PERMASALAHAN &

KARAKTERISTIK PENCEMARAN UDARA

Materi Permasalahan & Karakteristik Pencemar Udara

Pengertian Pencemaran Udara

Sistem Pencemaran Udara

Jenis-Jenis Pencemar Udara

Emisi dan Faktor Emisi

Satuan Konsentrasi Pencemar Udara

Mekanisme Pencemaran Udara

Fenomena Pencemaran Udara

Dampak Pencemaran Udara

Pengertian Pencemaran Udara

Pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya.

(Undang-Undang No. 23 Tahun1997)

Sistem Pencemaran Udara

Sumber Emisi Atmosfer ReseptorPencemar

Pencampuran & transformasi

kimia

• Antropogenik• Biogenik

• Dilusi• Reaksi• etc

• Manusia• Tumbuhan• Hewan• Material

Dampak

• Kesehatan• Korosi• Kerusakan

Sumber Pencemar Udara

Biogenik (alamiah) letusan gunung berapi, dekomposisi biotik

Antropogenik (buatan manusia) transportasi dan jenis konversi energilainnyasumber industri spesifik

Sumber Biogenik

Sumber pencemar alamiah timbul dengansendirinya tanpa ada pengaruh dariaktivitas manusiaContoh:

meletusnya gunung berapi : pengemisianSO2, H2S, CH4, dan partikulatkebakaran hutan : mengemisikan HC, CO, dan partikulat berupa asap.

Sumber Antropogenik - Statis

Sumber statiscerobong industri

kawasan industri

Tingkat dan laju pengemisian serta jenispencemar dari sumber statis sangat bergantungdari proses produksi yang ada dalam industri

contoh: emisi industri semen didominasi olehpartikulat.

Sumber Antropogenik - bergerak

Sumber bergerak : transportasi

Jenis pencemar yang diemisikantergantung dari bahan bakar dan sistemruang bakar yang digunakan

Contoh : emisi mesin jet didominasi olehgas NOx

Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 1

Transportasi: dominasi pencemar meliputiCONOxPartikulatHCdan Pb.

Pembangkit listrik: emisi bergantung pada jenisbahan bakar yang digunakan

SO2 (batu bara)NOxPartikulat (batu bara)CO, HC (gas alam).

Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 2

Pengelolaan persampahan: timbul sebagai akibatpembakaran dan dekomposisi dalam tanah

NOxCOCH4

Senyawa organik kompleks lain (misalnya dioksin).

Aktivitas rumah tangga: timbul sebagai akibat daripemanfaatan bahan bakar minyak tanah dan gas alam

CO, NOx , HCPartikulat

Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 3

Industri: sangat bergantung dari jenis industrinyaEmisi pencemar spesifik

KlorAlumuniumAmmonia

Emisi pencemar akibat proses konversi energiCONOxPartikulatHCCO2

Jenis Pencemar Udara Berdasarkan fasa

Berdasarkan kondisi fisiknya, pencemar udaradapat diklasifikasikan menjadi dua fasa:

partikulatdebuaerosoltimah hitam

gasCONOxSOxH2SHidrokarbon

Partikulat

Terbagi dua:solid

liquid

Ukuran : 0.002 μm - 500 μm

Komposisi : organik

anorganik

Gas

Merupakan major air pollutant

Oksida Sulfur

Oksida Nitrogen

Oksida Carbon

Inorganik

Hidrokarbon (HC)

Jenis Pencemar Udara Berdasarkan Reaksi

Primary: langsung dari sumber

contoh: NO, CO, dan SO2

Secondary : terbentuk oleh interaksikimiawi antara pencemar primer dansenyawa-senyawa penyusun atmosferalamiah

contoh : NO2 dan O3

Emisi

Emisi adalah zat, energi dan atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masukdan atau dimasukkannya ke dalam udara ambienyang mempunyai dan atau tidak mempunyaipotensi sebagai unsur pencemar.

Satuan (umumnya) : kg/tahun, m3/hari atau

satuan massa atau volume/satuan waktu

Faktor Emisi - 1

Laju masuknya pencemar ke dalam atmosfersebagai produk suatu aktivitas, dibagi dengantingkat aktivitas tersebut (US EPA 1973).Manfaat: untuk mempermudah assesmentterhadap suatu sumber emisiSatuannya

lb/ton lb = poundlb/ton produklb SO2/tonlb/106 cft cft = cubic feet

Faktor Emisi - 2

Contoh :Suatu pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 50 000 000 galon minyak pertahun. Faktor Emisi Karbonmonoksida adalah 0,04 lb/1000 gallon. Maka jumlah emisi karbon monoksida per tahunnya adalah sebagai berikut:= 50 000 000 gallon/tahun x 0,04 lb/1000 gallon= 2 000 lb CO per tahun.

Faktor Emisi - 3

Tingkat kesalahan bisa mencapai 50%.

Bergantung hasil riset, kesalahan bisaditurunkan hingga 10% dari kenyataan dilapangan.

Faktor emisi harus diteliti kembali untukperiode waktu tertentu dengan berbagaivariabel perubahnya.

Satuan Konsentrasi Pencemar Udara - 1

µg/m3 = mikrogram per meter kubikmg/m3 = miligram per meter kubikppm: parts per million = bagian per sejutapphm: parts per hundred million = bagian per seratus jutappb: parts per billion = bagian per semilyar

µg/m3 = (ppm x gram mol x 1000) / (Liter/mol)

Liter per mol bergantung pada tekanan (P) dantemperatur (T) udaraPada 0o dan 760 mm Hg volume gas adalah 22,4 Liter/mol

Satuan Konsentrasi Pencemar Udara - 2

(P1.V1)/T1 = (P2.V2)/T2

P = TekananV = VolumeT = Temperatur

Kondisi Normal (N) Temperatur : 25o CelciusTekanan : 760 mm Hg

Sistem Pengelolaan Pencemaran Udara

Meteorologi Pencemaran Udara

Faktor-faktor meteorologi mempengaruhi pengenceran dan difusi pencemar udara yang diemisikan (skala lokal, regional, maupun global):

temperatur: perubahan temperatur muka bumi danperubahan intensitas penyinaran matahari;kecepatan angin: khususnya daerah perkotaan akanterjadi penurunan kecepatan angin sebagai akibatadanya gesekan dengan bangunan-bangunan diperkotaan;stabilitas atmosfer: tidak stabil, netral, stabil lemah, dan stabil kuat.

Siklus Pencemaran Udara

Siklus Diurnal : siklus 24 jam-an

Menunjukkan kuatnya sumber emisi, transport pencemar, dan difusi pencemar.

Secara umum : laju emisi siang hari > malam hari.

Jenis siklus lainnyasiklus musiman

tahunan

Siklus Nitrogen

Siklus Sulfur

Siklus Karbon

Model Dispersi Pencemar Udara - 1

Berguna untuk prediksi tingkat pencemaran udaradari suatu atau beberapa sumber pencemar.

Model sederhana hingga model kompleks denganmempertimbangkan aspek-aspek meteorologissinoptik.

Contoh-contoh model yang ada di pasaran:

ISCLT,

ISCST (Keduanya dari US EPA)

Model Dispersi Pencemar Udara - 2

Pada dasarnya menggunakan dua macam prinsip :Eddy Diffusion Model

berkembang menjadi “box model”menggunakan konsep tinggi pencampuran

cocok untuk prediksi dari sumber area.

Model Dispersi Gauss : prediksi pencemar dari satuatau beberapa sumber titik maupun sumber garisdalam 3 dimensi.

Reaksi Atmosferik

Gas-Gas Precursor

(HCs, NOx, etc)

Sinar Matahari

Produk dari Reaksi Atmosferik

(oxigenated HCs, PAN, dll)

Long Distance Transport

Perpindahan Jarak JauhBagian dari dinamika atmosfer; diperngaruhi olehaspek meteorologi mikro, makro, maupun mesoBerkaitan erat dengan fenomena lainnyaSkala transport pencemar :

skala mikro/skala lokal : LA smogskala meso/skala regional : peristiwa kebakaran hutandi Kalimantanskala makro/skala kontinental : pemanasan global, penipisan lapisan ozon

Global Warming

Pemanasan Global

Terjadi sebagai akibat peningkatan emisi gas rumahkaca yang memiliki kemampuan memerangkap sinargelombang panjang, baik dari matahari maupunsebagai akibat proses pendinginan bumi.

Gas-gas rumah kaca: CO2, CH4, N2O, CFC, dll

Efek global warming: climate change, peningkatanmuka air laut, dll.

Skala fenomena: global.

Hujan Asam

Timbul sebagai akibat tingginya pengemisianpencemar udara, khususnya SO2 dan NOx.Proses oksidasi di atmosfer mengakibatkan gas-gas tersebut berubah menjadi H2SO4 dan HNO3 meningkatkan keasaman air hujan (deposisibasah)Dapat pula terjadi dalam bentuk deposisi kering (terperangkap dalam bentuk partikel)Skala fenomena : regional hingga global.

Penipisan Lapisan Ozon

Timbul sebagai akibat penggunaan dan pengemisiangas-gas yang memiliki stabilitas tinggi, misalnya CFC.

CFC baru akan bereaksi dan reaktif di lapisanstratosfer, dimana terdapat lapisan ozon yang bergunauntuk melindungi bumi dari sinar gelombang pendek.

Akan menimbulkan dampak biologis yang hebat, misalnya mutasi sel.

Skala dampak: global dan berkaitan erat dengan efekrumah kaca.

Ozon

Molekul yang terdiri atas tiga atom Oksigen.

Mampu menyerap sinar ultraviolet yang memiliki panjang gelombang 290 - 300 nanometer.

Penyerapan ini mampu melindungi bumi dari bahaya sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker kulit.

Ozon bersifat amat reaktif.

Smog Fotokimia

Timbul sebagai akibat terjadi reaksifotokimia antara pencemar-pencemarudara, khususnya pencemar HC dan NOxdengan bantuan sinar matahari.

Terbentuk smog (smoke + fog), contohterkenal : Los Angeles smog.

Dampak : iritasi terhadap mata dan kulit.

Skala dampak : lokal dan regional

Urban Heat Island

Terjadi di perkotaan saja sebagai akibat saranayang ada di perkotaan, misalnya gedung-gedungpencakar langit

Akibat terjadinya perubahan aliran massa udaradan angin menyebabkan terjadinya gumpalanpanas dan pencemar-pencemar yang terperangkap dalam gumpalan tersebut

Sistem terbentuk dengan sendirinya dan hanyadapat terganggu oleh perubahan angin.

Skala fenomena dan dampak: lokal.

HAP (Hazardous Air Pollutants)

Pencemar Udara BerbahayaAsbestosBenzeneBerylliumCoke oven emissionInorganik arsenicMercuryRadionuclidesVinyl Chloride

Dampak Hidrokarbon (HC)

Belum terbukti menimbulkan efek langsungterhadap reseptor.

Dampak negatif yang mungkin timbulantara lain:

karsinogenik

smog fotokimia.

Dampak Oksida Nitrogen (NOx)

Penyebab iritasi akut.

Fibrosis dan bronchitis.

Apabila bereaksi dengan H2O akanmembentuk HNO3 yang bersifat korosif.

Menghambat pertumbuhan tanamankacang-kacangan dan tomat.

Dampak Karbon Monoksida (CO)

Gangguan psikologis dan patologis padamanusia

Konsentrasi CO > 750 ppm dapatmenimbulkan kematian

CO + Hb = COHb

Afinitas CO > afinitas O2

Dampak Oksidan Fotokimia

Terdiri atas: oksidator, ozon (O3), peroxyacetylnitrate (PAN), peroxibenzoyl nitrate (PBN) dannitrat.

Pembentukan smog photokimia, mengurangivisibilitas.

Iritasi hidung dan tenggorokan.

Bereaksi dengan selulosa.

Merusak struktur sel tumbuhan timbul warnacoklat kemerah-merahan pada daun.

Dampak Partikulat

Gangguan pada sistem pernafasan : PM 10.Mengurangi intensitas UV: kurangnya suplai vitamin D.Dampak lainnya pada tabel berikut:

Konsentrasi(μ g/m3)

Waktu Pemaparan Dampak

750 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah penyakit yang timbul300 24 jam rata-rata Memburuknya pasien bronkhitis akut200 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah pekerja pabrik

yang absen100 – 130 Rata-rata tahunan Meningkatnya kasus pernapasan pada anak-

anak100 Rerata geometrik tahunan Meningkatnya angka kematian pada usia lebih

dari 50 tahun80 - 100 Rata-rata geometrik 2 tahun Meningkatnya angka kematian pada usia 50 –

69 tahun

Dampak Oksida Sulfur

Menimbulkan dampak yang signifikan biladisertai partikulat

Pernafasan: bronchoconstriction

Kerusakan sel tumbuhan : daun menjadilebih pucat dan berwarna gading