mk : penyehatan udara a · atmosfir - terbentang pd ketinggian 80 s.d. 1000 km-suatu sistem dinamis...
TRANSCRIPT
MK : Penyehatan Udara A
By : Zulfikar Ali As, SKM, M.T.
Kesling 2015
SUSUNAN UDARA NORMALSecara umum udara disusun oleh gas-gas sbg berikut :
Gass By Volume of dry air ppm
Nitrogen
Oxygen
Argon
Carbon dioxyde
Neon
Helium
Krypton
Ozone
78,08
20,95
0,93
0,0325
0,0018
0,0005
0,0001
0,00002
325 (in 174)
18
5,24
1,14
0,2
ATMOSFIR
- Terbentang pd ketinggian 80 s.d. 1000 km
- Suatu sistem dinamis yg mengabsorbsi
padatan, cairan dan gas.
- Menyebar dan bereaksi di antaranya dg
berbagai substansi lain maupun secara
kimia/fisika.
- Komponen gas tersebar tidak merata, 99% pd
ketinggian 50 km, sisanya 50 – 100 km.
KARAKTERISTIK LAPISAN ATMOSFIR
1. Troposphere
- Lapisan terbawah
- Ketinggian 8 pd kutub dan 16 km pd ekuator
- Pencemaran udara secara luas terfokus pd lapisan ini, sedikit sekali menembus stratosphere
2. Stratosphere
- Lapisan di atas troposphere
- Ketinggian 12 – 50 km
- Sedikit mgd uap air & tidak berbentuk awan
- Komposisi gas sama, kuantitas hanya 15% dari total gas di atmosfir, mgd lebih banyak ozone`
- Radiasi UV melalui reaksi fotokimia memecah mulekul O2 menjadi atom O yang sangat reaktif dan bereaksi kembali dengan O2 membentuk ozone (oxidizing agent).
- Lapisan ozone terletak di ketinggian 15 s.d. 60 km (antara stratosphere & mesosphere).
- Konsentrasi max. 0,1 – 0,2 ppm tdp pada ketinggian 20 – 30 km.
- Berfungsi mengabsorbsi sejumlah besar sinar UV yang melaluinya melindungi biosphere dari radiasi UV yang merusak
KARAKTERISTIK LAPISAN ATMOSFIR
3. Mesosphere
- Ketinggian 50 s.d. 80 km dari muka bumi
- Tidak mgd uap air dan ozon, sedikit gas
4. Thermosphere
- Ketinggian ± 80 km dari muka bumi
- Gas berbentuk atom dan cenderung terpisah dlm lapisan-lapisan
- Oksigen dan Nitrogen (80 dan 115 km)
- Hidrogen dan Helium (500 km – 40.000 km)
- Konsentrasi gas semakin ke atas semakin berkurang (uap air dan ozon nihil pada 40.000 km)
5. Ionosphere
- Terletak pada lapisan mesosphere dan thermosphere
- Mengandung elektron bebas dan ion-ion akibat reaksi fotokimia dari radiasi sinar UV terhadap gas nitrogen dan oksigen.
- Gradient temperatur normal di troposphere turun 1°C (± 5,4°F) tiap kenaikan 300 m (± 1000 ft) sedang di stratosphere sebaliknya
- Variasi perubahan temperatur di troposphere mempunyai efek penting
- CO2 lemah mengabsorbsi gelombang pendek radiasi ultra violet namun sangat kuat thd gelombang panjang infra red terutama dari radiasi thermal bumi
- Dampaknya : mencegah sebaran infra red ke lapisan atmosphere yg lain membentuk selimut green house effect
- Peningkatan CO2 penyerapan meningkat refleksi ke bumi mempengaruhi semua siklus alam yg terdapat pd biosphere
SUMBER PENCEMARAN UDARA
1. Alam (natural source)
Kebakaran hutan, debu yg terbawa angin,
gunung berapi, serbuk sari dsb.
2. Manusia (Man Made source)
Industri, transportasi, pertanian,
perdagangan, pembangkit tenga listrik dsb.
PROSES PENCEMARAN UDARA
1. Gesekan (Attrition)
Dari yg sederhana seperti gesekan biola, ban mobil hingga yang kompleks seperti pemecahan partikel (sanding), pemotongan (grinding), pengeboran (drilling) dan penyemprotan (spraying).
2. Penguapan (Vaporization)
Yaitu perubahan dari fase cair ke gas baik akibat tekanan/panas maupun secara alami. Misalnya bahan-bahan yg bersifat volatile.
PROSES PENCEMARAN UDARA
3. Pembakaran (Combustion)
Terutama pembakaran bahan bakar fosil
(batubara, minyak, gas). Pembakaran
dapat berlangsung sempurna atau tidak
sempurna.
KLASIFIKASI PENCEMARAN UDARA
A. Menurut asal
1. Primary air pollution
Polutan yg menyebar dalam keadaan seperti semula (debu, senyawa organik, radioaktif, sulfur, nitrogen, karbon, halogen)
2. Secondary air pollution
Polutan primer yg bereaksi dengan senyawa lain setelah keluar dari sumbernya
SO3 + H2O H2SO4
B. Menurut fisik polutan
1. Particulate
- Aerosol
Partikel padat/cair yg mampu tetap tinggal di udara karena ukurannya yg kecil (<1 µm).
- Dust
Partikel padat yg berdiameter antara 0,1 - 1000 µm
- Fume
Partikel padat berdiameter antara 0,1 - 1 µm yg dihasilkan dr proses pencairan benda padat spt Pb
- Mist
Partikel cair berdiameter > 100 µm
- Smoke
Partikel padat/cair berdiameter < 1 µm
- Fog
Kondensasi uap air di udara
C. Menurut fisik polutan (lanjutan)
2. Gasses
- True Gass
Suatu zat yg keadaan fisiknya mempunyai sifat menyebar dan menempati ruang dimana zat itu berada.
Contoh : CO2, SO2, CH4.
- Vapor
Bentuk gas dari suatu zat pada tekanan dan suhu kamar yang umumnya berbentuk padat dan cair.
Contoh : Hidrokarbon, Bensin, Thinner
C. Menurut susunan kimia zat
1. Inorganik
Gas/partikulat yg tdk mgd unsur karbon, atau mgd unsur karbon namun tdk berkombinasi dengan hidrogen.
Contoh : CO, CO3, SO2, NO2.
2. Organik
Gas, vapor atau partikulat yg tersusun dari unsur karbon yg berkombinasi dengan hidrogen dan mungkin juga dg unsur-unsur inorganik lainnya.
Contoh : methane, benzen, ethylene
PENCEMAR UDARA UTAMA
1. Oksida karbon (CO, CO2)
2. Sulfur dan senyawa-senyawanya (SO2, SO3, SO4, H2SO4, H2S)
3. Nitrogen oksida (NO, NO2)
4. Photocemical oxydant (Ozon, formaldehyde, PAN)
5. Hydrocarbon
6. Flouride
7. Particulate (viable, nonviable, radioaktif)
8. Radioaktif
PENCEMAR UDARA UTAMA
MEKANISME PENCEMARAN UDARA
Meliputi tiga hal penting :
1. Sumber
2. Pergerakan polutan
3. Penerima
Pergerakan atmosfir ditentukan oleh :
1. Meteorologi
2. Topografi
Pergerakan polutan ditentukan
oleh meteorologi
Source Transport Recipient
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
1. Efek dari energi matahari
Penting dalam hal pemanasan udara melalui
a. Radiasi
- Pemindahan panas/cahaya oleh gel. energi
- Kurang berperan dalam pemanasan udara
- udara tidak mengabsorbsi dan memancarkan kembali
sebagai energi panas
b. Konduksi
- Lebih penting dalam hal pemanasan atmosfir
- Pemindahan panas melalui kontak antara tanah
yang panas dengan molekul-molekul di atasnya
c. Konveksi
- Kunci utama dalam hal pemanasan atmosfir
- Pemindahan panas melalui pergerakan udara
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
2. Terbentuknya angin
Bumi berputar secara kontinyu terhadap matahari siang dan
malam perbedaan tekanan angin. Pola hembusan angin ada
yang bersifat permanen atau musiman.
Contoh :
- Angin darat pada malam hari dan angin laut pada siang
hari
- Angin lembah dan angin gunung akibat pendinginan udara
pada lereng gunung
- Di kota bangunan menguap dan menahan panas pada
siang hari Heat Island pada malam hari
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
3. Suhu dan ketidakstabilan udara
- Di troposphere semakin tinggi tempatnya maka
temperatur udara makin turun dengan angka tertentu
Adiabatic lapse rate. Setiap kenaikan 1000 ft temperatur turun
5,4°F
- Jika tiap kenaikan 1000 ft temperatur turun > 5,4°F disebut
Superadiabatic udara tidak stabil lebih menguntungkan
karena aliran udara cepat turun naik mempercepat penurunan
konsentrasi polutan
- Jika tiap kenaikan 1000 ft temperatur turun < 5,4°F disebut
Subadiabatic udara stabil
h (ft)
t (°F)
Normal
Cerobong
asap
Arah
polutan
Hubungan Kondisi Udara dengan Arah Polutan
h (ft)
t (°F)
Subadiabatic
Normal
CONING
h (ft)
t (°F)
Superadiabatic
Normal
LOOPING
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
4. Mixing Depth
- Suatu expansi dimana udara panas naik &
bercampur dg udara yang lebih dingin di atasnya
sampai mencapai/menemukan titik persamaan udara
dan temperaturnya
- Dapat mencapai beberapa ribu ft tergantung kondisi
cuaca
- Penting utk menggambarkan batas paling atas
pencemaran polutan
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
5. Inversi
- Lapisan udara dingin terkurung oleh lapisan udara yang
lebih panas di atasnya udara tidak bisa naik dan
bercampur.
- Berdampak negatif terhadap pola penyebaran polutan
karena menghambat penyebaran polutan
- Terdiri dr subsidence inversion & ground based inversion
Arah polutan
h (ft)
t (°F)
Inversion
Normal
FANNING
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
a. Subsidence Inversion
Terjadi di atas lapisan udara yg mendapat pemanasan
secara adiabatic.
h (ft)
t (°F)
Inversion
Superadiabatic
FUMIGATING
Peranan Meteorologi dalam Pencemaran Udara
b. Ground Based Inversion
- Biasanya terjadi pada malam hari, saat permukaan bumi dingin
udara di atasnya juga dingin
- Makin tinggi temperatur udara makin panas
h (ft)
t (°F)
Inversion
Normal/
superadiabatic
LOFTING
h (ft)
t (°F)
Subsidence
inversion
Ground base
inversion
h (ft)
t (°F)
Inversion
TRAPPING
Inversion
Neutral
Pengaruh Topografi dalam Pergerakan Udara
1. Terjadinya angin darat dan angin laut
Siang hari : angin laut
Malam hari : angin darat Laut
Udara
dingin
Arah Polutan
Udara
panas
Laut
Udara
dingin
Arah Polutan
Udara
panas
Pengaruh Topografi dalam Pergerakan Udara
2. Downwash mechanism
Pengaruh Topografi dalam Pergerakan Udara
3. Pengaruh gunung dan lembah
Sinar matahari
Udara panas
Arah polutan
Udara dingin
Pengaruh Topografi dalam Pergerakan Udara
Sinar matahari
Udara panas
Arah polutan Agak dingin
Udara dingin
DAMPAK PENCEMARAN UDARA
DAMPAK PENCEMARAN UDARA
DAMPAK PENCEMARAN UDARA
DAMPAK PENCEMARAN UDARA