ANALISIS SEBARAN GAS NO
2DI WILAYAH JABODETABEK PERIODE
2005-2013 MENGGUNAKAN DATA OZONE MONITORING
INSTRUMENT (OMI) PADA SATELIT AURA
ERANTHY FIRDAUS
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Sebaran gas NO2 di wilayah Jabodetabek Periode 2005-2013 menggunakan data Ozone
Monitoring Instrument (OMI) pada satelit Aura adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ERANTHY FIRDAUS. Analisis Sebaran gas NO2 di wilayah Jabodetabek Periode
2005-2013 menggunakan data Ozone Monitoring Instrument (OMI) pada satelit Aura. Dibimbing oleh ANDIK PRIBADI
Nitrogen dioksida (NO2) adalah salah satu gas yang sangat berbahaya jika
terhirup oleh manusia karena dapat menyebabkan gangguan pernapasan. Penginderaan jauh atau remote sensing adalah metoda untuk mengamati keadaan suatu objek atau kumpulan objek yang terdapat permukaan bumi dari jarak jauh. Penelitian ini menggunakan studi literatur dan data sekunder yang diperoleh dari software berbasis web Giovanni untuk mencari data curah hujan dan sebaran gas NO2 di dalam atmosfer wilayah Jabodetabek selama 9 tahun. Terjadi penurunan
pada grafik trendline gas NO2 sebesar 8.3 x 10-5 µg/Nm3 tiap tahunnya. Rataan
besar gas NO2 di atmosfer wilayah Jabodetabek memiliki nilai tertinggi sebesar
0.0043µg/Nm3 yang terjadi di bulan September 2006 dan rataan nilai terendah terjadi pada bulan Desember 2012 sebesar 0.0021 µg/Nm3. Nilai sebaran gas NO2
lebih tinggi terjadi pada musim kemarau dibandingkan pada saat musim hujan. DKI Jakarta dan kabupaten Bekasi adalah wilayah dengan nilai total NO2 tertinggi
pada Jabodetabek, karena merupakan daerah kawasan industri dan padat transportasi.
Kata kunci: Giovanni, Jabodetabek, Nitrogen Dioksida (NO2), Pencemaran Udara,
Remote Sensing
ABSTRACT
ERANTHY FIRDAUS. Analysis Of NO2 Gas Distribution in Jabodetabek on
2005-2013 Using Ozone Monitoring Instrument (OMI) Data With Aura Satellite. ANDIK PRIBADI web-based software Giovanni to seek rainfall data and NO2 gas distribution in the
atmosphere of Jabodetabek for 9 years. There was a decrease in the NO2 gas
trendline chart at 8.3 x 10-5 µg/Nm3 in each year. The average value of the NO2
gas in the Jabodetabek’s atmosphere has the highest value of 0.0043µg/Nm3 that
happened in September 2006 and the lowest in Desember 2012 with average value of 0.0021 µg/Nm3. The distribution value of NO2 gas is higher in the dry season
than during the rainy season. Jakarta and Bekasi district is the region with the highest total value of NO2 in Jabodetabek, because it is an industrial area and
dense area of transportation.
Keywords: air pollution, Giovanni, Jabodetabek, nitrogen dioxide (NO2), Remote
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
ANALISIS SEBARAN GAS NO
2DI WILAYAH JABODETABEK
PERIODE 2005-2013 MENGGUNAKAN DATA OZONE MONITORING
INSTRUMENT (OMI) PADA SATELIT AURA
ERANTHY FIRDAUS
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Analisis Sebaran gas NO2 di wilayah Jabodetabek Periode
2005-2013 menggunakan data Ozone Monitoring Instrument (OMI) pada satelit Aura
Nama : Eranthy Firdaus NIM : F44100040
Disetujui oleh
Andik Pribadi, S.TP, M.Sc. Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agro Ketua Departemen
PRAKATA
Syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan kesehatan dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul Analisis Sebaran gas NO2 Periode 2006-2013 di wilayah Jabodetabek
menggunakan data Ozone Monitoring Instrument (OMI) pada satelit Aura. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Andik Pribadi S.TP, M.Sc selaku dosen pembimbing akademik Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, kedua orang tua, Prof. Dr. Ir. Erizal Jamal dan Ir. Maesti Mardiharini serta adik-adik yang selalu memberikan doa, dukunga dan motivasi. Di samping itu penulis menyampaikan ucapan kepada pihak-pihak di bawah ini :
1. Rekan satu bimbingan, Erbi Setiawan untuk kerja sama dan dukungannya selama penelitian berlangsung
2. Teman-teman SIL 47 untuk segala dukungan doa dan semangatnya selama ini.
Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Namun, penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 2
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Pencemaran Udara 3
Nitrogen Dioksida (NO2) 6
Remote Sensing 8
Satelit Aura 9
Giovanni 10
METODE 10 Bahan 10 Alat 10 Prosedur Analisis Data 11 HASIL DAN PEMBAHASAN 13 Keadaan Umum Wilayah 13 Kecenderungan (Trend) Pencemaran NO2 di Wilayah Jabodetabek 14 Pola Distribusi Temporal Curah Hujan di Wilayah Jabodetabek 16 Pola Distribusi Spasial dan Temporal gas NO2 di Wilayah Jabodetabek 16
SIMPULAN DAN SARAN 20
Simpulan 20
Saran 20
DAFTAR PUSTAKA 21
LAMPIRAN 22
DAFTAR TABEL
1 Dampak pencemaran udara berupa gas 4
2 Dampak pencemaran udara berupa partikel 5
3 Penanggulangan pencemaran udara berbentuk gas 6 4 Respon manusia terhadap pemaparan jangka pendek NO2 8
5 Pembagian Administratif wilayah Jabodetabek 13
DAFTAR GAMBAR
1 NOx sebagai pusat reaksi kimia di atmosfer 7
2 Bagan alir metode penelitian 12
3 Peta kawasan Jabodetabek 14
4 Tredline gas NO2 15
5 Grafik rataan curah hujan 9 tahun 16
6 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek bulan
Januari-Maret (2005-2013) 17
7 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek bulan
April-Juni (2005-2013) 17
8 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek bulan
Juli-September (2005-2013) 18
9 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek bulan
Oktober-Desember (2005-2013) 19
DAFTAR LAMPIRAN
1 Data Sebaran NO2 pada musim hujan (Januari-Maret) 22
2 Data Sebaran NO2 pada musim peralihan hujan ke kemarau (April-Juni) 23
3 Data Sebaran NO2 pada musim kemarau (Juli-September) 24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perwujudan kualitas lingkungan yang sehat merupakan bagian pokok di bidang kesehatan. Udara sebagai komponen lingkungan yang penting dalam kehidupan perlu dipelihara dan ditingkatkan kualitasnya sehingga dapat memberikan daya dukung bagi mahluk hidup untuk hidup secara optimal. Pencemaran udara dewasa ini semakin menampakkan kondisi yang sangat memprihatinkan. Sumber pencemaran udara dapat berasal dari berbagai kegiatan antara lain industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan. Berbagai kegiatan tersebut merupakan kontribusi terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas. Sumber pencemaran udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung meletus, gas alam beracun, dll.
Udara di atmosfir bumi kita merupakan campuran dari gas nitrogen (78%), oksigen (21%), gas argon (sekitar 1 %), CO2 (0.0035 %) dan
sejumlah kecil uap air (sekitar 0.01 %). Komposisi gas di atmosfer dapat mengalami perubahan karena pencemaran udara. Pencemaran udara diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya. Kehadiran bahan atau zat asing di dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada di udara dalam waktu yang cukup lama, akan dapat mengganggu kehidupan manusia. Bila keadaan seperti itu terjadi maka udara dikatakan telah tercemar (Winarso 1991).
Gas buang yang dikeluarkan dari cerobong pabrik mengandung zat-zat kimia yang merupakan pengotor udara, salah satunya adalah gas nitrogen dioksida (NO2). Nitrogen dioksida (NO2) adalah gas yang sangat
berbahaya jika terhirup oleh manusia. Nitrogen monoksida (NO) dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang bersifat racun berbau tajam
menyengat hidung dan bewarna merah kecoklatan. Gas NO2 yang
terkandung dalam udara jika melebihi batas standar kesehatan sesuai dengan Peraturan Pemerintah Nomor 41 tahun 1999 dalam Baku Mutu Udara Ambien (BMUA) tentang Pengendalian Pencemaran Udara yaitu 400 μg/Nm3 selama pengukuran 1 jam dapat membahayakan kesehatan makhluk hidup terutama manusia karena dapat menyebabkan gangguan pernapasan (penurunan kapasitas difusi paru-paru). (KLH 2007)
2
Untuk dapat mengukur besar nilai konsentarsi pencemaran udara dapat memakai penginderaan jauh. Penginderaan jauh atau remote sensing adalah metoda untuk mengamati keadaan suatu objek atau kumpulan objek yang terdapat permukaan bumi dari jarak jauh tanpa mendatangi langsung objek atau kumpulan objek tersebut. Untuk itu digunakan sensor ataupun kamera yang terpasang pada wahana dirgantara seperti balon udara, pesawat terbang ataupun wahana ruang angkasa. Wahana yang diluncurkan ke angkasa luar sering disebut sebagai satelit. Satelit merupakan suatu benda yang beredar mengelilingi suatu objek yang lebih besar.
Penelitian ini akan dilakukan untuk mengetahui pola distribusi spasial dan temporal gas NO2 di wilayah Jabodetabek dengan menggunakan
data remote sensing.
Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah bagaimana cara menemukan pola distribusi penyebaran NO2 baik secara
temporal maupun spasial yang terjadi di daerah Jabodetabek, berdasarkan data dari proses penginderaan jarak jauh yang dilakukan oleh satelit AURA (OMI) dalam rentang waktu mulai dari tahun 2005 hingga 2013.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kecederungan (trend) pencemaran NO2 di Jabodetabek
pada periode 2005-2013.
2. Membandingkan tingkat pencemaran NO2 pada musim hujan dan
musim kemarau di wilayah Jabodetabek serta mengidentifikasi lokasi di wilayah Jabodetabek dengan tingkat pencemaran NO2
tinggi.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai tingkat kandungan polutan NO2 pada lapisan atmosfer serta
pengendalian dari pencemaran akibat polutan NO2 tersebut.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini yaitu meliputi analisis pola distribusi spasial dan temporal polutan NO2 pada atmosfer (dalam penelitian ini pada
3 software Giovani. Data tersebut didapat dari hasil pencitraan satelit Aura. Jangka waktu yang diambil sebagai data tersebut adalah mulai dari Januari 2005 s/d Desember 2013.
TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran Udara
Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi dan komponen campuran gas tersebut tidak selalu konstan (Fardiaz 1992). Udara juga merupakan atmosfer yang berada di sekeliling bumi yang fungsinya sangat penting bagi kehidupan manusia di dunia ini. Dalam udara terdapat oksigen untuk bernafas, karbondioksida untuk proses fotosintesis oleh klorofil daun dan ozon untuk menahan sinar ultraviolet.
Pengertian pencemaran udara berdasarkan Undang-Undang Nomor 23 tahun 1997 pasal 1 ayat 12 mengenai Pencemaran Lingkungan yaitu pencemaran yang disebabkan oleh aktivitas manusia seperti pencemaran yang berasal dari pabrik, kendaraan bermotor, pembakaran sampah, sisa pertanian, dan peristiwa alam seperti kebakaran hutan, letusan gunung api yang mengeluarkan debu, gas, dan awan panas. Dapat disimpulkan bahwa pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam atmosfir yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada kesehatan manusia secara umum serta menurunkan kualitas lingkungan.
Bahan atau zat pencemaran udara sendiri dapat berbentuk gas dan partikel. Banyak faktor yang dapat menyebabkan pencemaran udara, diantaranya pencemaran yang ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia atau kombinasi keduanya. Pencemaran udara dapat mengakibatkan dampak pencemaran udara bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global atau tidak langsung dalam kurun waktu lama.
Bahan atau zat pencemaran udara sendiri dapat berbentuk gas dan partikel. Dalam bentuk gas dapat dibedakan menjadi:
Golongan belerang (sulfur dioksida, hidrogen sulfida, sulfat aerosol) Golongan nitrogen (nitrogen oksida, nitrogen monoksida, amoniak,
dan nitrogen dioksida)
Golongan karbon (karbon dioksida, karbon monoksida, hidrokarbon) Golongan gas yang berbahaya (benzene, vinyl klorida, air raksa uap)
Sedagkan jenis pencemaran udara berbentuk partikel dibedakan menjadi tiga, yaitu:
Mineral (anorganik) dapat berupa racun seperti air raksa dan timah Bahan organik yang terdiri dari ikatan hidrokarbon, klorinasi alkan, dan benzene
Makhluk hidup terdiri dari bakteri, virus, telur cacing.
4
a. Efek jangka pendek (akut) terhadap saluran pernafasan. 1). Serangan asmatis.
2). Serangan nafas yang hiperaktif.
Hal ini terjadi jika saluran udara menyempit jauh lebih cepat dibandingkan dengan rata-rata respon normal terhadap bahan asing yang merupakan mekanisme pertahanan normal untuk mencegah terhirupnya bahan-bahan yang berbahaya. 3). Infeksi saluran pernafasan.
Hal ini sering terjadi pada anak-anak dengan cirri-ciri demam, influenza dan sakit tenggorokan.
Penjabaran dampak dari pencemaran udara dapat dilihat pada tabel 1 dan tabel 2.
Tabel 1 Dampak pencemaran udara berupa gas
No Bahan Pencemar Sumber Dampak Pada Individu/Masyarakat 1. Sulfur Dioksida
Menimbulkan efek iritasi pada saluran nafas sehingga menimbulkan gejala
Menimbulkan bau yang tidak sedap, dapat merusak indera penciuman. dan saluran nafas sehingga paru mudah terserang infeksi.
pengikatan hemoglobin yang amat vital bagi oksigenasi jaringan tubuh
5 b. Efek jangka panjang yang dapat terjadi antara lain penyakit paru-aru obstruktif kronik (COPD) dan perubahan perkembangan dan penuaan dari paru-paru. COPD meliputi bronchritis kronik, emphysema dan penyakit saluran pernafasan kecil yang diakibatkan oleh rokok, paparan bahan-bahan yang mengandung pencemar udara seperti debu dan batu bara, dan faktor-faktor genetis.
Tabel 2. Dampak Pencemaran udara berupa partikel
No Bahan Pencemar Sumber Dampak Pada Individu/Masyarakat
1. Debu – partikel Debu domestik Dampak yang di timbulkan amat membahayakan, karena dapat meracuni sistem pembentukan darah merah. Menimbulkan gangguan pembentukan sel darah merah. Pada anak kecil menimbulkan penurunan kemampuan otak. Pada orang dewasa menimbulkan anemia dan gangguan tekanan darah tinggi.
Pada pencemaran udara ruangan yang ber AC dijumpai beberapa jenis bakteri yang mengakibatkan penyakit
pernapasan. Sumber : Fisika Nondik 2008 UNIMED
6
Tabel 3. Penanggulangan pencemaran udara berbentuk gas
No Bahan Pencemar Sumber Dampak Pada Individu/Masyarakat 1. Sulfur Dioksida
Absorbsi Dalam proses absorbsi dipergunakan bahan padat yang dapat menyerap polutan.
Berbagai tipe adsorben yang dipergunakan antara lain karbon aktif dan silikat.
Adsorben mempunyai daya kejenuhan sehingga selalu diperlukan pergantian, bersifat disposal.
Pembakaran Mempergunakan proses oksidasi panas untuk menghancurkan gas hidrokarbon yang terdapat didalam polutan. Hasil pembakaran berupa (CO2) dan (H2O).
Reaksi Kimia Banyak dipergunakan pada emisi golongan Nitrogen dan golongan Belerang. Biasanya cara kerja ini merupakan kombinasi dengan cara – cara lain, hanya dalam pembersihan polutan udara dengan reaksi kimia yang dominan. Membersihkan gas golongan nitrogen , caranya dengan diinjeksikan amoniak (NH3) yang akan bereaksi kimia
dengan NOx dan membentuk bahan padat
yang mengendap. Sumber : Fisika Nondik 2008 UNIMED
Nitrogen Dioksida (NO2)
Oksida nitrogen (NOx), yang terdiri dari nitrogen oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2), dihasilkan dari sumber alamiah, kendaraan
bermotor dan proses pembakaran bahan bakar lainnya. NOx dihasilkan ketika pembakaran bahan bakar pada temperatur tinggi, di dalam gas buangan. Nitrogen oksida (NO) dihasilkan dari buangan proses pembakaran dari transportasi dan akan segera teroksidasi di atmosfer membentuk NO2.
NO2 merupakan komponen yang mendapat perhatian lebih dan merupakan
7 dalam pembentukan ground level ozone dan polusi partikulat, NO2 terkait
dengan beberapa efek pada sistem pernafasan (USEPA 2009).
Emisi antropogenik dari pembakaran minyak bumi, gas, dan bensin, dapat mengoksidasi nitrogen di atmosfer (N2) membentuk NO yang ada di
lingkungan. Sumber NO2 di alam adalah dari proses mikrobiologi di dalam
tanah. Di tanah, proses nitrifikasi dan denitrifikasi dapat melepaskan NO dan NO2 ke atmosfer. Proses alami ini meningkat saat pupuk nitrogen
ditambahkan untuk meningkatkan hasil pertanian. NOx adalah katalis atmosfer yang berkaitan erat dengan pembentukan ozon dan radikal OH. NOx berperan dalam mengatur proses oksidasi atmosferik dan siklus biogeokimia global.
Gambar 1 NOx sebagai pusat reaksi kimia di atmosfer
Pada Gambar 1 menggambarkan pentingnya kehadiran NOx di atmosfer. NOx merupakan pusat reaksi-reaksi kimia di atmosfer. Bagian utama senyawa kimia yang mengalami proses oksidasi lalu dihilangkan dari atmosfer oleh presipitasi asam nitrat, atau mengalami perubahan menjadi senyawa yang lain.
Secara umum, sumber NOx di alam berasal dari bakteri dan akitivitas vulkanik, proses pembentukan petir, dan emisi akibat aktivitas manusia (antropogenik). Emisi antropogenik NOx terutama berasal dari pembakaran bahan bakar fosil seperti pembangkit tenaga listrik dan kendaraan bermotor. Sumber lain di atmosfer berupa proses tanpa pembakaran, contohnya dari hasil produksi asam nitrat, proses pengelasan, dan penggunaan bahan peledak.
8
Reaksinya adalah:
N2 (g) + O2 (g) 2NO (g)
Pada saat kontak dengan udara, maka gas nitrogen monoksida (NO) akan membentuk gas NO2dengan reaksi sebagai berikut :
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
Gas NO2 merupakan gas yang beracun, berwarna merah cokelat, dan
berbau seperti asam nitrat yang sangat menyengat dan merangsang. Keberadaan gas NO2 lebih dari 1 ppm dapat menyebabkan terbentuknya zat
yang bersifat karsinogen atau penyebab terjadinya kanker. Jika menghirup gas NO2 dalam kadar 20 ppm akan dapat menyebabkan kematian. Studi
sebelumnya mengindikasikan paparan NOx terkait dengan efek kronis pada kesehatan paru-paru, terutama bagi populasi yang beresiko seperti anak kecil, orang tua dan penderita asma. NOx merupakan polutan yang sering melewati standar kualitas udara ambien di daerah perkotaan (Driejana 2006). Tabel 4 Respon manusia terhadap pemaparan jangka pendek NO2
Efek Konsentrasi NO2 Waktu terjadi
efek
mg/m3 Ppm
Batas timbul bau 0.23 0.12 Segera
Batas adaptasi dalam gelap 0.14 0.075 Tidak dilaporkan Peningkatan resisten pada
udara bebas
0.50 0.26 Tidak dilaporkan 1.3-3.8 0.7-2.0 20 menit Penurunan kapasitas difusi
paru-paru
7.5-9.4 4.0-5.0 15 menit
Untuk wilayah Jabodetabek, berdasarkan ketentuan Keputusan Gubernur Provinsi DKI Jakarta Nomor 551 Tahun 2001 tentang Baku Mutu Udara Ambien, ditetapkan baku mutu untuk NO2 adalah sebesar 400 µg/m3.
Remote Sensing
9 yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau fenomena yang dikaji.
Data penginderaan jauh diperoleh dari suatu satelit, pesawat udara balon udara atau wahana lainnya. Data-data tersebut berasal dari rekaman sensor yang memiliki karakteristik berbeda-beda pada masing-masing tingkat ketinggian yang akhirnya menentukan perbedaan dari data penginderaan jauh yang di hasilkan (Richards dan Jia 2006).
Dalam penginderaan jauh, objek yang diindera atau yang ingin diketahui berupa objek di permukaan bumi, dirgantara, atau antariksa. Alat yang digunakan untuk melakukan penginderaan jauh adalah sensor. Sensor berfungsi untuk melacak, mendeteksi, dan merekam suatu objek di bumi dalam daerah jangkauan tertentu. Sensor berupa kamera, scanner, dan radiometer. Pada umumnya, sensor dipasang pada platform yang berupa pesawat terbang, satelit, atau pesawat ulang-alik. Berdasarkan ketinggian peredaran wahana, tempat pemantauan atau pemotretan dari angkasa ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok sebagai berikut :
1. Pesawat terbang rendah sampai medium (low to medium altitude aircraft), ketinggian antara 1000 meter sampai 9000 meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra foto (foto udara).
2. Pesawat terbang tinggi (high altitude aircraft), ketinggian sekitar 18.000 meter dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan ialah foto udara dan multispectral scanner data.
3. Satelit, ketinggian antara 400 km sampai 900 km dari permukaan bumi. Citra yang dihasilkan adalah citra satelit.
Analisa data penginderaan jauh memerlukan data rujukan seperti peta tematik, data statistik dan data lapangan. Hasil analisa yang diperoleh berupa informasi mengenai bentang lahan, jenis penutup lahan, kondisi lokasi dan kondisi sumberdaya lokasi. Informasi tersebut bagi para pengguna dapat dimanfaatkan untuk membantu dalam proses pengambilan keputusan dalam mengembangkan daerah tersebut. Keseluruhan proses pmulai dari pengambilan data, analisis data hingga penggunaan data tersebut disebut Sistem Penginderaan Jauh (Purwadhi 2001)
Satelit Aura
Satelit aura diluncurkan pada tanggal 15 juli 2004. Satelit aura merupakan salah satu bagian dari proyek divisi ilmu kebumian NASA yang memiliki program untuk memonitor interaksi kompleks di atmosfer yang dapat memberikan efek global dengan menggunakan satelit dan sistem data dari NASA (http://www.nasa.gov/).
Aura memiliki massa sekitar 1,765 kg panjang 6.9 m dan jika panel surya dibentangkan panjangnya mencapai 15 m. Aura membawa 4 instrumen untuk mempelajari komposisi kimia atmosfer bumi yaitu :
10
dimatikan sejak 17 maret 2008 dan tidak lagi mengirimkan data sejak itu.
2. MLS yaitu microwave limb sounder, digunakan untuk mengukur emisi dari ozon, khlorin, dan gas lainnya serta mengklarifikasi peran uap air dalam pemanasan global.
3. OMI yaitu ozone monitoring instrument, menggunakan radiasi ultraviolet dan radiasi tampak untuk menghasilkan peta beresolusi tinggi. Instrumen ini dikembangkan oleh finnish meteorogical Institute dan neteherlands agency for aerospace programmes
4. TES, yaitu tropospheric emmission spectrometer, digunakan untuk mengukur kandungan ozon troposfer dengan panjang gelombang infra merah. Selain itu, instrumen ini juga mengukur kandungan karbon monoksida, metana, dan nitrogen oksida
Giovanni
Giovanni adalah aplikasi perangkat lunak berbasis web yang dibuat dan dikembangkan oleh GES-DISC (Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center) Interactive Online Visualization and Analysis Infrastructure. GES-DISC ini merupakan bagian dari badan antariksa Amerika Serikat atau biasa disebut NASA. Software ini dikembangkan untuk memudahkan masyarakat luas, khususnya untuk para peneliti, dalam memvisualisasi, menganalisis, dan mengakses data penginderaan jauh yang ada di bumi dengan cara yang mudah, tanpa harus mengunduh keseluruhan data tersebut.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret-April 2014. Dalam pengambilan data diambil dari program software berbasis web Giovanni. Selanjutnya hasil tersebut dianalisis di Lab Komputer Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan :
11 Data curah hujan bulanan wilayah Jabodetabek dalam jangka waktu tahun 2005 hingga 2013 hasil ungguhan dari Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM),
ArcGIS,
Microsoft Office, Seperangkat komputer, Alat tulis.
Prosedur Analisis Data
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini
1. Pengambilan data curah hujan dan sebaran konsentrasi NO2
Proses pengambilan data curah hujan di wilayah Jabodetabek pada periode 2005-2013 diunduh dari Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Sedangkan data sebaran konsentrasi NO2 diunduh dengan
menggunakan software Giovanni 2. Analisis trendline konsentrasi NO2
Setelah data konsentrasi NO2 selama 9 tahun didapat, dibuat grafik
trendline dengan menganalisis kecenderungan garis rata-rata konsentrasi NO2 yang terjadi.
3. Analisis Pola distribusi NO2
a. Analisis temporal curah hujan
Dalam tahap ini, dengan menggunakan data curah hujan akan dihasilkan pembagian musim berdasarkan intensitas rataan curah hujan selama 9 tahun.
b. Analisis spasial dan temporal konsentrasi NO2
Setelah pembagian musim berdasarkan intensitas curah hujan dilakukan, nilai konsentrasi NO2 akan dibandingkan di tiap musimnya,
sehingga dapat ditentukan musim dengan besar konsentrasi NO2 tertinggi
dan terendah. Lalu sebaran konsentrasi NO2 di wilayah Jabodetabek akan
terlihat dengan titik koordinat sehingga dapat ditentukan wilayah dengan besar konsentrasi NO2 tertinggi dan terendah.
4. Visualisasi hasil data dengan aplikasi ArcGIS
Setelah pengolahan data sebaran NO2, lalu overlay ke dalam peta
administrasi Jabodetabek dengan menggunakan aplikasi ArcGIS. Sehingga dapat dilihat sebaran konsentrasi NO2 pada wilayah penelitian.
5. Pemaparan hasil analisis
12
Gambar 2 Bagan alir metode penelitian Penentuan Parameter
Penelitian
Penentuan Lokasi Penelitian
Pengambilan data menggunakan software
Giovanni
Curah Hujan
Konsentrasi gas NO2
Analisis Trendline konsentrasi NO2
Analisis temporal curah hujan
Analisis temporal dan spasial konsentrasi NO2
Visualisasi menggunakan ArcGIS
kesimpulan Mulai
13
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Umum Wilayah
Jabodetabek adalah sebuah akronim dari Jakarta-Bogor-Depok-Tanggerang-Bekasi, yaitu sebuah kawasan metropoltan Jakarta dan sekitarnya.
Tabel 5 Pembagian Administratif wilayah Jabodetabek Pembagian
DKI Jakarta 664 8,699,600
(2005) 13,100
Bogor, Jawa Barat 3,440.71 4,316,236 1,254.4 Kabupaten
Tangerang, Banten 1,110
3,435,205
(2006) 3,094
Kabupaten
Bekasi, Jawa Barat 1,484.37 2,032,008 1,368.9 Wilayah
Metropolitan Jabodetabek
7,392 24,383,930 3,341.
14
kenaikan. Ketinggian PBL yang rendah saat pagi dan malam hari dikarenakan dikarenakan tingkat turbulensi yang terjadi dan berpengaruh terhadap ketinggian PBL sangat rendah jika dibanding dengan turbulensi yang terjadi saat siang hari, kondisi siang hari dengan tingkat penyinaran yang kuat. Perubahan yang terjadi pada lapisan ini terjadi dalam rentang waktu kurang dari satu jam.
Gambar 3 Peta Kawasan Jabodetabek
Pada daerah penelitian yang mencakup wilayah Jabodetabek dapat dilihat beberapa titik yang memiliki potensi untuk menjadi sumber pencemaran NO2. Seperti pada daerah kabupaten Bogor terdapat dua
kawasan industri yang cukup besar, yaitu wilayah kawasan industri Sentul dan kawasan industri Cibinong. Selain itu dari segi transportasi terdapat jalan yang dapat dikategorikan sebagai jalan provinsi yaitu diantaranya jalan tol Jagorawi.
Kecenderungan (Trend) Pencemaran NO2 di Daerah Jabodetabek
Pada penelitian ini didapatkan hasil yang berupa besarnya tingkatan kolom pencemaran NO2 di lapisan troposfer, yang ada di atas wilayah
penelitian dalam kurun waktu 9 tahun. Besaran tingkat pencemaran yang dihasilkan dari web based software Giovanni terdapat dalam satuan molec/cm2. Sehingga hasil perlu dikonversi agar didapat hasil akhir satuan menjadi µg/Nm3 dengan perhitungan sebagai berikut :
15
Keterangan :
1 mol = 6.02 x 1025 molec
Berat Jenis molekul NO2 = 46 gr/mol Ketebalan Troposfer = 15000 m
bulan Januari 2005 hingga bulan Desember 2013, dengan data bulanan yang digunakan merupakan hasil rata-rata harian tiap bulannya. Sehingga diperoleh grafik trendline seperti pada gambar 2.
Gambar 4 Trendline Gas NO2
Pada grafik dapat dilihat bahwa besar kandungan gas NO2 di atmosfer
wilayah jabodetabek paling tinggi teradi pada bulan September 2006 dengan hasil sebesar 0.0043µg/Nm3sedangkan besar konsentarsi gas NO2 terendah
terjadi pada bulan Desember 2012 sebesar 0.0021 µg/Nm3. Terjadi penurunan rata-rata besar konsentrasi gas NO2 sebesar 0.0005 µg/Nm3 pada
0
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
16
jangka waktu 6 tahun, atau sebesar 8.3 x 10-5 µg/Nm3 tiap tahunnya. Hal itu diperkirakan terjadi karena semakin pesatnya teknologi yang telah berkembang di masyarakat sehingga membantu menurunkan laju emisi. Seperti banyaknya kendaraan yang bersifat ramah lingkungan dan
banyaknya pabrik yang kini sudah mempunyai program “zero waste” yang
membantu mengurangi tingkat polusi gas NO2 di udara.
Pola Distribusi Temporal Curah Hujan di Wilayah Jabodetabek
Berdasarkan data curah hujan yang didapat dalam periode 2005 sampai 2013, diperoleh rataan curah hujan per bulan selama 9 tahun. Data yang diperoleh kemudian dibagi berdasarkan musim yaitu musim hujan, musim peralihan kemarau, musim kemarau dan musim peralihan hujan. Jumlah rataan curah hujan selama 9 tahun dapat dilihat pada gambar 4
Gambar 5 Grafik rataan curah hujan 9 tahun
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa musim hujan berada pada bulan januari hingga Maret, musim peralihan kemarau berada pada bulan April hingga Juni, musim kemarau berada pada bulan Juli hingga September dan musim peralihan hujan berada pada bulan Oktober hingga Desember. Pola Distribusi Spasial dan Temporal Gas NO2 di Wilayah Jabodetabek
Setelah pembagian musim sudah diketahui, dapat dibandingkan besar nilai sebaran polutan NO2 pada musim kemarau dan musim hujan. Dengan
data rataan 9 tahun yang telah dibagi dalam 4 musim, seperti yang dapat dilihat pada lampiran 2.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
17
Gambar 6 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek Pada Musim Hujan (Januari-Maret)
Pada gambar 5, musim hujan yang terjadi di bulan Januari hingga Maret, sebaran total kolom NO2 di wilayah Jabodetabek terlihat lebih tinggi
pada daerah Bekasi dan Jakarta. Kabupaten Bekasi memiliki nilai konsentrasi NO2 paling tinggi sebesar 2.794 µg/Nm3. Hal ini disebabkan
oleh banyaknya kawasan industri yang cukup besar di wilayah tersebut. Sedangkan pada kawasan sekitar kabupaten Bogor, besar konsentrasi NO2
tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan wilayah Jakarta. Nilai NO2
terendah di Kabupaten Bogor adalah sebesar 0.718 µg/Nm3.
18
Pada gambar 6, musim peralihan kemarau yang terjadi di bulan April hingga Juni, pola penyebaran total kolom NO2 di wilayah Kabupaten Bogor
memiliki nilai total kolom NO2 terendah sebesar 1.062 µg/Nm3.Sedangkan
pada sebagian wilayah kabupaten Tanggerang memiliki kenaikan nilai total kolom NO2 jika dibanding pada musim hujan, sebesar 2.558 µg/Nm3. Pada
daerah Jakarta pusat, nilai total kolom NO2 adalah sebesar 4.232 µg/Nm3.
yang merupakan nilai total kolom terbesar di wilayah Jabodetabek pada musim peralihan kemarau. Hal tersebut dikarenakan pada daerah tersebut memiliki jalu transportasi cukup besar sehingga membuat volume kendaraan bermotor di wilayah tersebut cukup tinggi.
Gambar 8 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek Pada musim kemarau (Juli-September)
Pada gambar 7, musim kemarau yang terjadi di bulan Juli hingga September, pada sebagian besar wilayah kabupaten Bogor masih memiliki nilai total kolom NO2 terendah dengan rata-rata sebesar 1.550 µg/Nm3.
Sedangkan nilai total kolom NO2 di beberapa wilayah mengalami
peningkatan dibandingkan pada musim hujan. Seperti Kota Depok yang memiliki nilai total kolom NO2 sebesar 3.760 µg/Nm3 pada musim kemarau
dan Kota bekasi yang memiliki nilai total kolom NO2 sebesar 2.913
µg/Nm3. Jakarta Utara memiliki nilai total kolom NO2 terbesar pada musim
19
Gambar 9 Peta Konsentrasi Nitrogen Dioksida Rata-rata Jabodetabek pada musim peralihan kemarau ke hujan (Oktober-Desember)
Pada gambar 8, musim peralihan hujan yang terjadi di bulan Oktober hingga Desember, pada sebagian besar daerah kabupaten Bogor memiliki nilai total kolom NO2 terendah sebesar 0.961 µg/Nm3. Sedangkan pada
wilayah Jakarta Selatan memiliki nilai total kolom NO2 tertinggi dengan
nilai sebesar 3.408 µg/Nm3.
Berdasarkan hasil visualisasi selama kurun waktu 9 tahun, terlihat adanya pola sebaran NO2 di wilayah Jabodetabek, yaitu pada bulan Januari
hingga Maret yang memiliki nilai curah hujan tinggi memiliki nilai total NO2 yang rendah. Hal yang sebaliknya terjadi bila dibandingkan dengan
bulan Juli-September dengan nilai curah hujan yang rendah memiliki nilai total NO2 yang tinggi.
Dapat dilihat dari pola sebaran nilai kolom NO2 di wilayah
Jabodetabek, wilayah-wilayah yang memiliki nilai total kolom NO2 tinggi
adalah wilayah yang memiliki kawasan industri dan jalur transportasi yang besar, seperti pada Kabupaten Bekasi, Jakarta pusat, Jakarta Utara dan Jakarta Selatan. Kegiatan industri memang berperan penting dalam proses pembangunan daerah dan kesejahteraan rakyat, namun pembangunannya diharapkan tidak memberi dampak negatif yang besar terhadap lingkungannya. Dengan adanya pola sebaran NO2 ini, diharapkan dapat
membantu pemerintah setempat dalam proses pembangunan wilayah tersebut khususnya dalam bidang industri.
Begitupula dalam sektor transportasi, yang juga menjadi faktor tingginya nilai total kolom NO2 di beberapa wilayah di Jabodetabek. Dalam
20
Dengan adanya pola pola penyebaran NO2 ini, dapat terlihat daerah
yang memiliki tingkat polusi tinggi maupun rendah. Sehingga dapat dilakukan langkah-langkah pengendalian serta pencegahan pencemaran udara dengan efektif. Salah satu yang dapat dilakukan adalah tidak menambah lagi pabrik atau industri pada wilayah yang telah memiliki tingkat pencemaran udara yang tinggi, menambahkan ruang terbuka hijau serta pemeriksaan mesin kendaraan secara berkala. Kesadaran dan partisipasi masyarakat untuk mencegah dan mengendalikan pencemaran juga diperlukan karena salah satu faktor penyebab pencemaran ini adalah kegiatan manusia (antropogenik).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Simpulan yang dapat diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Terjadi penurunan pada grafik trendline gas NO2 sebesar 8.3 x 10-5
µg/Nm3 tiap tahunnya. Hal itu diperkirakan terjadi karena semakin pesatnya teknologi yang telah berkembang di masyarakat sehingga membantu menurunkan laju emisi. Nilai rataan total besar gas NO2 di atmosfer wilayah
Jabodetabek memiliki nilai tertinggi sebesar 0.0043µg/Nm3 yang terjadi di bulan September 2006 dan rataan nilai terendah terjadi pada bulan Desember 2012 sebesar 0.0021 µg/Nm3.
2. Pola distribusi sebaran gas NO2 di atmosfer wilayah Jabodetabek
dipengaruhi oleh curah hujan pada wilayah tersebut. Nilai sebaran gas NO2
lebih tinggi terjadi pada musim kemarau dibandingkan pada saat musim hujan. DKI Jakarta dan kabupaten Bekasi adalah wilayah dengan nilai total NO2 tertinggi pada Jabodetabek.
Saran
Penelitian ini hanya memberikan sedikit gambaran tentang kualitas udara di wilayah Jabodetabek, khususnya tentang pola distribusi NO2 di
atmosfer. Belum ada perbandingan data yang diperoleh dengan pengukuran langsung di lapang, sehingga akan lebih baik apabila perbandingan tersebut dapat dilakukan untuk mencapai hasil yang lebih baik. Beberapa langkah pengendalian dan pencegahan polutan NO2 dapat dilakukan dengan tidak
21
DAFTAR PUSTAKA
Alfiah Tati. 2009 Pencemaran Lingkungan : Penerbit ITATS
Anwar. Dasar – dasar kesehatan lingkungan. Environmental Health Departement Faculty of Public Health. Makassar. 2007
Barus,Sanggup, dkk.2011. Fisika. Medan: UNIMED
Elsari. 2006.Pencemaran Udara Terhadap Lingkungan dan Manusia. [terhubung berkala] http://elsari.wordpress.com/2010/02/06/dampak- pencemaran-udara-terhadap lingkungan-dan-manusia/ (3 Maret 2014) Hamonangan, E. 2004. Air Pollution simulation Model. Bplhd 5;6-15 Hapsari, Ririn Evi. 2009.Dampak Pencemaran Nitrogen. [terhubung berkala].http://ririnhapsari.blogspot.com/2009/12/dampak-pencemaran- nitrogen.html (3 Maret 2014)
Karami, Ghozan. 2009. Penginderaan Jauh. (Terhubung berkala www.remotesensing1a.blogspot.com)(10 Februari 2014).
KLH. 2007. Pedoman Pemantauan Kualitas Udara Jalan Raya. Asdep urusan pengendalian pencemaran emisi sumber bergerak Kementerian Negara Lingkungan Hidup
Lillesand, T.M. dan R.W. Kiefer. 1997. Remote Sensing and Image Interpretation. John Wiley and Sons, New York.
Novianti, S dan Driejana. 2009. Pengaruh Karakteristik Faktor Emisi Terhadap Estimasi Beban Emisi Oksida Nitrogen (NOx) dari Sektor Transportasi. Teknik Lingkungan. ITB.
Purwadhi, F.S.H. 2001. Interpretasi Citra Digital. PT. Grasindo. Jakarta Richards, J.A. and Jia, X. (2006). Remote Sensing Digital Image Analysis: An Introduction.4th Edition. Springer, Berlin.
Soedomo, M. 2001. Pencemaran Udara (Kumpulan Karya Ilmiah). Bandung: ITB.
Suharyadi. 2001. Penginderaan Jauh untuk Studi Kota. Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Tjasyono,Bayong.2004.Klimatologi.Bandung : Penerbit ITB
Wardhana WA. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Offset, Yogyakarta
22
Lampiran 1 Data Sebaran NO2 pada musim hujan (Januari-Maret)
Latitude (degrees)
Longitude (degrees)
Nilai total kolom NO2
(µg/m3)
-6.875 106.375 0.776
-6.875 106.625 0.718
-6.875 106.875 0.749
-6.875 107.125 0.785
-6.875 107.375 0.932
-6.625 106.375 0.866
-6.625 106.625 1.099
-6.625 106.875 1.328
-6.625 107.125 1.423
-6.625 107.375 1.405
-6.375 106.375 1.237
-6.375 106.625 1.954
-6.375 106.875 2.794
-6.375 107.125 2.602
-6.375 107.375 2.145
-6.125 106.375 1.572
-6.125 106.625 1.986
-6.125 106.875 2.612
-6.125 107.125 2.517
-6.125 107.375 2.055
-5.875 106.375 1.475
-5.875 106.625 1.524
-5.875 106.875 1.669
-5.875 107.125 1.667
23 Lampiran 2 Data Sebaran NO2 pada musim peralihan hujan ke kemarau
(April-Juni)
Latitude (degrees)
Longitude (degrees)
Nilai total kolom NO2
(µg/m3)
-6.875 106.375 1.062
-6.875 106.625 1.139
-6.875 106.875 1.151
-6.875 107.125 1.083
-6.875 107.375 1.167
-6.625 106.375 1.344
-6.625 106.625 1.801
-6.625 106.875 2.061
-6.625 107.125 1.707
-6.625 107.375 1.445
-6.375 106.375 2.454
-6.375 106.625 3.508
-6.375 106.875 4.054
-6.375 107.125 2.930
-6.375 107.375 2.008
-6.125 106.375 3.115
-6.125 106.625 4.008
-6.125 106.875 4.232
-6.125 107.125 3.078
-6.125 107.375 1.999
-5.875 106.375 2.472
-5.875 106.625 2.558
-5.875 106.875 2.495
-5.875 107.125 2.075
24
Lampiran 3 Data Sebaran NO2 pada musim kemarau (Juli-September)
Latitude (degrees)
Longitude (degrees)
Nilai total kolom NO2 (µg/m3)
-6.875 106.375 1.229
-6.875 106.625 1.306
-6.875 106.875 1.313
-6.875 107.125 1.265
-6.875 107.375 1.403
-6.625 106.375 1.550
-6.625 106.625 2.094
-6.625 106.875 2.485
-6.625 107.125 1.979
-6.625 107.375 1.679
-6.375 106.375 2.913
-6.375 106.625 4.497
-6.375 106.875 5.007
-6.375 107.125 3.182
-6.375 107.375 2.043
-6.125 106.375 3.760
-6.125 106.625 5.053
-6.125 106.875 5.007
-6.125 107.125 3.074
-6.125 107.375 1.838
-5.875 106.375 2.953
-5.875 106.625 2.944
-5.875 106.875 2.681
-5.875 107.125 1.961
25 Lampiran 4 Data Sebaran NO2 pada musim kemarau (Oktober-Desember)
Latitude (degrees)
Longitude (degrees)
Nilai total kolom NO2 (µg/m3)
-6.875 106.375 0.961
-6.875 106.625 0.982
-6.875 106.875 0.995
-6.875 107.125 0.983
-6.875 107.375 1.012
-6.625 106.375 1.231
-6.625 106.625 1.586
-6.625 106.875 1.884
-6.625 107.125 1.679
-6.625 107.375 1.458
-6.375 106.375 1.880
-6.375 106.625 2.787
-6.375 106.875 3.408
-6.375 107.125 2.709
-6.375 107.375 1.984
-6.125 106.375 2.312
-6.125 106.625 2.971
-6.125 106.875 3.315
-6.125 107.125 2.501
-6.125 107.375 1.918
-5.875 106.375 2.221
-5.875 106.625 2.177
-5.875 106.875 2.118
-5.875 107.125 1.898
26
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Bogor pada tanggal 9 Desember 1992 dari pasangan Prof. Dr. Ir. Erizal Jamal M.sc dan Ir. Maesti Mardiharini M.Sc. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Kakak dari Diyandaru Adhitya dan Ichwan Bagus Ernanda. Penulis lulus dari Christian School International pada tahun 2004 lalu melanjutkan studinya di SMPN 7 Bogor hingga tahun 2007. Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMAN 3 Bogor dan lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
