
mengendap di bawah gas-gas ringan.
Tabel 1.1 Gas-Gas Permanen Yang Menyatukan Atmosfer
Gas Permanen Berat Molekuler % Dari Volume Nitrogen (N2) 28,016 78,110 + 0,004 Oksiigen (O2) 31,999 20,953 + 0,001 Argon (Ar) 39,942 0,934 + 0,001 Neon (Ne) 20,192 (18,18 + 0,01) * 10-4 Helium (He) 4,003 (5,24 + 0,04) * 10-4 Kripton (Kr) 33,800 (1,14 + 0,01) * 10-4 Xenon (Xe) 131,300 (0,087 + 0,001) * 10-4 Hidrogen (H2) 2,016 0,5* 10-4 Metan (CH4) 16,043 2 * 10-4 Nitrogen Oksida (N2O) 44,105 (0,5 + 0,1) * 10-4
Tabel 1.2 Gas-Gas Variabel Yang Membentuk Atmosfer
Gas Variabel % Dari Volume Uap (H2O) 0 hingga 0,7
Karbondioksida (CO2) 0,032 Ozon (O3) 0 hingga 0,01
Sulfur Dioksida (SO2) 0 hingga 0,001 Nitrogen Dioksida (NO2) 0 hingga 0,000002
Berdasarkan pada suhu, Atmosfer terdiri dari sejumlah lapisan sebagaimana
ditunjukkan dalam gambar 1.1 di bawah ini.
Gambar 1.1 Lapisan Atmosfer dan Gradasi Suhu
(sumber : www.physics.isu.edu/.../kmdbbd/unit1_images.htm, Idaho State University Weather
and Climate)
Dalam lapisan terendah, yaitu troposfir, biasanya suhu menurunkan ke atas pada
tingkat kecepatan sekitar 5,5 oC per 1000 m. Ini merupakan lapisan di mana terjadi
sebagian besar awan dan cuaca sebagaimana kita mengalaminya di bumi.
Troposfir terbentang hingga sekitar 16 km di daerah tropis ( hingga suhu sekitar
79oC) dan hingga sekitar 9,7 km dalam garis lintang cuaca sedang (hingga suhu
sekitar 5 o C). Diatas troposfir terletak stratosfir. Di dalam stratosfir lebih rendah,
secara praktis sehunya lebih konstan atau sedikit naik seiring dengan
ketinggiannya, terutama di atas daerah tropis. Di dalam lapisan ozon suhu naik
dengan lebih cepat, dan permukaan laut, hampir sama dengan suhu di permukaan
bumi lapisan dari 50 hingga 80 km, disebut mesosfir, dan digambarkan oleh
tajamnya penurunan dalam suhu ketika ketinggiannya naik.
Dari penyelidikan-penyelidikan mengenai penyebarluasan dan refleksi gelombang
radio diketahui bahwa mulai pada ketinggian 80 km, radiasi ultraviolet, sinar - x,
dan hujan elektronik dari matahari mengionisasi beberapa lapisan atmosfer,
menyebabkan mereka menghantarkan listrik, lapisan-lapisan ini memantulkan
gelombang radio dari frekuensi tertentu kembali ke bumi. Karena konsentrasi ion
yang secara relatif tinggi dalam udara di atas 80 km, maka lapisan ini yang
membentang ke suatu ketinggian sebesar 640 km, disebut ionosfir. Ini juga disebut
termosfir, karena suhunya yang tinggi dalam lapisan ini (naik sekitar 1200o C pada
sekitar 400 km). Daerah dibawah ionosfir disebut eksosfir, yang membentang ke
sekitar 9600 km, batas luar dari atmosfer.
Manfaat atmosfer Atmosfer melakukan sejumlah fungsi kritis dalam pelestarian kehidupan di bumi.
Mereka termasuk :
Melindungi bumi dari radiasi sinar matahari
Lapisan atmosfer dari 19 hingga 48 ke atas mengandung lebih banyak ozon,
yang dihasilkan oleh tindakan radiasi ultraviolet matahari. Lapisan ozon ini
mulai diperdulikan pada awal tahun 1970-an ketika diketemukan bahwa
bahan kimia yang dikenal sebagai khlorofluorokarbon (CFC), atau
khlorofluorometan , naik ke dalam atmosfer dalam jumlah besar.
Kepedulian ini berpusat pada kemungkinan bahwa senyawa-senyawa ini
melalui tindakan sinar matahari, dapat menyerang secara fotokimia dan
menghancurkan ozon stratosfir, yang melindungi permukaan bumi dari radiasi
ultraviolet yang berlebihan. Efek ini telah dibahas secara detil pada sesi
sebelumnya.
Air yang berpindah dari permukaan laut ke atmosfer dan daratan,
sebagaimana terlihat dalam siklus hidrologis
Gerakan air yang berkesinambungan antara bumi dan atmosfer dikenal
sebagai siklus hidrologis. Dibawah sejumlah pengaruh, dimana panas cukup
dominan, air diuapkan dari permukaanair dan daratan dan dilepaskan dari
sel-sel hidup. Uap ini bersirkulasi melalui atmosfer dan dijatuhkan dalam
bentuk hujan, atau salju.
Sebagai sumberdaya alam yang dibutuhkan untuk pernafasan dan
pertumbuhan
Pencemaran atmosfer oleh limbah atau produk samping gas, cairan atau
bahas padat yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan kesehatan
serta kesejahteraan tanaman dan hewan, atau dapat menyerang bahan-
bahan, menurunkan daya penglihatan, atau menghasilkan bau-bau yang tidak
dikehendaki
Konsentrasi tinggi bahan-bahan berbahaya dalam kawasan pencemaran
yang tinggi dan, di bawah kondisi yang parah, dapat mengakibatkan luka-luka
dan bahkan kematian. Efek-efek eksposur jangka panjang pada konsentrasi
rendah tidak dapat dipastikan dengan baik, namun mereka yang paling
beresiko adakah anak-anak, orang tua, perokok pasif, pekerja yang
pekerjaannya memaksa mereka berhadapan dengan bahan-bahan beracun,
dan orang-orang yang sakit jantung dan paru-paru. Efek buruk pencemaran
udara lainnya adalah cedera potensial pada hewan ternak dan tanaman
pangan.
Untuk pencemaran udara, sebuah hubungan dose-response lazimnya
digunakan untuk menghubungkan perubahan-perubahan dalam tingkat
pencemaran ambien dengan hasil-hasil kesehatan. Studi bank dunia baru-
baru ini di Jakarta (Ostro 1994) dilakukan untuk mengestimasikan hubungan
dose-response guna memperkirakan hasil-hasil kesehatan di akarta.
Sebagai perantara emisi
Konsentrasi polutan turun oleh percampuran atmosfer, yang bergantung pada
kondisi cuaca seperti suhu, kecepatan angin, dan gerakan sistem tekanan
tinggi dan rendah dan interaksinya dengan topografi setempat, misalnya
gunung dan lembah. Sebagai perantara emisi, atmosfer perlu dilestarikan.
1.2.2. Latihan
Setelah anda melihat struktur vertikal gradasi suhu terhadap ketinggian seperti
gambar dibawah ini, dimanakah fenomena pencemaran udara terjadi dan pada
kisaran ketinggian berapa?
Jawab :
Dengan melihat gradasi temperatur, maka
akan terjadi pemerangkapan polutan dari
bumi di daerah troposfer karena
perbedaan suhu yang berakibat
perbedaan kerapatan atmosfer.
Ketinggiannya sama dengan ketinggian
troposfer yaitu 10 km
1.3. Penutup 1.3.1. Tes Formatif
1. Sebutkan parameter gas dominan yang dikandung Atmosfer!
2. Mengapa suhu memiliki pola gradasi terhadap ketinggian?
3. Jelaskan peranan Atmosfer bagi kehidupan di bumi!
4. Sebutkan gas apa saja yang cukup berperan dalam mencemari Atmosfer
(minimal 4 macam) !
1.3.2. Umpan Balik
Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada
bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan
rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab
ini.
Rumus :
Tingkat penguasaan = jawaban yang benar x 100% 4 Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :
90% - 100% : baik sekali
80% - 89% : baik
70% - 79% : cukup
60% - 69% : kurang
0% - 59% : gagal
1.3.3. Tindak Lanjut
Jika anda mencapai tingkat kepuasan 80% keatas, maka anda dapat meneruskan
dengan kegiatan belajar bab selanjutnya, tetapi jika tingkat penguasaan anda
belum mencapai 80%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar bab tersebut
terutama pada bagian yang anda belum kuasai. Untuk mencapai pemahaman
tersebut anda dapat menghubungi dosen pengampu di luar waktu kuliah.
1.3.4. Rangkuman
Atmosfer yang merupakan bagian dari trilogi komposisi bumi (hidrosfer, litosfir dan
Atmosfer) memiliki peran yang cukup strategis bagi kehidupan di bumi. Atmosfer
berperan dalam siklus musim, memberikan fungsi kenyamanan bagi kehidupan
dari komposisi kimianya, melindungi bumi dari radiasi sinar matahari dan
peranannya sebagai sink bagi pencemar-pencemar udara dari bumi.
1.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif
1.Parameter gas dominan yang dikandung Atmosfer adalah Nitrogen (78%
volume) dan Oksigen (20.9% volume)
2.Suhu dapat bergradasi terhadap ketinggian pada dasarnya dipengaruhi oleh
komposisi kimia yang ada di tiap ketinggian (dalam hal ini diwakili oleh 4 lapisan).
Keberadaan radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi akan diproses
berbeda pada tiap lapisan sesuai dengan kondisi komposisi dominan pada lapisan
tersebut.
3. Manfaat Atmosfer : Melindungi bumi dari radiasi sinar matahari, berperan dalam
siklus hidrologis dari atmosfer dan daratan, sebagaimana terlihat dalam siklus
hidrologis, sebagai sumberdaya alam yang dibutuhkan untuk pernafasan dan
pertumbuhan dan sebagai perantara emisi.
4. Gas pencemar : SOx, NOx, CO, CFC
DAFTAR PUSTAKA Neiburger, Morris. 1995. Memahami Lingkungan Atmosfer Kita-Terjemahan.
Ardino Purbu. Bandung. ITB.
Ostro (1994) and Resosudamo (1996) presented in the Integrated Vehicle
Emission Strategy Workshop October 16-18, 2001, Jakarta, Indonesia
Soemarno, Sri.H (1999), Meteorologi Pencemaran Udara, diktat kuliah GM ITB,
Penerbit ITB
SENARAI
I.2 SUB POKOK BAHASAN FENOMENA PENCEMARAN UDARA 2.1 Pendahuluan 2.1.1. Deskripsi Singkat
Menjelaskan tentang definisi pencemaran udara, proses terjadinya dan identifikasi
sumber pencemar udara, karakterisasi pencemar udara baik partikulat maupun
gas
2.1.2. Relevansi
Di dalam identifikasi pencemaran udara dan menganalisis dampaknya, dibutuhkan
pengetahuan tentang identifikasi sumber pencemar, karakteristik fisik dan kimia
dari pencemar udara serta kemungkinan distribusinya di atmosfer.
1.1.3.1 Standar Kompetensi
Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang identifikasi
sumber dan karakterisasi fisik-kimia partikulat-gas ini maka diharapkan mahasiswa
memperoleh standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis,
mandiri, kreatif, inovatif dan tanggap terhadap lingkungan) melalui diskusi tugas
fenomena pencemaran udara, presentasi kajian sumber pencemar di sekitar
lingkungan sendiri dan kuis tentang karakteristik fisik-kimia partikulat.
1.1.3.2. Kompetensi Dasar
Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu mengidentifikasi
sumber pencemaran udara dan menganalisis besaran dampaknya.
2.2. Penyajian 2.2.1. Uraian
Pendahuluan Menurut Badan Lingkungan Hidup Dunia, United Nations Environmental Program
pada ahun 1992, Indonesia berada di urutan ketiga negara terpolusi di dunia
setelah Mexico dan Bangkok (UNEP, 2007). Hal ini menunjukkan bahwa kota
kota di Indonesia mengindikasikan pencemaran udara yang cukup tinggi.
Pencemaran udara didefinisikan sebagai masuknya satu atau lebih
kontaminan/polutan seperti debu, asap, bau, gas, dan uap ke atmosfer dalam
jumlah tertentu dan karakteristik tertentu serta dalam waktu tertentu pula yang
dapat membahayakan kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, dan menggangu
kenyamanan dalam kehidupan. Selain polutan polutan tersebut, aktivitas
manusia juga berperan besar dalam polusi udara (Peavy, 1985).
Miller, G. Tyler (1982), mendefinisikan pencemaran udara adalah sebagian udara
yang mengandung satu atau lebih bahan kimia konsentrasi yang cukup tinggi
untuk membahayakan manusia, hewan, vegetasi atau material. Secara skematik
Pencemaran udara dapat diuraikan dalam 3 komponen dasar seperti diagram di
bawah ini (Seinfeld, 1975):
1 2 3 Sumber emisi Atmosfer Reseptor
Polutan Transformasi kimia
Gambar 1.2 Proses Terjadinya Pencemaran Udara Sumber Pencemar Udara Udara di alam tidak pernah bersih tanpa polutan sama sekali. Berdasarkan
pengalaman empiris, perbedaan udara bersih dan tercemar bisa dilihat pada tabel
di bawah ini :
Tabel 1.3 Perbandingan Tingkat Konsentrasi antara Udara Bersih dan Udara Tercemar
Komponen Udara Bersih Udara Tercemar SOx CO2
CO
NOx HC
Partikel lain
0.001 -0.01 ppm
310 330 ppm
< 1 ppm
0.001 -0.01 ppm
1 ppm
10 20 kg/mm3
0.02 2 ppm
350 700 ppm
5 200 ppm
0.01 0.5 ppm
1 200 ppm
70 700 kg/m3
Simpson, R. (1994).
Menurut Warner (1981) pencemaran udara berdasarkan sumbernya,
dikelompokkan menjadi 2 golongan, yaitu:
a. Polutan primer, terbentuk langsung dari emisi yang terdiri dari partikulat
berukuran < 10 mikron (PM 10), Sulfur dioksida (SO2), Nitrogen dioksida
(NO2), Karbon monoksida (CO) dan Timbal.
b. Polutan sekunder, merupakan bentuk lanjut dari pencemar primer yang
telah mengalami reaksi kimia di lapisan atmosfer yang lebih rendah.
Yang termasuk kepada kategori pencemar sekunder adalah ozon yang
dikenal sebagai oksidan fotokimia, garam sulfat, nitrat dan sebagainya.
Sementara Peavy (1985) menyatkan bahwa bahan pencemar udara dapat dibagi
menjadi polutan alami, campuran kimia, dan partikel . Sementara polutan partikel
dapat digolongkan sebagai partikulat seperti debu, asap dan gas (polutan gas
organik dan inorganik).
Dari pengelompokan tersebut, sumber-sumber emisi zat pencemar udara secara
diagramatis disajikan pada gambar berikut ini.
Gambar 1.3. Klasifikasi Sumber Emisi
(Sumber : Colls, 2002)
Wujud Fisik Pencemaran Udara Partikulat
Keberadaan partikulat di atmosfer sebagian besar bersumber dari kendaraan
bermotor dan industri, selain itu partikulat juga dapat terbentuk di atmosfer dari
polutan gas. Efek partikulat terhadap kesehatan dan pengurangan jarak pandang
tergantung pada ukuran partikel dan komposisi kimia yang terkandung didalamnya.
Partikulat dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat fisik (ukuran, bentuk formasi,
tempat terbentuknya, kecepatan mengendap, dll) dan sifat kimia berupa komposisi
organik atau anorganik (Hinds C. W, 2000).
Pada partikulat, kita mengenal beberapa substansi yang berupa fase cair dan
padat di atmosfer, yang berada dibawah kondisi normal. Partikulat mempunyai
ukuran yang mikroskopis atau submikroskopis tetapi lebih besar dari dimensi
molekul (Seinfeld, 1975).
Emisi partikulat tidak hanya dapat diemisikan dalam bentuk partikel, tetapi juga
dapat terbentuk dari kondensasi gas secara langsung atau melalui reaksi kimia.
Deskripsi tentang partikulat tidak hanya meliputi konsentrasinya, tetapi juga
meliputi ukurannya, komposisi kimianya, dan bentuk fisiknya.
Gambar 1.4 Partikulat Yang Diperbesar Ribuan Kali
Sejumlah cara dapat digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel, yang paling
sering digunakan adalah diameter equivalen. Disamping itu untuk partikel
nonspheric dinyatakan dengan equivalen spheres, berdasarkan kesamaan volume,
massa, dan kecepatan (Crawford, 1980).
Menurut Hinds C. W (2000) partikel secara umum dapat dibagi kedalam dua
bagian, yaitu:
1. Partikel halus (Fine partikel): Partikel berukuran lebih kecil dari 2,5 m .
2. Partikel kasar (Coarse partikel): Partikel berukuran lebih besar dari 2,5 m . Menurut Crawford (1980) beberapa istilah yang dapat menggambarkan partikulat
berdasarkan pembentukan dan ukurannya adalah sebagai berikut:
1. Debu (dust)
Aerosol padat yang dibentuk akibat pemecahan mekanik material besar seperti
dari Crushing dan grounding. Ukuran partikelnya dari submikrometer sampai
visibel. Coarse particle berukuran > 2,5 m, Fine particle berukuran < 2,5 m.
2. Fume
Aerosol padat yang dibentuk dari kondensasi uap atau gas hasil pembakaran.
Ukuran partikelnya kurang dari 1 m. Definisi ini berbeda dengan yang
diketahui secara umum yang didasarkan pada adanya noxious contaminant.
3. Asap (Smoke)
Aerosol visible yang dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna. Ukuran
partikelnya (padat atau cair) < 1 m.
4. Kabut (Mist)
Aerosol cair yang terbentuk dari proses kondensasi atau atomisasi. Ukuran
partikelnya antara submikrometer hingga 20 m.
Fog : Visible mist, smog : hasil reaksi fotokimia yang tercampur dengan uap
air. Ukuran partikelnya kurang dari 1 atau 2 m. Merupakan gabungan dari
smoke dan fog.
5. Fly ash yang merupakan hasil pembakaran batu bara.
Rentang ukuran partikulat dapat diterangkan pada gambar berikut : Dust fly ash Spray fumes smoke mists 1000 100 10 1 0.1 0.01 0.001 mikrometer
Gambar 1.5 Ukuran Partikulat Dalam Mikrometer Sumber : Peavy, 1985
Menurut Seinfeld (1975) berdasarkan kecepatan pengendapan, partikulat dapat
dikelompokkan menjadi 2 golongan, yaitu:
a. Partikulat tersuspensi: kecepatan pengendapannya sangat kecil sehingga
jenis ini tetap tersuspensi di udara selama 10-30 hari sebelum tersisihkan
melalui deposisi. Ukurannya berkisar antara kurang dari 1 hingga 10 mikron.
b. Partikulat terendapkan: ukurannya lebih besar dari 10 mikron dan lebih
berat.
Sumber emisi alami partikel yang penting termasuk debu tanah, proses vulkanis,
uap air laut, pembakaran liar dan reaksi gas-gas alami. Emisi partikulat tergantung
pada aktivitas manusia, terutama dari pembakaran bahan bakar dan dari industri,
sumber non industri (debu dari jalan, erosi oleh angin, dll) dan sumber transportasi.
Tabel 1.4 Sumber Emisi Partikulat dari Aktivitas Antropogenik di Amerika
Jenis Sumber Emisi (Teragram/tahun) Pembakaran bahan bakar dan proses industri
Emisi fugitiv proses industri
Emisi fugitiv bukan industri
Transportasi
Total
10
3.3
110-370
1.3
125-385 Sumber : US EPA, 2005.
Sumber emisi fugitif dari proses industri seperti penanganan, pengisian hingga
transfer material. Diperkirakan dari kompleks industri besi baja modern, 15 % emisi
TSP (Total Suspended Particulate) berasal dari stack, 25 % berasal dari debu
fugitif dan 60 % berasal dari debu jalan di dalam kompleks industri.
Emisi fugitif dari sumber non industri (pada umumnya disebut fugitive dust)
disebabkan dari debu jalanan umum, proses pertanian, konstruksi, dan
pembakaran. Kecuali yang disebut terakhir, semua proses itu terjadi akibat
interaksi antara material dan mesin atau angin. Sumber debu fugitif banyak
terdapat didaerah pedesaan (US EPA, 2005).
Sumber transportasi terdiri dari 2 kategori: buangan knalpot kendaraan dan
sumber lainnya, seperti ban, kopling, dan rem. Pada tahun 1978, sumber TSP dari
transportasi mencapai 1300000 TG. 75 % dari total TSP ini berasal dari kendaraan
di jalan raya. Partikulat yang berasal dari mesin, sebagian besar terbentuk dari
timbal halida, sulfat, dan materi karbon yang berukuran < 1 m. Keseluruhan TSP
dari sumber gerak roda 40 % berukuran < 10 m (20% < 1 m) yang komponen
utamanya terdiri dari karbon. Sumber TSP akibat pengereman berukuran < 1 m
dan dibentuk terutama dari asbes dan karbon (US EPA, 2005).
Polutan gas
Beberapa kategori polutan adalah SO2, NO2, NO, dan CO. SO2 dihasilkan dari
pembakaran sulfur atau materi lain yang mengandung sulfur. Sumber utama gas
SO2 adalah pembakaran bahan bakar fosil dari instalasi pembangkit listrik serta
beberapa industri lainnya. NOx terbentuk karena ada pembakaran di udara bebas.
Sumber berasal dari transportasi (sumber bergerak) serta sumber stasioner seperti
instalasi pembangkit tenaga listrik. Gas CO bersifat tidak berwarna, tidak berbau,
dan tidak berasa yang disebabkan adanya pembakaran yang tidak sempurna dari
bahan-bahan yang mengandung karbon. Instalasi pembangkit tenaga listrik dan
industri peleburan yang besar pada umumnya mampu mengoptimalkan setiap
pembakaran yang ada sehingga dapat mengurangi emisi CO (Cooper & Aley,
1986).
Tabel 1.5 Penyebab dari Emisi di Republik Federasi Jerman (1982)
Uraian Satuan SO2 Dust NOx CH CO Lalu lintas % 3.4 9.4 54.6 39.0 65.0 47.1
Rumah tangga % 9.3 9.2 3.7 1.0 21.0 16.3
Keperluan lain % 62.1 21.7 27.7 0.4 0.4 17.5
Industri % 25.2 59.7 14.0 13.6 13.6 19.1
Industri Semen % < 0,1 1.0 1.5 < 0.1 < 0.1 0.4
Total % 3.0 0.7 3.1 8.2 8.2 16.6
Sumber: Kroboth. K, 1986
2.2.2. Latihan
Identifikasi/perkirakan polutan yang berasal dari sektor transportasi, bagaimana
perilaku pencemarnya?
Jawab :
Emisi yang berasal dari sektor transportasi bisa berasal dari 2 kategori yaitu : dari
kendaraan (asap buangan, gesekan ban, kopling dan rem) dan luar kendaraan
(material jalan). Polutannya sangat beragam bisa berupa partikulat yang terdiri
atas timbal halida, sulfat, karbon, asbes. Bisa juga berupa gas seperti NOx,
CO,HC. Gas dan partikulat ini akan berada di udara begitu terlepas dari
sumbernya, ada yang terdeposisi di permukaan yang ada di sepanjang jalan, ada
yang berubah komposisi (bereaksi dengan unsur lain) dan ada yang terevaporasi.
2.3. Penutup 2.3.1. Tes Formatif
1. Jelaskan urutan proses terjadinya pencemaran udara!
2. Apakah perbedaan polutan yang tergolong primer dan sekunder?
3. Mengapa dimensi partikulat menggunakan equivalent spheres?
4. Jelaskan pengertian emisi fugitif!
2.3.2. Umpan Balik
Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada
bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan
rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab
ini.
Rumus :
Tingkat penguasaan = jawaban yang benar x 100% 4 Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :
90% - 100% : baik sekali
80% - 89% : baik
70% - 79% : cukup
60% - 69% : kurang
0% - 59% : gagal
2.3.3. Tindak Lanjut
Jika anda mencapai tingkat kepuasan 80% keatas, maka anda dapat meneruskan
dengan kegiatan belajar bab selanjutnya, tetapi jika tingkat penguasaan anda
belum mencapai 80%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar bab tersebut
terutama pada bagian yang anda belum kuasai. Untuk mencapai pemahaman
tersebut anda dapat menghubungi dosen pengampu di luar waktu kuliah.
2.3.4. Rangkuman
Pengetahuan tentang identifikasi sumber pencemar dapat dimulai dari identifikasi
polutan primer-sekunder disamping polutan yang bersifat alami dan antropogenik.
Karakteristik fisik partikulat dapat dilihat dari bentuk fisik, kecepatan
aerodinamisnya, dan karakteristik kimia partikulat dapat dilihat dari kandungan
unsur kimianya. Partikel/partikulat digolongkan menjadi partikel halus dan kasar
dengan sumber yang berbeda pula. Polutan gas lebih spesifik untuk tiap
senyawanya dan tidak dibedakan secara ukuran karena hampir seragam
ukurannya. Karakteristik kimia lebih mengemuka untuk polutan gas karena
kespesifikan kimianya.
2.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif
1.Urutan terjadinya pencemaran udara dimulai dari emisi polutan dari sumber
emisi kemudian sebagian terjadi transformasi kimia terhadap polutan dan sampai
ke reseptor melalui media atmosfer yang dinamis seperti dalam diagram dibawah :
1 2 3 Sumber emisi Atmosfer Reseptor
Polutan Transformasi kimia
2. Polutan primer : polutan yang kondisinya tidak berubah seperti pertama kali
diemisikan dari sumbernya, contohnya SO2, NO2. Sedangkan polutan sekunder
merupakan bentuk lanjut polutan primer karena berinteraksi dengan komponen lain
di atmosfer contoh ozon (oksidan fotokimia), garam sulfat, nitrat.
3. Dimensi partikulat menggunakan equivalent spheres karena bentuk dan dimensi
partikulat tidak beraturan sehingga perlu penyamaan parameter ukuran melalui
perbandingannya dengan bentuk materi bulat berdasar sifat aerodinamisnya.
4.Emisi fugitif merupakan emisi yang tidak memiliki saluran pembuangan (exhaust)
sehingga emisinya lebih tersebar dengan kuantitas, laju dan komposisi yang
berbeda-beda.
DAFTAR PUSTAKA UNEP (2007) http://www.unep.org/tnt-unep/toolkit/Awareness/Tool4/index.html
Miller, G. Tyler, J.R.(1982). Living in The Environment, third edition. Wadsworth
Publishing Co. California.
Simpson, R. (1994). Air pollution, Notes on Lectures Devision of Environmental
Scienc. Grifith University. Queensland.
Copper, C. David and Alley, F. C. (1986). Air Pollution Control A Design Approach
2nd Edition. Maveland Press Inc, Illinois.
Crowford, Martin. (1980). Air Pollution Control Quality. Tata Mc. Graw-Hill
Publishing Company Ltd, New Delhi.
Hinds, C. William. (2000). Particulate Air Pollution. www.Gooogle.com. Tanggal 15
Oktober 2005.
Seinfield, H. John. (1975). Air pollution Control, Phisical and Chemical
Fundamental. Mc. Graw-Hill, Inc. United States Of America.
Wark, Warner. (1981). Air Pollution, It`s Origin and Control, Harper and Row.
Xeller, H and Kroboth, K. (1986). Zement-Kalk-Gips.
Peavy, Howard S, Rowe, Donald R, Tchobanoglous, George, (1985),
Environmental Engineering, McGraw Hill Inc, Singapore
Colls, Jeremy. (2002). Air Pollution, Second Edition, Spon Press Tylor & Francis
Group, London.
SENARAI
C.POKOK BAHASAN II PENCEMARAN UDARA DITINJAU DARI ASPEK KESEHATAN DAN PERATURAN
II.1 SUB POKOK BAHASAN ASPEK KESEHATAN PENCEMARAN UDARA 1.1 Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi Singkat
Pokok bahasan ini menjelaskan tentang deteksi pencemaran udara dihubungkan
dengan dampak kesehatan. Pembahasan dimulai dari korelasi pencemaran udara
dengan insidensi gangguan kesehatan. Gangguan kesehatan diulas mendalam
terutama dari pencemar partikulat karena efek keterhirupannya ke saluran
pernafasan berdasar ukuran. Dampak pencemaran udara juga dibahas terhadap
material dan tanaman.
1.1.2. Relevansi
Dengan mengetahui dampak pencemaran udara yang begitu luas bagi kehidupan
manusia termasuk terhadap material dan tanaman, maka dapat dilakukan langkah-
langkah pencegahan dini di sumber dan optimalisasi penghindaran reseptor dari
paparan pencemaran udara yang bersifat akumulatif.
1.1.3.1 Standar Kompetensi
Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang dampak
kesehatan dari pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh
standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya melalui diskusi tugas
identifikasi dampak pencemaran udara bagi manusia, material dan tanaman,
presentasi simulasi dampak pencemar di sekitar lingkungan pabrik.
1.1.3.2. Kompetensi Dasar
Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan
dampak pencemaran udara bagi manusia, material dan tanaman.
1.2. Penyajian 1.2.1. Uraian
Umum Pencemaran udara dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia
melalui berbagai cara, antara lain dengan merangsang timbulnya atau sebagai
faktor pencetus sejumlah penyakit. Kelompok yang terkena terutama bayi, orang
tua dan golongan berpenghasilan rendah yang biasanya tinggal di kota-kota besar
dengan kondisi perumahan dan lingkungan yang buruk. Bukti penting yang telah
dikumpulkan menunjukkan bahwa pencemaran udara mempengaruhi kesehatan
manusia dan hewan, kerusakan tanaman, tanah dan material, perubahan iklim,
menurunkan tingkat visibilitas dan penyinaran matahari dan pengaruh lainnya
(Cooper & Aley, 1986). Menelaah korelasi antara pencemaran udara dan
kesehatan, cukup sulit. Hal ini karena:
1. Jumlah dan jenis zat pencemar yang bermacam-macam.
2. Kesulitan dalam mendeteksi zat pencemar yang dapat menimbulkan
bahaya pada konsentrasi yang sangat rendah.
3. Interaksi sinergestik di antara zat-zat pencemar.
4. Kesulitan dalam mengisolasi faktor tunggal yang menjadi penyebab, karena
manusia terpapar terhadap sejumlah banyak zat-zat pencemar yang
berbahaya untuk jangka waktu yang sudah cukup lama.
5. Catatan penyakit dan kematian yang tidak lengkap dan kurang dapat
dipercaya.
6. Penyebab jamak dan masa inkubasi yang lama dari penyakit-penyakit
(misalnya: emphysema, bronchitis kronik, kanker, penyakit jantung).
7. Masalah dalam ekstrapolasi hasil percobaan laboratorium binatang ke
manusia.
Efek Pencemaran Udara Terhadap Kesehatan Manusia Data epidemi menunjukkan bahwa pemaparan partikulat dihubungkan dengan
peningkatan terjadinya angka sakit saluran pernapasan, bronchitis, penurunan
fungsi ginjal, serta angka kematian. Dalam waktu pemaparan yang pendek,
pemaparan partikulat juga meningkatkan timbulnya angka sakit asma (Cooper &
Aley, 1986).
Potensi pengaruh partikulat terhadap kesehatan tidak hanya ditentukan oleh
tingkat konsentrasi, tetapi juga oleh kondisi fisik dan kimia yang terkandung di
dalamnya, Sebagai contoh partikulat dengan ukuran > 10 m dapat disisihkan sebelum masuk saluran pernapasan tetapi untuk yang berukuran < 2 atau 3 m dapat mencapai paru-paru. Hal ini dapat menunjukkan pentingnya mengetahui
ukuran partikel sebagai pertimbangan. Fine Particle terbentuk dari senyawa sulfat
dan senyawa sekunder lain yang mungkin bersifat toksik. Coarse Particle
didominasi oleh adanya dust. Oleh karena itu perlu dipertimbangkan untuk
melakukan pemantauan kualitas udara, terutama yang bersifat inhalable,
berdasarkan ukuran partikel yang < 2,5 m serta antara 2,5 10 m (Cooper & Aley, 1986). Menurut Anderson (1999), masuknya partikel ke dalam tubuh manusia
ada dua cara, yaitu :
1. Absorbsi dari proses inhalasi, prosesnya sebagai berikut :
a. Deposisi partikel pada saluran pernapasan
b. Mucocilliar clearance dari partikel terlarut mencakup transport partikel
menuju saluran pernapasan atas oleh aliran mukosa dan aktivitas silier
dalam tracheobronchial compartment dan nasopharyngeal compartment
c. Alveolar clearance, yaitu merupakan transportasi partikel dari alveoli ke
escalator mucociliar
Bahan partikel yang halus dapat mempengaruhi saluran pernapasan dari
hidung sampai alveoli. Partikel yang besar dapat dikeluarkan melalui impaksi
dari hidung dan tenggorokan. Partikel yang berukuran sedang agak sukar
dikeluarkan, sehingga dapat menyebabkan terjadinya sedimentasi. Partikel
yang berukuran paling keil (diameter 0,1 mikron) dapat mencapai alveoli dan
akan menyebabkan terjadinya difusi ke dinding alveoli (Goldsmith & Friberg,
1977). Proses clearance debu pada saluran pernapasan dapat dilihat pada
gambar 2.2 berikut ini :
D2
D1
D3
(a) (b)
D4
(c) (d)
D5
(e) (f)
(h) (g)
(i)
(j)
Gambar 2.1 Proses Clearance Debu Pada Saluran Pernapasan
Sumber : Goldsmith & Friberg Keterangan dan mekanisme : D1 : semua debu yang terhirup D2 : debu yang dikeluarkan melalui pernapasan D3 : debu yang tersimpan dalam Nasopharyngeal compartment D4 : debu yang tersimpan dalam Tracheobronchial compartment D5 : debu yang tersimpan dalam Alveolar (pulmonary) compartment a :debu dari Nasopharyngeal compartment masuk langsung ke darah b :dengan proses mucociliary clearance dari Nasopharyngeal compartment masuk ke traktus
gastrointestinal c :debu dari Tracheobronchial compartment masuk langsung ke darah d :dengan proses mucociliary clearance dari Tracheobronchial compartment ke traktus
gastrointestinal e :debu dari alveolar compartment masuk langsung ke darah f :debu dari alveolar compartment oleh makrofag ditransfer secara mucociliary escalator, masuk ke
dalam traktus gastrointestinal g :debu dari alveolar compartment oleh makrofag ditransfer secara mucociliary escalator, masuk ke
dalam traktus gastrointestinal, tetapi prosesnya lambat h :Secara lambat, debu dikeluarkan dari alveolar compartment oleh sistem limfe I :Secara lambat, debu dikeluarkan dari alveolar compartment oleh sistem limfe dan ke dalam darah J :Absorbsi debu oleh traktus gastrointestinal dan masuk ke darah
Limpa
D
A
R
A
H
Sistem Gastro-
intestinal
Alveolar (pulmonary) compartment
Tracheobronchial compartment
Nasopharyngeal compartment
Berdasar penelitian Price (1994), faktor utama penyebab kanker paru-paru adalah
rokok, tetapi debu yang ada di udara juga berpengaruh meskipun pengaruhnya
kecil, baik yang berasal dari kendaraan bermotor, industri, dan lain sebagainya.
Debu yang bisa menimbulkan penyakit dipengaruhi oleh :
1. Ukuran partikel, yang paling berbahaya adalah yang berukuran 1 sampai 5
m, karena partikel yang lebih besar tidak dapat mencapai alveoli
2. Kadar dan lamanya paparan, biasanya yang diperlukan kadar tinggi untuk
dapat mengalahkan kerja escalator silia, dan paparan yang lama
3. Sifat dari debu itu sendiri
4. Faktor meteorologi, seperti angin, kelembaban, perubahan temperatur
Menurut Slamet (1994), efek partikulat terhadap paru-paru berbeda dari gas,
karena ditentukan oleh diameter, bentuk, kepadatannya, sifat kimia dan fisikanya.
Partikulat yang kecil akan lebih lama tersuspensi di dalam udara, sedangkan ynag
lebih besar akan mengendap dengan berbagai kecepatan, sehingga kemungkinan
masuknya ke dalam paru-paru akan berbeda pula. Semakin lama ia dapat
bertahan dalam udara, semakin besar kemungkinannya untuk dapat memasuki
paru-paru.
Terdapat korelasi yang kuat antara pencemaran udara dengan penyakit bronchitis
kronik (menahun). Walaupun merokok hampir selalu menjadi urutan tertinggi
sebagai penyebab dari penyakit pernafasan menahun akan tetapi sulfur oksida,
asam sulfur, partikulat, dan nitrogen dioksida telah menunjukkan sebagai
penyebab dan pencetusnya asthma brochiale, bronchitis menahun dan
emphysema paru.
Hasil-hasil penelitian di Amerika Serikat sekitar tahun 70-an menunjukkan bahwa
bronchitis kronik menyerang 1 di antara 5 orang laki-laki Amerika umur antara 40-
60 tahun dan keadaan ini berhubungan dengan merokok dan tinggal di daerah
perkotaan yang udaranya tercemar.
Hubungan yang sebenarnya antara pencemaran udara dan kesehatan atau pun
timbulnya penyakit yang disebabkannya sebetulnya masih belum dapat
diterangkan dengan jelas betul dan merupakan problema yang sangat komplek.
Banyak faktor-faktor lain yang ikut menentukan hubungan sebab akibat ini. Namun
dari data statistik dan epidemiologik hubungan ini dapat dilihat dengan nyata.
WHO Inter Regional Symposium on Criteria for Air Quality and Method of
Measurement telah menetapkan beberapa tingkat konsentrasi pencemaran udara
dalam hubungan dengan akibatnya terhadap kesehatan/lingkungan sebagai
berikut:
a. Tingkat I : Konsentrasi dan waktu expose di mana tidak ditemui akibat
apa-apa, baik secara langsung maupun tidak langsung.
b. Tingkat II : Konsentrasi di mana mungkin dapat ditemui iritasi pada
panca indera, akibat berbahaya pada tumbuh-tumbuhan, pembatasan
penglihatan dan akibat lain pada lingkungan (adverse level).
c. Tingkat III : Konsentrasi di mana mungkin timbul hambatan pada fungsi-
fungsi faali yang fital serta perubahan yang mungkin dapat menimbulkan
penyakit menahun atau pemendekan umur (serious level).
d. Tingkat IV : Konsentrasi di mana mungkin terjadi penyakit akut atau
kematian pada golongan populasi yang peka (emergency level).
Tabel 2.1
Pengaruh Partikulat Terhadap Kesehatan Manusia Berdasarkan Ukurannya
Konsentrasi ( g/m3 ) Disertai dengan Waktu Pengaruh
750
300
200
100 130
100
80 - 100
715 g/m3 SO2
630 g/m3 SO2
250 g/m3 SO2
120 g/m3 SO2
Rata-rata Sulfur diatas 30 mg/cm2/mo SO2
Rata-rata Sulfur diatas
30 mg/cm2/mo SO2
Rata-rata 24 jam Rata-rata 24 jam Rata-rata 24 jam
Rata-rata tahunan Rata-rata tahunan
Rata-rata dua
tahunan
Peningkatan jumlah penyakit yang lebih besar Pasien bronkitis kronis menjadi akut Peningkatan ketidakhadiran pekerja-pekerja industri Peningkatan penyakit pernapasan pada anak-anak Peningkatan angka kematian jika lebih dari 50 tahun Peningkatan angka kematian jika lebih dari 50 sampai 69 tahun
Sumber : Peavy (1985)
Beberapa cara menghitung/memeriksa pengaruh pencemaran udara terhadap
kesehatan adalah antara lain dengan mencatat: jumlah absensi pekerjaan/dinas,
jumlah sertifikat/surat keterangan dokter, jumlah perawatan dalam rumah sakit,
jumlah morbiditas pada anak-anak, jumlah morbiditas pada orang-orang usia
lanjut, jumlah morbiditas anggota-anggota tentara penyelidikan pada penderita
dengan penyakit tertentu misalnya penyakit jantung, paru dan sebagainya.
Penyelidikan-penyelidikan ini harus dilakukan secara prospektif dan komparatif
antara daerah-daerah dengan pencemaran udara hebat dan ringan, dengan juga
memperhitungkan faktor-faktor lain yang mungkin berpengaruh (misalnya udara,
kebiasaan makan, merokok, data meteorologik, dan sebagainya).
Studi tentang pencemaran udara ditujukan untuk mengontrol sumber polutan
sehingga dapat mengurangi konsentrasi pencemaran udara ambien hingga tidak
membahayakan kondisi lingkungan. Tujuan studi ini juga diarahkan pada
perhitungan besarnya kerusakan yang ditimbulkan oleh pemaparan polutan. Bahan pencemar udara yang ada di atmosfer dapat menyebabkan kelainan pada
tubuh manusia. Menurut Goldsmith & Friberg (1977), secara umum efek
pencemaran udara terhadap individu atau masyarakat dapat berupa :
1. Sakit, baik yang akut maupun yang kronis
2. Penyakit yang tersembunyi yang dapat memperpendek umur, menghambat
pertumbuhan dan perkembangan
3. Mengganggu fungsi fisiologis dari paru, syaraf, transport oksigen oleh
hemoglobin, dan kemampuan sensorik
4. Kemunduran penampilan, misalnya pada aktivitas atlet, aktivitas motorik,
dan aktivitas belajar
5. Iritasi sensorik
6. Penimbunan bahan berbahaya dalam tubuh
7. Rasa tidak nyaman (bau)
Partikel sebagai pencemar udara mempunyai waktu hidup yaitu pada saat partikel
masih melayang-layang sebagai pencemar di udara sebelum jatuh ke bumi. Waktu
hidup partikel berkisar antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Sedangkan
kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel, massa jenis partikel
serta arah dan kecepatan angin yang bertiup.
Efek Pencemaran Udara Terhadap Material dan Tanaman Pencemaran udara berpengaruh pada material dengan proses soiling atau korosi.
Tingginya kadar asap dan partikulat dihubungkan dengan terjadinya proses korosi
antara pelapis dan struktur material dengan senyawa asam atau alkalin, terutama
sulfur dan materi korosif. Ozon sangat efektif dalam mempercepat proses korosi
karet (Cooper & Aley, 1986).
Senyawa pencemar yang diketahui sebagai phytoxicants adalah SO 2 .
Peroxyacetyle Nitrate (PAN-hasil proses fotokimia pada smoge), serta etana.
Disamping itu ada jumlah sedikit gas klorin, hidrogen klorida, amonia, dan merkuri.
Secara umum polutan akan masuk ke tubuh tanaman melalui proses respirasi,
kemudian akan merusak klorofil dan menghambat fotosintesis tanaman.
Kerusakan yang ditimbulkan, dapat dilihat dari daunnya, dimulai dari penurunan
tingkat pertumbuhan hingga kematian tanaman (Cooper & Aley, 1986).
1.2.2. Latihan
Jelaskan pengaruh terhadap kesehatan dari adanya pencemaran udara seperti
tercantum dalam gambar di bawah ini :
Sumber : U.S. EPA, 1991.
Jawab :
Gambar tersebut menjelaskan menjelaskan tingkatan resiko yang mungkin timbul
akibat pencemaran udara bagi kesehatan dari yang kurang serius sampai yang
paling serius. Dampak yang kurang serius bersifat mudah pulih (reversible), tidak
merusak dan tidak mengancam nyawa. Contoh dampak ini adalah rusak kulit,
batuk, iritasi tenggorokan, sakit kepala dan pusing. Dampak yang bersifat serius
seperti kerusakan ginjal dan lever, kanker, kerusakan sistem saraf dan kelainan
janin.
1.3. Penutup 1.3.1. Tes Formatif
1. Sebutkan parameter lain yang mempengaruhi besaran dampak
pencemaran disamping faktor konsentrasinya.
2. Sebutkan parameter dari debu yang berpengaruh terhadap timbulnya
penyakit!
3. Jelaskan dalam studi epidemiologi, data apa saja yang perlu diketahui
dalam survey!
4. Sebutkan pengaruh utama pencemaran udara terhadap material!
1.3.2. Umpan Balik
Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada
bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan
rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab
ini.
Rumus :
Tingkat penguasaan = jawaban yang benar x 100% 4 Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :
90% - 100% : baik sekali
80% - 89% : baik
70% - 79% : cukup
60% - 69% : kurang
0% - 59% : gagal
1.3.3. Tindak Lanjut
Jika anda mencapai tingkat kepuasan 80% keatas, maka anda dapat meneruskan
dengan kegiatan belajar bab selanjutnya, tetapi jika tingkat penguasaan anda
belum mencapai 80%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar bab tersebut
terutama pada bagian yang anda belum kuasai. Untuk mencapai pemahaman
tersebut anda dapat menghubungi dosen pengampu di luar waktu kuliah.
1.3.4. Rangkuman
Pokok bahasan ini menjelaskan tentang deteksi pencemaran udara dihubungkan
dengan dampak kesehatan. Pembahasan dimulai dari pencemaran udara dengan
insidensi gangguan kesehatan. Gangguan kesehatan diulas mendalam terutama
dari pencemar partikulat karena efek keterhirupannya ke saluran pernafasan
berdasar ukuran. Dampak pencemaran udara juga dibahas terhadap material dan
tanaman.
1.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif
1. Potensi pengaruh partikulat terhadap kesehatan juga ditentukan oleh kondisi
fisik dan kimia yang terkandung di dalamnya. Partikulat halus (< 2,5 m ) lebih mudah mencapai paru-paru dibanding partikulat kasar (antara 2,5 10 m ). Partikulat dengan kandungan logam-logam berat lebih berbahaya dibanding
partikulat dengan kandungan organik yang mudah terurai.
2. Parameter tersebut adalah ukuran partikel, kadar dan lamanya paparan, sifat
dari debu itu sendiri, faktor meteorologi
3. Studi tersebut bersifat prospektif dan komparatif dilakukan dengan mencatat:
jumlah absensi pekerjaan/dinas, jumlah sertifikat/surat keterangan dokter, jumlah
perawatan dalam rumah sakit, jumlah morbiditas pada anak-anak, jumlah
morbiditas pada orang-orang usia lanjut, jumlah morbiditas anggota-anggota
tentara penyelidikan pada penderita dengan penyakit tertentu misalnya penyakit
jantung, paru dan sebagainya.
4. Pencemaran udara berpengaruh pada material dengan proses soiling atau
korosi.
DAFTAR PUSTAKA Cooper, C David & Alley, F.C (1994). Air Pollution Control, A Design Approach,
Second Edition. Waveland Press. Inc, United States.
Anderson PJ, JD Wilson and FC Hiller (1990), Chest, Vol 97, 1115-1120, American
College of Chest Physicians
Price, Sylvia. A and Lorraine M. Wilson (1994) Konsep Klinis Proses-Proses
Penyakit Buku 2 Edisi 4, Penerbit Buku kedokteran EGC, Jakarta
Peavy, Howard S, Donald R. Rowe, George Tchobanoglous (1985), Environmental
Engineering, McGraw-Hill Book Company
Slamet, Juli Soemirat (1994), Kesehatan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada
Press
Goldsmith J. R. and Friberg L. T (1977), Effects of air pollution on human health. In
Air Pollution (edited by Sten A. C.), Vol. II, third edition
USEPA, (1991), Air Pollution and Health Risk, http://Www.Epa.Gov/Ttn/Atw/
3_90_022.Html, accessed 27 Desember 2005.
SENARAI
II.2 SUB POKOK BAHASAN PERATURAN STANDAR PENCEMARAN UDARA 2.1 Pendahuluan 2.1.1. Deskripsi Singkat
Setelah mengetahui dampak yang ditimbulkan dari pencemaran udara, sub pokok
bahasan ini menjelaskan tentang regulasi/aturan yang digunakan dalam
mengendalikan fenomena pencemaran udara. Tentunya sebagai bahan referensi
adalah kesehatan manusia. Aturan yang akan dibahas tidak hanya yang ada di
Indonesia, namun juga dilengkapi secara garis besar peraturan tentang polusi
udara di negara maju sebagai pembanding.
2.1.2. Relevansi
Dengan mengetahui berbagai aturan pencemaran udara baik dalam skala lokal,
nasional dan internasional maka siswa akan memiliki informasi yang dapat
diperbandingkan dan dijadikan acuan dalam pembahasan pengelolaan
pencemaran udara untuk skala lokal dan nasional.
2.1.3.1 Standar Kompetensi
Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang regulasi/peraturan
pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar
kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis, mandiri, kreatif,
inovatif dan tanggap terhadap lingkungan) melalui diskusi tugas identifikasi dan
analisis peraturan pencemaran udara, tugas mandiri pengelompokan peraturan.
2.1.3.2. Kompetensi Dasar
Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan
berbagai peraturan pencemaran udara terutama di Indonesia.
2.2. Penyajian 2.2.1. Uraian
Peraturan di Negara-Negara Maju Peraturan yang mengatur tentang pencemaran udara secara internasional
merupakan hasil konvensi dunia. Peraturan secara internasional ini digunakan jika
terjadi pencemaran udara yang melibatkan beberapa Negara atau lintas Negara.
Contoh konvensi yang telah ada yaitu :
a. Kyoto protocol
b. Konvensi Wina
c. Konvensi Stockholm
Tetapi jika pencemaran udara yang terjadi tidak berdampak pada Negara lain,
perturan yang digunakan merupakan peraturan yang berlaku di Negara itu sendiri.
Di Amerika menganut sistem common law, yaitu hukum hukumnya tidak
dibukukan dan hanya mengandalkan putusan dari hakim. Clean Air Act yang
diundangkan tahun 1990 diturunkan dalam bentuk National Ambient Air Quality
Standards (40 CFR part 50) oleh EPA. Clean Air Act terdiri atas 2 tipe standar
yaitu Primary standards yang mengatur batasan untuk melindungi kesehatan
publik termasuk yang berkategori golongan sensitif seperti penderita asma, anak
serta lanjut usia dan secondary standards yang melindungi kesejahteraan publik
seperti jarak pandang, kerusakan ke pertanian, tanaman, hewan dan bangunan.
Tabel 2.2 National Ambient Air Quality Standards di Amerika
Primary Standards Secondary StandardsPollutant Level Averaging Time Level Averaging
Time 9 ppm (10 mg/m3)
8-hour (1) Carbon Monoxide
35 ppm (40 mg/m3)
1-hour (1)
None
0.15 g/m3 (2) Rolling 3-Month Average
Same as Primary Lead
1.5 g/m3 Quarterly Average Same as Primary Nitrogen Dioxide
0.053 ppm (100 g/m3)
Annual (Arithmetic Mean)
Same as Primary
Particulate Matter (PM10)
150 g/m3 24-hour (3) Same as Primary
15.0 g/m3 Annual (4) (Arithmetic Mean)
Same as Primary Particulate Matter (PM2.5)
35 g/m3 24-hour (5) Same as Primary 0.075 ppm (2008 std)
8-hour (6) Same as Primary
0.08 ppm (1997 std)
8-hour (7) Same as Primary
Ozone
0.12 ppm 1-hour (8) (Applies only in limited areas)
Same as Primary
0.03 ppm Annual (Arithmetic Mean)
Sulfur Dioxide
0.14 ppm 24-hour (1)
0.5 ppm (1300 g/m3)
3-hour (1)
Di Inggris sudah diadopsi Clean Air Act 1993 CHAPTER 11 Statutory Instruments
2007 No. 64 serta The Air Quality Standards Regulations 2007 Made 15th
January 2007. Jepang menerapkan Environmental Quality Standards in Japan -
Air Quality yang meliputi Environmental Quality Standards, Environmental Quality
Standards for Benzene, Trichloroethylene, Tetrachloroethylene and
Dichloromethane dan Environmental Quality Standards for Dioxins yang
dikeluarkan oleh Ministry of the Environment Government of Japan.
Peraturan Pencemaran Udara di Indonesia Dari segi ketentuan atau peraturan, peraturan di indonesia tidak kalah dengan
peraturan di amerika. Karena undang undang lingkungan di indonesia sangat
bagus. Bedanya pada aplikasi peraturannya saja, negara maju lebih responsif
daripada di Indonesia.
Peraturan yang ada di Indonesia merupakan peraturan yang berkiblat pada Eropa
karena masa lalu Indonesia yang pernah dijajah oleh Belanda. Sistem yang dianut
oleh Indonesia adalah sisil law, dimana hukum- hukumnya dibukukan ke dalam
Undang Undang.Indonesia telah meratifikasi hukum yang ada. Meratifikasi
adalah memasukkan ketentuan asing, biasanya berupa konvensi atau traktat
(perjanjian). Caranya adalah dengan membuat UU mengenai ratifikasi ketentuan
ketentuan tersebut. Peraturan yang ada di Indonesia yang mengatur tentang
pencemaran udara diantaranya yaitu (Tamin, 2004) :
1 UU No.23/1997 tentang Pengelolaan Lingkungan
2 PP No.41/1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara
3 KepMen KLH No.45/1997 tentang Indeks Standar Pencemaran Udara
4 Kep Kepala Bappedal No.107/1997 tentang Perhitungan dan Pelaporan
Informasi PSI
5 KepMen KLH No.KEP/MENLH/1995 tentang Emisi Sumber Tidak Bergerak
6 Kep Kepala Bappedal No. 205/1997 tentang Pedoman Teknis Pengendalian
Pencemaran Udara dari Sumber Tidak Bergerak
7 KepMen KLH No.129/2003 tentang Standar Emisi untuk Kegiatan Minyak dan
Gas
8 KepMen KLH No.35/93 tentang Standar Emisi untuk Kendaraan Bermotor
9 KepMen KLH No.141/2003 tentang Standar Emisi untuk Tipe Baru dan
Produksi Masa Kini Kendaraan Bermotor
10 KepMen KLH No.252/2004 tentang Keterbukaan Informasi baik Sumber Tidak
Bergerak dan Sumber Bergerak
11 KepMen KLH No. 50/96 tentang Standar Tingkat Kebauan
PP NO 41 tahun 1999 ini memuat tentang definisi dari pencemaran udara,dan hal
hal yang terkait dengan pencemaran udara, misalnya pengertian mengenai
udara ambien, baku mutu udara ambien, pihak berwenang yang terkait seperti
Mentri yang ditugasi untuk mengelola lingkungan hidup, dan Gubernur. Kemudian
dibahas mengenai langkah-langkah perlindungan mutu udara, yang meliputi:baku
mutu udara ambien, status mutu udara ambien, baku mutu emisi dan ambang
batas, tingkat gangguan, indeks standar pencemar. Setelah perlindungan, yaitu
pengendalian terhadap pencemaran udara yang meliputi pencegahan pencemaran
udara untuk persyaratan penataan lingkungan hidup, penanggulangan dan
pemulihan akibat pencemaran udara, pemberitahuan keadan darurat oleh Menteri
jika cemaran pada udara membahayakan. Pihak pihak yang melakukan
perbuatan yang mengakibatkan pencemaran udara akan dikenai sanksi dan ganti
rugi yang ketentuannya dijelaskan dalam PP ini. Selain itu juga terdapat lampiran
baku mutu udara ambien nasional seperti tercantum di bawah ini.
Tabel 2.3 Baku Mutu Udara Ambien Nasional
Parameter Waktu Pengukuran Baku Mutu Metode Analisis Peralatan
1 SO2 (Sulfur Dioksida)
1 Jam 4 Jam 1 Thn
900 ug/Nm3 365 ug/Nm3 60 ug/Nm3
Pararosanilin Spektrofotometer
2 CO (Karbon Monoksida)
1 Jam 24 Jam 1 Thn
30.000 ug/Nm3 10.000 ug/Nm3
NDIR NDIR Analyzer
3 NO2(Nitrogen Dioksida)
1 Jam 24 Jam 1 Thn
400 ug/Nm3 150 ug/Nm3 100 ug/Nm3
Saltzman Spektrofotometer
4 O3 (Oksidan) 1 Jam 1 Thn
235 ug/Nm3 50 ug/Nm3
Chemiluminescent
Spektrofotometer
5 HC (Hidro karbon)
3 Jam 160 ug/Nm3 Flame Ionization
Gas Chomatogarfi
PM10 (Partikel
Parameter Waktu Pengukuran Baku Mutu Metode Analisis Peralatan
10 Total Fluorides (as F)
24 Jam 90 Hari
3 ug/Nm3 0,5 ug/Nm3
Spesific ion Electrode
Impinger atau Continous Analyzer
11 Fluor Indeks 30 Hari 40 ug/100 cm2dari kertas limed filter
Colourimetric Limed Filter Paper
12 Khlorine dan Khlorine Dioksida
24 Jam 150 ug/Nm3 Spesific ion Electrode
Impinger atau Continous Analyzer
13 Sulphat Indeks 30 Hari 1 mg SO3/100 cm3 Dari Lead Peroksida
Colourimetric Lead Peroxida Candle
Catatan : (*) PM25 mulai diberitahukan tahun 2002 Nomor 10 s/d 13 Hanya berlakukan untuk daerah/kawasan Industri Kimia Dasar Contoh : Industri Petro Kimia; Industri Pembuatan Asam Sulfat 2.2.2. Latihan
1. Dalam peraturan pencemaran udara di Amerika, apakah kegunaan primary
standards dan secondary standards? Apakah Indonesia dapat mengadopsinya?
Jawab : Primary standards digunakan untuk melindungi kesehatan manusia
(publik), sedang secondary standards untuk melindungi kepentingan publik
termasuk tanaman, hewan dan bangunan. Indonesia belum/tidak mengadopsi
primary dan secondary standards karena kebutuhan pengendalian pencemaran
masih untuk kategori primer dan peraturan ke kepentingan publik diserahkan ke
kebijakan tiap instansi dan pemerintah daerah yang bersangkutan.
2.3. Penutup 2.3.1. Tes Formatif
1. Sebutkan 3 konvensi dunia yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas
udara!
2. Mengapa dalam peraturan tersebut untuk suatu rentang waktu persyaratan
paparan yang lebih rendah, maka batas konsentrasinya parameter yang
terkait menjadi lebih tinggi?
3. Dalam baku mutu udara ambien nasional, parameter PM2.5 baru
diberlakukan pada tahun 2002. Bagaimana konsekuensinya?
4. Mengapa dalam baku mutu udara ambien nasional, metode pengukuran
parameter-parameter juga dicantumkan?
2.3.2. Umpan Balik
Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada
bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan
rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab
ini.
Rumus :
Tingkat penguasaan = jawaban yang benar x 100% 4 Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :
90% - 100% : baik sekali
80% - 89% : baik
70% - 79% : cukup
60% - 69% : kurang
0% - 59% : gagal
2.3.3. Tindak Lanjut
Jika anda mencapai tingkat kepuasan 80% keatas, maka anda dapat meneruskan
dengan kegiatan belajar bab selanjutnya, tetapi jika tingkat penguasaan anda
belum mencapai 80%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar bab tersebut
terutama pada bagian yang anda belum kuasai.
2.3.4. Rangkuman
Setelah mengetahui dampak yang ditimbulkan dari pencemaran udara, sub pokok
bahasan ini menjelaskan tentang regulasi/aturan yang digunakan dalam
mengendalikan fenomena pencemaran udara. Tentunya sebagai bahan referensi
adalah kesehatan manusia. Aturan yang akan dibahas tidak hanya yang ada di
Indonesia, namun juga dilengkapi secara garis besar peraturan tentang polusi
udara di negara maju sebagai pembanding.
2.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif
1. Konvensi tersebut adalah : a. Kyoto protocol b. Konvensi Wina c. Konvensi
Stockholm
2. Hal ini berhubungan dengan studi dosis-response dimana untuk keterpaparan
konsentrasi yang kecil maka manusia dapat bertahan hidup lebih lama demikian
sebaliknya
3. Konsekuensinya mulai tahun 2002 setiap daerah wajib melakukan pengukuran
konsentrasi PM2.5 di udara ambien. Pihak-pihak yang mengemisikan PM2.5 juga
dianjurkan untuk mengukurnya agar tahu kontribusinya terhadap udara ambien.
4. Untuk pengukuran suatu parameter sangat banyak metodenya. Agar terjadi
keseragaman untuk perbandingan dengan baku mutu, maka metodenya
distandarkan. Metode yang dijadikan standar dalam baku mutu merupakan metode
yang akurat dan dapat diusahakan di seluruh Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA Clean Air Act USA
Clean Air Act UK
Japan Environmental Quality Standards
Tamin, Ridwan D (2005), Assistant Deputy for Vehicles Emissions Pollution
Control, Policy And Regulation Of Air Pollution In Indonesia, paper presented
in Training of Trainer BASIC URBAN AIR QUALITY MANAGEMENT CAI Net,
September 19 23, 2005, Bandung
SENARAI
D.POKOK BAHASAN III METEOROLOGI DAN SEBARAN PENCEMARAN UDARA
II.1 SUB POKOK BAHASAN METEOROLOGI PENCEMARAN UDARA 1.1 Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi Singkat
Sub pokok bahasan ini menjelaskan tentang dasar-dasar sebaran polutan dalam
pencemaran udara. Berbagai tahap sebaran tersebut adalah proses adveksi,
dilusi, difusi dan dispersi, peranan angin dalam distribusi polutan, faktor turbulensi
di atmosfer, temperatur dan kestabilan atmosfer serta kelembaban udara. Setiap
tahap penjelasan akan diberikan rumus-rumus ataupun bagan untuk memperjelas
keterangan.
1.1.2. Relevansi
Materi ini diharapkan sebagai jembatan penghubung antara materi dasar
pengetahuan atmosfer dengan pengetahuan tentang model sebaran. Dengan
mengetahui dasar-dasar sebaran polutan di atmosfer, maka diharapkan
mahasiswa lebih mudah mempelajari sistem model pencemaran udara.
1.1.3.1 Standar Kompetensi
Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang meteorologi
pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar
kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis, mandiri, kreatif,
inovatif dan tanggap terhadap lingkungan) melalui tugas individu merangkum
dasar-dasar sebaran dari berbagai teori yang ada, diskusi kelompok tentang studi
kasus kestabilan atmosfer, adveksi, dilusi, difusi dan dispersi.
1.1.3.2. Kompetensi Dasar
Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan
konsep sebaran polutan di atmosfer dengan dasar meteorologi.
1.2. Penyajian 1.2.1. Uraian
Umum Di atmosfer, berbagai polutan udara akan melalui berbagai proses. Baik
percampuran antara polutan yang satu dengan yang lain yang pada akhirnya akan
meningkatkan komposisi polutan itu sendiri, bahkan memunculkan jenis polutan
baru. Namun alam mempunyai prosesnya sendiri yang secara alamiah dapat
mengurangi maupun memindahkan konsentrasi berbagai partikulat tersebut
sebagai akibat faktor meteorologi (Neiburger, 1995). Pencemar udara akan
dipancarkan oleh sumbernya dan kemudian mengalami transportasi, dispersi, atau
pengumpulan karena kondisi meteorologi maupun topografi.
Proses penyebaran (adveksi)
Penyebaran zat pencemar yang diemisikan dari sumbernya ke udara diakibatkan
oleh adanya pengaruh down wind. Dalam perhitungan harga kecepatan dan arah
angin diperlukan sebagai indikasi pergerakan udara di suatu daerah. Bahkan untuk
jarak yang pendek, profil pergerakan udara biasanya akan sangat kompleks.
Proses pengenceran (dilusi)
Pengenceran dan pencampuran zat pencemar di udara diakibatkan oleh adanya
gerakan turbulen. Kondisi udara pada umumnya mempunyai kecepatan
pengenceran yang diakibatkan oleh pencampuran (turbulensi).
Proses perubahan (difusi)
Zat pencemar selama berada di udara akan mengalami perubahan fisik dan kimia,
sehingga membentuk zat pencemar sekunder. Smog sebagai contoh, merupakan
hasil interaksi di udara antara oksida nitrogen, hidrokarbon, dan energi matahari,
peristiwa ini dikenal dengan reaksi fotokimia.
Proses penghilangan (dispersi)
Zat pencemar di atmosfer akan mengalami penghilangan atau pengurangan
karena adanya proses-proses meteorologi, seperti hujan.
Fenomena ini dapat dipelajari dengan atau dari numerical atmospheric diffusion
model. Pola gerakan atmosfer atau dinamika atmosfer sangat berperan dalam
penyebaran polutan pencemar yang masuk ke dalam atmosfer (udara ambien).
Faktor-faktor dinamika yang mempengaruhi adalah :
1. Transportasi atau pengangkutan zat oleh aliran udara horisontal atau angin.
2. Transportasi atmosfer vertikal atau konveksi
3. Difusi, baik difusi molekuler maupun difusi turbulensi.
Beberapa konsep meteorologi yang sangat berkaitan dengan pencemaran udara,
akan dibahas di sub bab ini yaitu : sirkulasi angin, temperatur, turbulensi dan
kestabilan atmosfer.
Sirkulasi Angin Angin merupakan udara yang bergerak sebagai akibat perbedaan tekanan antara
daerah yang satu dan lainnya. Perbedaan pemanasan udara menyebabkan
naiknya gradien tekanan horisontal, sehingga terjadi gerakan udara horisontal di
atmosfer. Oleh karena itu, perbedaan temperatur antara atmosfer di kutub dan di
ekuator (khatulistiwa), serta antara atmosfer di atas benua dengan di atas lautan
menyebabkan gerakan udara dalam skala yang sangat besar. Angin lokal terjadi
akibat perbedaan temperatur setempat.
Pada skala makro, pergerakan angin sangat dipengaruhi oleh temperatur
atmosfer, tekanan pada permukaan tanah, dan gerak rotasi bumi. Angin bergerak
dari tekanan tinggi ke rendah, tetapi dengan adanya gaya Coriolis maka angin
akan bergerak tidak sesuai dengan yang seharusnya. Fenomena ini terjadi sampai
jarak ribuan kilometer dan terlihat dengan munculnya area semipermanen
bertekanan sedang di atas lautan dan daratan. Pada skala meso dan mikro,
keadaan topografi sangat berpengaruh pada pergerakan angin. Perbedaan
ketinggian permukaan tanah mempunyai efek pada kecepatan angin dan arah
pergerakan angin. Cahaya bulan, angin laut dan angin darat, angin lembah, kabut
di pantai, sistem presipitasi angin, dan pemanasan global adalah contoh-contoh
dari pengaruh topografi regional dan lokal pada kondisi atmosfer. Fenomena skala
meso akan terjadi sampai ratusan kilometer dan skala mikro mencapai 10
kilometer.
Gambar 3.1. Siklus angin secara global
(Sumber: Liu & Liptak, 2000)
Bila bumi tidak berputar, udara akan mempunyai kecenderungan mengalir
langsung dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Di samping
adanya gradien tekanan, ada suatu gaya yang harus dipertimbangkan yaitu gaya
Coriolis yang ditimbulkan yang ditimbulkan akibat rotasi bumi (gaya ini kadang-
kadang disebut juga gaya defleksi horisontal). Dengan demikian arah pergerakan
udara dari daerah bertekanan tinggi ke bertekanan rendah tidak tegak lurus lagi. Di
lapisan atmosfer teratas, udara sering kali mengalami percepatan yang kecil dan
tekanan rendah sehingga gaya-gaya yang bekerja pada bagian udara pada kasus
ini akan berimbang dan gradien arah pergerakan udara sejajar dengan garis
tekanan. Dekat dengan permukaan bumi, gaya gravitasi mulai berperan sehingga
mengakibatkan perubahan gradien arah pergerakan udara terhadap ketinggian.
Untuk sebuah daerah, efek sirkulasi angin terjadi tiap jam, tiap hari, dan dengan
arah dan kecepatan yang berbeda-beda. Distribusi frekuensi dari arah angin
menunjukkan daerah mana yang paling tercemar oleh polutan.
Salah satu hal penting dalam meramalkan penyebaran zat pencemar adalah
mengetahui arah dan besarnya kecepatan angin. Arah angin bisanya didefinisikan
dengan wind rose, yang mana berbentuk grafik (vektor) yang menggambarkan
frekuensi distribusi dari arah angin pada berbagai variasi kecepatan yang terjadi
pada suatu lokasi dengan waktu tertentu. Wind rose adalah sebuah statistik angin
yang terdiri dari frekuensi, arah, kekuatan, dan kecepatan, seperti terlihat pada
gambar di bawah ini.
NORTH
SOUTH
WEST EAST
7%
14%
21%
28%
35%
WIND SPEED (Knots)
>= 22
17 - 21
11 - 17
7 - 11
4 - 7
1 - 4
Calms: 16.67%
Gambar 3.2. Bunga Angin (Wind Rose)
Adanya perbedaan daerah daratan dan daerah perairan akan mengakibatkan
pengaruh formal yang berbeda akibat radiasi sinar matahari. Pada siang hari, suhu
udara di atas laut lebih rendah dibandingkan pada daratan. Perbedaan ini akan
menyebabkan perpindahan udara dari laut yang bersuhu rendah ke daratan yang
bersuhu tinggi. Hal ini akan menyebabkan adanya angin laut, sehingga bahan
polutan yang berada beberapa ratus meter di atas permukaan akan ikut tersebar.
Gambar 3.3. Skema Angin Darat dan Angin Laut
Sumber: Cooper dan Alley, 1986
Setelah matahari terbenam dan beberapa jam pendinginan oleh radiasi, suhu
udara di daratan akan menjadi lebih rendah dibandingkan pada lautan. Lalu aliran
Angin Laut Siang Hari Angin Darat Malam Hari
udara akan berpindah dari daratan yang bersuhu rendah ke lautan yang bersuhu
tinggi. Hal ini akan menyebabkan terjadinya angin darat.
Turbulensi Secara garis besar, pola gerakan atmosfer dapat dibedakan menjadi dua macam,
yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Difusi turbulen terjadi pada aliran turbulen,
menyebabkan terjadinya percampuran dalam atmosfer, baik arah horisontal
maupun vertikal. Komponen penentu tingkat turbulensi di atmosfer adalah
stabilitas atmosfer atau stabilitas udara.
Dalam penelitian JICA (1995) dinyatakan bahwa parameter untuk mengetahui
stabiltas atmosfer dikemukakan oleh Pasquill dan diperbarui oleh Gifford lalu
dimodifikasi oleh Senshu. Stabiltas atmosfer ini dibagi menjadi 7 (tujuh) kelas
stabilitas, yang dibedakan dengan huruf A, B, C, D, E, dan F. Klasifikasi dari
stabilitas atmosfer dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 3.1. Klasifikasi stabilitas atmosfer
Siang Hari Malam Hari Kecepatan
Angin Net Radiasi (, cal/cm2/h)
(m/sec) 30 30>15 15>7.5 7.5>0 0>-1.8 -1.8>-3.6 -3.6>U
Fluktuasi turbulensi terjadi pada arah vertikal dan horisontal, hal ini merupakan
mekanisme yang efektif untuk menghilangkan polutan di udara. Turbulensi
menyebabkan terjadinya aliran udara melalui 2 cara : pusaran thermal dan
pusaran mekanis
Pergerakan eddies (pergerakan pusaran) mempunyai pengaruh yang sangat besar
dalam proses turbulensi. Akibat pergerakan eddies akan menimbulkan
pencampuran dan pengenceran konsentrasi zat pencemar di udara, baik secara
vertikal maupun horisontal. Pergerakan eddies yang berbeda mengakibatkan
perbedaan bentuk penyebaran plume yang diemisikan oleh sumber ke atmosfer,
macam bentuk penyebaran plume tersebut adalah sebagai berikut :
1. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang kecil, plume bergerak
dengan pusaran kecil dalam garis lurus dan pembesaran pada potongan
melintang.
2. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang luas, akan menimbulkan
bentuk yang kecil tetapi mempunyai liuk yang lebar
3. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang bervariasi, akan
membentuk plume berukuran besar dan mempunyai liuk yang besar. Plume
ini akan bergerak pada angin permukaan (down wind)
Perubahan profil kecepatan angin selama siang dan malam hari karena kondisi
atmosfer, akan berbeda. Pada malam hari, kondisi atmosfer lebih stabil sehingga
profil kecepatan angin lebih landai dibandingkan profil pada siang hari. Perbedaan
profil kecepatan angin ini juga dipengaruhi oleh faktor kekasaran permukaan, hal
ini akan merubah gradien kecepatan angin karena ketinggian seperti terlihat pada
gambar berikut ini.
Gambar 3.4. Variasi Angin Sesuai Ketinggian Untuk Tingkat Kekasaran Permukaan Yang Berbeda
(Sumber: Liu & Liptak, 2000)
Temperatur Perubahan temperatur pada setiap ketinggian mempunyai pengaruh yang besar
pada pergerakan zat pencemar udara di atmosfer. Perubahan temperatur ini
disebut lapse rate. Turbulensi yang terjadi tergantung pada temperatur. Di
atmosfer sendiri diharapkan akan terjadi penurunan temperatur dan tekanan
sesuai dengan pertambahan tinggi.
Udara ambien dan adiabatic lapse rates mempengaruhi terbentuknya stabilitas
atmosfer. Dalam keadaan dimana temperatur sekumpulan udara lebih tinggi dari
sekitarnya, maka kerapatan dari udara yang bergerak naik dengan kecepatan
rendah lebih kecil daripada kerapatan udara lingkungannya dan udara berhembus
secara kontinu. Pada saat udara bergerak turun akan terbentuk aliran udara
vertikal dan turbulensi terbentuk. Keadaan atmosfer dalam kondisi di atas
dikatakan tidak stabil (unstable).
Ketika sekumpulan udara menjadi lebih dingin dibandingkan dengan udara
sekitarnya, sekumpulan duara itu akan kembali ke elevasinya semula. Gerakan ke
bawah akan menghasilkan sekumpulan udara yang lebih hangat dan akan kembali
ke elevasi semula. Dalam kondisi atmosfer seperti ini, gerakan vertikal akan
diabaikan oleh proses pendinginan adiabatik atau pemanasan, dan atmosfer akan
menjadi stabil (stable).
Jika sekumpulan udara terbawa ke atas akan melalui bagian yang mengalami
penurunan tekanan dan akibatnya kumpulanan udara itu akan menyebar. Ekspansi
tadi memerlukan kerja untuk melawan lingkungannya dan terjadi penurunan
temperatur. Biasanya proses ini berlangsung singkat karena itu untuk
menganalisanya dilakukan anggapan tidak terjadi transfer panas pada sekumpulan
udara yang ditinjau serta sekumpulan udara mempunyai kerapatan dan temperatur
sama. Kondisi atmosfer seperti ini dikatakan netral (neutral) dan dikenal dengan
lapse rate adiabatic.
Ketiga kondisi atmosfer ini terlihat pada gambar berikut ini :
Gambar 3.5 Kondisi Stabilitas Atmosfer (Sumber: Cooper & Alley, 1994)
Berdasarkan pembagian keadaan yang terjadi di atmosfer maka akan muncul garis
dry adiabtic lapse yang membatasi antara keadaan stabil dan tidak seperti terlihat
pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.6. Hubungan Ambient Lapse Rates Dengan Dry Adiabatic Rate
(Sumber: Liu & Liptak, 2000)
Pembagian keadaan atmosfer itu terdiri dari :
1. Superadiabtic, keadaan dimana ambient lapse rate berada di atas adiabatic
lapse rate dan atmosfer menjadi tidak stabil.
2. Neutral, keadaan dimana 2 lapse rates akan seimbang.
3. Subadiabatic, keadaan dimana ambient lapse rate berada di bawah
adiabatic lapse rate dan atmosfer menjadi stabil.
4. Isothermal, keadaan ketika temperatur udara konstan di atmosfer maka
ambient lapse rate menjadi nol dan atmosfer stabil.
5. Inversion, keadaan ketika temperatur udara ambien meningkat sesuai
dengan ketinggian maka lapse rate menjadi negatif atau keadaan dimana
udara hangat menyelimuti udara dingin.
Kelembaban Udara Kelembaban adalah konsentrasi uap air air di udara. Konsentrasi dapat dinyatakan
sebagai kelembaban mutlak, kelembaban spesifik, atau kelembaban relatif. Dalam
kaitannya dengan penguapan air yang di udara yang menyebabkan berubahnya
temperatur, kandungan air dalam suhu kamar dapat mencapai 3% pada 30 C (86
F), dan tidak lebih dari sekitar 0.5 % pada 0 C (32 F). Kelembaban Relatif
adalah perbandingan menyangkut tekanan uap air di dalam gas apapun terutama
udara ke keseimbangan tekanan penguapan air, di mana gas dinyatakan jenuh
pada temperatur tersebut, dinyatakan dalam persentase perbandingan antara
massa air saat ini per volume gas dan massa per volume dari gas jenuh (Roberts,
2005). Salah satu faktor yang mempengaruhi pergerakan atmosfer secara vertikal
adalah kepadatan atau densitas udara. Densitas udara sendiri menurut Nevers
(2000) dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban. Hukum kesetimbangan gas
menyatakan bahwa kerapatan dipengaruhi perubahan nilai berat molekul (M) dan
suhu (T). Adapun berat molekul sendiri dipengaruhi oleh fraksi mol uap air sebesar
0,023 RH. Kerapatan merupakan massa volume satuan suatu zat. Massa adalah
ukuran jumlah zat, dimana sifat massa itu menimbulkan kelembaban, yaitu
menentang perubahan jumlah gerakan dan menghasilkan daya tarik gravitasi
bahan-bahan lain (Neiburger, 1995).
Kelembaban relatif dalam atmosfer merupakan unsur yang sangat penting untuk
cuaca dan uap air dalam udara. Tinggi rendahnya kelembaban udara dapat
menentukan besar kecilnya kandungan bahan pencemar baik di ruang tertutup dan
ruang terbuka akibat adanya pelarut bahan pencemar yang menyebabkan
terjadinya pencemaran. Sedangkan kelembaban udara juga dipengaruhi oleh
bangunan gedung dan pohon penghijauan di pinggir jalan dan sinar matahari.
Ditambahkan oleh Lakitan (1994), kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara
dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil
evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah
menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari akan
berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air
yang berasal dari udara. Oleh karena itu kandungan uap air di udara dekat
permukaan tersebut akan berkurang.
Kelembaban udara umumnya adalah kelembaban relatif. Perbandingan antara
tekanan uap air aktual dengan tekanan uap air pada kondisi tempat jenuh,
umumnya dinyatakan dengan persen (%). Tekanan uap air adalah tekanan parsial
uap air dalam udara bebas di suatu tempat tertentu dengan jumlah tertentu.
.
Urban Heat Island Akumulasi panas dalam daerah perkotaan pada siang hari akan mengakibatkan
keseimbangan radiatif pada malam hari yang berbeda dengan daerah pedesaan di
sekitarnya yang menyimpan panas lebih sedikit pada siang hari. Oleh karena itu,
akan terjadi suatu gumpalan panas di daerah perkotaan, yang isotermalnya
biasanya terletak di daerah pusat kota. Intensitas gumpalan panas ini akan
bergantung kepada :
Kecepatan angin kritis di atas gumpalan panas, Awan dan presipitasi, Lapisan pencampuran (mixing layer).
1.2.2. Latihan
Buatlah contoh bunga angin berdasar contoh data meteorologi (angin) yang anda
peroleh minimum dalam waktu 1 hari (24 jam). Data angin yang harus ada isiannya
adalah waktu terjadinya (jam), besar kecepatan angin (bisa dalam km/jam atau
knot), arah angin (dalam tiga angka derajat sudut).