Buku-Ajar-Pencemaran-Udara.pdf

Mata Kuliah SKS Semester Program Studi

: Pencemaran Udara :2 :V : 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, sumbersumber 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 komponenkomponen ini dihubungkan dengan secara terpisah dalam sesi ini, mereka masingmasing 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 : ƒ

Perubahan waktu siang dan malam (dari timur ke barat); dan

ƒ

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%). Gasgas 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) Oksiigen (O2) Argon (Ar) Neon (Ne) Helium (He) Kripton (Kr) Xenon (Xe) Hidrogen (H2) Metan (CH4) Nitrogen Oksida (N2O)

28,016 31,999 39,942 20,192 4,003 33,800 131,300 2,016 16,043 44,105

78,110 + 0,004 20,953 + 0,001 0,934 + 0,001 (18,18 + 0,01) * 10-4 (5,24 + 0,04) * 10-4 (1,14 + 0,01) * 10-4 (0,087 + 0,001) * 10-4 0,5* 10-4 2 * 10-4 (0,5 + 0,1) * 10-4

Tabel 1.2 Gas-Gas Variabel Yang Membentuk Atmosfer Gas Variabel

% Dari Volume

Uap (H2O) Karbondioksida (CO2) Ozon (O3) Sulfur Dioksida (SO2) Nitrogen Dioksida (NO2)

0 hingga 0,7 0,032 0 hingga 0,01 0 hingga 0,001 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 bahanbahan, 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 barubaru 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

perbedaan

daerah suhu

troposfer yang

karena 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. 1.1.3.1 Standar Kompetensi Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang identifikasi sumber dan karakterisasi fisik-kimia partikulat-gas ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis, mandiri, kreatif, inovatif dan tanggap terhadap lingkungan) melalui diskusi tugas fenomena pencemaran udara, presentasi kajian sumber pencemar di sekitar lingkungan sendiri dan kuis tentang karakteristik fisik-kimia partikulat. 1.1.3.2. Kompetensi Dasar Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu mengidentifikasi sumber pencemaran udara dan menganalisis besaran dampaknya. 2.2. Penyajian 2.2.1. Uraian Pendahuluan Menurut Badan Lingkungan Hidup Dunia, United Nations Environmental Program pada ahun 1992, Indonesia berada di urutan ketiga negara terpolusi di dunia

setelah Mexico dan Bangkok (UNEP, 2007). Hal ini menunjukkan bahwa kota – kota di Indonesia mengindikasikan pencemaran udara yang cukup tinggi. Pencemaran

udara

didefinisikan

sebagai

masuknya

satu

atau

lebih

kontaminan/polutan seperti debu, asap, bau, gas, dan uap ke atmosfer dalam jumlah tertentu dan karakteristik tertentu serta dalam waktu tertentu pula yang dapat membahayakan kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, dan menggangu kenyamanan dalam kehidupan. Selain polutan – polutan tersebut, aktivitas manusia juga berperan besar dalam polusi udara (Peavy, 1985). Miller, G. Tyler (1982), mendefinisikan pencemaran udara adalah sebagian udara yang mengandung satu atau lebih bahan kimia konsentrasi yang cukup tinggi untuk membahayakan manusia, hewan, vegetasi atau material. Secara skematik Pencemaran udara dapat diuraikan dalam 3 komponen dasar seperti diagram di bawah ini (Seinfeld, 1975): 1 Sumber emisi

2

3

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

0.001 -0.01 ppm

0.02 – 2 ppm

CO2

310 – 330 ppm

350 – 700 ppm

CO

< 1 ppm

5 – 200 ppm

NOx

0.001 -0.01 ppm

0.01 – 0.5 ppm

HC

1 ppm

1 – 200 ppm

Partikel lain Simpson, R. (1994).

3

10 – 20 kg/mm

70 – 700 kg/m3

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 µm .

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

10

Emisi fugitiv proses industri

3.3

Emisi fugitiv bukan industri

110-370

Transportasi Total

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. 2.3. Penutup 2.3.1. Tes Formatif 1. Jelaskan urutan proses terjadinya pencemaran udara! 2. Apakah perbedaan polutan yang tergolong primer dan sekunder? 3. Mengapa dimensi partikulat menggunakan equivalent spheres? 4. Jelaskan pengertian emisi fugitif! 2.3.2. Umpan Balik Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab ini. Rumus : Tingkat penguasaan = 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

2.3.3. Tindak Lanjut Jika anda mencapai tingkat kepuasan 80% keatas, maka anda dapat meneruskan dengan kegiatan belajar bab selanjutnya, tetapi jika tingkat penguasaan anda

belum mencapai 80%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar bab tersebut terutama pada bagian yang anda belum kuasai. Untuk mencapai pemahaman tersebut anda dapat menghubungi dosen pengampu di luar waktu kuliah. 2.3.4. Rangkuman Pengetahuan tentang identifikasi sumber pencemar dapat dimulai dari identifikasi polutan primer-sekunder disamping polutan yang bersifat alami dan antropogenik. Karakteristik

fisik

partikulat

dapat

dilihat

dari

bentuk

fisik,

kecepatan

aerodinamisnya, dan karakteristik kimia partikulat dapat dilihat dari kandungan unsur kimianya. Partikel/partikulat digolongkan menjadi partikel halus dan kasar dengan sumber yang berbeda pula. Polutan gas lebih spesifik untuk tiap senyawanya dan tidak dibedakan secara ukuran karena hampir seragam ukurannya. Karakteristik kimia lebih mengemuka untuk polutan gas karena kespesifikan kimianya. 2.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif 1.Urutan terjadinya pencemaran udara dimulai dari emisi polutan dari sumber emisi kemudian sebagian terjadi transformasi kimia terhadap polutan dan sampai ke reseptor melalui media atmosfer yang dinamis seperti dalam diagram dibawah : 1 Sumber emisi Polutan

2

3

Atmosfer

Reseptor 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 langkahlangkah pencegahan dini di sumber dan optimalisasi penghindaran reseptor dari paparan pencemaran udara yang bersifat akumulatif. 1.1.3.1 Standar Kompetensi Dengan

diberikannya

prinsip-prinsip

dasar

pengetahuan

tentang

dampak

kesehatan dari pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya

melalui diskusi tugas

identifikasi dampak pencemaran udara bagi manusia, material dan tanaman, presentasi simulasi dampak pencemar di sekitar lingkungan pabrik. 1.1.3.2. Kompetensi Dasar Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan dampak pencemaran udara bagi manusia, material dan tanaman.

1.2. Penyajian 1.2.1. Uraian Umum Pencemaran udara dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia melalui berbagai cara, antara lain dengan merangsang timbulnya atau sebagai faktor pencetus sejumlah penyakit. Kelompok yang terkena terutama bayi, orang tua dan golongan berpenghasilan rendah yang biasanya tinggal di kota-kota besar dengan kondisi perumahan dan lingkungan yang buruk. Bukti penting yang telah dikumpulkan menunjukkan bahwa pencemaran udara mempengaruhi kesehatan manusia dan hewan, kerusakan tanaman, tanah dan material, perubahan iklim, menurunkan tingkat visibilitas dan penyinaran matahari dan pengaruh lainnya (Cooper & Aley, 1986). Menelaah korelasi antara pencemaran udara dan kesehatan, cukup sulit. Hal ini karena: 1.

Jumlah dan jenis zat pencemar yang bermacam-macam.

2.

Kesulitan dalam mendeteksi zat pencemar yang dapat menimbulkan bahaya pada konsentrasi yang sangat rendah.

3.

Interaksi sinergestik di antara zat-zat pencemar.

4.

Kesulitan dalam mengisolasi faktor tunggal yang menjadi penyebab, karena manusia terpapar terhadap sejumlah banyak zat-zat pencemar yang berbahaya untuk jangka waktu yang sudah cukup lama.

5.

Catatan penyakit dan kematian yang tidak lengkap dan kurang dapat dipercaya.

6.

Penyebab jamak dan masa inkubasi yang lama dari penyakit-penyakit (misalnya: emphysema, bronchitis kronik, kanker, penyakit jantung).

7.

Masalah dalam ekstrapolasi hasil percobaan laboratorium binatang ke manusia.

Efek Pencemaran Udara Terhadap Kesehatan Manusia Data epidemi menunjukkan bahwa pemaparan partikulat dihubungkan dengan peningkatan terjadinya angka sakit saluran pernapasan, bronchitis, penurunan fungsi ginjal, serta angka kematian. Dalam waktu pemaparan yang pendek,

pemaparan partikulat juga meningkatkan timbulnya angka sakit asma (Cooper & Aley, 1986). Potensi pengaruh partikulat terhadap kesehatan tidak hanya ditentukan oleh tingkat konsentrasi, tetapi juga oleh kondisi fisik dan kimia yang terkandung di dalamnya, Sebagai contoh partikulat dengan ukuran > 10 µm dapat disisihkan sebelum masuk saluran pernapasan tetapi untuk yang berukuran < 2 atau 3 µm 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 µm serta antara 2,5 – 10 µm (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)

D

Nasopharyngeal compartment

(b)

D4

A (c)

R

Tracheobronchial compartment

(d)

Sistem Gastrointestinal

D5 (e)

A

H (h)

(f) Alveolar (pulmonary) compartment

(g)

(i) Limpa

(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

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 4060 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 fungsifungsi 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 3

750

715 µg/m SO2

300

630 µg/m3 SO2

200

250 µg/m3 SO2

100 – 130

120 µg/m3 SO2

100

Rata-rata Sulfur diatas 30 mg/cm2/mo SO2 Rata-rata Sulfur diatas

80 - 100

30 mg/cm2/mo SO2

Waktu

Pengaruh

Rata-rata 24 jam Rata-rata 24 jam Rata-rata 24 jam Rata-rata tahunan Rata-rata 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

Rata-rata dua tahunan

Sumber : Peavy (1985)

Beberapa cara menghitung/memeriksa pengaruh pencemaran udara terhadap kesehatan adalah antara lain dengan mencatat: jumlah absensi pekerjaan/dinas, jumlah sertifikat/surat keterangan dokter, jumlah perawatan dalam rumah sakit,

jumlah morbiditas pada anak-anak, jumlah morbiditas pada orang-orang usia lanjut, jumlah morbiditas anggota-anggota tentara penyelidikan pada penderita dengan penyakit tertentu misalnya penyakit jantung, paru dan sebagainya. Penyelidikan-penyelidikan ini harus dilakukan secara prospektif dan komparatif antara daerah-daerah dengan pencemaran udara hebat dan ringan, dengan juga memperhitungkan faktor-faktor lain yang mungkin berpengaruh (misalnya udara, kebiasaan makan, merokok, data meteorologik, dan sebagainya). Studi tentang pencemaran udara ditujukan untuk mengontrol sumber polutan sehingga dapat mengurangi konsentrasi pencemaran udara ambien hingga tidak membahayakan kondisi lingkungan. Tujuan studi ini juga diarahkan pada perhitungan besarnya kerusakan yang ditimbulkan oleh pemaparan polutan. Bahan pencemar udara yang ada di atmosfer dapat menyebabkan kelainan pada tubuh manusia. Menurut Goldsmith & Friberg (1977), secara umum efek pencemaran udara terhadap individu atau masyarakat dapat berupa : 1. Sakit, baik yang akut maupun yang kronis 2. Penyakit yang tersembunyi yang dapat memperpendek umur, menghambat pertumbuhan dan perkembangan 3. Mengganggu fungsi fisiologis dari paru, syaraf, transport oksigen oleh hemoglobin, dan kemampuan sensorik 4. Kemunduran penampilan, misalnya pada aktivitas atlet, aktivitas motorik, dan aktivitas belajar 5. Iritasi sensorik 6. Penimbunan bahan berbahaya dalam tubuh 7. Rasa tidak nyaman (bau) Partikel sebagai pencemar udara mempunyai waktu hidup yaitu pada saat partikel masih melayang-layang sebagai pencemar di udara sebelum jatuh ke bumi. Waktu hidup partikel berkisar antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Sedangkan kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel, massa jenis partikel serta arah dan kecepatan angin yang bertiup.

Efek Pencemaran Udara Terhadap Material dan Tanaman Pencemaran udara berpengaruh pada material dengan proses soiling atau korosi. Tingginya kadar asap dan partikulat dihubungkan dengan terjadinya proses korosi antara pelapis dan struktur material dengan senyawa asam atau alkalin, terutama sulfur dan materi korosif. Ozon sangat efektif dalam mempercepat proses korosi karet (Cooper & Aley, 1986). Senyawa

pencemar

yang

diketahui

sebagai

phytoxicants

adalah

SO 2 .

Peroxyacetyle Nitrate (PAN-hasil proses fotokimia pada smoge), serta etana. Disamping itu ada jumlah sedikit gas klorin, hidrogen klorida, amonia, dan merkuri. Secara umum polutan akan masuk ke tubuh tanaman melalui proses respirasi, kemudian akan merusak klorofil dan menghambat fotosintesis tanaman. Kerusakan yang ditimbulkan, dapat dilihat dari daunnya, dimulai dari penurunan tingkat pertumbuhan hingga kematian tanaman (Cooper & Aley, 1986). 1.2.2. Latihan Jelaskan pengaruh terhadap kesehatan dari adanya pencemaran udara seperti tercantum dalam gambar di bawah ini :

Sumber : U.S. EPA, 1991.

Jawab : Gambar tersebut menjelaskan menjelaskan tingkatan resiko yang mungkin timbul akibat pencemaran udara bagi kesehatan dari yang kurang serius sampai yang paling serius. Dampak yang kurang serius bersifat mudah pulih (reversible), tidak merusak dan tidak mengancam nyawa. Contoh dampak ini adalah rusak kulit, batuk, iritasi tenggorokan, sakit kepala dan pusing. Dampak yang bersifat serius

seperti kerusakan ginjal dan lever, kanker, kerusakan sistem saraf dan kelainan janin. 1.3. Penutup 1.3.1. Tes Formatif 1. Sebutkan

parameter

lain

yang

mempengaruhi

besaran

dampak

pencemaran disamping faktor konsentrasinya. 2. Sebutkan parameter dari debu yang berpengaruh terhadap timbulnya penyakit! 3. Jelaskan dalam studi epidemiologi, data apa saja yang perlu diketahui dalam survey! 4. Sebutkan pengaruh utama pencemaran udara terhadap material! 1.3.2. Umpan Balik Cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban test formatif yang ada pada bahasan berikut ini, hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian gunakan rumus ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap materi dalam bab ini. Rumus : Tingkat penguasaan = 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 Pokok bahasan ini menjelaskan tentang deteksi pencemaran udara dihubungkan dengan dampak kesehatan. Pembahasan dimulai dari pencemaran udara dengan insidensi gangguan kesehatan. Gangguan kesehatan diulas mendalam terutama dari pencemar partikulat karena efek keterhirupannya ke saluran pernafasan berdasar ukuran. Dampak pencemaran udara juga dibahas terhadap material dan tanaman. 1.3.5 Kunci Jawaban Tes Formatif 1. Potensi pengaruh partikulat terhadap kesehatan juga ditentukan oleh kondisi fisik dan kimia yang terkandung di dalamnya. Partikulat halus (< 2,5 µm ) lebih mudah mencapai paru-paru dibanding partikulat kasar (antara 2,5 – 10

µm ).

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

pencemaran udara untuk skala lokal dan nasional.

pembahasan

pengelolaan

2.1.3.1 Standar Kompetensi Dengan diberikannya prinsip-prinsip dasar pengetahuan tentang regulasi/peraturan pencemaran udara ini maka diharapkan mahasiswa memperoleh standar kompetensi dalam sikap dan perilaku berkarya (berpikir kritis, mandiri, kreatif, inovatif dan tanggap terhadap lingkungan) melalui diskusi tugas identifikasi dan analisis peraturan pencemaran udara, tugas mandiri pengelompokan peraturan. 2.1.3.2. Kompetensi Dasar Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa akan mampu menjelaskan berbagai peraturan pencemaran udara terutama di Indonesia. 2.2. Penyajian 2.2.1. Uraian Peraturan di Negara-Negara Maju Peraturan yang mengatur tentang pencemaran udara secara internasional merupakan hasil konvensi dunia. Peraturan secara internasional ini digunakan jika terjadi pencemaran udara yang melibatkan beberapa Negara atau lintas Negara. Contoh konvensi yang telah ada yaitu : a. Kyoto protocol b. Konvensi Wina c. Konvensi Stockholm Tetapi jika pencemaran udara yang terjadi tidak berdampak pada Negara lain, perturan yang digunakan merupakan peraturan yang berlaku di Negara itu sendiri. Di Amerika menganut sistem common law, yaitu hukum – hukumnya tidak dibukukan dan hanya mengandalkan putusan dari hakim. Clean Air Act yang diundangkan tahun 1990 diturunkan dalam bentuk National Ambient Air Quality Standards (40 CFR part 50) oleh EPA. Clean Air Act terdiri atas 2 tipe standar yaitu Primary standards yang mengatur batasan untuk melindungi kesehatan publik termasuk yang berkategori golongan “sensitif” seperti penderita asma, anak serta lanjut usia dan secondary standards yang melindungi kesejahteraan publik seperti jarak pandang, kerusakan ke pertanian, tanaman, hewan dan bangunan.

Tabel 2.2 National Ambient Air Quality Standards di Amerika Primary Standards Level Averaging Time

Pollutant Carbon Monoxide

Lead

8-hour (1)

9 ppm (10 mg/m3) 35 ppm (40 mg/m3) 0.15 µg/m3 (2) 1.5 µg/m3 0.053 ppm (100 µg/m3) 150 µg/m3

1-hour (1)

Nitrogen Dioxide Particulate Matter (PM10) Particulate 15.0 µg/m3 Matter (PM2.5) 35 µg/m3 Ozone 0.075 ppm (2008 std) 0.08 ppm (1997 std) 0.12 ppm

Sulfur Dioxide

0.03 ppm 0.14 ppm

Secondary Standards Level Averaging Time None

Rolling 3-Month Average Quarterly Average Annual (Arithmetic Mean) 24-hour (3)

Same as Primary Same as Primary Same as Primary Same as Primary

Annual (4) (Arithmetic Mean) 24-hour (5) 8-hour (6)

Same as Primary

8-hour (7)

Same as Primary

Same as Primary Same as Primary

Same as Primary 1-hour (8) (Applies only in limited areas) 0.5 ppm 3-hour (1) Annual (1300 (Arithmetic Mean) (1) µg/m3) 24-hour

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 1

SO2 (Sulfur Dioksida)

2

CO (Karbon Monoksida) NO2(Nitrogen Dioksida)

3 4

O3 (Oksidan)

5

HC (Hidro karbon) PM10 (Partikel = 22 17 - 21

SOUTH

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.

Angin Laut – Siang Hari

Angin Darat – Malam Hari

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

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 Net Radiasi (γ, cal/cm2/h) Angin (m/sec) γ≥30 30>γ≥15 15>γ≥7.5 7.5>γ≥0 0>γ≥-1.8 -1.8>γ≥-3.6

U