buku-ajar-pencemaran-udara.pdf

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 23½o, maka

tampaknya ini yang menyebabkan matahari bergerak antara 23½o lintang utara

dan 23½ 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 lempengan–lempengan 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 = Σ 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.


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.


Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu mengidentifikasi

sumber pencemaran udara dan menganalisis besaran dampaknya.


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 mµ .

2. Partikel kasar (Coarse partikel): Partikel berukuran lebih besar dari 2,5 mµ .

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 µm, Fine particle berukuran < 2,5 µm.

2. Fume

Aerosol padat yang dibentuk dari kondensasi uap atau gas hasil pembakaran.

Ukuran partikelnya kurang dari 1 µm. 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 µm.

4. Kabut (Mist)

Aerosol cair yang terbentuk dari proses kondensasi atau atomisasi. Ukuran

partikelnya antara submikrometer hingga 20 µm.

Fog : Visible mist, smog : hasil reaksi fotokimia yang tercampur dengan uap

air. Ukuran partikelnya kurang dari 1 atau 2 µm. 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 µm. Keseluruhan TSP

dari sumber gerak roda 40 % berukuran < 10 µm (20% < 1 µm) yang komponen

utamanya terdiri dari karbon. Sumber TSP akibat pengereman berukuran < 1 µm

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 Σ

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.


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




ini.

Rumus :



80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







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.


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.


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.


Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan

dampak pencemaran udara bagi manusia, material dan tanaman.


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 mµ dapat disisihkan

sebelum masuk saluran pernapasan tetapi untuk yang berukuran < 2 atau 3 mµ

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 mµ serta antara 2,5 – 10 mµ (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

µm, 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 ( µg/m3 ) Disertai dengan Waktu Pengaruh

750

300

200

100 – 130

100

80 - 100

715 µg/m3 SO2

630 µg/m3 SO2

250 µg/m3 SO2

120 µg/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. 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




ini.

Rumus :



80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







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. Potensi pengaruh partikulat terhadap kesehatan juga ditentukan oleh kondisi

fisik dan kimia yang terkandung di dalamnya. Partikulat halus (< 2,5 mµ ) lebih

mudah mencapai paru-paru dibanding partikulat kasar (antara 2,5 – 10 mµ ).

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.


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.



berbagai peraturan pencemaran udara terutama di Indonesia.


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 µg/m3 (2) Rolling 3-Month Average

Same as Primary Lead

1.5 µg/m3 Quarterly Average Same as Primary Nitrogen Dioxide

0.053 ppm (100 µg/m3)

Annual (Arithmetic Mean)

Same as Primary

Particulate Matter (PM10)

150 µg/m3 24-hour (3) Same as Primary

15.0 µg/m3 Annual (4) (Arithmetic Mean)

Same as Primary Particulate Matter (PM2.5)

35 µg/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 µg/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 <10 um)

24 Jam 150 ug/Nm3 Gravimetric Hi - Vol 6

PM 2.5* 24 Jam 1 Jam

65 ug/Nm3 15 ug/Nm3

Gravimetric Gravimetric

Hi – Vol Hi - Vol

7 TSP (Debu)

24 Jam 1 Jam

230 ug/Nm3 90 ug/Nm3

Gravimetric Hi – Vol

8 Pb(Timah Hitam)

24 Jam 1 Jam

2 ug/Nm3 1 ug/Nm3

Gravimetric Ekstratif Pengabuan

Hi – Vol AAS

9 Dustfall (Debu Jatuh)

30 Hari 10 Ton/ Km2/ Bulan (Pemukiman) 20 Ton/Km2/ Bulan (Industri)

Gravimetric Cannister

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.


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




ini.

Rumus :



80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal





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.


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.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang meteorologi



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.



konsep sebaran polutan di atmosfer dengan dasar meteorologi.


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 (γ, cal/cm2/h)

(m/sec) γ≥30 30>γ≥15 15>γ≥7.5 7.5>γ≥0 0>γ≥-1.8 -1.8>γ≥-3.6 -3.6>γU<2 A A-B B dD nD G G

2≤U<3 A-B B C dD nD E F 3≤U<4 B B-C C dD nD nD E 4≤U<6 C C-D dD dD nD nD E

U≤6 C dD dD dD nD nD E Sumber : The Study On The Integrated Air Quality Management For Jakarta Metropolitan Area Keterangan dari klasifikasi kelas :

A = sangat tidak stabil

B = tidak stabil

C = sedikit tidak stabil

D = netral

E = stabil

F = sangat stabil

G = lebih stabil dari kelas F

Secara umum, polutan-polutan di atmosfer terdispersi dalam 2 cara yaitu melalui

kecepatan angin dan turbulensi atmosfer. Turbulensi atmosfer terjadi akibat dari

gerakan angin yang berfluktuasi dan memiliki frekuensi lebih dari 2 cycles/hr.

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


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


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).

Jawab : Lihat referensi yang sudah ada, data meteorologi dapat diperoleh dari

stasiun BMG setempat.


1. Jelaskan pengertian dilusi dalam pencemaran udara

2. Sebutkan aspek meteorologi yang erat kaitannya dengan sebaran polutan?

3. Bagaimana perubahan profil kecepatan angin selama siang dan malam

hari?

4. Sebutkan keadaan-keadaan yang terjadi yang berhubungan dengan

ambient lapse rate?

1.3.2. Umpan Balik


bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, dan gunakan rumus ini

untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab ini.

Rumus :



80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







1.3.4. Rangkuman

Pencemar udara akan dipancarkan oleh sumbernya dan kemudian mengalami

transportasi, dispersi, atau pengumpulan karena kondisi meteorologi maupun

topografi. Proses adveksi, dilusi, difusi dan dispersi dapat terjadi secara simultan

di atmosfer. Pergerakan angin dapat terjadi pada skala mikro, meso dan makro.

Stabilitas atmosfer digunakan untuk menilai gerakan udara sehingga pengaruh

pencampuran dan pengenceran zat pencemar di udara dapat diprediksi.

Kestabilan atmosfer dipengaruhi oleh temperatur ambien dan lapse rate. 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.


1. 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).

2. Beberapa konsep meteorologi yang sangat berkaitan dengan pencemaran

udara adalah : sirkulasi angin, temperatur, turbulensi dan kestabilan atmosfer.

3. 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.

4. Superadiabtic, neutral, subadiabatic, isothermal, inversion.

DAFTAR PUSTAKA

Cooper, C David & Alley, F.C. (1994). Air Pollution Control, A Design Approach,


JICA (Japan International Cooperation Agency) dan EIMA (Environmental Impact

Management Agency of Indonesia), (1995). Main Report : The Study on The

Integrated Air Quality Management for Jakarta Metropolitan Area, Bapedal,

Indonesia.

Liu, David H.F & Liptak, Béla G. (2000). Air Pollution, Lewis Publishers, New York.

Roberts. K Roddick, (2005). Humidity. http://www.fsec.ucf.edu/bldg/science/

humidity (Januari 2006)

Lakitan, Benyamin. (1997). Dasar-dasar Klimatologi, Cetakan ke-6. PT. Raja

Grafindo Persada. Jakarta.

Neiburger, Morris. (1995). Memahami Lingkungan Atmosfer Kita-Terjemahan


Noel De Nevers. (1995). Air Pollution Control Engineering. McGraw Hill, Inc

Singapore.

SENARAI

II.2 SUB POKOK BAHASAN SEBARAN PENCEMARAN UDARA


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

2.1.2. 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..


Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang sebaran



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.



konsep sebaran polutan di atmosfer dengan dasar meteorologi.


Model Dispersi Pencemaran Udara Secara umum model pencemaran udara terdiri atas dua model utama yaitu model

sebaran (dispersion model) dan model penerima (receptor model). Dengan

semakin berkembangnya sektor – sektor yang menimbulkan pencemaran udara

akan membuat peningkatan kadar polutan di udara tetapi kita tidak akan tahu

berapa konsentrasi polutan di masa datang. Oleh karena itu dibutuhkan suatu

model sebaran pencemaran udara yang membantu kita untuk mengetahui

bagaimana perilaku polutan-polutan udara di lingkungan. Model ini adalah model

kualitas udara yang seperti, model sejenisnya, memerlukan pekerjaan

pendahuluan yang akan membutuhkan waktu, terutama dalam penyiapan data

masukan sumber emisi dan intensitas emisi serta data meteorologi. Ada banyak

alasan mengapa model sangat diperlukan antara lain : dapat diketahui sumber

mana yang bertanggungjawab atas besarnya konsentrasi polutan yang diterima

oleh receptor, memprediksi perubahan konsentrasi sesuai dengan waktu,

membuat target emisi untuk sumber-sumber yang tingkat pencemarannya tinggi.

Menrut Soedomo (1990), model yang dikembangkan terdiri atas beberapa sub-

model, yaitu :

1. Submodel emisi sumber

Data masukan untuk submodel emisi adalah informasi sumber pencemar yang

ditekankan pada penggunaan energi pada sektor transportasi. Data yang

masuk dalam submodel ini akan menghasilkan emission load dari sumber emisi

transportasi, dan akan diolah datanya bersama-sama dengan hasil dari

submodel meteorologi untuk membuat model dispersi pencemar.

2. Submodel meteorologi

Data masukan untuk submodel meteorologi meliputi data arah dan kecepatan

angin, radiasi sinar matahari, dan ketinggian lapisan pencampur. Submodel ini

digunakan untuk menghitung frekuensi distribusi dari data meteorologi selama

1 tahun. Hasil keluaran submodel ini akan menjadi masukan dalam submodel

dispersi bersama dengan data keluaran submodel emisi.

3. Submodel dispersi pencemar

Menurut Colls (2002) untuk model dispersi pencemar dapat dibagi menjadi 3

model utama yaitu :

1. Model Eulerian

Secara numerik model ini dapat digunakan untuk menyelesaikan perhitungan

difusi atmosfer. Selain itu dapat juga digunakan untuk mengetahui pergerakan

emisi dari sumber titik di atmosfer. Alat untuk sensor eulerian adalah windvane

atau anemometer.

2. Model Gaussian

Model ini dibuat berdasarkan distribusi probabilitas normal gaussian dari ektor

angin dan fluktuasi konsentrasi polutan. Model ini hampir sam dengan model

eulerian tetapi lebih diperuntukkan dalam skala lebih besar.

3. Model Lagrangian

Berdasarkan proses dari pergerakan massa udara atau proses dari dispersi

partikel. Dalam pengukuran untuk model ini digunakan balon natural densitas.

Deskripsi Model Dispersi Dasar dari sebuah model dispersi dapat dijelaskan sebagai berikut : apabila

sebuah sumber emisi misalnya kendaraan bermotor mengeluarkan emisi polutan

NOx sebesar 1 ppm ke atmosfer, maka yang menjadi pertanyaan adalah seberapa

besar yang diterima oleh penerima (receptor) yang dalam hal ini adalah manusia,

dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi seperti arah angin, kecepatan angin,

dan sebagainya. Oleh karena itu dibutuhkan perhitungan-perhitungan memadai,

yang dikenal sebagai pemodelan pola dispersi polutan yang mana akan

menggunakan rumus-rumus yang ada saat ini untuk menganalisa.

Pemodelan dispersi polutan berbasis komputer pada dasarnya dapat disebut

sebagai sebuah “black box”, dimana apabila data input yang diperlukan

dimasukkan akan melakukan perhitungan-perhitungan yang dibutuhkan, dan

hasilnya adalah gambaran mengenai konsentrasi polutan pada tiap penerima

(receptor) yang dalam hal ini adalah manusia, seperti terlihat pada gambar berikut

ini.

B la c k B o x

E m is iS u m b e r

T ra n s p o r ta s i

F a k to r -f a k to r

M e te o r o lo g i

P e n e r im a(R e c e p to r s )

Gambar 3.7 Model Black Box

(Sumber: Soedomo, 1999)

Penerapan Model Dispersi Dasar dari dispersion simulation model adalah persamaan Gauss dari plume dan

puff. Model ini menjelaskan hubungan antara polutan yang diemisikan dari

sumbernya dengan konsentrasi polusi udara di ambien. Untuk mendapatkan

hubungan yang baik antara polutan yang diemisikan dengan konsentrasi polutan di

udara ambien, maka ketepatan/ketelitian inventarisasi sumber emisi dan

kecocokan penggunaan data meteorologi sangat diperlukan. Dengan demikian

maka diharapkan dapat memberikan hasil simulasi yang akan mewakili hubungan

antara sumber emisi dan konsentrasi polutan di udara ambien.

Berdasarkan Colls (2002), asumsi yang digunakan dalam simulasi ini adalah :

1. Material polutan yang berbentuk gas di udara bentuknya tidak reaktif,

2. Bentuk dari kepulan asap sesuai dengan arah datangnya angin (sumbu x),

3. Kecepatan angin dan arah angin konstan terhadap ketinggian.

Tujuan dari simulasi ini adalah untuk mengklarifikasikan hubungan antara masing-

masing sumber, demikian juga total emmision load masing-masing polutan yang

diemisikan ke udara dan konsentrasi polutan di udara ambien. Pendekatannya

adalah dengan menggunakan persamaan Gauss. Dasar pendekatan adalah model

difusi Eddy dalam tiga kordinat atau disebut persamaan difusi Fickian.

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡∂∂

+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡∂∂

+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡∂∂

= 2

2

2

2

2

2

zCK

yCK

xCK

dtdC

zzyyxx

dimana : C = konsentrasi, T = waktu, Kxx, Kyy, Kzz = koefisien difusi arah sumbu x, y, z

Persamaan difusi Fickian dimodifikasi dan digunakan untuk mempelajari model

penyebaran polutan dari sumber-sumber emisi. Persamaan Gaussian

menggunakan sistem koordinat seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Gambar 3.8 Sistem Koordinat untuk Distribusi Gaussian

Pada Arah Horisontal Dan Vertikal (Sumber: Colls, 2002)

Persamaan asli (original) dari Gauss adalah :

Fyu

QzyxC

yzy

p .2

exp.2

),,( 2

2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

σσπσ

dimana :

( ) ( )⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ +−+⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−= 2

2

2

2

2exp

2exp

zz

HezHezFσσ

Persamaan asli Gaussian diatas mengansumsikan bahwa permukaan tanah

sebagai dinding pembatas untuk difusi selanjutnya. Jika tidak ada pengendapan

dan absorpsi, maka dinding pembatas ini dapat dihitung dengan mengasumsikan

adanya bayangan sumber yang simetris dengan sumber di bawah permukaan

tanah.

Gambar 3.9 Sumber dan Bayangan Sumber di Bawah Permukaan Tanah (Sumber: Perkins, 1974)

Source

Ground Image Source

Persamaan Plume model (windy condition)

Pada persamaan asli Gaussian diatas nilai (z-H) untuk sumber sebenarnya

diatas permukaan tanah, sedangkan nilai (z+H) untuk sumber bayangannya.

Oleh karena itu, pada ground level z = 0, persamaan diatas dapat

disederhanakan, sehingga persamaannya menjadi :

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−= 2

2

2

2

2exp

2exp

zyzy

Heyu

QCσσσπσ

Persamaan Gaussian Plume digunakan untuk keadaan dimana terdapat

kecepatan angin di sumber emisi (windy condition).

Persamaan Puff model (calm condition)

( )( ) FyutxQ

zyxCyxzy

p .22

exp.2

),,( 2

2

2

2

2/1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−−=

σσσσσπ

Persamaan Puff model (calm condition) disederhanakan karena terlalu banyak

menggunakan faktor waktu, persamaan di atas disederhanakan menjadi :

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

= 2222/3 )/(1

)2(2

HeRQC

γαγπ

Persamaan Gaussian Puff digunakan jika tidak terdapat angin di sumber emisi

atau kecepatan anginnya sama dengan 0 (nol), kondisi ini disebut sebagai kondisi

tenang (calm condition). Keterangan persamaan Gaussian :

C = konsentrasi pada titik perhitungan (ppm)

x = jarak dari sumber ke titik perhitungan searah arah angin (m)

y = jarak dari sumber ke titik perhitungan arah kanan atas dari arah angin

z = tinggi pada titik perhitungan (m)

Q = emission rate dari polutan (m3/dt)

u = rata-rata kecepatan angin (m/dt)

He = tinggi stack efektif

σy,z = koefisien difusi dalam arah y dan z (m)

α / γ = rate of increase of the horizontal/vertical plume width (m/dt)

t = waktu dari stack atau pipa pembuangan gas (dt)

Nilai He (tinggi stack efektif) sama dengan tinggi stack awal, karena cerobong

kendaraan bermotor diletakkan horisontal (tidak ada penambahan tinggi), berbeda

dengan cerobong industri dan rumah tangga yang diletakkan vertikal; sehingga :

He = Ho (tinggi awal stack)

Lebar Difusi Kepulan

Nilai dari σy, σz menggambarkan lebar dari distribusi konsentrasi polutan yang

keluar dari stack (pipa gas buang). Nilai σy adalah lebar difusi kepulan secara

horisontal, sedangkan nilai σz untuk lebar vertikal difusi kepulan. Persamaan JEA

(Japan Environmental Agency) untuk mensimulasikan tabel Pasquill-Gifford

digunakan untuk persamaan plume. Persamaannya sebagai berikut :

yxx yyαγσ .)( = zxx zz

αγσ .)( =

dimana : αy, γy, αz, γz = konstanta yang tergantung dari stabilitas atmosfer (Tabel 3.2)

x = jarak dari sumber ke titik perhitungan searah arah angin (m)

Tabel 3.2 Nilai Konstanta Untuk Lebar Difusi Kepulan Persamaan Plume

Arah horisontal Arah vertikal Kelas Stabilitas αy γy x αz γz x

A 0.901 0.851

0.426 0.602

0~1000 1000~

1.122 1.514 2.109

0.0800 0.00855 0.000212

0~300 300~500

500~

B 0.914 0.865

0.282 0.396

0~1000 1000~

0.964 1.094

0.1272 0.0570

0~500 500~

C 0.924 0.855

0.1772 0.232

0~1000 1000~ 0.918 0.1068 0~

D 0.929 0.889

0.1107 0.1467

0~1000 1000~

0.826 0.632 0.555

0.1046 0.400 0.811

0~1000 1000~10000

10000~

E 0.921 0.897

0.0864 0.1019

0~1000 1000~

0.788 0.565 0.415

0.0928 0.433 1.732

0~1000 1000~10000

10000~

F 0.929 0.899

0.0554 0.0733

0~1000 1000~

0.784 0.526 0.323

0.0621 0.370 2.41

0~1000 1000~10000

10000~

G 0.921 0.896

0.0380 0.0452

0~1000 1000~

0.794 0.637 0.431 0.222

0.0373 0.1105 0.529 3.62

0~1000 1000~2000 2000~10000

10000~ Sumber : JEA, 1993

Lebar Difusi Kepulan untuk Persamaan Puff

Tabel JEA yang diperoleh dari grafik Turner (1970) digunakan untuk persamaan

puff terlihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.3.Nilai α Dan γ Untuk Persamaan Puff

Kelas Stabilitas α γ

A 0.948 1.569 B 0.781 0.474 C 0.635 0.208 D 0.470 0.113 E 0.439 0.067 F 0.439 0.048 G 0.439 0.029

Sumber : JEA, 1993

2.2.2. Latihan

Perkiraan konsentrasi SO2 pada sisi hilir dari sebuah PLTU 1.000 MW pada jarak

1 km dan 5 km, yang menggunakan 10.000 ton batubara per hari sebagai bahan

bakarnya, kadar sulfur 1%, tinggi stack efektif 250 m, angin bergerak dengan

kecepatan 3m/det, diukur pada kondisi sedikit cerah, siang hari pada ketinggian

10 m.

x, km τy, m τz, m 1 140 125 5 540 500

Kondisi atmosferik tidak stabil, kecepatan angin pada ketinggian stack efektif

adalah sebesar:

v = v1 (H/z1)n = 3(250/10)0,25 = 6,6 m/det.

Jumlah sulfur

= 10.000 ton/hari x 1/100

= 100 ton/hari (27.777.700 mg/detik)

Emisi SO2

= (64/32)(27.777.700)mg/det

= 55.555.400 mg/det.

Pada ground level concentration maximum (GLC), konsentrasi SO2 adalah:

C1 km = [55.555.400 /3,14.6,6 x 140 x 125] exp-[{2502/2(125)2}]

= 750 mg/m3

C5km = [55.555.400 /3,14.6,6 x 540 x 500] exp-[{2502/2(500)2}]

= 315 mg/m3


1. Secara umum sebutkan dua model utama dalam pencemaran udara!

2. Sebutkan data apa yang diperlukan dalam submodel emisi sumber?

3. Sebutkan asumsi yang digunakan dalam pembuatan simulasi model!

4. Pendekatan apa yang digunakan dalam persamaan Gauss?

2.3.2. Umpan Balik




Rumus :



80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







2.3.4. Rangkuman

Secara umum model pencemaran udara terdiri atas dua model utama yaitu model

sebaran (dispersion model) dan model penerima (receptor model). Model dispersi

digunakan untuk memperkirakan tingkat cemaran dari sumbernya terhadap fungsi

jarak dan waktu. Submodel dispersi terdiri atas emisi sumber, meteorologi, dispersi

pencemar. Model dispersi pencemar secara garis besar terdiri atas tiga model

yaitu model eulerian, model gaussian, model lagrangian.


1. Model dispersi dan model reseptor

2. Data faktor emisi, jumlah emiter untuk mencari emission load

3. Asumsi yang digunakan dalam pembuatan simulasi ini adalah :

1. Material polutan yang berbentuk gas di udara bentuknya tidak reaktif,

2. Bentuk dari kepulan asap sesuai dengan arah datangnya angin (sumbu x),

3. Kecepatan angin dan arah angin konstan terhadap ketinggian.

4. Dasar pendekatan adalah model difusi Eddy dalam tiga kordinat atau disebut

persamaan difusi Fickian

DAFTAR PUSTAKA Neiburger, Morris. (1995). Memahami Lingkungan Atmosfer Kita-Terjemahan.


Perkins H.C, (1974), Air Pollution (International Student Edn) McGrawHill, New

York

Turner D.B (1970), Workbook of Atmospheric Dispersion Estimates. Office of Air

Programs Pub. No.AP-26, Environmental Protection Agency, U.S.A.

Colls, Jeremy. 2002. Air Pollution, Second Edition, Spon Press Tylor & Francis

Group, London.

Cooper, C David & Alley, F.C. (1994). Air Pollution Control, A Design Approach,


JICA (Japan International Cooperation Agency) dan EIMA (Environmental Impact

Management Agency of Indonesia), (1995). Main Report : The Study on The

Integrated Air Quality Management for Jakarta Metropolitan Area, Bapedal,

Indonesia.

Soedomo, Moestikahadi. (1999). Kumpulan Karya Ilmiah Mengenai Pencemaran

Udara, Penerbit ITB, Bandung.

SENARAI

D.POKOK BAHASAN IV PEMANTAUAN DAN INVENTORI EMISI DALAM PENCEMARAN UDARA

II.1 SUB POKOK BAHASAN PEMANTAUAN PENCEMARAN UDARA 1.1 Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi Singkat

Sub pokok bahasan ini menjelaskan tentang dasar-dasar pemantauan kualitas

udara. Aspek yang dinilai adalah bagaiman data pemantauan dapat dinilai andal,

dapat dipercaya dan memiliki rentang toleransi keakuratan pengukuran. Polutan

yang dipantau meliputi kelompok pencemar indikatif dan spesifik. Jaringan stasiun

pengamat melalui pendekatan kurva serta perhitungan juga menjadi bahasan di

sini. Frekuensi sampling kualitas udara dan metode-metode pengukuran menjadi

bahasan terakhir di sub pokok bahasan pemantauan kualitas udara.

1.1.2. Relevansi

Materi ini diharapkan dapat menjadi dasar dalam mata kuliah Pemantauan dan

Analisis Kualitas Udara di semester VI. Dengan memahami metode pemantauan

maka akan mempermudah memahami aspek pengendalian pencemaran udara.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang metode

pemantauan kualitas udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar

kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya melalui tugas individu merangkum

metode-metode pengukuran, diskusi kelompok tentang studi jaringan pemantauan

kualitas udara di kota-kota besar di Indonesia serta tugas kecil tentang berbagai

metode pengukuran kualitas udara.



dasar-dasar pemantauan kualitas udara.


Umum Program pemantauan kualitas udara merupakan suatu upaya yang dilakukan

dalam pengendalan pencemaran udara. Hal yang penting diperhatikan dalam

program pemantauan udara adalah yang berhubungan dengan aspek

pengambilan contoh udara (sampling) dan analisis di laboratoriumnya serta

pengelolaan data dengan metoda statistika.

Keabsahan dan keterpecayaan data hasil pemantauan yang diperoleh sangat

ditentukan oleh metoda sampling dan analisis yang diterapkan. Seperti diketahui,

program pemantauan kualitas udara, baik udara ambien maupun dari sumber

emisi pencemaran udara, bertujuan untuk memberikan masukan bagi pengambil

keputusan dalam program pengendalian pencemaran udara seperti halnya

pemantauan kualitas udara yang diterapkan di suatu daerah, hanya akan dapat

terukur dari hasil pemantauan yang dilakukan karena pemantauan kualitas udara

perlu dilandasi dengan perangkat lunak dan keras yang sesuai, dengan beberapa

pembakuan bila diperlukan. Dalam hal ini, metode sampling dan analisis udara

akan menjadi landasan pokok yang menjamin keterpercayaan dan keabsahan data

yang diperoleh dalam program pemantauan yang dilaksanakan.

Pencemaran udara di suatu daerah akan sangat ditentukan secara langsung oleh

intensitas sumber emisi pencemarnya dan pola penyebarannya (dispersi, difusi

dan pengenceran) di dalam atmosfer. Konsentrasi pencemar udara akan berbeda

dari satu tempat dengan waktu yang berbeda atau dengan tempat lainnya.

Hubungan skala ruang dan waktu menjadi variabel penentu besaran konsentrasi

zat pencemar yang diamati. Di lain pihak, pencemaran udara juga ditentukan oleh

jenis pencemar yang diemisikan oleh sumbernya.

Dua jenis pencemar dapat dibedakan di sini, yaitu pencemar indikatif dan spefifik.

Zat pencemar indikatif merupakan zat pencemar yang telah dijadikan

indikator pencemar udara secara umum, yang biasanya tercantum di dalam

peraturan kualitas pencemaran udara yang berlaku. Yang termasuk kelompok

zat pencemar indikatif untuk daerah perkotaan dan pemukiman secara umum

adalah suspended particulate matter (debu), karbon monoksida, total

hidrokarbon (THC), oksida-oksida nitrogen (NOx), sulfur dioksida (SO2) dan

oksidan fotokimia (ozon).

Kelompok pencemar spesifik merupakan zat pencemar udara yang bersifat

spesifik yang diemisikan dari sumberntya, contohnya gas chlor, ammonia,

hidrogen sulfida, merkaptan, formaldehida, dan lain-lain.

Dengan mempertimbangkan faktor-faktor sumber pencemar, medium tempat

pencemaran berdispersi dan berdifusi, maupun jenis zat pencemar yang telah

diuraikan di atas, pemantauan udara ambien. Pemantauan sumber emisi dilakukan

terutama untuk mengetahui tingkat emisi dan unsur pencemar spesifik, sedangkan

pemantauan udara ambien dilakukan untuk mengetahui tingkat pencemaran udara

yang didasarkan atas pencemar indikatif yang umum. Adanya pembedaan sistem

pemantauan ini akan membedakan pula metoda sampling udara. Udara Masuk Peralatan Sampling Pengkondisian

Sampel

Pengumpulan

Sampel

Pencatatan ANALYZER Peralatan Data Kalibrasi Kontrol Aliran & Pengukuran pada Analyzer Udara Bergerak Udara Keluar

Gambar 4.1 Komponen Stasiun Pemantauan Kualitas Udara

Pemantauan Kualitas Udara Ambien Dalam perencaaan pemantauan kualitas udara harus dipertimbangkan beberapa

hal, yaitu:

Tujuan pemantauan kualitas ambien

Parameter zat pencemar yang akan diukur

Jumlah stasiun pengamat, termasuk lokasi, durasi periode sampling serta

metode sampling yang digunakan

Metode pengukuran yang digunakan

Tujuan Pemantauan Kualitas Udara Ambien Beberapa tujuan dapat dicapai dalam pemantauan ini. Secara garis besar ada

empat tujuan utama yaitu :

Untuk mengetahui tingkat pencemaran udara yang ada di suatu daerah

dengan mengacu pada ketentuan dan peraturan mengenai kualitas udara

yang berlaku dan baku.

Untuk menyediakan pengumpulan data (data base) yang diperlukan dalam

evaluasi pengaruh pencemaran dan pertimbangan perencanaan, seperti

pengembangan kota dan tata guna lahan, perencanaan transportasi,

evaluasi penerapan strategi pengendalian pencemaran yang telah

dilakukan, validasi pengembangan model difusi dan dispersi pencemaran

udara.

Untuk mengamati kecenderungan tingkat pencemaran udara yang ada di

daerah pengendalian pencemaran udara tertentu.

Untuk mengaktifkan dan menentukan prosedur pengendalian darurat untuk

mencegah timbulnya episode pencemaran udara.

Jaringan Stasiun Pengamat Perencanaan jaringan pemantauan kualitas udara dilakukan berdasarkan tingkat

konsentrasi pencemar, penyebaran pencemar dan inventori emisi. Selain itu

diperlukan pertimbangan-pertimbangan umum seperti: jaringan yang ideal

memerlukan sumber daya yang besar, dan juga diperlukan pengetahuan

mengenai tingkat dan pola penyebaran pencemaran udara.

Penetapan besarnya jaringan sangat ditentukan oleh faktor-faktor jumlah

penduduk, tingkat pencemaran dan keragamannya serta kebijakan-kebijakan yang

berlaku.

Secara teknis, penetapan besar jaringan dapat ditentukan berdasarkan:

jumlah penduduk yaitu dengan membuat kurva aproksimasi (untuk pencemar

CO2, CO, HC, NOx dan oksidan).

berdasarkan perhitungan.

Berdasarkan populasi penduduk

Penentuan jumlah stasiun monitoring di suatu wilayah dapat dilakukan

berdasarkan jumlah penduduk yaitu menggunakan kurva pendekatan

(aproksimasi) seperti diperlihatkan dalam gambar 7.2. Pada gambar tersebut

diperlihatkan jumlah minimum dan maksimum monitoring untuk masing-masing zat

pencemar. Total suspended solid (debu), SO2, dan pencemar lainnya untuk sistem

pengukuran automatik maupun mekanik, untuk masing-masing kelas populasi

yang tergantung pada penyebaran dan tingkat pencemarannya.

Sebagai contoh, untuk daerah yang berpenduduk 1 juta dengan masalah

SO2 yang kritis diperlukan 20 stasiun pemantauan SO2, sedangkan untuk masalah

yang tidak kritis minimum diperlukan hanya 10 stasiun pemantauan SO2.

Untuk parameter SO2 dan NOx membutuhkan alat ukur mekanik dan

otomatis, dengan bantuan gambar 7.2 diperoleh alat pemantauan mekanis dan

pemantau total. Perbedaan perkiraan antara jumlah sampler total (mekanis dan

otomatis) dengan sampler otomatis adalah menunjukkan banyaknya sampler

mekanis yang diperlukan.

Meskipun kurva tersebut memberikan perkiraan yang tepat dan baik untuk

pemantauan pencemar perkotaan dengan sumber emisi dari kendaraan bermotor

seperti CO, HC, NOx, SO2 dan oksidan tetapi bisa diterapkan langsung untuk

parameter SO2 dan partikulat, karena pencemar tersebut (SO2 dan partikulat)

sangat dipengaruhi oleh kompleksitas sektor industri dan pola penggunaan bahan

bakar di daerah tersebut, dengan demikian akan berpengaruh terhadap ukuran

jaringan monitoring.

Gambar 4.2 Kurva Aproksimasi Jumlah Stasiun Pemantauan

Berdasarkan perhitungan

Penentuan jumlah stasiun pemantauan berdasarkan perhitungan hanya digunakan

untuk stasiun pemantauan pencemar SO2 dan TSP. Rumus perhitungan tersebut

sebagai berikut:

N = Nx + Ny + Nz

Z0004,0Nz

YCs

CbCs0096.0Ny

XCs

CsCm0965.0Nx

=

−×=

−×=

dimana: N = Jumlah stasiun pemantauan

Cm = Nilai isopleth maksimum (ug/m3) Cs = Nilai standar kualitas udara ambien (ug/m3) Cb = Nilai isopleth minimum, dengan nilai kontur 10 (ug/m3) X = Luas area dimana konsentrasi pencemar > baku mutu (km2) Y = Luas area dimana konsentrasi pencemar < baku mutu > Z = Luas area dimana konsentrasi pencemar ≤ background (km2)

Kriteria Penempatan Stasiun Pemantauan Penempatan lokasi stasiun pemantauan perlu dilakukan pada titik-titik yang

mewakili: pusat kota, pinggir kota, pedesaan, daerah sekitarnya (remote area),

daerah industri, daerah pemukiman dan daerah komersial (perdagangan).

Periode dan Frekuensi Sampling Konsentrasi zat pencemar di udara ambien berkaitan erat dengan waktu dan

tempat, oleh karena itu maka penentuan periode dan frekuensi sampling harus

memperhatikan hal-hal apakah sampling udara ambien dilakukan dengan sampling

terus-menerus (kontinu), semi kontinu dan sampling sesaat (grab sampling).

Sampling kontinu merupakan metode yang paling ideal dalam suatu

program pemantauan dan pengawasan kualitas udara, khususnya di daerah

perkotaan.

Sampling semi kontinu dapat diterapkan di daerah-daerah yang agak

tercemar, yang tidak terlalu ditandai denga fluktuasi episodik yang tinggi.

Sampling sesaat biasanya merupakan suatu metoda yang hanya dilakukan

untuk maksud tertentu, misal menguji keabsahan data yang diperoleh dari

sampling kontinu dan sampling semi kontinu, atau suatu langkah awal

penentuan titik-titik sampling yang diperlukan di dalam pemantauan dan

pengawasan kualitas udara. Sampling sesaat merupakan metode sampling

yang permanen.

Berikut ini pedoman untuk periode dan frekuensi sampling setiap parameter

diberikan dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Frekuensi Sampling Kualitas Udara Parameter Area dengan konsentrasi

di atas standar Area urban Area

non urban

Sam-pler

Kontinu per 3 hari

per 6 hari

Kontinu per 3 hari

per 6 hari

per 6 hari

TSP M M M M M M SO2 M/A A M M M M CO A A A HC A A M A

NO2 M/A A M M A M NOx M/A A M M A

Oksidan M/A A A

Metode Sampling Udara Ambien Dalam pengukuran kualitas udara dengan menggunakan metode dan peralatan

yang manual, terlebih dahulu dilakukan sampling yang dilanjutkan dengan analisa

di laboratorium.

Untuk mengumpulkan gas dari udara ambien diperlukan suatu teknik pengumpulan

dan peralatan tertentu. Teknik pengumpulan gas yang umum digunakan untuk

menangkap gas di udara ambien adalah teknik absorpsi, adsorpsi, pendinginan

dan pengumpulan pada kantong udara (bag sampler atau tube sampler).

Teknik absorpsi adalah teknik pengumpulan gas berdasarkan kemampuan gas

pencemar bereaksi dengan pereaksi kimia (absorber). Pereaksi kimia yang

digunakan harus spesifik artinya hanya dapat bereaksi dengan gas pencemar

tertentu yang akan dianalisis. Untuk beberapa jenis gas pencemar yang dianalisis

dengan metode colorimetri, selalu menggunakan teknik absorpsi untuk

mengumpulkan contoh gas, misalnya pengukuran gas SO2 dengan metode

pararosaniline.

Teknik adsorpsi yaitu berdasarkan kemampuan gas teradsorpsi pada permukaan

padat adsorbent (karbon aktif atau aluminium oksida), terutama untuk gas-gas

hidrokarbon yang mampu terserap dalam permukaan karbon aktif.

Teknik pendinginan yaitu teknik sampling dengan cara membekukan gas pada

titik bekunya, sedangkan pengumpulan contoh dengan kantong udara sering

digunakan untuk gas pencemar yang tidak memerlukan pemekatan contoh udara.

Untuk pengumpulan contoh udara diperlukan peralatan pengambilan contoh udara

yang pada umumnya terdiri dari collector, flowmeter dan pompa vacuum. Collector

berfungsi untuk mengumpulkan gas yang tertangkap, dapat berupa impinger,

fritted bubbler atau tube adsorber. Untuk mengetahui volume udara ambien yang

terkumpul digunakan flowmeter baik berupa dry gas meter, wet gas meter atau

rotameter. Pompa vacuum dihindari digunakan untuk menghisap udara ke dalam

collector. Kesalahan yang harus dihindari adalah kebocoran dari sistem

pengambilan contoh.

Susunan peralatan sampling udara ambien adalah sebagai berikut:

Gambar 4.3 Susunan Peralatan Sampling Udara Ambien

Metoda Analisa Berbagai jenis metode pengukuran analitik dapat digunakan untuk analisis zat

pencemar udara, dari mulai metode analitik yang sederhana dengan waktu

pengukuran yang lama seperti titrasi atau gravimetri sampai metode analitik yang

paling mutakhir, yaitu menggunakan prinsip-prinsip fisiko-kimia yang mampu

mengukur zat pencemar secara otomatis dengan waktu pengukuran berskala

detik, serta tidak memerlukan larutan pereaksi.

Collector Flowmeter Vacuum Pump

1.2.2. Latihan

Gambarkan stasiun pemantauan kualitas udara beserta diagram komponennya!

Jawab :


1. Sebutkan 2 hal yang menjadi tolok ukur keterpercayaan dan keabsahan

data dalam pemantauan kualitas udara!

2. Sebutkan 2 hal pengakategorian zat pencemar dalam rangka pemantauan

kualitas udara, berikan pula contohnya!

3. Jelaskan hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemantauan kualitas

udara ambien!

4. Jelaskan teknik absorpsi dalam pemantauan kualitas udara!

1.3.2. Umpan Balik




Rumus : Tingkat penguasaan = Σ jawaban yang benar x 100%

4

Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :


80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







1.3.4. Rangkuman

Aspek penting dalam pemantauan kualitas udara adalah bagaiman data dapat

dinilai andal, dapat dipercaya dan memiliki rentang toleransi keakuratan

pengukuran. Polutan yang dipantau secara garis besar dikelompokkan menjadi

pencemar indikatif dan spesifik. Jaringan stasiun pengamat dapat dirancang

melalui pendekatan kurva serta perhitungan. Frekuensi sampling kualitas udara

dan metode-metode pengukuran menjadi hal yang diperhitungkan dalam

pemantauan kualitas udara.


1. Dalam hal ini, metode sampling dan analisis udara akan menjadi landasan

pokok yang menjamin keterpercayaan dan keabsahan data yang diperoleh dalam

program pemantauan yang dilaksanakan.

2. Zat pencemar indikatif seperti suspended particulate matter (debu), karbon

monoksida, total hidrokarbon (THC), oksida-oksida nitrogen (NOx), sulfur dioksida

(SO2) dan oksidan fotokimia (ozon) dan zat pencemar spesifik seperti gas chlor,

ammonia, hidrogen sulfida, merkaptan, formaldehida, dan lain-lain.

3. Hal-hal yang yang harus dipertimbangkan beberapa hal, yaitu:

Tujuan pemantauan kualitas ambien

Parameter zat pencemar yang akan diukur

Jumlah stasiun pengamat, termasuk lokasi, durasi periode sampling serta

metode sampling yang digunakan

Metode pengukuran yang digunakan

4. Teknik absorpsi : teknik pengumpulan gas berdasar kemampuan gas pencemar

bereaksi dengan pereaksi kimia (absorber). Pereaksi kimia yang digunakan harus

spesifik artinya hanya dapat bereaksi dengan gas pencemar tertentu yang akan

dianalisis. Untuk beberapa jenis gas pencemar yang dianalisis dengan metode

colorimetri, selalu menggunakan teknik absorpsi untuk mengumpulkan contoh gas,

contoh pengukuran gas SO2 dengan metode pararosaniline.

DAFTAR PUSTAKA “EPA (1997) Traceability Protocol for Assay and Certification of Gaseous

Calibration Standards” September 1997 as amended, EPA-600/R-97/121

Butler, F.E, J.E. Knoll, and M.R. Midgett (1985). Development and Evaluation of

Methods for Determining Carbon Monoxide Emissions. Quality Assurance

Division, Environmental Monitoring Systems Laboratory, U.S. Environmental

Protection Agency, Research Triangle Park, NC. June 1985. 33 pp.

National Institute for Occupational Safety and Health (1976). Recommendations for

Occupational Exposure to Nitric Acid. In: Occupational Safety and Health

Reporter. Washington, D.C. Bureau of National Affairs, Inc. 1976. p. 149

Standard Methods of Chemical Analysis (1962). 6th ed. New York, D. Van

Nostrand Co., Inc. 1962. Vol. 1, pp. 329-330.

Standard Method of Test for Oxides of Nitrogen in Gaseous Combustion Products

(Phenoldisulfonic Acid Procedure) (1968). In: 1968 Book of ASTM

Standards, Part 26. Philadelphia, PA. ASTM Designation D 1608—60.

SENARAI

II.2 SUB POKOK BAHASAN INVENTORI EMISI


Sub pokok bahasan ini menjelaskan tentang dasar-dasar dan teknik inventori emisi

dalam pengelolaan kualitas udara. Bahasan dimulai dari dasar mengapa inventori

emisi diperlukan, tahap-tahap perencanaan inventori emisi, cakupan inventori

emisi dan prosedur estimasi emisi.

2.1.2. Relevansi

Materi ini diharapkan dapat menjadi dasar dalam pengelolaan kualitas lingkungan.

Dengan memahami metode inventori emisi maka akan mempermudah memahami

aspek pengendalian pencemaran udara.


Dengan diberikannya pengetahuan tentang inventori emisi ini maka diharapkan

mahasiswa memperoleh standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya

melalui tugas individu merangkum tahap-tahap inventori emisi, diskusi kelompok

tentang studi inventori emisi di kota-kota besar di Indonesia serta tugas kecil

tentang berbagai metode pengukuran (source test).



penerapan inventori emisi.


Umum Inventori emisi merupakan kumpulan informasi secara kuantitas tentang

pencemaran udara dari keseluruhan sumber yang berada pada suatu wilayah

geografis selama periode waktu tertentu. Inventori emisi menyediakan informasi

dari semua sumber emisi beserta lokasi, ukuran, frekuensi, durasi waktu, serta

kontribusi relatif emisi. Inventroi emisi tersebut nantinya dapat digunakan sebagi

dasar acuan untuk tindakan pencegahan terhadap pencemaran udara pada masa

yang akan datang serta membantu dalam menganalisa aktivitas yang berperan

dalam peningkatan pencemaran di area geografi dalam studi yang dilakukan

(Canter, 1996)

Inventori emisi menyajikan perhitungan kuantitas suatu kontaminan yang

diemisikan oleh sumber tertentu dan dikombinasikan dengan emisi yang berasal

dari sumber lainnya. Metodologi dasar dari enventori emisi menggunakan rata-rata

emisi untuk setiap aktivitas yang didasarkan pada kuantitas penggunaan material

seperti bahan bakar. Penting untuk diperhatikan bahwa inventori emisi

menampilkan perhitungan rata-rata emisi dalam periode waktu tertentu dan tidak

mengindikasikan emisi yang aktual dalam satuan hari (Wilton, 2001).

Inventori emisi dapat memberikan indikasi tentang kondisi udara di lingkungan dan

gambaran kualitas udara yang ada. Dalam kaitannya dengan instrumen

pengelolaan kualitas udara, inventori emisi dapat digunakan untuk mengidentifikasi

sumber permasalahan mengenai kuallitas udara dan membantu dalam

mengidentifikasi alternatif pengelolaan untuk menyelesaikan permasalahan

pencemaran udara. Komponen selain inventori emisi dalam strategi pengolaan

kualitas udara antara lain pemantauan, pembuatan tujuan kualitas udara, analisis

damapak meteorologi serta analisis biaya-manfaat. Terdapat hubungan antara

pemantauan, model dan inventori emisi seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.4 Kaitan Instrumen Pengelolaan Kualitas Udara

Perencanaan Inventori Emisi Inventori emisi diperlukan untuk penentuan perencanaan yang mencakup

identifikasi kontributor utama, menentukan tingkat pengendalian dan sebagai dasar

pengembangan strategi pengendalian. USEPA (2001) mengungkapkan bahwa

inventori emisi diperlukan guna penentuan perijinan suatu kegiatan yang dapat

bedampak terhadap lingkungan pada suatu wilayah tertentu. Suatu inventori emisi

diperlukan untuk sumber informasi publik mengenai status kondisi kualitas udara

dan sebagai alat untuk melacak emisi-emisi sepanjang waktu.

Dalam perencanaan inventori emisi, hal-hal dibawah ini harus diperhitungkan :

Data yang digunakan (end use of the data);cakupan inventori, ketersediaan dan

kemanfaatan data eksisting dan strategi pengumpulan dan manajemen data.

Secara diagramatik, proses perencanaan dilakukan sebagai berikut :

Gambar 4.5 Perencanaan Inventori Emisi (US EPA, 2001)

Cakupan Inventori Emisi Di dalam menentukan cakupan inventori, pertimbangan utamanya adalah tingkat

kerincian, jumlah sumber yang dikehendaki dan polutan apa yang dikehendaki.

Sumber-sumber titik dapat diinvetori pada tiga tingkat kerincian :

1. Pada level sumber yang mengindikasikan fasilitas-aktivitas yang dapat

mengemisikan polutan

2. Pada level cerobong (stack) dimana emisi ke ambien dari stack, ventilasi

dikarakterisasi

3. Pada level proses yang mewakili unit operasi pada kategori yang spesifik

Prosedur Estimasi Emisi Polusi udara dapat diemisikan dari berbagai sumber di dalam industri/aktivitas.

Estimasi emisi dapat sederhana ataupun rumit tergantung pada ukuran fasilitas,

jumlah dan jenis proses dan keberadaan alat pengendali.

Petugas inventori harus mempertimbangkan tipe emisi untuk dilaporkan,

ketersediaan data dan biaya ketika memilih metode estimasi yang tepat.

Beberapa metode estimasi emisi yang telah ada sebagai berikut :

Metode CEMs

Metode melalui CEMs Continuous emissions monitors (CEMs) yang mengukur

dan mencatat emisi aktual sepanjang waktu. CEMs umumnya digunakan untuk

mengukur konsentrasi stack gas seperti NOx,CO2, CO, SO2, and total

hydrocarbons (THC).

Metode Source Tests

Metode ini merupakan metode yang umum untuk estimasi proses emisi. Source

tests merupakan pengukuran emisi sesaat yang diambil dari stack atau vent.

Mengingat faktor waktu dan peralatan, source test memerlukan sumber daya

yang lebih banyak.

Metode Kesetimbangan Massa (material balances) Menentukan emisi dengan mengevaluasi jumlah material yang masuk ke

proses, yang meninggalkan proses dan jumlah seluruh atau sebagian yang

menjadi produk. Persamaan yang digunakan adalah :

Ex = (Qin - Qout) x Cx dimana : Ex = total emissi untuk pollutan x Qin = jumlah material yang masuk ke proses Qout = jumlah material yang meninggalkan proses sebagai limbah, recovery dan produk Cx = konsentrasi polutan x di material

Metode Faktor Emisi Faktor emisi memperkirakan emisi tipikal dari sumber melalui berbagai studi

source test yang telah distandarisasi. Rumus yang digunakan adalah :

E = A x EF x (1 - C x RE)

Dimana : E = estimasi emisi dari proses A = level aktivitas seperti keluaran EF = faktor emisi (asumsi tidak ada kontrol emisi) C = efisiensi penangkapan x efisiensi kontrol (dalam persen); C = 0 bila tidak ada kontrol emisi RE = efektivias peraturan,

Metode Model Emisi Model emisi digunakan dalam kondisi tidak ada pendekatan perhitungan yang

sederhana, atau dimana kombinasi berbagai parameter tidak menimbulkan

korelasi langsung. Contoh model TANKS untuk memperkirakan estimasi emisi

dari tangki.

Metode Pendekatan (Engineering Judgement)

Metode ini merupakan metode pilihan akhir bila metode-metode diatas tidak

mampu memperkirakan emisi sumber. Metode ini merupakan metode yang

paling tidak dikehendaki dan hanya mendasarkan pada informasi yang tersedia

dan beberapa asumsi

Gambar dibawah ini menunjukkan grafik beberapa pendekatan untuk estimasi

emisi dibandingkan dengan tingkat keakuratan dan biayanya.

Gambar 4.6 Grafik Beberapa Pendekatan Untuk Estimasi Emisi Dibandingkan

Dengan Tingkat Keakuratan Dan Biayanya (US EPA, 2001)

2.2.2. Latihan

Sebuah industri kertas akan melakukan test emisi VOC dalam bentuk toluene

karena bahan dasar pelarut adalah toluene. Data yang dirata-rata kan dalam

percobaan tiga kali test adalah sebagai berikut :

Stack flow rate (Qs) = 10,000 scf

Emission concentration (Ce) = 96 ppm (as toluene)

Fugitive emission capture (Effcap) = 0.90 (reasonably available control technology

(RACT)

Data lain yang didapat : jam operasi = 16 jam/hari, 312 hari/tahun

Solvent input rate (Mi) = 500 ton/tahun

Molecular weight (toluene) = 92

Unit correction factor (f) = 1.58 x 10-7 (lb-mole-min)/(jam-ppm-scf)

Rata-rata laju beban massa (the average mass loading rate) (Mo):

Mo = (f)(MW)(Ce)(Qs)

= (1.58 x 10-7)(92)(96)(10,000)

= 14 lb/hr

The emission control efficiency (Effcon) is dihitung:

Effcon = (Mi-Mo)/Mi

= [500 - ((14)(16)(312)/2,000)]/500

= 0.93 (93 percent control)


1.Informasi apa saja yang disediakan dalam inventori emisi?

2. Dalam perencanaan inventori emisi, hal apa saja yang harus dipersiapkan ?

3. Dimanakah inventori emisi pada sumber titik dilakukan ?

4. Sebutkan berbagai cara metode perhitungan emisi!

2.3.2. Umpan Balik




Rumus : Tingkat penguasaan = Σ jawaban yang benar x 100% 4 Arti tingkat penguasaan yang anda capai adalah :


80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







2.3.4. Rangkuman

Teknik inventori emisi sangat bermanfaat dalam pengelolaan kualitas udara.

Inventori emisi menyajikan perhitungan kuantitas suatu kontaminan yang

diemisikan oleh sumber tertentu dan dikombinasikan dengan emisi yang berasal

dari sumber lainnya. Perlu perencanaan yang komprehensif dalam melakukan

inventori emisi. menampilkan perhitungan rata-rata emisi dalam periode waktu

tertentu dan tidak mengindikasikan emisi yang aktual dalam satuan hari

Inventori emisi meliputi tahap-tahap perencanaan inventori emisi, cakupan

inventori emisi dan prosedur estimasi emisi. Prosedur estimasi emisi adalah :

metode CEMs, metode source tests, metode kesetimbangan massa (material

balances), metode faktor emisi, metode model emisi, metode pendekatan

(engineering judgement).


1. Inventori emisi menyediakan informasi dari semua sumber emisi beserta lokasi,

ukuran, frekuensi, durasi waktu, serta kontribusi relatif emisi

2. Data yang digunakan (end use of the data);cakupan inventori, ketersediaan dan

kemanfaatan data eksisting dan strategi pengumpulan dan manajemen data.

3. Pada level sumber yang mengindikasikan fasilitas-aktivitas yang dapat

mengemisikan polutan, pada level cerobong (stack) dimana emisi ke ambien

dari stack, ventilasi dikarakterisasi, pada level proses yang mewakili unit

operasi pada kategori yang spesifik

4. Metode CEMs, Metode Source Tests, Metode Kesetimbangan Massa (material

balances), Metode Faktor Emisi, Metode Model Emisi, Metode Pendekatan

(Engineering Judgement)

DAFTAR PUSTAKA Canter, (1996), Environmental Impact Assessment Second Edition : Impact

Prediction and Assessment of Air Quality, McGraw Hill

Wilton, E., (2001), Good Practice Guide for Preparing Emission Inventory, Ministry

for The Environment - Sustainable Management Fund

US EPA (2001), Introduction to Stationary Point Source Emission Inventory

Development, Eastern Research Group, Inc.

Dobie, N. (1992). Procedures for Emission Inventory Preparation, Volume IV:

Mobile Sources (Revised). EPA-450/4-81026d. U.S. Environmental Protection

Agency. Research Triangle Park, North Carolina.

SENARAI

D.POKOK BAHASAN V PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

II.1 SUB POKOK BAHASAN KONSEP PENGENDALIAN 1.1 Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi Singkat

Pokok bahasan ini menjelaskan tentang konsep pengendalian pencemaran udara.

Pembahasan dimulai dari siklus pencemaran udara yang dihubungkan dengan

konsep pengendalian. Jenis-jenis pengendalian dapat berupa modifikasi pada

sebaran, perubahan proses, penggunaan alat pengendali. Alat pengendali yang

dipilih memenuhi best available control technology.

1.1.2. Relevansi

Dengan mengetahui konsep pengendalian pencemaran udara, maka dapat dipilih

metode pengendalian yang tepat dalam kasus pencemaran udara. Sub pokok

bahasan ini merupakan bagian besar dari konsep pengelolaan kualitas lingkungan

secara umum. Diharapkan mahasiswa dapat mengitegralkan konsep ini dalam

pengelolaan kualitas lingkungan.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang konsep

pengendalian pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh

standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya melalui diskusi tugas

konsep pengendalian pencemaran udara dari berbagai tempat di dunia, tugas

individu inventarisasi alat pengendali di berbagai industri.



konsep pengendalian pencemaran udara.


Umum Mengacu pada tingkat bahaya yang ditimbulkan akibat jenis pencemar udara yang

dikeluarkan dari suatu sumber maka harus diperhatikan bagaimana tingkat

konsentrasinya sampai di reseptor. Secara mudahnya dapat dikatakan bila tingkat

pengencerannya selama di udara tinggi dan makin luas tersebar, makin rendah

pula pemaparan ke reseptor yang mungkin terjadi. Fenomena ini yang mendasari

pendekatan yang dilakukan untuk melakukan pengendalian terhadap sumber

pencemar udara. Secara umum pendekatan dilakukan dengan melihat siklus

pencemaran udara berikut ini :

Gambar 5.1 Pola Pikir Pengendalian Pencemaran Udara

Secara umum pengendalian pencemaran udara dapat dilakukan dengan 3

alternatif pendekatan, yaitu (Cooper & Aley, 1986) :

Modifikasi pada tingkat penyebarannya

Dasar pendekatan ini adalah memberikan modifikasi alat/desain pada

proses akhir sehingga konsentrasi pencemar yang terpapar ke lingkungan

tidak melebihi baku mutu. Proses ini dinamakan juga dengan proses

pengenceran. Sekarang proses ini sangat tidak direkomendasikan untuk

diterapkan karena tidak adanya perubahan massa pencemar keseluruhan.

Contoh penerapan pengendalian pencemaran udara dengan pendekatan ini

adalah mempertinggi ukuran cerobong, pemilihan waktu pembuangan emisi

yang dikaitkan dengan peluang kestabilan atmosfer, dan relokasi sumber

pencemar udara.

Pengendalian emisi dengan perubahan pada proses

Pendekatan ini lebih ditekankan pada konsep pencegahan polusi (cleaner

production), yaitu melakukan modifikasi pada poses sedemikian rupa

sehingga kuantitas maupun kualitas udara yang diemisikan di bawah baku

mutu udara. Bentuk modifikasi yang dilakukan dapat melalui substitusi

bahan, perubahan proses produksi (misalnya oil based menjadi water

based), perubahan durasi produksi dan sebagainya. Pendekatan ini

biasanya dapat diterapkan bila teknologi produksi yang akan

menggantikannya mempunyai keunggulan, baik dari aspek ekonomis

maupun peningkatan kualitas produksi.

Menggunakan alat pengendali pencemaran udara.

Penggunaan alat pengendali pencemaran udara yaitu pemasangan unit

eksternal pada bagian akhir proses sebelum udara diemisikan. Terdapat

beberapa peralatan kontrol partikulat yang digunakan, yaitu mechanical

separator misal : gravity settler atau cyclone, fabric filter, electrostatic

precipitator dan wet scrubber.

Dalam menentukan peralatan kontrol yang tepat perlu pertimbangan karena

instalasi peralatan kontrol juga terpengaruh beberapa persyaratan teknis dan

ekonomis. Secara diagramatik, pertimbangan dalam menentukan alat kontrol

pencemaran udara dapat dilihat pada gambar 5.2.

Gambar 5.2 Faktor Yang Dipertimbangkan Untuk Mengevaluasi Sistem Kontrol Pencemaran Udara

Karakteristik Peralatan

Performansi Alat

Kelayakan Teknik

Evaluasi Sumber

Pemilihan Alat Kontrol

Peraturan

Total biaya pertahun Untuk tiap alternatif

Pemilihan sistem kontrol terbaik

Standar kontrol Pencegahan korosi Persyaratan energi Bahan kimia Keyakinan Pemeliharaan

Efisiensi Fleksibilitas Prekondisi gas Kapasitas beban

Prinsip Parameter Penerapan

1.2.2. Latihan

Jelaskan pengertian sistem kontrol terbaik (best available control

technology/BACT)?

Pengertian sistem kontrol terbaik mengacu pada beragamnya teknologi

pengendalian sehingga terpenuhi maximum available control technology,

economical available control technology dsb. Penggunaan BACT lebih ditekankan

pada integrasi pertimbangan dari sisi teknis, ekonomis dan pemiliknya. Kata

optimalisasi bisa jadi lebih tepat menggambarkan BACT.


1. Dimanakah posisi konsep pengendalian dalam pola pikir pengendalian

pencemaran udara?

2. Apakah mungkin dalam sebuah aktivitas manusia untuk memenuhi produksi

barang tidak memerlukan alat pengendali pencemaran udara?

3. Sebutkan tiga alternatif pendekatan pengendalian pencemaran udara !

4. Apa yang dimaksud dengan prakondisi gas dan fleksibilitas dalam

pemilihan alat pengendali pencemaran udara?

1.3.2. Umpan Balik






80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







1.3.4. Rangkuman

Konsep pengendalian pencemaran udara merupakan bagian penting dalam siklus

pencemaran udara. Jenis-jenis pengendalian dapat berupa modifikasi pada

sebaran, perubahan proses, penggunaan alat pengendali. Alat pengendali yang

dipilih haruslah memenuhi best available control technology setelah melalui

pertimbangan teknis, ekonomis dan stakeholder yang terlibat.


1. Konsep pengendalian berada diantara studi dampak kesehatan dan

perbandingan dengan baku mutu. Konsep pengendalian dengan strategi

penurunan emisi merupakan langkah awal untuk meminimalisasi dampak

kesehatan.

2. Status pencemaran ditentukan oleh konsentrasi emisi yang dibandingkan

dengan baku mutu yang ada. Jadi apabila secara emisi kurang dari baku mutu

yang ada, tidak memerlukan alat pengendali.

3. Modifikasi pada tingkat penyebarannya, Pengendalian emisi dengan perubahan

pada proses, Menggunakan alat pengendali pencemaran udara.

4. Fleksibilitas menyangkut kemudahan perubahan tempat (site) alat pengendali

diletakkan karena ada perubahan proses/pengembangan pabrik sehingga

berimbas pada pengubahan posisi alat. Prakondisi gas terkait dengan perlakuan

terhadap emisi gas pembawa sebelum masuk ke alat pengendali agar dapat

berfungsi dengan optimal. Contoh prakondisi gas adalah penyesuaian kelembaban

air, penyesuaian resistivitas dsb.

DAFTAR PUSTAKA Cooper, C David & Alley, F.C. (1994). Air Pollution Control, A Design Approach,


SENARAI

II.2 SUB POKOK BAHASAN PENGENDALIAN KERING


Sub pokok bahasan ini menjelaskan tentang jenis-jenis alat pengendali dimulai dari

yang sederhana seperti settling chamber hingga yang rumit dan mahal seperti

Electrostatic Presipitator. Untuk tiap alat pengendali akan dijelaskan prinsip kerja

dan dilengkapi dengan keuntungan dan kerugian serta peruntukannya.

2.1.2. Relevansi

Dengan mendalami aspek pengendalian kering ini maka diharapkan tingkat

pemenuhan terhadap baku mutu akan terjadi sehingga dampak kesehatan yang

muncul dapat diminimalisasi. Dalam prinsip perancangan alat ini, maka konsep

mikro meteorologi di pokok bahasan III perlu dibuka kembali.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang teknik

pengendalian kering ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar

kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya melalui tugas individu inventarisasi

peralatan pengendali kering di dunia invdustri, diskusi kelompok tentang prinsip

kerja alat pengendali.



prinsip kerja alat pengendalian kering pencemaran udara.


SETTLING CHAMBER ( bak pengendap ) Pertama kali dipakai, efisiensi rendah. Sekarang sering dipakai sebagai pre-

treatment untuk menghilangkan partikel ukuran besar.

Gambar 5.3 Settling Chamber Mekanisme : gaya gravitasi dan gaya inersia, jenis : settling chamber sederhana

dan settling chamber Howard ( ada penambahan pelat-pelat )

Efisiensi teoritis dan setelah diperhitungkan dengan hukum Stokes :

L, B, H didesain untuk semua partikel yang lebih besar daripada dp*

g : percepatan gravitasi dp : diameter partikel rp : densitas partikel r :densitas gas m : viscositas gas K : faktor cunningham

Cyclone Cyclone adalah suatu jenis alat pengumpul debu mekanik yang digunakan untuk

menciptakan aliran berputar (vortex) untuk mengalirkan partikel ke area dimana

partikel tadi akan mengalami kehilangan energi dan terpisah dari aliran gas

(Mycock, 1995).

Input berupa gas dan partikulat dipercepat dengan gerakan spiral, dimana partikel

ukuran besar terlempar ke luar gas dan bertubrukan dengan dinding cyclone oleh

gaya sentrifugal dan turun ke kerucut cyclone untuk ditangkap oleh hopper.

Sedangkan gas yang bersih mengalir keluar melalui stack (Cornwell, 1998).

Cyclone memiliki efisiensi yang rendah untuk partikel berukuran kecil dan efisiensi

tinggi untuk ukuran partikel berukuran besar 5-15µ m. Alat ini dapat diopeasikan

dalam kondisi basah (melalui injeksi air di inlet) atau kering. Semakin tinggi velocity

gas, maka removal efisiensinya juga semakin besar (Bethea, 1978).

Kelebihan dan Kekurangan Cyclone:

Kelebihan (Cooper & Aley, 1986):

Modal awal rendah.

Mampu beroperasi pada temperatur tinggi.

Biaya pemeliharaan rendah.

Kekurangan (Cooper & Aley, 1986):

Efisiensi rendah untuk partikel berukuran kecil.

Biaya operasi yang tinggi sebab terjadi kehilangan tekanan.

Gambar 5.4. Skema Cyclone

Tipe-tipe Cyclone

Berdasarkan efisiensi, selain cyclone conventional cyclone dibagi atas (Cooper &

Alley, 1994):

1. High-efficiency Cyclone

Kecepatan gas inlet lebih tinggi dengan demikian memberi gaya

sentrifugal yang lebih tinggi.

2. High-throughput Cyclone

Biasanya mempunyai diameter yang lebih besar dan menangani

kecepatan yang lebih tinggi.

Tabel 5.1 Standar Dimensi Cyclone

Tipe Cyclone

High Efficiency

Conventional High Throughout

Diameter bodi, D/D 1,0 1,0 1,0

Tnggi inlet, H/D 0,5 0,5 0,75

Lebar inlet, W/D 0,2 0,25 0,375

Diameter gas keluar

De/D

0,5 0,5 0,75

Panjang vortex, S/D 0,5 0,625 0,875

Panjang bodi, Lb/D 1,5 2,0 1,5

Panjang kerucut, Lc/D 2,5 2,0 2,5

Diameter outlet debu

Dd/D

0,375 0,25 0,375

Sumber: Cooper & Alley, 1986.

Fabric filter/ Baghouses Fabric filter menyisihkan debu dari aliran gas dengan melewatkannya melalui

fabric berpori. Partikel debu membentuk pori-pori lebih atau kurang melekat pada

permukaan fabric. Normalnya lapisan ini yang melakukan filtrasi.

(1) (2)

Keterangan :

(1) : Bag Filter Tekanan Positif

(2) : Bag Filter Tekanan Negatif

Gambar 5.5 Bag Filter Tekanan Positif dan Negatif Sumber : Beachler, et.al., 1995

Gambar 5.6 Mekanisme Filtrasi Dust Cake

Sumber : Anonim, 2005

Fabric Filter atau baghouse beroperasi dengan prinsip seperti vacuum cleaner,

yakni udara pembawa partikel debu didorong ke dalam suatu cloth bag. Saat udara

melewati fabric, debu akan terakumulasi pada cloth dan menghasilkan suatu aliran

udara bersih. Debu secara periodik disisihkan dari cloth dengan guncangan atau

menggunakan aliran udara terbalik. Fabric Filter terbatas untuk kondisi dengan

temperatur rendah dan kering, tetapi dapat digunakan untuk berbagai jenis debu

dan mempunyai efisiensi yang cukup tinggi.

Kelebihan dan Kekurangan Fabric filter/ Baghouses

1. Kelebihan Fabric Filter (Cooper & Alley, 1994):

a. Efisiensi pengumpulan sangat tinggi meskipun untuk partikel yang

sangat kecil.

b. Dapat beroperasi untuk berbagai tipe debu.

c. Didesain berbentuk modul, dan modul-modul tersebut dapat dirangkai

di pabrik.

d. Dapat beroperasi pada aliran volumetrik dengan skala luas.

e. Memerlukan penurunan tekanan rendah yang masuk akal.

2. Kekurangan Fabric Filter (Cooper & Alley, 1994):

a. Memerlukan areal yang luas.

b. Fabric dapat dirusak oleh temperatur tinggi dan korosi akibat bahan

kimia.

c. Tidak dapat beroperasi pada lingkungan yang lembab; fabric dapat

menjadi lengket.

d. Berpotensi menimbulkan kebakaran atau ledakan.

Cara membersihkan debu dari fabric adalah faktor penting dalam kinerja sistem

fabric filter. Jika debu tidak dibersihkan dengan baik, penurunan tekanan di

sepanjang sistem akan meningkat hingga jumlah yang melebihi batas. Jika terlalu

banyak lapisan yang hilang, kebocoran debu yang berlebihan akan timbul ketika

dihasilkan lapisan baru. Seleksi parameter desain sangat penting untuk

memperoleh kinerja optimum dari sistem fabric filter.

Sistem fabric filter seringkali disebut sebagai baghouse, karena fabric biasanya

dibuat dalam bag silinder. Desain baghouse yang paling umum adalah tipe

reverse-air dan pulse-jet. Nama ini mendeskripsikan sistem pembersihan yang

digunakan dalam sistem.

Reverse-air baghouse beroperasi dengan mengalirkan gas kotor ke dalam bag-

bag; dengan begitu, pengumpulan debu terjadi di bagian dalam bag. Bag-bag

dibersihkan secara periodik dengan membalik arah aliran udara, sehingga lapisan

debu yang terkumpul sebelumnya jatuh dari bag ke dalam hopper di bawah.

Karena prosedur pembersihan dilakukan dengan kecepatan gas yang relatif

rendah, fabric terlindungi dari pergerakan yang berbahaya, sehingga teknik

pembersihan reverse-air menghasilkan masa pemakaian bag maksimum. Variasi

desain reverse-air baghouse dan pelopor reverse-air baghouse (misal, shaker

baghouse), bag digoncangkan selama interval pembersihan reverse-air (Buonicore

dan Davis, 1992).

Pulse-jet baghouse didesain dengan struktur rangka dalam, disebut cage, yang

memungkinkan pengumpulan debu pada bagian luar bag. Lapisan debu

dibersihkan secara periodik oleh semburan jet udara yang tertekan ke dalam bag

menyebabkan bag mengembang tiba-tiba; debu dibersihkan oleh tenaga inersia

ketika bag mengembang hingga maksimum. Teknik pembersihan bag ini cukup

efektif, namun kehebatan teknik ini dan kadang-kadang pemasangan bag-to-cage

yang pas cenderung membatasi waktu pemakaian bag dan juga meningkatkan

migrasi debu keluar dari fabric, sehingga mengurangi efisiensi pengumpulan debu.

Seleksi material serat dan konstruksi fabric penting untuk kinerja baghouse.

Material serat harus memiliki karakteristik kekuatan yang cukup dan kesesuaian

kimia dengan gas dan debu yang ditangkap. Konstruksi fabric bulu kempa

umumnya menghasilkan penyisihan yang lebih baik daripada fabric tenunan.

Namun tidak semua serat bisa dikempa ke dalam fabric dengan kekuatan cukup

dan menjadikan fabric filter disusun dari filamen dan/atau serat yang awalnya

dibelit menjadi benang, dan kemudian ditenun atau dirajut menjadi fabric

(Buonicore dan Davis, 1992).

Electrostatic Precipitator (EP) Alat pengendali debu yang berfungsi untuk memisahkan gas dan abu sebelum gas

tersebut keluar dari stack salah satunya adalah electrostatic precipitator atau EP.

Pengontrolan partikulat dari hasil proses industri telah merupakan masalah penting

yang makin berkembang sejak mulai awal abad ke19. Teknologi EP ditemukan

oleh Frederick Cattrell dan telah digunakan sejak tahun 1900-an. Instalasi pertama

EP berhasil dengan sukses untuk digunakan sebagai penangkap asam Sulfat.

Kemudian dilanjutkan pada industri semen untuk menangkap debu klinker dan

debu semen. Setelah itu digunakan pada industri pengolahan batu bara yang

menggunakan boiler.

Sejak tahun 1920 desain awal EP terus berkembang seperti yang dikenal

sampai saat sekarang ini seiring dengan adanya pengetatan aturan lingkungan.

EP sangat efektif sebagai pengendali partikulat terutama yang berukuran kurang

dari 10-20 µ m (dominan pada ukuran submikron). Pada sebagian besar

aplikasinya EP memiliki efisiensi pengumpulan partikulat sebesar (80-99,9)%.

Berikut di bawah ini gambar Electrostatic Precipitator (EP):

Gambar 5.7. Gambar Electrostatic Presipitator

Sumber: PTP Indarung V, 2005

Keterangan: 1. Precipitator Chamber (01) 2. Insulation (02) 3. Inspection Hatches (03) 4. Insulator Cubicle (04) 5. Drive stations for rapping gear (05) 6. Collecting Plates (06) 7. Collecting rapping gear (07) 8. Discharge Electrodes/ De (08) 9. Discharge Rapping Gear (09) 10. Inside Chain Drive (10) 11. Slide Bearing (11) 12. Guard Plates (12) 13. Supporting insulators (13) 14. Insulator Shaft (14) 15. Gas Distribution Shields (15).

Prinsip Dasar Electrostatic Precipitator

Prinsip dari pengumpulan debu hanya sebatas pada penggunaan energi listrik

untuk memberi muatan (negatif) ke partikulat di udara kotor atau aliran gas.

Partikel yang sudah diberi muatan tadi berpindah dan terikat pada collecting

surface yang muatannya berlawanan (positif). Tujuan akhirnya adalah

membersihkan partikulat yang telah terkumpul tadi.

EP sebenarnya merupakan usaha pengembangan prinsip presipitasi untuk

dimanfaatkan dalam industri-industri, dengan menggunakan muatan negatif pada

discharge electrodes dan muatan positif pada collecting surface. Inti dari proses

EP sendiri terjadi diantara dua elektroda tadi. Tegangan yang dibutuhkan ± 15000-

100000 V tergantung dari konfigurasi presipitator. Makin tinggi tegangan yang

diberikan, makin rendah resistifitasnya, sehingga efisiensi bertambah.

Proses penangkapan debu pada EP secara umum terdiri atas tujuh langkah

proses dasar yang berlangsung secara kontinu yaitu (Anonim, 2006):

1. Gas masuk melalui gas distribution ke dalam treatment zone

2. Terjadi proses particle charging.

Partikel yang melewati EP akan mengalami ionisasi muatan oleh elektroda

kawat. Proses ionisasi dimulai dengan pemberian muatan ke kawat

elektroda (arus searah dengan tegangan tinggi) sehingga menimbulkan

efek korona.

3. Corona Discharge

Efek ini terlihat dari adanya cahaya biru luminescence disekitar kawat.

Efek korona ini akan mengionisasi udara disekeliling kawat dengan

pelepasan muatan negatif (elektron) (Anonim, 2006).

4. Ionisasi dari molekul gas

Proses yang terjadi pada corona discharge kemudian akan membombardir

partikel tersuspensi dalam aliran gas menjadi bermuatan negatif. Partikel

yang bermuatan negatif akan bergerak menuju collection electrode

bermuatan positif dan kemudian disisihkan. Plat kolektor bermuatan

positif karena biasanya dihubungkan dengan tanah (grounding), usaha ini

akan menambah tingkat efisiensi EP dengan penempelan banyak partikel

pada bagian permukaan plat tersebut.

5. Pengumpulan Partikel

Pada saat partikel bermuatan negatif tadi mencapai collecting electrode

yang dihubungkan ke tanah, maka hanya sebagian dari muatan tersebut

yang akan terbuang (discharge). Muatan tersebut akan meluncur melalui

collecting plate ke tanah secara perlahan. Sebagian daripada muatan

tersebut tersusun kembali dan akan berkontribusi terhadap adanya kohesi

dan adhesi antar molekul untuk tetap memegang partikel melekat pada

collecting plate. Partikel-partikel yang tetap melekat pada collecting plate

disebabkan karena adanya gaya adhesi. Sedangkan partikel-partikel

yang baru saja datang dan melekat pada collecting plate disebabkan oleh

karena adanya gaya kohesi. Tebal lapisan debu yang diizinkan melekat

pada collecting plate berkisar antara 0,08 sampai 1,27 cm.

Partikel debu yang telah terkumpul pada collecting plate kemudian

mengalami proses rapping yaitu proses pembersihan plat kolektor dari

partikulat yang menempel. Hentakan-hentakan rapping yang terperiodik

pada collecting plate sangat perlu dipertahankan untuk menjaga agar

aliran gas tetap bersih secara kontinu. Collecting plate disentak pada saat

lapisan debu yang terakumulasi memiliki ketebalan antara 0,08-1,27 cm.

Akibatnya lapisan debu tersebut terlepas dari collecting plate (Anonim,

2006).

6. Penumpukan debu yang tertangkap

7. Proses pemindahan debu yang tertangkap

Debu yang terhempas dari collecting plate akan ditampung kedalam

sebuah hopper yang sisi-sisinya memiliki kemiringan kira-kira 60° agar

memudahkan debu jatuh secara bebas dari puncak hopper ke bukaan

pelepasan dibawah hopper. Debu tersebut harus segera di transport

secepat mungkin untuk menghindari permasalahan material handling

seperti pengerasan dan penyumbatan.

Electrostatic Precipitator sebenarnya merupakan usaha pengembangan prinsip

presipitasi untuk dimanfaatkan dalam industri-industri, dengan menggunakan

muatan negatif pada discharge electrodes dan muatan positif pada collecting

surface. Inti dari proses ESP sendiri terjadi diantara dua elektroda tadi. Tegangan

yang dibutuhkan ± 15000-100000 V tergantung dari konfigurasi presipitator


Pemberian tegangan ada kaitannya dengan efektifitas kerja presipitator. Makin

tinggi tegangan yang diberikan, maka efisiensi bertambah dan resistivitasnya

tinggi. Corona Discharge adalah faktor utama yang mempengaruhi pemberian

muatan partikel yang terjadi saat electric field (area antara discharge electrodes

dan collecting surface) mencapai nilai tertentu dimana arus telah diterima. Arus ini

akan terus bertambah sampai terjadi bunga api. Setelah partikulat bermuatan,

berpindah, dan terikat pada collecting surface yang muatannya berlawanan, maka

partikulat menjadi netral. Partikulat yang terkumpul tadi kemudian digoncangkan,

digetarkan dengan rapping sehingga jatuh ke hopper dengan menggunakan

hammer. Partikulat yang terkumpul cenderung membentuk layer (lapisan)


2.2.2. Latihan

Pabrik semen akan memasang EP sebagai alat pengendali pencemaran udaranya.

Sebelum EP dipasang settling chamber sebagai pre-treatment dengan ukuran

lebar 4 m, panjang 15 m dan tinggi 1.5 m. Ukuran diameter yang partikel yang

boleh lolos ke EP adalah <10 mikron. Laju aliran gas terukur masuk ke settling

chamber 0.6 m3/detik. Aliran udara mengikuti hukum Stokes dengan faktor

Cunningham : 1.25. Dengan data :

Berapakan efisiensi penangkapan untuk diameter 10 mikron tersebut ?

Jawab : 2.3. Penutup 2.3.1. Tes Formatif

1. Apakah maksudnya settling chamber dapat dianggap sebagai pre-cleaner?

2. Bagaimana prinsip kerja cyclone?

3. Sebutkan 2 tipe fabric filter yang sering digunakan!

4. Bagaimana tahap-tahap pengolahan dengan EP?

2.3.2. Umpan Balik






80% - 89% : baik

70% - 79% : cukup

60% - 69% : kurang

0% - 59% : gagal







2.3.4. Rangkuman

Jnis-jenis alat pengendali kering dimulai dari yang sederhana adalah settling

chamber sedang yang rumit dan mahal seperti Electrostatic Presipitator. Tiap alat

pengendali kering memiliki prinsip kerja yang berbeda. Settling chamber hanya

mengandalkan gaya gravitasi, cyclone mengandalkan gaya sentrifugal dan

gravitasi, fabric filter dengan gaya intersepsi, difusi, gravitasi dan EP dengan gaya

elektrostatik dan gravitasi. Efisiensi tertinggi dicapai EP disusul fabric filter,

sedangkan terendah adalah settling chamber.


1. Settling chamber dianggap sebagai pre cleaner karena efisiensinya cukup

rendah untuk partikel ukuran kecil (<20 mikron). Sehingga alat ini sering digunakan

sebelum alat pengendali utama seperti cyclone, fabric filter, EP dan scrubber.

2. Cyclone bekerja dengan 2 gaya yaitu sentrifugal yang dihasilkan dari inlet

tangensial dan gaya gravitasi setelah partikel tertumbuk di dinding alat.

3. Tipe yang sering digunakan adalah reverse-air dan pulse-jet

4. Tahapnya : entering gas, particle charging, corona discharge, ionisasi molekul

gas, pengumpulan partikel, penumpukan debu yang tertangkap serta proses

pemindahan debu tertangkap.

DAFTAR PUSTAKA ______.(2006) .http://yosemite.epa.gov/ 12bles5.pdf. 25 Februari 2006

______. 2005. Fabric Clean Pulse-Jet Fabric Filter.

http://www.flsmidth.com/flsmidth+airtech/english/contact/brochures/produc

t+brochures/fabricfilterfabriclean.pdf. diakses pada 27 Desember 2005

______. 2005. PTP Indarung V

Beachler, David S., Joseph, Jerry., and Pompelia, Mick. 1995. Fabric Filter

Operation Review. USA : North Carolina State University.

http://yosemite.epa.gov/oaqps/eogtrain.nsf/DisplayView/SI_412A_0-

5?OpenDocument. diakses pada 30 Desember 2005

Bethea, M. Robert. 1978. Air Pollution Control Tecnology. New York: Van Nostrand

Reinhold Company.

Buonicore and Davis. 1992. Air Pollution Engineering Manual. New York: Van

Nostrand Reinhold Company.

Copper, C. David and Alley, F. C. 1986. Air Pollution Control A Design Approach


Davis and Cornwell.1998. Introduction to Environmental Engineering. Mc. Graw-

Hill Company Inc, Singapore.

Mycock, John C.,et al. 1995. Air Pollution Control Engineering and Technology.

CRC Press Inc.

SENARAI II.3 SUB POKOK BAHASAN PENGENDALIAN BASAH


Menjelaskan tentang prinsip-prinsip yang menjadi dasar penyusunan ruang-ruang

kota, meliputi : sumbu, simetri, hirarki, irama, datum dan transformasi.

3.1.2. Relevansi

Didalam Interpretasi Ruang, pemahaman mengenai prinsip penyusunan ruang-

ruang kota sangat diperlukan, terutama bertujuan untuk memudahkan mahasiswa

menyusun massa 3d pada suatu tapak dengan memperhatikan faktor-faktor

penguat keberadaan suatu ruang kota.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip penyusunan ruang, mahasiswa semester II

Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota akan mampu menjelaskan kaidah-kaidah

rancang bangun 3 dimensi yang menjadi penguat pembentukan ruang kota

dengan benar (100%).



Nova

Wet Scrubber Scrubbers adalah alat pengumpul partikulat yang sangat halus pada tetesan

cairan. Kebanyakan partikel halus akan melekat pada tetesan cairan jika

bersentuhan (Nevers, 2000). Prinsip scrubbers adalah mengurangi partikulat/ gas

dengan menyerapnya menjadi cairan yang keluar dengan cepat karena sentuhan.

Mekanisme sentuhan adalah melalui putaran inersia diikuti penurunan secara

gravitasi.

2.7.2.1 Kelebihan dan Kekurangan Wet Scrubber 1. Kelebihan (Cooper & Alley, 1986):

a. Menyediakan absorpsi gas dan pengumpulan debu pada

satu unit.

b. Dapat mengendalikan kabut.

c. Dapat mendinginkan gas panas.

d. Efisiensi pengumpulan dapat difariasikan.

e. Korosi gas dan debu dapat divariasikan.

f. Dapat menangani debu yang dapat terbakar dan meledak

dengan resiko yang kecil.

2. kekurangan (Cooper & Alley, 1986):

a. Berpotensi tinggi terhadap korosi.

b. Cairan keluar dapat menyebabkan masalah pencemaran air.

c. Partikel terkumpul dapat terkontaminasi dan dapat tidak bisa

digunakan kembali.

2.7.2.2 Tipe-Tipe Scrubbers (Dep. PTP, 1999): 1. Spray chamber scrubbers.

2. Cyclone spray chamber.

3. Orifice scrubber and wet impingement scrubber.

4. Venturi and jet scrubbers.

Gambar 2.4. Low Energy Scrubber dan Spray Tower Scrubber.

Sumber: Anonim 2005

Gambar skematik dan instalsi wet scrubber di lapangan

3.2.2. Latihan


3.3.2. Umpan Balik


3.3.4. Rangkuman


DAFTAR PUSTAKA

Copper, C. David and Alley, F. C. 1986. Air Pollution Control A Design Approach


Nevers, Noel De. 2000. Air Pollution Control Engineering 2nd Edition. Mc. Graw-

Hill Company Inc, Singapore.

SENARAI II.4 SUB POKOK BAHASAN PENGENDALIAN LAIN


Menjelaskan tentang prinsip-prinsip yang menjadi dasar penyusunan ruang-ruang

kota, meliputi : sumbu, simetri, hirarki, irama, datum dan transformasi.

4.1.2. Relevansi

Didalam Interpretasi Ruang, pemahaman mengenai prinsip penyusunan ruang-

ruang kota sangat diperlukan, terutama bertujuan untuk memudahkan mahasiswa

menyusun massa 3d pada suatu tapak dengan memperhatikan faktor-faktor

penguat keberadaan suatu ruang kota.


Dengan diberikannya prinsip-prinsip penyusunan ruang, mahasiswa semester II

Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota akan mampu menjelaskan kaidah-kaidah

rancang bangun 3 dimensi yang menjadi penguat pembentukan ruang kota

dengan benar 9(100%).



Pengendalian emisi gas Beberapa instalasi pencemaran udara juga dilengkapi pengendalian emisi gas

yang ikut dikeluarkan dengan partikulat. Bahkan ada yang hanya memiliki emisi

gas tanpa partikulat sehingga pengendalian ini penting untuk diaplikasikan.

Pengendalian emisi gas ditujukan untuk mengendalikan gas-gas yang termasuk

pencemar seperti tercantum dalam PP.41 Tahun 1999 yaitu : SO2, NO2, HC, CO,

F, Cl, SO4.

Berikut secara garis besar pengendalian emisi gas tersebut :

Kontrol SOx

Pengendaliannya juga dilakukan di sumbernya sehingga mengefisienkan

pengendalian akhirnya. Cakupan kontrolnya adalah sebagai berikut :

Konversi bahan bakar ke rendah kandungan sulfurnya

Contohnya memilih gas alam yang rendah kandungan sulfurnya. Implikasi :

biaya lebih mahal dan kelayakan bahan bakar berkurang

Desulfurisasi

Penyisihan sulfur dari bahan bakar. Contohnya dengan gasifikasi batubara,

ekstrasi pelarut

Pembuatan cerobong yang tinggi

Mereduksi konsentrasi di bagian bawah (ground level concentration).

Catatan : bukan satu-satunya solusi untuk alat kontrol.

Desulfurisasi gas sisa (flue gas desulfurization)

Pembuatan asam sulfat dari SO2

Reaksi – reaksi yang terjadi :

SO2 + 1/2O2 SO3

SO3 + H2O H2SO4

Kontrol NOx Adapun pengendalian terhadap NOx hampir sama dengan kontrol SOx yaitu :

Penerapan pembakaran di luar kondisi stoikiometris

Pembatasan penambahan oksigen selain untuk bahan bakar, sehingga

membatasi terbentuknya NO dan NO2

Adapun beberapa metode/mekanisme penyisihan emisi gas adalah :

Absorpsi Definisi : penyisihan kontaminan gas dari suatu proses dengan melarutkan gas ke

cairan. Mekanisme : terjadi kontak yang sangat tinggi antara campuran gas

dengan cairan sehingga sebagian besar gas-gas terlarut dalam cairan.

Dalam desain absorber, efisiensi maksimum tercapai bila :

Tersedianya daerah kontak yang luas

Terjadinya pencampuran yang baik antara gas dan cairan

Tersedianya waktu kontak yang cukup antar fase

Tingkat solubilitas yang tinggi dari polutan ke absorbent

Jadi parameter yang harus diperhatikan : kelarutan gas, volatilitas gas, tingkat

korosif, kekentalan (viscosity), stabilitas kimia, toksisitas dan biaya (kalau bukan

pelarut air).

Desain umum absorber seperti halnya wet scrubber, karena pada dasarnya pada

penyisihan partikulat dengan wet scrubber polutan gas yang diemisikan juga ikut

disisihkan.

Dua jenis absorber yang umum dipakai adalah plate absorber dan packed tower

absorber. Plate absorber menggunakan pelat-pelat horizontal yang dipasang pada

menara absorber, gas –gas mengalir melalui lubang-lubang pada pelatnya.

Sementara untuk packed absorber menggunakan packing material. Parameter

desain absorber meliputi : jumlah pancaran, diameter dan tinggi menara.

Keuntungan absorber : dapat dipakai untuk gas dengan suhu tinggi, tidak

memakan tempat, meminimalkan terjadinya kebakaran, melembabkan gas yang

keluar.

Kerugian absorber : korosif, menimbulkan masalah meteorologi, hasil

penyisihannya sulit direcovery.

Adsorpsi

Proses adsorpsi menempelkan satu atau lebih kontaminan gas ke permukaan

padatan. Adsorbent biasanya merupakan padatan yang memiliki porositas yang

tinggi, sehingga proses adsorpsi berlangsung pada bagian internal padatan

tersebut.

Mekanisme : melekatnya gas-gas pada permukaan padat atau cair (adsorbent)

akibat perbedaan konsentrasi. Jenisnya ada 2 :

Adsorpsi fisik : hasil dari gaya-gaya tarik intermolekul antara adsorbent

dengan material yang diserap

Adsorpsi kimia : hasil interaksi kimia antara bahan adsorbent dengan

material yang diserap

Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi :

Temperatur : semakin tinggi suhu semakin menurunkan adsorpsi gas

polutan

Tekanan : semakin tinggi tekanan, maka proses adsorpsi akan semakin

tinggi

Kecepatan gas : semakin tinggi kecepatan akan menurunkan waktu kontak

kontaminan dengan adsorbent sehingga menurunkan tingkat adsorpsi

Kandungan partikulat : adanya partikulat akan menurunkan efisiensi proses

adsorpsi.

Metode regenerasi : Injeksi udara panas ke dalam absorber kemudian

dikondensasi.

Jenis-jenis adsorbent yang dipakai : karbon aktif, activated alumina, silica gel

Gambar Skematik Instalasi Adsorber (US EPA, 1991)

Kondensasi

Mekanisme : Konversi gas atau uap menjadi cairan melalui penurunan suhu dan

atau penaikan tekanan.

Tipenya :

Kondenser kontak langsung : medium pendingin dengan uap-kondensat

saling kontak dan bergabung

Kondenser kontak tak langsung : medium pendingin dan uap-kondensat

dipisahkan oleh suatu area permukaan

Kondenser biasanya digunakan sebagai pre-treatment bagi alat kontrol gas lain

karena dapat mengurangi volume gas yang harus diolah.

Gambar Skematik Instalasi Kondenser (US EPA, 1991)

Insinerasi

Pembakaran sempurna antara udara (oksigen), limbah dan bahan bakar dengan

kondisi temperatur yang tinggi, pengadukan turbulen antar komponen, waktu

tinggal yang cukup. Dengan pembakaran sempurna akan didapat perubahan

hidrokarbon menjadi CO2 dan air. Destruksi termal kebanyakan senyawa organik

terjadi antara 590 C – 650 C, namun operasi insinerator mencapai suhu lebih dari

980 C untuk menjamin pembakaran organik yang komplet.

Ada 2 tahap dalam pembakaran :

pembakaran bahan bakar

terjadi cukup cepat dan irreversibel serta menghasilkan gas dengan suhu

cukup tinggi

pembakaran polutan.

Terjadi oksidasi polutan dari gas yang sudah bersuhu tinggi tadi menjadi

produk yang tidak berbahaya

Operasi insinerasi bertipe :

Otomatis

Operator tinggal menyetel tombol on dan off

Semi-otomatis

Operator harus menyetel input-input yang diminta sistem kontrol melalui

tombol-tombol dan valve tertentu

Manual

Semua kontrol insinerasi disetel secara manual oleh operator kecuali

kondisi darurat untuk dimatikan masih bersifat otomatis.

Gambar Skematik Instalasi Insinerasi (US EPA, 1991)

4.2.2. Latihan


4.3.2. Umpan Balik


4.3.4. Rangkuman


DAFTAR PUSTAKA

EPA. 1978. Technology Transfer Handbook--Industrial Guide for Air Pollution Control. EPA. 1991. Handbook: Control Technologies for Hazardous Air Pollutants. Environmental Protection Agency. Research Triangle Park, North Carolina. SENARAI

buku-ajar-pencemaran-udara.pdf

Documents