IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Aliran di Dalam Model
4.3 Hasil Simulasi Penyebaran Gas SO
pada Setiap Stabilitas Atmosfer Hasil simulasi sebaran konsentrasi SO2 mengunakan Fluent pada beberapa stabilitas atmosfer digambarkan dalam bentuk kontur dengan berbagai gradasi warna. Warna merah
menunjukkan konsentrasi SO2 paling tinggi kemudian semakin ke bawah konsentrasinya akan semakin menurun dan konsentrasi paling rendah ditunjukkan oleh warna biru.
4.3.1 Kondisi Atmosfer Sangat Tidak Stabil
Pada kondisi stabilitas ini, polutan SO2 terdispersi ke arah downwind, kemudian menurun dan jatuh ke permukaan tanah pada jarak 1000 m. Selanjutnya, polutan kembali naik dan turun ke arahdownwind. Jika dilihat ke arah crosswind, polutan SO2 juga terdispersi ke arah tersebut, melebar sampai dengan batas model sebelum akhirnya turun menuju permukaan tanah. Bentuk kepulan yang terjadi pada stabilitas ini membentuk polalooping.
Polutan SO2 cenderung turun pada jarak yang tidak terlalu jauh dikarenakan kecepatan angin horizontal rata-rata pada kondisi atmosfer ini relatif rendah yang menyebabkan angin tidak dapat membawa polutan terlalu jauh, ditambah lagi dengan adanya konveksi dan gerak vertikal yang kuat sehingga polutan dengan cepat menyebar ke arah vertikal dan horizontal. Nilai konsentrasi SO2 pada kondisi atmosfer ini masih jauh di bawah ambang batas udara ambien dengan nilai maksimum sebesar 5 µg m-3 pada permukaan tanah (Lampiran 5a).
(a)
(b)
(c)
Gambar 13 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer sangat tidak stabil (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas
4.3.2 Kondisi Atmosfer Tidak Stabil Berdasarkan hasil simulasi pada kondisi atmosfer tidak stabil, sebaran SO2 pada kondisi atmosfer ini hampir sama dengan kondisi atmosfer sebelumnya karena nilai profil kecepatan anginnya sama dengan nilai profil angin pada kondisi atmosfer sebelumnya sehingga polutan jatuh di permukaan tanah pada jarak yang sama. Begitu juga dengan bentuk kepulan yang terjadi cenderung bertipe looping. Perbedaannya adalah pada kondisi atmosfer ini nilai lapse rate-nya lebih kecil sehingga gaya vertikalnya tidak sekuat sebelumnya. Hal itu mengakibatkan polutan yang jatuh cenderung menyusuri tanah sehingga nilai konsentrasi SO2 di permukaan tanah lebih kecil. Konsentrasi SO2 pada kondisi atmosfer ini masih di bawah ambang batas udara ambien dengan nilai maksimum sebesar 4.83 µg m-3 pada permukaan tanah (Lampiran 5b).
(a)
(c)
Gambar 14 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer tidak stabil (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas
4.3.3 Kondisi Atmosfer Tidak Stabil Ringan
Pada hasil simulasi kondisi atmosfer tidak stabil ringan, polutan SO2 akan lebih jauh terbawa oleh angin karena kecepatan angin pada kondisi atmosfer ini lebih tinggi dibandingkan dengan simulasi sebelumnya.
Polutan terdispersi ke arahdownwind, sedikit menaik kemudian kembali turun dan menyentuh permukaan tanah pada jarak sekitar 1500 m dari cerobong. Setelah menyentuh tanah, polutan tersebut kembali naik dan turun sepanjang arah downwind, tetapi pergolakannya tidak sebesar pada simulasi sebelumnya karena pada kondisi atmosfer ini gaya vertikal ke atas tidak sekuat pada kondisi atmosfer sebelumnya. Pergerakan polutan juga terjadi ke arah
crosswind ketika SO2 sudah mulai menyentuh tanah, melebar ke bagian kiri dan kanan model sampai menyentuh batas. Bentukan kepulan yang terjadi juga hampir sama dengan dua simulasi sebelumnya yaitu membentuk
pola looping dengan konsentrasi SO2
maksimum pada simulasi ini adalah sebesar 3.69 µg m-3 pada permukaan tanah (Lampiran 5c). Nilai tersebut juga masih berada jauh di bawah ambang batas udara ambien.
(a)
(b)
(c)
Gambar 15 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer tidak stabil ringan (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas
4.3.4 Kondisi Atmosfer Netral
Berdasarkan hasil simulasi kondisi atmosfer netral, polutan SO2 terdispersi lebih jauh lagi ke arah downwind sampai dengan jarak sekitar 1700 m (akibat dari kecepatan angin yang lebih tinggi) sebelum akhirnya jatuh ke permukaan tanah. Selain itu, polutan juga tersebar ke arah crosswind, tetapi tidak terlalu melebar sepanjang polutan berada di udara, melainkan ketika jatuh ke permukaan tanah, polutan melebar sampai dengan batas model bagian kiri dan kanan.
Pada kondisi atmosfer netral, konsentrasi SO2 maksimum pada permukaan tanah adalah sebesar 4.11 µg m-3 (Lampiran 6a) dengan bentuk kepulan yang terjadi pada kondisi atmosfer ini cenderung bertipe
conning. Nilai tersebut juga masih jauh di bawah ambang batas udara ambien.
(b)
(c)
Gambar 16 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer netral (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas
4.3.5 Kondisi Atmosfer Stabil Ringan Berbeda halnya dengan beberapa simulasi sebelumnya, pada simulasi kali ini sebaran SO2 cenderung stabil. Polutan SO2 terbawa oleh angin ke arahdownwind sampai melebihi batas model dengan konsentrasi yang relatif kecil karena telah tercampur dengan udara pada jarak yang jauh. Jarak polutan ketika mulai jatuh ke permukaan tanah cukup jauh yaitu pada jarak sekitar 2400 m dari cerobong sedangkan untuk sebaran ke arah
crosswind, sebaran polutan juga cenderung stabil, tidak melebar terlalu jauh dibandingkan dengan beberapa simulasi sebelumnya sehingga bentuk kepulan yang terjadi pada kondisi atmosfer ini cenderung bertipe
fanning.
Pada kondisi atmosfer ini, polutan cenderung akan tetap berada pada ketinggian posisi awalnya dia berada. Naiknya suhu dengan bertambahnya ketinggian (inversi) dan gaya vertikal yang lemah membuat polutan cenderung tidak dapat naik ataupun turun secara signifikan, melainkan sangat dipengaruhi oleh angin yang pada kondisi atmosfer ini variasi kecepatan anginnya cukup besar sehingga polutan terbawa sangat jauh. Kecepatan angin yang tinggi membuat konsentrasi SO2 semakin cepat berkurang. Hasil perhitungan Fluent terhadap konsentrasi SO2 yang berada di permukaan tanah adalah sebesar 0.006 µg m-3 (Lampiran 6b). Nilai
tersebut masih sangat jauh berada di bawah ambang batas udara ambien.
(a)
(b)
(c)
Gambar 17 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer stabil ringan (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas
4.3.6 Kondisi Atmosfer Stabil
Bentuk sebaran SO2 pada kondisi atmosfer stabil hampir sama dengan bentuk sebaran SO2 pada simulasi sebelumnya yaitu kenaikan ataupun penurunan sebaran polutan tidak terjadi secara signifikan (stabil). Polutan tersebut terbawa oleh angin sangat jauh ke arahdownwind sampai melewati batas model sehingga polutan baru jatuh ke permukaan tanah pada jarak 3500 m dari cerobong. Bentuk sebaran SO2 tersebut dapat terjadi dikarenakan pada kondisi atmosfer stabil, tidak ada pencampuran secara vertikal (vertical mixing), inversi kuat, dan turbulensi mekanik yang kecil. Bentuk kepulan yang terjadi pada kondisi atmosfer ini cenderung bertipefanning.
Kecepatan angin pada kondisi atmosfer ini lebih tinggi dari simulasi sebelumnya sehingga dapat dilihat pada Gambar 18, bahwa konsentrasi SO2 mulai dari daerah cerobong sudah sangat rendah nilainya dan kembali berkurang setelah terbawa angin. Hal ini menunjukkan bahwa pada kondisi atmosfer ini konsentrasi SO2 lebih cepat berkurang konsentrasinya akibat dari kecepatan angin yang tinggi sedangkan untuk konsentrasi SO2 maksimum pada permukaan tanah nilainya jauh lebih kecil lagi yaitu sebesar 6× 10-4 µg m-3 (Lampiran 6c). Nilai tersebut tentu saja masih sangat jauh di bawah ambang batas udara ambien.
(a)
(b)
(c)
Gambar 18 Kontur sebaran SO2 pada kondisi atmosfer stabil (a) isometrik (b) tampak samping (c) tampak atas