KARAKTERISASI PARTICULATE MATTER(PM) DENGAN
TEKNIK ANALISIS NUKLIR DAN STRATEGI PENGENDALIANNYA
STUDI KASUS KOTA TANGERANG SELATAN
LEONS RIXSON
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakterisasi Particulate Matter (PM) dengan Teknik Analisis Nuklir dan Strategi Pengendaliannya Studi Kasus Kota Tangerang Selatanadalah benar karya saya denganarahan 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
RINGKASAN
LEONS RIXSON.Karakterisasi Particulate Matter (PM) dengan Teknik Analisis Nuklir dan Strategi Pengendaliannya Studi Kasus Kota Tangerang Selatan.Dibimbing oleh ETTY RIANI dan MUHAYATUN SANTOSO.
Kota Tangerang Selatan merupakan wilayah yang mempunyai batas administrasi dengan DKI Jakarta, Bogor dan Kabupaten Tangerang,sebagai daerah yang berbatasan langsung dengan Ibukota DKI Jakarta menjadi dasarfokus utama pembagunan Kota Tangerang Selatan adalah di sektor pemukiman. Ketersediaan lahan pemukiman serta fasilitasnya serta semakin sempit dan mahalnya harga lahan di DKI Jakarta menjadi pendorong bagi masyarakat untuk bertempat tinggal di kawasan ini.Peningkatan pertumbuhan penduduk di Kota Tangerang Selatanmenyebabkan terjadinyapeningkatan aktivitas kegiatan manusiaseperti transportasi, industri pemukiman dan lain-lain hingga kemudian dapat mempengaruhi kualitas lingkungan udara.Penurunan kualitas udara tidak hanya berasal dari sumber pencemar lokal namun dapat berasal dari suatu lokasi yang jauh melintasi batas provinsi maupun negara karena dipengaruhi oleh faktor meteorologi yaitu arah dan kecepatan angin.Salah satu komponen udara yang dikaji dalam penelitian ini adalah paramater Particulate Matter (PM)yangmemiliki dampak paling berbahaya bagi kesehatan manusia karena kemampuannya untuk menembus sistem pernapasan manusia yang paling dalam.
Sampel partikulat (PM2.5 dan PM2.5-10) dikumpulkan di kawasan PUSPIPTEK dengan pencuplik udara Gent Stacked Filter Unit (Gent SFU Sampler), periode Januari 2011 sampai Desember 2013, sebanyak 3 s.d 5 kali dalam sebulan dengan laju alir 18 liter/menit selama 24 jam. Identifikasi multi unsur dianalisis dengan spektroskopi X-Ray Fluorescence (XRF), karakterisasi sumber pencemar dilakukan dengan reseptor model Positif Matriks Factorization (PMF), estimasi lokasi sumber pencemar lokal dengan metode Conditional Probability Function (CPF) sedangkan perkiraan sumber pencemar dari lokasi jauh dilakukan menggunakan model dispersi waktu mundurHybrid Single ParticleLagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)
Hasil menunjukkan rentang rata-rata konsentrasi massa PM2.5 adalah 12.63 ± 1.60 - 15.89 ± 1.70 μg/m3 sedangkan untuk PM10 berkisar 29.00 ± 3.96 - 31.04 ± 3.28 μg/m3. Multi unsur yang teridentifikasi dengan XRF adalah Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, Si, Ti, V dan Zn. Karakterisasi partikulat halus (PM2.5) teridentifikasi 5 faktor yaitu industri peleburan logam Pb (9.61%), debu tanah (17%), campuran industri peleburan logam dan garam laut (13.02%), transportasi (44.36%) serta pembakaran biomassa (22.58%).Profil sumber pencemar PM2.5-10 menghasilkan 5 faktor yaitu Industri peleburan logam (6.48%), campuran industri dan debu tanah (19.04), Campuran garam laut dan biomassa (3.67%), Debu tanah (45.19%), dan transportasi (25.60%).
Selatan.Pengendalian pencemaran PM di Kota Tangerang Selatan dapat dilakukan dengan mempertimbangkan tiga hal utama yaitu lingkungan, keteknikan yang ramah lingkungan dan ekonomi.
SUMMARY
LEONS RIXSON. Characterization of Particulate Matter (PM) with Nuclear Analysis Technic and Control Strategic study case South Tangerang.Supervised by ETTY RIANIand MUHAYATUN SANTOSO.
South Tangerang City is an area that has administrative borders with Jakarta, Bogor and Tangerang, as the area bordering to the capital city of Jakarta the main focus of development South Tangerang City is in the residential sector. Availability of residential land and also the facilities as well as the increasingly narrow and high prices of land in Jakarta is an incentive for people to reside in this region. Increased population growth in South Tangerang City led to an increase in the activity of community activities such as transportation, industry settlementsand further may affect the quality of the air environment. A decrease in air quality not only from local pollution sources but can come from a faraway location that can across provincial and state boundaries because it is influenced by meteorological factors likelyspeed and wind direction. One component of air that were examined in this study is Particulate Matter (PM), which have the most harmful effects to human health because of its ability to penetrate deepest of the human respiratory system.
Analysis results of pollutant sources from distant locations by HYSPLIT model indicates that there is a contribution of forest fires in Australia's Northern Territory to the concentration of PM in South Tangerang City. PM pollution control in South Tangerang City can be done by considering three main points that is environmental, engineering and economics.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
KARAKTERISASI PARTICULATE MATTER (PM) DENGAN
TEKNIK ANALISIS NUKLIR DAN STRATEGI PENGENDALIANNYA
STUDI KASUS KOTA TANGERANG SELATAN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2015
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ialahKarakterisasi Particulate Matter (PM) dengan Teknik Analisis Nuklir dan Strategi Pengendaliannya Studi Kasus Kota Tangerang Selatan yang dilaksanakan sejak bulan Januari-Juni 2015.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr.Ir Etty Riani, MS, Ibu Prof.Dr Muhayatun Santoso, MT selaku pembimbing dan kepadaProf.Dr. June Mellawatiselaku penguji luar komisi pembimbing yang telah banyak memberi pengetahuan dan saran dalam penulisan tesis ini. Di samping itu, penghargaanpenulis sampaikan kepada Kementerian Riset dan Teknologi atas bantuan dana beasiswa,rekan-rekan pegawai bidang Senyawa Bertanda dan Radiometri Pusat Sains Teknologi Nuklir Terapan-BATAN (PSTNT-BATAN), Bapak Dr. Hendig Winarno selaku Kepala Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi-BATAN (PAIR-Radiasi-BATAN), rekan-rekan Bidang Keselamatan Kerja dan LingkunganPAIR-BATAN, Bapak Cepy di PPIKSN-BATAN dan Bapak Esrom Panjaitan di PUSRPEDAL yang telah membantu selama pengumpulan dan pengolahan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, istri dan putri tercinta serta seluruh keluarga, atas segala dukungan doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini mampu memberikan informasi dan pengetahuan yang bermanfaat bagi pembacanya.
DAFTAR ISI
Unsur-Unsur Penyusun Particulate Matter (PM) 8
Black Carbon (BC) dalam Particulate Matter (PM) 8 Dampak Kesehatan Particulate Matter (PM) dan Mekanismenya 9
Spektroskopi XRF 11
Teknik Reseptor Model 13
Model Reseptor Positif Matriks Factorization (PMF) 14
Unsur-Unsur Penanda dan Sumber Pencemar PM 15
Kebijakan Pengendalian Pencemaran Udara 17
3 METODE 20
Waktu dan Lokasi 20
Alur Penelitian 20
Alat dan Bahan 22
Preparasi Filter dan Sampling PM 23
Analisis data 24
Konsentrasi Massa Particulate Matter (PM) 24
Konsentrasi Massa Black Carbon (BC) 24
Identifikasi Unsur dengan XRF 26
Reconstructed Mass (RCM) dan Unsur-unsur Penanda 27 Karakterisasi dengan EPA Positif Matriks Factorization (PMF) 5.0 28
Estimasi Lokasi Sumber Pencemar 29
4 GAMBARAN UMUM DAERAH PENELITIAN 31
Informasi Lokasi Sampling 31
Letak Geografis dan Administrasi Wilayah 31
Tata Guna Lahan dan Kependudukan 32
Topografi dan Meteorologi 34
5 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 36 Particulate Matter (PM) Berdasarkan Periode Tahun 36 Konsentrasi Particulate Matter Berdasarkan Perbedaan Musim 40
Identifikasi Multi Unsur 41
Analisis Black Carbon(BC) dan Recunstructed Mass (RCM) 43
Korelasi Antar Unsur Filter Halus PM2.5 45
Profil Reseptor Model PMF Filter Halus (PM2.5) 47 Faktor Profil Reseptor Model Partikulat Kasar (PM2.5-10) 49
Estimasi Lokasi Sumber Pencemar Lokal 50
Analisis Trayektori Polutan PM 53
Manajemen Pengendalian Kualitas Udara 55
Rekomendasi Pengendalian Pencemaran Udara Particulate Matter (PM) 56
Pengendalian Sumber Pencemar Lokal 57
Pengendalian Sumber Pencemar Particulate Matter (PM) Non Lokal 59
6 SIMPULAN DAN SARAN 60
Simpulan 60
Saran 61
DAFTAR PUSTAKA 62
LAMPIRAN 67
DAFTAR TABEL
1. Perbandingan nilai baku mutu Indonesia, USA dan WHO 8 2. Tinjauan unsur penanda PM oleh de Bruin et al. (2006) 17
3. Analisis data serta tujuannya 25
4. Secondary target dan tujuan analisa unsurnya 26
5. Penggunaan lahan di Kota Tangerang Selatan tahun 2009 33 6. Kependudukan berdasarkan kecamatan tahun 2013 33
7. Kondisi meteorologi Kota Tangerang Selatan. 35
8. Titik rawan kemacetan Kota Tangerang Selatan 35
9. Hasil deskriptif PM2.5dan PM10periode tahun 2011-2013 37
10.Uji anova PM periode 2011 s.d 2013 38
11.Uji Post Hoc 38
12.Persentase kontribusi PM2.5terhadap PM10 38
13.Curah hujan Kota Tangerang Selatan periode 2011-2013 39
14.Analisis deskriptif PM berdasarkan musim 40
15.Konsentrasi massa rata-rata identifikasi multi unsur PM2.5 42 16.Konsentrasi massa faktor pembentuk RCM terhadap PM2.5 44
17.Matrik korelasi antar unsur PM2.5 46
18.Faktor loadingPM2.5 dengan PCA 46
DAFTAR GAMBAR
1. Bagan alir kerangka pikir 4
2. Mode ukuran partikulat udara 9
3. Proses terjadinya radiasi sinar-X karakteristik 11
4. XRF Epsilon5 PANalytical 12
5. Eksitasi tidak langsung pada XRF spectrometer Epsilon5 PANalytical 13 6. Polarisasi radiasi pendar sinar-X spectrometer Epsilon5 PANalytical 13
7. Prinsip dasar detektor semikonduktor 13
8. Contoh unsur penanda hasil emisi pembangkit listrik tenaga batu bara 16
9. Peta Administrasi Kota Tangerang Selatan 20
10.Diagram alur penelitian 21
11.Skematik (a) dan bentuk fisik Gent SFU Sampler(b) 22 12.Skematik dan bentuk fisik kepala kontainer hitam 23
13.Smokestain reflectometer 26
14.Input data matriks EPA PMF 5.0 28
15.Input S/N pada masing-masing unsur 29
16.Input data pengolahan estimasi lokasi metode CPF 30 17.Contoh hasil estimasi lokasi pencemaran metode CPF 30 18.Rencana Tata Ruang Kota Tangerang Selatan 2011-2030 32 19.Konsentrasi massa PM2.5 dan PM10 periode 2011-2013 37 20.Korelasi PM2.5 terhadap PM10periode 2011-2013 40 21.Grafik konsentrasi massa PM berdasarkan musim 41
22.Box and whisker plot tiap unsur 43
23.Time Series unsur K dari pembakaran biomassa 45
24.Regresi RCM terhadap PM2.5 45
26.Lima faktor sumber pencemar (a) dan komposisi masing-masing faktor profil
(b) PM2.5 49
27.Lima faktor sumber pencemar (a) dan komposisi masing-masing faktor profil
(b) PM2.5-10 50
28.Estimasi lokasi sumber pencemar pada profil 1 dan 3 51 29.Estimasi lokasi sumber pencemar pada profil 2 52 30.Estimasi lokasi sumber pencemar pada profil 4 53 31.Estimasi lokasi sumber pencemar pada profil 5 53 32.Konsentrasi unsur K tertinggi dalam periode tahun sebagai penanda
pembakaran biomassa 54
33.Peta lahan terbakar di Australia Utara berdasarkan bulan tahun 2011 54
34.Trayektori tanggal 29 Agustus 2011 55
35.Modifikasi bagan manajemen kualitas udara menurut US EPA tahun 2015 56
DAFTAR LAMPIRAN
1. Unsur-unsur Penanda PM 67
2. Baku mutu parameter pencemar udara PM, Ozon, NO2 dan SO2 menurut
WHO AQGs 2006 69
3. Time series konsentrasi PM2.5 dan PM10 70
4. Korelasi PM2.5terhadap PM10 periode 2011-2013 71 5. Kesesuaian multi unsur PM2.5terhadap model PMF 72 6. Kesesuaian multi unsur PM2.5 -10terhadap model PMF 73
7. Survei estimasi lokasi sumber pencemar 74
8. Konsentrasi massa multi unsur dan box whisker plotPM2.5-10 75
9. Statistik deskripsi unsur K dalam PM2.5 76
10.Citra satelit dan backward trajectory 16 Agustus 2012 77
1
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Udara bersih mempunyai komposisi kimia yaitu udara (O2) ± 21 %, Nitrogen (N2)sebesar ± 78 %, Argon (Ar) ± 0.93%, dan karbondioksida (CO2)± 0.03%, sedangkan sisanya adalah senyawa gas yang berasal dari berbagai proses alamiah seperti gunung berapi, aerosol lautan, reaksi kimia di atmosfer dan proses alamiah lainnya.Penurunan kualitas udara yang disebabkan aktivitas alam (biogenik) dan aktivitas manusia(antropogenik) telah memberi dampak perubahan komposisi udara bersih atmosfer.Meningkatnya pertumbuhan populasi penduduk manusia dari waktu ke waktuberakibat terhadap peningkatan kebutuhan akan energi, sedangkan kebutuhan energi masih bergantung pada bahan bakar fosil terutama minyak bumi dan batu bara sehingga mengakibatkan konsentrasi gas SO2, NOx, hidrokarbon, CO2, Particulate Matter (PM), dan Black Carbon (BC) di atmosfer semakin juga semakin meningkat.
Pertumbuhan populasi penduduk di Kota Tangerang Selatan dengan berbagai aktivitasnya secara nyata terbukti telah berperan meningkatkan polutan antropogenik yang mengakibatkan berubahnya komposisi kimia atmosfer sehingga mengakibatkan menurunnya daya dukung lingkungan udara.Kota Tangerang Selatan terdiri dari 7 Kecamatan, 49 kelurahan dan 5 desa. Jumlah penduduk kota Tangerang Selatan hingga tahun 2013 adalah lebih dari 1.4 juta jiwa dengan kepadatan penduduk 9806 setiap 1 km2, sedangkan rata-rata laju pertumbuhan 2.72% setiap tahunnya. Laju pertumbuhan penduduk Kota Tangerang Selatan adalah yang tertinggi dibandingkan dengan kabupaten/kota yang ada di Propinsi Banten (BPS Tangerang Selatan 2014).Aktivitas manusia yang beragam mulai dari sektor pertanian, perkebunan, pendidikan, sektor industri dan transportasi memberikan konstribusi emisi polutan yang dapat menimbulkan pencemaran udara dan pada akhirnya dapat mempengaruhi kesehatan manusia serta menimbulkan penyakit yang berhubungan dengan saluran pernafasan. Publikasi Badan Pusat Statistik (BPS) Kota Tangerang Selatan menyebutkan Penyakit Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA) menempati peringkat ketiga pada tahun 2013 dan kelima pada tahun 2014 dari sepuluh daftar penyakit terbanyak pada pasien rawat jalan dan rawat inap di Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Kota Tangerang Selatan (BPS Tangsel 2013 dan 2014).
2
dan Palangkaraya(KLHRI 2012).Hasil kajian yang pernah dilakukan pada bulan Mei tahun 2007 di calon tapak Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir(PLTN) Semenanjung Lemahabang Kabupaten Jepara menyatakan bahwa konsentrasi PM10dan PM2.5 telah melewati nilai baku mutu udara ambien Nasional (Gindo dan Hari 2008).
Berdasarkan uraianhasil kajian kualitas PM di kota lain, dampak yang ditimbulkan polutan PM terhadap resiko kesehatan, peringkat penyakit ISPA, peningkatan pertumbuhan populasi penduduk dan aktivitas kegiatannnya yang dapat berpotensi sebagai sumber pencemar udara maka diperlukan kajian pemantauan kualitas parameter pencemar PM di Kota Tangerang Selatan, yang meliputi identifikasi multi unsur PM, karakterisasi jenis dan estimasi lokasi sumber pencemar serta rekomendasi strategi pengendaliannya.Penelitian ini dilakukan di Pusat Sains Teknologi Terapan (PSTNT-BATAN). Lokasi sampling berada di kawasan Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-Serpong (PUSPIPTEK-Serpong) yang merupakan salah satu Kecamatan di Kota Tangerang Selatan dengan periode data sampling adalah pada tahun 2011-2013.
Perumusan Masalah
Kajian mengenai distribusi konsentrasi cemaran PMtelah banyak dilakukan oleh para pakar namun identifikasi unsur PM, karakterisasi sumber pencemar dan estimasi lokasi masih sedikit kajian yang dihasilkan khususnya untuk Indonesia. Identifikasi unsurPM sertakarakterisasi sumber pencemar diperlukan untuk menyelesaikan masalah polusi udara berdasarkan komposisi kontaminan terukur di atmosfer yang berasal dari sumber pencemar lokal di dalam suatu daerah atau area (Abu-Allaban et al.2007). Penyelesaian masalah polusi udara dilakukan dengan mengendalikan kualitas udara ambien agar tidak melebihi nilai bakumutunya. Pengendalian pencemar udara di Tangerang Selatan merupakan bagian dari pengelolaan lingkungan hidup yang bertujuan untuk mewujudkan pembangunan berkelanjutan yang berwawasan lingkungan hidup untuk kesejahteraan masyarakat (PERDA Tangsel No 13 tahun 2012).
Kajian mengenai sumber pencemar PM, identifikasi unsur partikulat serta perkiraan lokasi sumber pencemar udara wilayah Kota Tangerang Selatan merupakan bagian penting dalam kajian pemantauan partikulat udara karena dampak kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh polutan PM serta kemampuannya untuk melakukan perpindahan yang jauh dari pusat emisi ke lokasi yang tidak tercemar.Metode umumyang digunakan untuk menganalisis sampel PM dalam pemantauan kualitas udara adalah metode gravimetri, namun demikian metode gravimetri hanya dapat mengukur nilai konsentrasi dari partikulat udara. Kandungan unsur dari partikulat, karakterisasi sumber, dan estimasi lokasi pencemar tidak dapat dilakukan dengan metode gravimetri sehingga diperlukan suatu metode analisis tambahan.
3 sedangkanPM10sebesar 31.17 ± 13.70 µg/m3 di tahun 2008 menjadi 34.17 ± 7.20
– 20.60 µg/m3pada tahun 2010 (Mukhtar et al. 2011). Hasil identifikasi unsur periode Agustus sampai November tahun 2008 (short term) menunjukkan konsentrasi massa rata-rata tertinggi logam berat Pb pada kandungan partikulat udara PM10 dan PM2.5 di salah satu kawasan industri wilayah Serpong adalah 1.60 dan 0.63 µg/m3 (Santoso et al. 2011), namun demikian kajian tersebut belum menentukan karakterisasi dan perkiraan lokasi darisumber pencemar sehingga diperlukan analisis tambahan dalam bentuk model karakterisasi dan perkiraan lokasi darisumber pencemar.
Identifikasi kandungan unsur partikulat udara dapat dianalisis dengan teknik nuklir yang memiliki keunggulan dibandingkan metode konvensional, seperti analisis multi unsur, hasil pengukuran yang sensitif, bobot sampel kecil, dll.Metode analisis dengan teknik nuklir yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan teknik spektroskopiX-Ray Flourescence(XRF) yang merupakan metode untuk analisis kandungan material yang memanfaatkan interaksi sinar-X primer yang ditembakan terhadap sampel. Karakterisasi sumber pencemar dengan reseptor model Positive Matrix Factorization (PMF). Estimasi perkiraan lokasi sumber pencemar bergantung pada variabel meteorologi yaitu perbedaan kecepatan dan arah angin untuk menjadi sumber dalam menentukan perkiraan lokasi sumber pencemar lokal dengan metode Conditional Probability Function(CPF) dan sumber pencemar dari lokasi jauh (long Transport) menggunakan model dispersi waktu mundurHybrid Single ParticleLagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT).Hasil model dan estimasi lokasi akhirnya dianalisis secara deskriptif sebagai dasar untuk strategi pengendalian pencemaran polutan parameter PM di udara yang disajikan dalam bentuk bagan alir kerangka pikir pada Gambar 1.
Berdasarkan penjelasan kerangka pikir yang telah diuraikan di atas menyebabkan timbulnya pertanyaan-pertanyaan rumusan masalah yang harus dijawab, yaitu:
1. Bagaimana pola konsentrasi massa (µg/m3) PM2.5dan PM10 periode 2011-2013 di Kota Tangerang Selatan?
2. Bagaimana identifikasi unsur partikulat kasar dan halus periode 2011-2013 di Kota Tangerang Selatan?
3. Karakteristik sumber pencemar apa saja yang ada pada unsur partikulat kasar dan halus?
4. Dimanakah estimasi lokasi sumber pencemar lokal dan non lokal partikulat kasar dan halus?
4
Estimasi Lokasi sumber pencemar Permasalahan Pencemaran Udara
Emisi Antropogenik Emisi Alam
Dampak Kesehatan Dampak ekosistem
Pemantauan
Konsentrasi PM (µg/m3
Identifikasi unsur PM
Data meteorolgi (Wind Speed - Direction) Tracetory
CPF, CSPF, HYSPLIT
Jenis Sumber Pencemar Gravimetri
Teknik Nuklir (XRF)
Strategi Pengendalian pencemaran udara PM Receptor Modeling
(Positif Matrix Factorization)
Gambar 1.Bagan alir kerangka pikir
Tujuan Penelitian
Dalam rangka menjawab pertanyaan dari rumusan masalah tersebut maka tujuan dari penelitian iniadalah :
1. Mengkaji perubahan konsentrasi massa (µg/m3) PM2.5dan PM10periode 2011-2013 di Kota Tangerang Selatan
2. Menganalisishasil identifikasi unsur sampel partikulat udara kasar dan halus periode 2011-2013 di Kota Tangerang Selatan.
3. Mengkarakterisasi sumber pencemar partikulat udara kasar dan halus. 4. Mengestimasi lokasi sumber pencemar lokal dan non lokal partikulat
udara kasar dan halus
5
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberikan sumbangan pemikiran yang bermanfaat untuk:
1. Pemerintah Kota Tangerang Selatan, sebagai referensi atau acuan dalam menyusun kebijakan pengendalian pencemaran udara di Kota Tangerang Selatan.
2. Masyarakat, memberikan kontribusi hasil pemikiran ilmiah terkait kajian pencemaran PMpada udara ambien Kota Tangerang Selatan. 3. Ilmu pengetahuan, sebagai bahan referensi dalam mengembangkan
identifikasi unsur serta pemodelan pencemaran udara di Kota Tangerang Selatan.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini mencakup pola kecenderunganhasil pengukuran konsentrasi massarata-rata dan identifikasi multiunsur PMtahun 2011-2013 menggunakan spektroskopi XRF. Nilai konsentrasi massaserta ketidakpastian multi unsur selanjutnya digunakan sebagai matrik input reseptor model dengan perangkat lunak PMF 5.0 untuk mendapatkan karakterisasi sumber pencemar partikulat halus dan kasar. Metode CPF dan HYSPLIT dengan dukungan data meterologi parameter arah dan kecepatan angin digunakan untuk mendapatkan estimasi lokasi sumber pencemar lokal dan non lokal. Strategi pengendalian sumber pencemar parameter PM didapatkan berdasarkan analisis secara desktiptif dari nilai konsentrasi PM, identifikasi unsur, karakterisasi dengan reseptor model serta estimasi lokasi faktor sumber pencemar.
6
2
TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran Udara Ambien
Perubahan komposisi kualitas udara dapat terjadi secara fisik maupun kimiawi.Perubahan tersebut seperti pengurangan maupun penambahan konsentrasi salah satu komponen yang juga disebut dengan pencemaran udara. Pengertian pencemaran udara menurut Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 41 tahun 1999 adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Di dalam PP Nomor 41 tersebut didefinisikan lebih lanjut mengenai udara ambien sebagai udara bebas di permukaaan bumi pada lapisan troposfir yang berada di dalam wilayah yuridiksi Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnnya. Turunnya udara ambien diakibatkan ketidakmampuan daya dukung lingkungan untuk mengurangi ataupun mengatasi dampak pencemaran tersebut.
Pencemaran udara perkotaan pada saat ini merupakan masalah yang pelik dan cenderung semakin meningkat dari waktu ke waktu serta menjadi masalah utama dalam kualitas udara perkotaan terutama di negara-negara berkembang.Masalah utama pengendalian pencemaran lingkungan udara disebabkan karena pencemaran udara tidak mengenal batas administrasi wilayah.Pencemaran udara di suatu wilayah dampak tidak hanya berasal dari trasportasi lokal sekitar wilayah dampak namun emisi tersebut dapat pula berasal dari transportasi lintas provinsi maupun negara.Hal ini disebabkan bahan pencemar dapat berpindah dari lokasi sumber ke lokasi dampak karena dipengaruhi oleh faktor meteorogi berupa arah dan kecepatan angin. PP No 41 tahun 1999 menyatakan bahwa terdapat dua belas parameter sumber pencemar udara yang perlu dikendalikan,yaitu SO2, CO, NO2, O3, HC, Particulate Matter (PM), Total Suspended Particulate (TSP), Pb, dustfall, total flourida, flour (F) indeks, kholrin, khlorin dioksida serta sulfat (SO4) indeks.
Particulate Matter (PM)
7 methan yang dihasilkan dari aktivitas kegiatan manusia, seperti pembangkit listrik, industri, transportasi dan proses alam (Theakston 2006).
Sebagian besar komposisi PM (±90%) berasal dari emisi alam, seperti gunung meletus yang pada umumnya mengeluarkan gasmengandung sulfat, kebakaran hutan yang mengemisikan karbon organik ke udara serta garam laut yang terevaporasi dari air laut.Sebagian besar PM yang berasal dari emisi alam terakumulasi dalam ukuran partikulat kasar (PM>2.5µm) yang teremisi secara primer ke atmosfer.Partikel kasar memiliki sifat waktu tinggal yang pendek di atmosfer sehingga dampak yang ditimbulkan cenderung bersifat lokal.
Komposisi ± 10% merupakan partikulat halus (PM<2.5µm) berasal dari hasil aktivitas manusia seperti pemanfaatan bahan bakar fosil yang menghasilkan sulfur dioksida, pembakaran biomasa menghasilkan BCdan karbon organik.Aktivitas transportasi, insenerator, industri peleburan logam dan pembangkit listrik tenaga batubara yang menghasilkan sulfat, nitrat dan BC.Sementara itu, kegiatan alih fungsi lahan dan konstruksi bangunan dapat meningkatkankonsentrasi emisidebu tanah dalampartikulat halus.Partikulat halus memiliki sifat waktu tinggal lebih lama dibandingkandengan partikulat kasar sehingga memungkinkan mengalami perpindahan atau perjalanan dari lokasi yang jauh.Perbedaan lain parikulat kasar dengan partikulat halus ialah proses terbentuknya di atmosfer, partikulat halus dapat terbentuk secara langsung (primer) dan tidak langsung (transformasi sekunder). Sebagai contoh, senyawa sulfat yang terbentuk di atmosfer melalui proses transformasi unsur sulfur dan oksigen, sebagai berikut:
Peningkatan konsentrasi massaPMpada waktu pemantauan di suatu areadisebabkan peningkatan aktivitas kegiatan sumber pencemar PM baik sumber emisi dari alam maupun buatan. Namun demikian, peningkatan konsentrasi massaPMtersebut bukan hanya disebabkanpeningkatan aktivitas kegiatan sumber pencemar PM, melainkan sangat dipengaruhi pula oleh faktor cuaca (suhu dan kelembapan) dan meteorolgi (arah dan kecepatan angin). Pemantuan konsentrasi massa parameterPMmerupakan bagian dari pengendalian yang bertujuan agar konsentrasi massa PM tidak sampai melebihi nilai baku mutu kualitas udara ambien.Publikasi WHO memberikan nilai baku mutu konsentrasi massa untuk PM10sebesar 50 µg/m3 (24 jam)dan 20 µg/m3 (tahunan) sedangkan PM2.5 adalah 25 µg/m3 (24 jam) dan 10 µg/m3 (tahunan) (WHO AQG 2006) Perbandingan nilai baku PM berdasarkan publikasi WHO, USA dan Indonesia tersaji pada Tabel 1.
8
Tabel 1.Perbandingan nilai baku mutu Indonesia, USA dan WHO Parameter Indonesia
c) WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide
Unsur-Unsur Penyusun Particulate Matter (PM)
Berdasarkan ukuran partikelnyaPMterbagi atas TSP, Respirable Suspended Particulate(RSP), fine particle, dan ultrafine particles. TSPadalah partikel padat dengan diameter maksimum sekitar 50 µm,RSP atau biasa disebut dengan nama PM10 adalah partikel kasar yang memiliki diameter aerodinamik 2.5 µm sampai 10 µm yang tersusun atas aluminosilikat dan oxida dari kerak, partikel debu jalan, pertanian, konstruksi, kejadian alam dan abu terbang hasil dari pembakaran bahan fosil seperti batu bara. Fine particles atau disebut dengan nama PM2.5 adalah partikel halus yang memiliki diameter aerodinamik dibawah 2.5 µm. Partikel ini dibentuk dari gas dan uap terkondensasi suhu tinggi, tersusun atas kombinasi senyawa sulfat, senyawa karbon, ammonium, ion hidrogen, senyawa, organik, unsur non logam (Si dan P) dan unsur logam (Al, Pb, Cd, V, Ni, Cu, Zn, Mn dan Fe) dan partikel air terikat (Fierro 2000).
Unsur non logam Si dihasilkan dari emisi kerak partikel debu tanah, sedangkan unsur P berasal dari aktivitas pembakaran terbuka biomassa.Komposisi unsur logam dalam PMdengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3 disebut dengan logam berat, antara lain ialah: Pb, Cd, Cu, Zn, Mn, Hg, Ni, Sn, Co, dan Fe. Logam berat tersebut teremisikan ke udara ambien akibat aktivitas antropogenik yang berasal dari hasil pembakaran bahan bakar batu bara, minyak bumi, bensin, bahan bakar diesel, industri peleburan logam dan pembakaran kayu (Theakston 2006).
Black Carbon (BC)dalam Particulate Matter (PM)
9 Distribusi karbon dalam PM di atmosfer terbagi dalam duaukuran (Gambar 2) yaitu partikel halus dengan ukuran 0.3 µm yang teremisi secara primer hasil pembakaran tidak sempurna ataupun bentukan partikulat sekunder. Ukuran kedua berada dalam partikel kasar dengan ukuran sekitar ±2.5 µm yang teremisi secara primer yang berasal dari proses alam dan debu tanah. Secara spesifik distribusi konsentrasi massa BC terbagi menjadi dua mode rentang ukuran yaitu 0.05-0.12 µm dan 0.5-1 µm dengan komposisi 75 % BC berada pada rentang yang pertama (Sahanet al. 2008). Hasil kajian konsentrasi massa rata-rata BCdi enam kota di Indonesia, yaitu Bandung, Jakarta, Palangkaraya, Serpong dan Yogyakarta periode Januari sampai Desember 2011 berturut-turut adalah3.05, 3.37, 3.19, 2.51, dan 2.20 µg/m3 sementara itu rasio konsentrasi massa rata-rata BC didalam PM2.5 berkisar 17-45% (Santosoet al. 2013). Kajian lain konsentrasi massa rata-rata BC di Kota Makasar periode Februari 2012-Januari 2013 adalah 2.01± 0.93
μg/m3
(Rashidet al. 2014).
Gambar 2.Mode ukuran partikulat udara
Dampak Kesehatan Particulate Matter (PM)dan Mekanismenya
Pencemaran udara PM dapat memberi resiko berbahaya bagi sistem pernapasan manusia dan dapat pula merusak lingkungan akibat dimungkinkan terjadinya hujan asam.Particulate Matter (PM) merupakan satu dari duabelas sumber pencemar yang terdapat di dalam Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 41 tahun 1999.PM merupakan sumber pencemar udara yang memiliki dampak paling berbahaya bagi kesehatan manusia karena kemampuannya yang dapat masuk sampai ke sistem pernapasan manusia yang paling dalam. Resiko kesehatan yang ditimbulkan akibat akumulasi PMapabila terhirup ke dalam saluran pernafasan bergantung pada ukuran dan karakteristiknya.Ukuran partikel menentukan kemampuan penetrasi di dalam saluran pernafasan.Partikel berukuran 2.5 sampai
10 μm (PM2.5-10)dapat menembus ke dalam paru tanpa tersaring oleh rambut di
dalam hidung. Partikel dibawah 2.5 μm (PM2,5) apabila terhirup tidak dapat disaring dalam sistem pernapasan bagian atas dan menembus bagian terdalam paru-paru (Dockeryet al. 1993 ; Katsouyanniet al. 2005). Partikel yang sangat halus (PM0.1) dapat memasuki aliran darah untuk diangkut ke hati, sumsum tulang dan hati (ALAPCO 2006).
10
Dampak PMterhadap kesehatan baik paparan jangka waktu singkat maupun lama sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Salah satu studi menyatakan bahwa ada indikasi paparan jangka waktu singkat (short term) dari unsur yang terdapat di PM2.5 bersifat lebih toksik dibandingkan dengan unsur pencemar lainnya (Krall et al. 2013). Studi lain menyatakan paparan jangka waktu yang lama (long term) PM10 secara siginifikan menghambat pertumbuhan volume paru anak sekolah dasar (Molter et al. 2013). Studi multi-kota yang dilakukan di Eropa (29 kota) dan di Amerika Serikat (20 kota) melaporkan efek mortalitas paparan waktusingkatselama rata-rata 24 jam untuk PM10 0.62% dan 0.46% per setiap kenaikan 10 µg/m3 (Samet et al. 2000; Katsouyanni et al. 2001). Studi 24 kota di Harvard, Amerika Serikat menyebutkan efek paparan jangka panjang partikulat berhubungan terhadap peningkatanprobabilitas kejadian penyakit saluran pernapasan pada anak-anak (Dockery et al. 1996; Raizenne et al. 1996).
PM yang mengandung logam berat sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena sifat logam berat adalah karsinogen, toksik, sulit didegradasi dan bioakumulasi.Salah satu logam berat yang berpotensi tinggi mencemari lingkungan udara adalah timbal (Pb).Hal inidikarenakanaktivitas kegiatan manusia banyak menggunakan bahan logam unsur timbal, seperti sebagai bahan pengemas, saluran air, alat-alat rumah tangga, bahan katoda-anoda aki, dan gas buang kendaraan (Gusnita 2012).Sebagian besar Logam berat Pb teremisi secara langsung ke atmosfer dalam bentukpartikulat halus. Partikulat halus tersebut berasal dari proses pembakaran tidak sempurna yang tidak dilengkapi unit penangkap debu partikulat.Menurut Winarno (1993), timbal adalah logam neurotoksin yang dapat terakumulasi dalam tubuh dan menyebabkan kerusakan organ, seperti ginjal, hati, otak, tulang dan saraf.
Alur pajanan timbalyaitu akibat kegiatan transportasi darat yang menghasilkan bahan pencemar seperti gas CO2, NOx, hidrokarbon, SO2,dan tetraethyl lead.tetraethyl lead merupakan bahan logam timah hitam (timbal) yang ditambahkan ke dalam bahan bakar berkualitas rendah untuk menurunkan nilai oktan. Selain itu, partikel-partikel logam berat Pb dapat pula teremisi ke udara akibat kegiatan industri peleburan logam yang mengandung Pb seperti industri peleburan aki bekas.Timbalmemasuki alirandarahdalam tubuh dan bergerak menujujaringan lunak.Timbaldisimpandalam tulang karena Pb 2+ danCa 2+ memilikikemiripan sepertijari-jariionik.Kemampuan logam Pb yang dalam bentuk ion Pb2+ mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ (kalsium) yang terdapat pada jaringan tulang sehingga dapat menyebabkan terjadinya pengupasan kalsium tulang (Gusnita 2012).Apabilakadar timbal dalam darah sangat tinggi maka akan menghambatenzim yang terlibatdalam biosintesisheme untukmengikathemoglobindanO2.Heme adalah porifirin (pusat molekul dalam hemoglobin)yang mengandung besi.Kekurangan asupan hemoglobin dan O2pada saraf otak akibat paparan tinggi timbal dapat menyebabkan kerusakan otak, keterbelakangan mental, gangguan perilaku danpenurunanneurodevelopment pada anak-anak (EEA 2013).
11 pada bulan basah sebesar 0.96 ± 0.07 μg/m3 (Abidin dan Sunardi 2009). Kajian Pb di Semarang menghasilkan bahwa konsentrasi Pb udara akan semakin meningkat apabila tingkat kepadatan kendaraan yang melintas di titik sampling semakin
meningkat dengan nilai 2.4 μg/m3(Sunoko et al. 2011). Nilai tersebut melebihi dari baku mutu timbal di udara yang ditetapkan sebesar 2 μg/m3 (PP Nomor 41 Tahun 1999), sedangkan Baku mutu menurut WHO dan Amerika Serikat adalah
adalah 0.15 μg/m3 (WHO AQGs 2000; US EPA 2015).
SpektroskopiXRF
Analisis kandungan unsur dalam suatu bahan dengan menggunakan teknik nuklir telah banyak diaplikasikan pada saat ini.Salah satu teknik nuklir yang digunakan adalah spektroskopi XRF.Prinsip analisis spektroskopi XRF adalah dengan memanfaatkan pancaran emisi radiasi dari sinar-X karakterisitik sekunder yang menjadi ciri setiap unsur dari suatu bahan. Sinar-X karakteristik sekunder dihasilkan dari proses tereksitasi atau terioniasi elektron kulit terdalam akibat pancaran emisi radiasi sinar-X primer pada energi tertentu terhadap target yang disebut sebagai efek fotolisistrik.Sinar-X primer dapat dihasilkan dari sumber radioaktif, synchotron, atau anoda-katoda pembangkit sinar-X. Kekosongan elektron pada kulit bagian dalam atom menyebabkan elektron pada bagian kulit luar akan bertransisi untuk mengisi kekosongan tersebut.Perpindahan elektron dan kulit luar ke kulit bagian dalam menghasilkan sinar-X karakteristik yang mencirikan unsur-unsur yang ada di dalam bahan atau sampel seperti terlihat pada Gambar 3.
XRFyang digunakan untuk analisis multi unsur PM adalah XRF spectrometerEpsilon5 PANalyticalyang terlihat pada Gambar 4.XRF Epsilon5 merupakan jenis XRF Energy Dispersive Systems (EDXRF) karena kemampuan detektornya untuk memisahkan perbedaan energi radiasi karakteristik yang berasal langsung dari sampel. Pada XRFspectrometerEpsilon5 PANalytical terdapat tiga tempat terbentuknya sinar-X yaitu di X ray tube, secondary target dan sampel. Sinar-X tube dihasilkan melalui eksitasi elektron yang berasal dari filament tube(Gambar 5).Sinar-X secondary target dihasilkan dari eksitasi transisi elektron pada unsur elemen akibat tembakan energi dari X ray tube, sinar X sampel dihasilkan dari eksitasi transisi elektron pada sampel akibat tembakan energi sinar X dari secondary target.
12
XRF spectrometerEpsilon5PANalyticalmempunyai kemampuan untuk mempolarisasi energi radiasi pendar (scatter) yang datang dari X-ray tube. Radiasi sinar X dari tube menghasilkan radiasi pendar ke berbagai arah termasuk langsung ke menuju detektor, jika hal tersebut terjadi maka akan mengakibatkan tambahan intensitas dari unsur yang akan diukur dan akan sangat menyulitkan peneliti ketika menganalisis unsur yang mempunyai konsentrasi rendah.Polarisasi di XRF epsilon5PANalyticalberfungsi untuk mengurangi radiasi pendar dari X-ray tube dengan memantulkan radiasi pendar X-ray tube dengan sudut 900 sebanyak dua kali, yang pertama melalui secondary target dan kedua melalui elemen sampel seperti terlihat pada Gambar 6.
Transisi sinar-X karakteristik yang dipancarkan dari sampel ditangkap oleh detektor semikonduktor. Pada saat radiasi foton sinar X mengenai detektor akan memproduksi pasangan electron-hole pada material detektor. Jumlah elektron yang dibentuk tergantung seberapa besar energi photon yang mengenai detektor.Semakin tinggi energi radiasi photon yang datang maka semakin banyak pasangan elektron yang dibentuk. Beda potensial tinggi 1500 volt menyebabkan terbentuknya lapisan kosong (dead layer) dengan adanya lapisan kosong maka tidak akan terjadi arus listrik. Bila ada radiasi pengion sinar-X yang berasal dari sampel memasuki lapisan kosong muatan ini maka akan terbentuk ion-ion baru, elektron dan hole, yang akan bergerak ke kutub-kutub positif dan negatif. Tambahan elektron yang menuju collecting plate memberi pulsa listirk negatif yang proposional terhadap jumlah elektron yang datang akibat energi radiasi sinar-X.Pulsa listrik tersebut kemudian diperkuat dengan amplifier lalu dicacah oleh Multi Channel Analyzer (MCA) dalam nomor-nomor kanal Analog to Digital Converter (ADC) seperti terlihat pada Gambar 7 (Brouwer 2010).
13
Gambar 5.Eksitasi tidak langsung pada XRF spectrometer Epsilon5PANalytical (Brouwer 2010)
Gambar 6.Polarisasi radiasi pendar sinar-X spectrometer Epsilon5PANalytical
Gambar 7.Prinsip dasar detektor semikonduktor (Brouwer 2010)
Teknik Reseptor Model
14
kesetimbangan massa kimiawi antara sumber emisi dengan reseptor. Prinsip ini digunakan untuk mengidentifikasi unsur dan jenis sumber emisi dari partikulat udara di atmosfer (Hopke 2000). Teknik reseptor model yang digunakan para pakar untuk manajemen kualitas udara ada enam metode(De Bruin et al. 2006)yaitu:
1. Metode Multivariate adalah yang menghitung beban elemen unsur kedalam faktor-faktor yang merupakanciri khas dari elemen dan profil sumber yang diketahui. Arah angin, senyawa kimia, dll dapat dikombinasikan dengan data unsur dalam analisis faktor.Analisis multivariat tidak memerlukan informasi tentang profil sumber namun dibutuhkan sejumlah besar sampel. Identifikasi sumber memerlukan informasi di penanda spesies atau kombinasi spesies diperlukan. Namun, komposisi sumber ditentukan di lokasi reseptor biasanya tidak sama seperti di lokasi emisi.
2. Metode Factor analysis adalah menjelaskan korelasi antara dua variabel di
dalam satu bidang “scatter plot” sehingga Sebuah garis regresi kemudian dapat terbentuk untukmendeskripsikan hubungan linear antar variabel tersebut.
3. Chemical Mass Balance(CMB) adalah metode untuk mendapatkan proporsi massa tiap sumber pada suatu sampel apabila jumlah dan komposisi sumber emisi di suatu daerah terlebih dahulu telah diidentifikasi dan terukur konsentrasinya. Sehingga selanjutnya adalah menentukan konstribusi masing- masing sumber terhadap setiap sampel terukur.
4. Principal Components Analysis(PCA) adalah metode yang mirip dengan factor analysis, hanya saja metode ini dapat digunakan untuk reseptor model dengan jumlah variabel lebih dari dua variabel dalam bentuk
“scatter plot” bidang tiga dimensi.
5. Positive Matrix Factorization (PMF) adalah metode yang dikembangkan untuk memecahkan permasalahan yang ada pada model PCA sepertitidak memperhitungkan ketidakpastiandata terukur, Model PCA tidak menangani data yang hilang atau nilai-nilai di bawah batas deteksi (keduanya umum terjadi pada pengukuran lingkungan) dan analisis data yang dapat menghasilkan nilai negatif pada beberapa komponen (sumber). 6. UNMIX adalah reseptor model yang menggunakan data point geometri
yang disebut “edge” untuk identifikasi sumber pencemar. UNMIX tidak memerlukan databerat unsur seperti halnya PMF. Faktor sumber pencemar utama yangdapat diselesaikan oleh PMF dan UNMIX umumnya adalahsama.
Model Reseptor Positif Matriks Factorization (PMF)
15 karakteristik sumber emisi yang berkontribusi signifikan terhadap daya dukung lingkungan (De Bruinet al. 2006). Pendekatan pemodelan reseptor adalah untuk menentukan sejumlah besar kandungan kimia seperti konsentrasi unsur di sejumlah sampel (Hopke 2000).Interpretasi PMF didasarkan kemampuan untuk mengidentifikasi kategori sumber yang berkontribusi terhadap sampel.Analisis tipe sumber didapat berdasarkan informasi profil sumber, analisis arah angin dan data inventaris emisi(Paatero 1997).Sebuah kumpulan data kimia unsur dapat dilihat sebagai data matriks Xij dari i dengan dimensi j, di mana j sebagai konsentrasi unsur kimia terukur (µg/m3) pada sampel ke i. Tujuan dari multivariat receptor modelingPMF adalah untuk mengidentifikasi sejumlah sumber pencemar p dari identifikasi unsurPM.
Jumlah data dan unsur yang teridentifikasi tersusun dalam sebuah matriks X dengan dimensi baris adalah jumlah data sampel (i) sedangkan dimensi kolom terukur pada sampel i yang dihitung dengan menggunakan persamaan 2
(1) (2) Hasil yang diperoleh dibuat batasan agar tidak ada sampel yang memiliki kontribusi sumber yang bernilai negatif signifikan dengan cara meminimalisasi jumlah kuadrat residual kebalikan dengan estimasi error masing-masing data Q (Norris danRachelle 2014) pada persamaan 3
(3)
Unsur-Unsur Penanda dan Sumber Pencemar PM
16
bruin et al.(2006) adalah melakukan tinjauan hasil berbagai penelitian mengenai identifikasi unsur penanda yang terdapat didalam PM Sebagian hasil tinjauan tersebut terlihat pada Tabel 2 sedangkan hasilsecara lengkapdisajikan pada Lampiran 1.
Penelitian mengenai karakterisasi dan identifkasi sumber pencemar PM daerah perkotaan telah dilakukan di beberapa negara termasuk Indonesia. Laporan Europe Environmental Agency (EEA) tahun 2013 menyatakan faktor sumber emisi terbesar dari total konsentrasi PM wilayah eropa sejak tahun 2002 sampai 2011 berasal dari tungku pembakaran perumahan, komersil serta insustri. Sektor tersebut memberi kontribusi peningkatan 33%-39% untuk PM10 dan 42%-50% (EEA 2013).Pemantauan konsentrasi massaPM dan identifikasi multi unsur yang terkandung di dalamnya dapat digunakan sebagai karakterisasi jenis dan estimasi lokasi sumber pencemar. Karakterisasi sumber pencemar ditentukan dengan mengetahui komposisi unsur-unsur penanda yang menjadi ciri khas dari suatu sumber pencemar emisi polutan PM. Hasil pemantauan, karakterisasi dan estimasi lokasi sumber pencemar PM dapat digunakan sebagai dasar acuan pengendalian dan pencegahan pencemaran udara bagi para pemangku kebijakan di Kota Tangerang Selatan.
17 Tabel 2.Tinjauan unsur penanda PM oleh de Bruinet al. (2006)
Sumber Unsur Penanda Referensi
Kerak konstruksi Sc, Ce, Sm, Fe, Al Lee et al 1994; Koistinen et al.
Garam laut Cl- APEG 1999; Koistinen et al. 2004
Kelautan Na Van Born et al. 1990
Kendaraan non katalis Pb, Br Hildemann et al. 1991
Kebijakan Pengendalian Pencemaran Udara
18
Penetapan suatu kebijakan pengendalian dilakukan berdasarkan data kajian konsentrasi massa paramater pencemar udara, data kesehatan masyarakat yang terkena dampak pencemaran udara, sumber emisi pencemaran udara serta informasi atau saran dari masyarakat mengenai kualitas udara di wilayahnya.Kebijakan serta peraturan pengendalian pencemaran udara di Amerika Serikatdiatur dan diterbitkan oleh Badan Lingkungan Hidup Amerika Serikat yaitu United States Enviromental Protection Agency (US EPA). US EPA dalam halaman websitenya di http://www2.epa.gov/laws-regulations/policy-guidance mengkategorikan pengendalian sumber pencemar udara berdasarkan parameter sumber pencemar (merkuri, ozon, CO, timbal, NOx, PM, SOx) dan sumber emisinya (bergerak dan tidak bergerak).Kebijakan pengendalian emisi sumber bergerak terbagi atas kendaraanjalan aspal (kendaraan pribadi, truk kecil, bus, truk besar dan motor), non jalan aspal (pesawat, perahu motor, kapal laut, lokomotif, forklift, dan mobil salju).Peraturan tersebut berupa persyaratan mengenai bahan bakarnya, mesin serta tindakan hukum bagi pelanggar peraturan.Pengendalian Sumber tidak bergeraksebagian besar ditujukan bagi pelaku industri yang dalam alur produksinya terdapat proses peleburan, penguapan maupun pembakaran. Dapat disimpulkan kebijakan pengendalian pencemaran udara di Amerika Serikat diawali dari inventarisasi sumber pencemar, dampak pencemaran udara kesehatan terhadap masyarakat, penentuan prioritas parameter sumber pencemar, pemantauan, kebijakan atau peraturan dan sanksi hukum.
Sebagaimana negara Amerika Serikat, dasar hukum kebijakan pengendalian pencemaran udara di Indonesia adalah Undang-Undang (UU) Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup. UU Nomor 23 Tahun 1997 mengalami pembaharuan tentang jaminan kepastian hukum dan perlindungan terhadap hak setiap orang untuk mendapatkan lingkungan hidup yang baik dan sehat sebagai bagian dari perlindungan terhadap keseluruhan ekosistem. Pembaharuan UU No 23 Tahun 1997 dilakukan dengan menetapkan UU Nomor 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup. Sebagai pelaksanaan dari UU tahun 1997 tersebut khususnyamengenai pengelolaan lingkungan udara maka pemerintah membuat suatu peraturan yang tertuang di dalam PP 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Dalam PP tersebut sumber pencemar udara dikategorikan menjadi dua, yaitu sumber bergerak dan tidak bergerak. Selain itu ditetapkan pula baku mutu udara ambien bagi dua belas parameter pencemar udara salah satunya adalah PM di tambah dengan baku mutu bagi unsur timbal (Pb). Sebagai upaya untuk menjaga kualitas udara ambien dijelaskan bahwa setiap orang yang melakukan usaha dan atau kegiatan yang mengeluarkan emisi ke udara wajib mentaati baku mutu udara ambien, melakukan tindakan pencegahan dan penanggulangan pencemaran udara yang disebabkan hasil usaha atau kegiatan yang dilakukannya.
19 ketentuan-ketentuan dalam PP tersebut adalahancaman hukumpidana yang diatur dalam UU Nomor 23 Tahun 1997. Selanjutnya, Pemerintah membuat peraturan pendukung sebagai bentuk pelaksanaan PP 41 Tahun 1999, seperti Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 07 Tahun 2007 tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak Bagi Ketel Uap, Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 04 Tahun 2009 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru,Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 23 Tahun 2012 tentang Perubahan Atas Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 10 Tahun 2012 tentang Baku Mutu Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru Kategori L3, Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 4 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan Pertambangan, Keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor 3674 tahun 2006 tentang Standar Dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Minyak Jenis Bensin Yang Dipasarkan Di dalam Negeri.
20
3 METODE
Waktu dan Lokasi
Waktu penelitian dilakukan dari bulan Januari-Juni 2015.Lokasi penelitian dilakukan di Pusat Teknologi Sains dan Teknologi Nuklir Terapan–Badan Tenaga Nuklir Nasional (PSTNT-BATAN) yang beralamat di Jalan Taman sari No 71 Bandung. Waktu dan lokasi sampling telah dilakukan dari bulan Januari 2011 sampai Desember 2013 dengan lokasi sampling berada di kawasan Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi (PUSPIPTEK), Jalan Raya Puspiptek Serpong, Tangerang Selatan, Banten, Indonesia.
Sebagai dasar perkiraan sumber pencemar maka pengetahuan serta data pendukung mengenai wilayah kajian wajib dimiliki terlebih dahulu.Batas wilayah kajian perkiraan sumber pencemar lokal ditetapkan arah terjauh adalah 20 km dari titik sampling.Potensi arah sumber pencemar selain dari kontribusi lokal dapat juga berasal dari luar wilayahKota Tangerang selatan yaituKota Tangerang Bogor Barat, Kota Depok dan Jakarta Selatan seperti terlihatPada Gambar 9.
Gambar 9.Peta Administrasi Kota Tangerang Selatan
Alur Penelitian
Alur suatu penelitian adalah rangkaian atau tahapan proses kegiatan penelitian untuk mendapatkan jawaban atas tujuan penelitian. Diagram Alur penelitian mengenai kualitas udara ambien di Kota Tangerang Selatan terlihat seperti pada Gambar 10 yang akan diterangkan pada sub-sub bab berikutnya. Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data sekunder namun pemahaman akan proses sampling, peralatan, bahan dan metode yang digunakan dalam alur
21 penelitian ini patut dijelaskan dengan tujuan apabila terdapat data-data anomali maka data tersebut dapat ditelusuri sejak dari proses sampling, preparasi hingga pengukuran sehingga dapat digunakan sebagai dasar analisa untuk pengambilan keputusan mengenai data tersebut.
Alur penelitian diawali dengan pengumpulan data sekunder laludilanjutkan dengan pengamatan serta pengendalian data-data anomali hingga pengambilan keputusan perlakuan mengenai ikut atau tidaknya data tersebut dianalisis.Data sekunder yang dikumpulkan adalah konsentrasi massaserta ketidakpastian PMdanBC serta hasil identifikasi multi unsur PM periode 2011 sampai 2013 yang diperoleh dari PSTNT-BATAN Bandung. Data-data tersebut selanjutnya dianalisis dengan reseptor model PMF untuk mendapatkan karakterisasi faktor sumber pencemar.Data meteorologi yaitu arah dan kecepatan angin tahun 2013 yang didapatkan dari stasiun meteorologi BMKG di Curug-Tangerang diperlukan untuk estimasi sumber pencemar lokal dengan CPF.Estimasi lokasi sumber pencemar jauh (Transboundary Trajectory) dilakukan denganHYSPLIT model.Hasil analisis selanjutnyadigunakan sebagai dasar strategi pengendalian sumber pencemar PM.
Kualitas Parameter PM pada Udara Ambien Serpong - Kota Tangerang Selatan
Analisis:
Deskriptif Time Series PM Reconstructed Mass(RCM) Metode Conditional Probalitity Function (CPF) Transboundary Trajectory (HYSPLIT)
22
Alat dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan pada penelitian ini untuk mendapatkan data-data sekunder tersebut terbagi menjadi tiga kelompok yaitu;
1. Preparasi, peralatan utama preparasi adalah neraca mikro Mettler Toledo dengan nilai ketelitian hingga enam digit. Filter paper berbahan
polikarbonat dengan ukuran ukuran pori 8.0 μm dan diameter 47 mm disebut filter kasar serta filter halus dengan bahan dan ukuran diameter
sama mempunyai ukuran pori 0.4 μm digunakan untuk menangkap PM 2. Sampling, peralatan sampling adalah alat pencuplik GentStacked Filter
Unit Sampler (Gent SFU Sampler). Gent SFU Samplerseperti terlihat pada Gambar 11bmerupakan pencuplik DichotomousSampler dengan rangkaian alat yang terdiri dari dua bagian utama yaitu kontainer hitam dan sistem pompa vakum yang diatur dengan pengatur waktuRangkaian ini dilengkapi dengan penunjuk waktu, rotameter, penunjuk volume udara dan sebuah unit kontainer dengan stacked filter cassette (Atmodjo et al. 2011). DichotomousSampler adalah jenis pencuplik yang dapat mengumpulkan partikulat udara dengan ukuran kurang dari 2.5 µm dan partikulat dengan ukuran 2.5-10 µm. Sistem impactor stage inlet cut off point,di kepala bagian terluar kontainer hitam menyebabkan hanya debu berukuran dibawah 10 µm yang dapat masuk sedangkan debu berukuran lebih dari 10 µm jatuh terlihat pada Gambar 12 (Hopke et al. 1997). Udara yang melalui impactor stage inlet pada container hitam akan mengumpulkan partikel di filter kasar dengan ukuran 2.5-10 µm lalu kemudian udara yang telah melalui filter kasar akan terkumpul di filter halus dengan ukuran kurang dari 2.5 µm seperti terlihat pada Gambar 10. Kontainer hitam diatur ketinggiannya terhadap permukaan dengan jarak 6-20 meter dari tanah (dapat dilakukan diatas gedung) dan 1.6 m permukaan terhadap kepala kontainer (Maenhaut et al. 1993). Skema rangkaian tersebut dapat dilihat pada Gambar 11a (Hopke et al 1997). 3. Pengukuran, alat ukur yang digunakan ada tiga, yaitu neraca mikro
Mettler Toledo, Reflektometer dan XRF. Neraca mikro dan Reflektometer digunakan untuk mengukur konsentrasi massaPM dan BC sedangkan Spektrometer XRF untuk analisis konsentrasi massa multi unsur yang teridentifikasi.
(a) (b)
23
Gambar 12.Skematik dan bentuk fisik kepala kontainer hitam
Preparasi Filter dan Sampling PM
Sebelum sampling, filter kasar dan filter halus terlebih dahulu dikondisikan selama 24 jam pada ruang bersih, lalu ditimbang untuk mendapatkan berat awal.Penimbangan menggunakan neraca mikro Mettler Toledo dengan nilai ketelitian hingga enam digit.Hal tersebut dikarenakan bobot sampel yang dicuplik adalah sangat sedikit. Ruang bersih dilengkapi dengan dehumidifier dan Air Conditioner untuk mengendalikan kelembaban udara ruangan dalam rentang 40-60 % dan suhu 18-250C (Maenhautet al. 1993). Filter paper kemudian diatur dalam kaset filter dengan susunan filter kasar diletakan pada pada bagian luar atau bagian atas sedangkan filter halus bagian dalam dari kaset filter. Setelah kaset filter disusun, dilanjutkan dengan merangkai kontainer hitam serta menghubungkannya dengan Gent SFUSampler, hingga siap dipakai untuk sampling.
Hal yang perlu diperhatikan pada saat sampling adalah laju alir sampel, waktu sampling dan volume udara karena parameter tersebut berhubungan dengan perhitungan konsentrasi massa PM dan BC, Hubungan ketiga parameter tersebut terlihat pada persamaan 4.
24
Analisis data
Data yang diperoleh dalam bentuk konsentrasi massa PM, BC dan multi unsur kemudian di analisis secara deskriptif serta di visualisasikan dalam bentuk grafik, tabel, histogram dan diagram box plot. Analisa data secara deskriptif digunakan sebagai dasar untuk penentuan strategi pengelolaan pencemaran kualitas udara yang berkaitan dengan kumpulan analisis dalam bentuk ringkasan statistik (mean, median, modus, standar deviasi, dll), pola distribusi dan keterkaitan konsentrasi PM, BC dan multi unsur dalam suatu rentang waktu.Pengujian statistik secara deskriptif menggunakan bantuan perangkat lunak SPSS.Analisis uji yang digunakan terdiri dari analisi deskriptif, analisis satu arah ANOVA, uji-t dan analisis regresi-korelasi, seperti terlihat pada Tabel 3.Analisis deskriptif ini tidak sampai pada peramalan atau penarikan kesimpulan mengenai keseluruhan data yang telah dianalisis melainkan berupa gambaran data sebaran konsentrasi pencemaran udara PM serta karakterisasinya selama periode pengamatan.
Konsentrasi Massa Particulate Matter (PM)
Sampel filter dikondisikan di ruang bersih dengan kelembaban ruang 40-60 % dan suhu 18-250C selama minimal 24 jam(Maenhautet al. 1993). Perlakuan tersebut diberikan setelah proses sampling selesai dilaksanakan. Setelah itu, filter ditimbang dengan perlakuan yang sama seperti pada saat preparasi. Nilai konsentrasi massa partikulat filter halus (PM2.5) dan filter kasar (PM2.5-10)dihitungmenggunakan metode gravimetri, seperti terlihat pada persamaan 5 dan 6.Massa filter PM (M1dan M2) merupakan selisih antara massa sebelum dan sesudah sampling.
(5)
(6)
Konsentrasi Massa Black Carbon (BC)
Analisis BC menggunakan prinsip reflektansi cahaya dengan alat smokestain reflectometer. Pada Gambar 13 cahaya yang berasal dari suatu sumber cahaya / lampu dihamburkan melalui annularphotocell ke permukaan filter sampel, selanjutnya cahaya tersebut direfleksikan kembali ke photocell. Cahaya yang direfleksikan atau diserap pada filter sampel bergantung pada konsentrasi partikel, densitas, refraksi indeks dan ukuran. Nilai reflektans yang diperoleh dari filter sampel merupakan nilai yang sebanding dengan jumlah BC pada filter.Persamaan yang digunakan untuk mengukur BC terlihat pada persamaan 7.
25
- Mendapatkan pola perubahan kualitas parameter PM pada udara ambien
- Mendapatkan rata-rata, standard error, nilai tengah, variasi data konsentrasi massa PM tiap periode tahun dan berdasarkan musim - Uji-t untuk mendapatkan perbedaan antara
konsentrasi massa rata-rata PM terhadap nilai bakunya
- Uji Anova sebagai analisis variasi satu arah untuk menguji perbedaan rata-rata konsentrasi massa PM tiap tahun periode - Mendapatkan rasio perbandingan antara
konsentrasi massa rata-rata PM2.5 terhadap PM10
- Analisis keeratan hubungan antara PM2.5 terhadap PM10
- Mendapatkan rasio perbandingan antara konsentrasi massa rata-rata BCterhadap PM2.5
- Mendapatkan rata-rata, standard error, nilai tengah, variasi data konsentrasi massa masing-masing unsur
- Mendapatkan total konsentrasi massa setiap unsur dan BC
- Mendapatkan perbandingan antara
26
Identifikasi Unsur dengan XRF
Pemilihan secondary target pada XRF Epsilon5 PANalytical adalah hal yang penting untuk dapat menganalisa unsur baik secara qualitatif maupun quantitatif.Secondary target bertujuan menghasilkan sinar-X sekunder yang terpolarisasi sehingga dapat mengeluarkan elektron pada sampel dari ikatan kulit dalam dan menghasilkan sinar-X karakteristik yang ditangkap oleh detektor. Secondary target mempunyai fungsi tujuan masing-masing terhadap unsur yang akan dianalisis, sebagai contoh secondary target elemen Al berfungsi untuk menganalisis unsur Al dan Mg seperti pada ditunjukkan pada Tabel 4.
Kualitatif unsur dilakukan dengan mencocokkan puncak intensitas tertinggi sampel pada energi tertentu dengan tabel referensi yang memuat daftar energi yang berbasis unsur. Konsentrasi unsur PM dengan analisis kuantitatif dilakukan dengan terlebih dahulu membuat kurva kalibrasi unsur standar sehingga didapatkan fungsi linear Y=Bx+A antara energi (KeV) terhadap intensitas konsentrasi unsur (µg/cm2). Pada saat sampel PMdengan unsur tertentu diukur maka dengan persamaan linear tersebut dapat diketahui nilai konsentrasi dari unsurPM.
Tabel 4.Secondary target dan tujuan analisa unsurnya
27
Reconstructed Mass (RCM) dan Unsur-unsur Penanda
RCM adalah suatu metode penjumlahan konsentrasi massa setiap faktor atau komponen dimana dalam setiap komponen merupakan hasil jumlah konsentrasi massa unsur-unsur penanda dalam faktor yang teridentifikasi oleh spektroskopi XRF. Hasil tersebut kemudian dibandingkan dengan hasil pengukuran dari total konsentrasi massaPM2.5 dengan metode gravimetri(Cohen 2005). Lima komponen terbesar pembentuk PM2.5adalah BC, materi organik (OM), sulfat, garam laut (sea salt), debu tanah (Soil), dan asap (smoke). Persamaan yang diberikan adalah sebagai berikut (Cohen 2005).Unsur minor merupakan jumlah unsur-unsur lain yang berhasil teridentifikasi oleh spektrokopi XRF dan jumlahnya tidak dalam konsentrasi massaPM± 2%
Menurut Cohen (2005) beberapa hal yang berkaitan dengan unsur-unsur pembentuk garam lautdan asapadalah sebagai berikut:
1. Total kandungan garam dari air laut (salinitas) tidak hanya berupa senyawa NaCl, kandungan NaCl dalam garam laut adalah 86% dari total salinitas sedangkan unsur-unsur lain merupakan rasio komposisi relatif terhadap Na seperti (Mg/Na)=0.119, (S/Na)=0.0837, (K/Na)=0.0363, (Ca/Na)=0.0381, (Br/Na)=0.00623 dan (Sr/Na)=0.000750. Rasio tersebut dapat menentukan unsur yang bukan berasal dari garam laut (nss), unsur yang paling umum adalah unsur S dan K yang dituliskanpada persamaan 9 dan 10
[nssS] = [Stot] - 0.0837*[Na] (9)
[nssK] = [Ktot] - 0.0363*[Na] (10)
28
Karakterisasi dengan EPA Positif Matriks Factorization (PMF) 5.0
Reseptor modelPMFmemerlukan data pengukuran konsentrasi dan ketidakpastian dari unsur-unsur yang akan dipakai sebagai input model. Identifikasi sumber emisi menggunakan sistem spektroskopi sinar-X (XRF).Perhitungan nilai ketidakpastian terdiri dari dua kondisi yaitu ketidakpastian yang dihitung apabila nilai konsentrasi massa PM lebih kecil atau sama dengan nilai limit deteksinya (≤ MDL) maka persamaan 11 digunakan namun apabila lebih besar ( > MDL) maka dihitung dengan persamaan 12.
Konsentrasi massa dan ketidakpastian setiap unsur disusun menjadi dua data matriks dalam dua file terpisah dengan format baris dan kolom yang sama. Dua file terpisah data matriks tersebut dilakukan dengan bantuan perangkat lunak Microsoft Excel. EPA PMF 5.0 dapat menerima file input dengan format accepts tab-delimited (.txt), comma-separated value (.csv), dan excel workbook (.xls or .xlsx). Kesesuaian data input mengenai tanggal sampling serta jumlah kolom dan baris pada kedua file antara data konsentrasi dengan ketidakpastian merupakan kewajiban yang harus dipenuhi seperti terlihat pada Gambar 14. Nilai negatif dan nol tidak diperkenankan pada data input ketidakpastian.
(11) (12)
Sofware EPA PMF 5.0 membutuhkan pengaturan nilai kekuatan dari masing-masing unsur yang disebut signal to noise ratio (S/N). Tiga kategori yang dapat diberikan untuk pengaturan input nilai S/N adalah bad, weak dan strong seperti terlihat pada Gambar 15. Kategori bad memberikan makna bahwa unsur tersebut tidak berpengaruh terhadap profil faktor yang akan diidentifikasi sehigga dikeluarkan dari model analisisnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan kategori S/N adalah mempertimbangkan keberadaan sumber-sumber yang dapat memberikan kontribusi terhadap unsur berdasarkan profil diukur, kemampuan melacak unsur di sumber titik kurang berdampak, jumlah sampel yang hilang atau di bawah batas deteksi, kemampuan analisis pembentukan unsur, dan reaktivitas unsur.
Gambar 14.Input data matriks EPA PMF 5.0
Tanggal, Jumlah baris dan Kolom Dua Input data matriks HARUS SAMA
29
Gambar 15.Input S/N pada masing-masing unsur
Estimasi Lokasi Sumber Pencemar
Estimasi lokasi sumber pencemar lokal dilakukan dengan cara menggabungkan data konsentrasi massa faktor sumber tercemar yang terbentuk dari reseptor model PMF terhadap data meteorologi arah dan kecepatan angin pada periode jam seperti terlihat pada Gambar 16. Analisis kedua data tersebut menggunakan metode CPF dengan bantuan perangkat lunak microsoft excel. Metode CPF adalah membagi jumlah kejadian pada arah angin tertentu (M∆Ɵ) dengan kontribusi 25% konsentrasi massa terbesar faktor dengan arah dan kecepatan angin diatas 1 m/s terhadap total konsentrasi massa faktor pada arah (n∆Ɵ) dan kecepatan angin yang lebih besar dari 1 m/s seperti pada persamaan 13. Hasil analisis CPF di bentuk dalam plot radar seperti pada Gambar 17. kemudian di overlay kedalam peta lokasi titik sampling.
30
Konsentrasi massa faktor sumber pencemar Data Meteorologi
Gambar 16.Input data pengolahan estimasi lokasi metode CPF
