Pencemaran Udara:

Definisi, Konsentrasi, Kasus-

kasus, dan Regulasi

Kuliah Minggu I

Laboratorium Pencemaran Udara dan Perubahan Iklim (LPUPI)

Jurusan Teknik Lingkungan FTSP ITS

Pembahasan

Atmosfer dan Komposisinya

Definisi pencemaran udara

Jenis-jenis kasus pencemaran udara yang

menjadi perhatian utama di dunia

Perhitungan konsentrasi gas di udara

Regulasi yang berkaitan dengan

pencemaran udara dan baku mutu udara

Atmosfer dan Komposisi

Atmosphere: The thin envelope of gases surrounding the earth, Highly compressible, Density decreases rapidly with height

Air: A mechanical mixture of gases and aerosols

The atmosphere is a mixture of gas molecules,microscopically small suspended particles of solid and liquid, and falling precipitation.

Meteorology is the study of the atmosphere and the processes that cause what we refer to as the “weather.”

Definitions

If we think of the atmosphere as

a reservoir for gas, the gas

concentration in the reservoir will

remain constant so long as the

input rate is equal to the output

rate.

Under such conditions, we say

that the concentration of the gas

exists in a steady state.

THE RESERVOIR FOR GAS

Residence time

The average length of time that individual

molecules of a given substance remain in

the atmosphere

found by dividing the mass of the

substance in the atmosphere (in

kilograms) by the rate at which the

substance enters and exits the

atmosphere (in kilograms per year).

Permanent gases

Variable gases

Variable gases are those whose

distribution in the atmosphere varies in

both time and space.

Vertical structure

Definisi Pencemaran Udara

Latar Belakang pencemaran udara sudah menjadi masalah sejak abad ke-

13 perhatian serius tahun 1945.

Sebelum 1945, asap industri masalah industri dan asap

industri

Di Amerika, di Pittsburgh, Los Angeles dan St. Louis tahun

1945 – 1969 pencemaran udara mulai meningkat

negara bagian membuat undang-undang pencemaran

udara.

Di Indonesia Undang-undang tentang lingkungan hidup

sejak 1974

Jawa Timur : SK Gubernur No. 129 tahun 1996, jo SK No.

188 tahun 1988, tentang Baku Mutu Udara.

Difinisi Pencemaran Udara

SK Menteri LH.Masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,

energi dan atau komponen lain ke udara danberubahnya tekanan udara oleh kegiatan manusiaatau proses alam sehingga kualitas udara turunsampai pada tingkat tertentu yang menyebabkanudara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagisesuai dengan peruntukannya.

Beberapa pengertian penting:

Bahan atau zat

Asal bahan

Nilai ambang batas

Akibat

Udara Ambient

udara ambient adalah udara bebas

dipermukaan bumi pada lapisan troposfir

(yang berada di dalam wilayah yurisdiksi

Republik Indonesia) yang dibutuhkan dan

mempengaruhi kesehatan manusia,

makhluk hidup dan unsur Lingkungan

hidup lainnya

Peraturan Pemerintah No. 41 Tahun 1999,

Tentang : Pengendalian Pencemaran Udara

Mutu udara ambien adalah kadar zat, energi, dan/atau komponen

lain yang ada di udara bebas;

Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar

udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya;

Emisi ada zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan

dalam suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya ke

dalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai

potensi sebagai unsur pencemar;

Mutu emisi adalah emisi yang boleh dibuang oleh suatu kegiatan

udara ambien;

Sumber emisi adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang

mengeluarkan emisi dari sumber bergerak, sumber bergerak

spesifik, sumber tidak bergerak, maupun sumber tidak bergerak

spesifik;

Kriteria Polutan Udara

Kontaminan atau parameter umum yang menyusun

pencemaran udara dikelompokkan dalam 6 prinsip atau

kriteria polutan: karbon monoksida, nitrogen dioksida,

sulfur dioksida, lead, partikulat, dan Ozon (atau smog)

Kriteria ini didasarkan pada pengaruh suatu kontaminan

pada 1) Kesehatan manusia, 2) kesehatan lingkungan

dan 3) pengaruh pada properti

Dasar kriteria pada kesehatan manusia menjadi dasar

penetapan standar primer, sedangkan dampak ke

lingkungan dan properti akan menjadi dasar

penentuan standar skunder

Kasus-Kasus Pencemaran

Udara

Contoh Kasus Pencemaran Udara

Pencemaran udara di Pensylvania-Amerika Serikat, SO2 dari industri (Peristiwa Donora, 1948)

Pica Rica – Mexico, 1950, SO2 dr Industri pengolahan sulfur

Kabut SO2 di lembah Meuse – Belgia 1923, bahan bakar batu bara

Kabut SO2 di London 1952, dari industri

Peningkatan produksi gas dari gunung

Kebocoran gas, krn kecelakaan industri, Bhopal 1984, Chernobil 1986

Perusakan lapisan Ozon, Efek rumah kaca, kenaikan suhu

dll

Photochemical smog differs from industrial smog in

that it:*

is formed in the presence of sunlight

Perhitungan Mixing Ratio

dan Konsentrasi Spesies di

Udara

Perhitungan Fasa Gas

Gas Ideal

Konsentrasi dan Densitas

Mixing ratio

Mixing ratio (εi) gas di atmosfer rasio jumlah spesies (massa)

tertentu terhadap total jumlah (massa) semua spesies (konstituen)

dalam volume tertentu atmosfer.

Konstituen suatu volume tertentu atmosfer semua spesies gas

yang ada di atmosfer, termasuk uap air, tetapi tidak termasuk

partikulat atau air dalam fasa terkondensasi.

Mixing rasio ini dapat juga dinyatakan sebagai fraksi jumlah (massa)

terhadap total atmosfer.

fraksi mol (mol zat i/mol total),

fraksi massa (massa zat i/massa total),

fraksi volume (volume zat i/volume total) dan

fraksi tekanan (tekanan zat i/tekanan total) di atmosfer.

angka mixing ratio akan berbeda jika dinyatakan dengan cara

(satuan) berbeda, sehingga ketelitian dalam konversi satuan

menjadi hal yang sangat penting

Beberapa derivative persamaan untuk menghitung

mixing rasio

mixing ratio konsentrasi molar (fraksi konsentrasi)

mixing ratio tekanan parsial (fraksi tekanan), pada temperatur tetap

mixing ratio mol (fraksi mol), pada volume dan suhu yang dijaga tetap maka

mixing ratio massa (fraksi massa), karena massa suatu zat = jumlah mol x

berat atom atau berat molekul, m = n x BA atau m = n x M, maka

Konsentrasi Gas di Atmosfer

konsentrasi udara di atmosfer adalah

Berdasarkan persamaan gas ideal,

hitunglah jumlah molekul tiap cm3 udara di

permukaan laut (z = 0 km)!

26

Satuan konsentrasi

Satuan massa per volume (mg/m3, g/m3, dst), tidak dapat langsungdikonversikan ke satuan jumlah volumetrik (ppm, ppb, pphm, dst) karena perbedaan berat molekul unsur atau senyawa, sertaperbedaan kondisi lingkungan (tekanan dan temperatur).

1 ppm (part per million volume) adalah pada kondisi standart 25 C dan 760 mmHg

ppm = ( g/m3 24,5 * 10-3) M

g/m3 = (ppm * M) / (24,5 * 10-3)

atau :

g/m3 = ppm * 1000 * [(P*M)/(R*T)]

di mana :

P : Tekanan udara (mmHg)

T : Temperatur absolut ( Kelvin)

M : Berat molekul senyawa/unsur

R : Konstanta gas universal

Tugas I Turunkan satuan ppm (mixing ratio) ke satuan molar (M),

dan ug/m3

Tugas latihan konversi satuan dari Baku mutu (ppm,

berat/volume, volume/volume, %, mg/m3) dengan variasi

suhu dan tekanan (Sesuai lampiran Pergub Jatim No. 10

tahun 2009)

Dalam baku mutu udara ambien RI dituliskan SO2= 0,34

ppm dan NO2= 0,21 ppm (pengukuran 1 jam). Nyatakan

baku mutu tersebut dalam satuan ug/m3!

Hitunglah konsentrasi (dalam ug/m3) untuk spesies gas

dengan mixing ratio 0,08 ppm ozone dan 26 ppm CO,

pada tekanan 1 atm 25 0C!

Regulasi dan Baku Mutu

Udara

Perundang-undangan

Undang-undang No. 5 Tahun 1974

Undang-undang No.4 Tahun 1984

Undang-undang No. 15 Tahun 1985

Peraturan Pemerintah N0. 51 Tahun 1993

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP 13/MENLH/3/1995

Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 10 Tahun 2009 Tentang Baku Mutu Udara Ambien dan Emisi SumberTidak Bergerak di Propinsi Daerah Tingkat I JawaTimur

Peraturan Pemerintah No. 41 tahun 1999, tentangPengendalian Pencemaran Udara

Dll.

PERATURAN DAERAH KOTA SURABAYA NOMOR 3 TAHUN 2008 TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

Undang Undang No. 32Tahun 2009 Tentang : Perlindungandan Pengelolaan Lingkungan Hidup

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 15 Tahun1996 Tentang : Program Langit Biru

PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA NOMOR 41 TAHUN 1999 TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 13 tahun 1995 tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak danKeputusan Menteri No. 141 tahun 2003 dan No. 35 tahun 1993 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor

KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA NOMOR 1407/MENKES/SK/XI/2002 TENTANG PEDOMAN PENGENDALIAN DAMPAK PENCEMARAN UDARA

International Maritime Organization (IMO) mengatur standarminimum emisi NOx dan SOx dalam ANNEX VI regulasi 13 dan14

The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer

Baku Mutu Udara

Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas

atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang

ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur

pencemar yang ditenggang keberadaannya

dalam udara ambien;

Baku mutu emisi sumber adalah batas kadar

maksimal dan/atau beban emisi maksimum

yang diperbolehkan masuk atau dimasukkan ke

dalam udara ambien

Heirarki Regulasi Berkaitan dengan

Udara di Indonesia

UUD

1945

• Lingkungan hidup yang baik dan sehat

• Hak asasi dan hak konstitusi setiap warga negara

UU No 32 2009 dan UU no 23

1997

• Baku Mutu Lingkungan

• Air,….udara ambien, emisi,……gangguan, lainnya

• Pengelolaan Lingkungan hidup

PP RI No 41

Tahun 1999

• Pengendalian Pencemaran Udara

• Lampiran Baku Mutu Udara Ambien Nasional

Permen LH

• Kepmen LH No. 15/1996 Program Langit Biru / PROPER

• Permen LH No. 4/2009 tentang ambang batas emisi gas buang bagi kendaraan bermotor

Dasar dan Metode Penetapan Baku Mutu

Udara studi hubungan dosis – respon suatu pencemar pada kesehatan

manusia

studi hubungan konsentrasi, waktu pajanan dari suatu pencemar

serta respon ekosistem (lingkungan) dan property

penetapan baku mutu udara ambient didasarkan pada 3 aspek:

Aspek perlindungan kesehatan manusia (golongan populasi manusia

sehat dan populasi manusia sensitif (balita, anak-anak, wanita

hamil/menyusui, dan orang-orang tua/manula)) toksikologi dan

epidemilogi

Aspek perlindungan ekosistem dan lingkungan (critical load atau critical

level)

Aspek pertimbangan lain (Ketersediaan teknologi dalam pemantauan,

Kemampuan pengendalian pencemaran (teknologi dan ekonomi),

Kemampuan sumber daya manusia, Konsentrasi background atau latar)

Penetapan Baku Mutu Emisi

nilai baku mutu ambien yang menjadi media

pelepasan emisi

kondisi background ambien dan nilai rata-rata

konsentrasi ambien

hasil simulasi perhitungan atau pemodelan

pelepasan dari sumber emisi dan kajian dispersi

pencemar. atau

Kemampuan pengendalian pada sumber emisi

Baku Mutu Kualitas Udara