Analisis Konsentrasi SO2 dan CO menggunakan model Gaussian Line Source di udara ambien (studi kasus: Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas)

(1)

ANALISIS KONSENTRASI SO2 DAN CO MENGGUNAKAN

MODEL

GAUSSIAN LINE SOURCE

_{DI UDARA AMBIEN}

(Studi Kasus : Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas)

TUGAS AKHIR

RIDWAN S SAMOSIR

130407030

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

ABSTRAK

Kota Medan merupakan salah satu kota metropolitan dengan peningkatan jumlah penduduk ± 0,88% /Tahun. Peningkatan jumlah penduduk tersebut menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah kendaraan bermotor sebesar 10% /Tahun. Apabila prasarana jalan tidak memadai maka peningkatan jumlah kendaraan bermotor akan menimbulkan kemacetan. Kemacetan kendaraan bermotor menyebabkan penurunan kualitas udara ambien. Parameter SO2 dan CO merupakan polutan yang dihasilkan dari

kendaraan bermotor. Keberadaan polutan ini berdampak buruk pada lingkungan dan manusia.

Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengukur konsentrasi SO2 dan CO di Pintu

Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas, menganalisis konsentrasi SO2 dan CO di

Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas dengan pemodelan Gaussian Line Source, menganalisis perbandingan hasil perhitungan Konsentrasi SO2 dan CO dengan

model Gaussian Line Source terhadap pengukuran serta validasi antara pengukuran dan perhitungan konsentrasi SO2 dan CO menggunakan model Gaussian Line Source

Hasil pengukuran kualitas udara ambien roadside di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas konsentrasi CO dan SO2 masih memenuhi baku mutu udara ambien

menurut PP No. 41 Tahun 1999. konsentrasi CO tertinggi di Pintu Tol Tanjung Morawa adalah 447,06 µg/m3 dan di Pintu Tol Amplas adalah 389,54 µg/m3 sedangkan konsentrasi SO2 tertinggi di Pintu Tol Tanjung Morawa adalah 97,7 µg/m3 dan di Pintu

Tol Amplas adalah 62,51 µg/m3_{. Berdasarkan hasil perhitungan menggunakan model}

Gaussian Line Source, konsentrasi CO tertinggi di Pintu Tol Tanjung Morawa adalah 263,16 µg/m3 dan di Pintu Tol Amplas adalah 258,16 µg/m3 sedangkan konsentrasi SO2

tertinggi di Pintu Tol Tanjung Morawa adalah 1,64 µg/m3 dan di Pintu Tol Amplas adalah 1,32 µg/m3. hasil uji validasi dengan IOA, NMSE, FB, dan Fa2, model Gaussian

Line Source dapat diterapkan di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas untuk parameter CO. Sementara itu model Gaussian Line Source tidak dapat diaplikasikan untuk parameter SO2 di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol

Amplas.

(3)

ABSTRACT

Medan city is one of metropolitan city with increasing of population ± 0,88% /year. This increase in population causes an increase in the number of motor vehicles by 10% /year. If the road infrastructure is inadequate, So the increase in the number of motor vehicles will cause congestion. Motor vehicle congestion causes a decrease in ambient air quality. Parameters SO2 and CO were generated pollutants from motor vehicles. The

presence of these pollutants were bad for the environment and people.

The purpose of this study was to measure the concentration of SO2 and CO at Toll Gate

Tanjung Morawa and Amplas Toll Gate, analysis the concentration of SO2 and CO at

Toll Gate Tanjung Morawa and Amplas Toll Gate by modeling the Gaussian Line Source, analysis comparative calculation results Concentration of SO2 and CO with

Gaussian models Line Source on the measurement and validation of measurement and calculation of the concentration of SO2 and CO using Gaussian models Line Source

The measurement results of roadside ambient air quality in Tanjung Morawa Toll Gate and Amplas Toll Gate concentration of CO and SO2 still below ambient air quality

standards according to PP 41 of 1999. The highest CO concentration in Tanjung Morawa toll gate was 447.06 µg/m3_{and at the Amplas toll gate was 389.54 µg/m}3,_while

the highest concentration of SO2 in Tanjung Morawa toll gate was 97.7 µg/m3 and at

validation test results with IOA, NMSE, FB, and Fa2, Line Source Gaussian model can

be applied in Tanjung Morawa and Amplas Toll Gate for parameter CO. Meanwhile

Line Source Gaussian model can not be applied for parameter SO2 in Tanjung Morawa

toll gate and Amplas Toll Gate.

(4)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan Berkat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal

tugas akhir yang berjudul “Analisis Konsentrasi SO2 dan CO menggunakan model

Gaussian Line Source di udara ambien (studi kasus: Pintu Tol Tanjung Morawa dan

Pintu Tol Amplas)”.

Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Ir. Netty Herlina, S.T., M.T selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ivan Indrawan,S.T., M.T selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir Program

Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Isra’Suryati,S.T., M.si selaku dosen pembimbing II Tugas Akhir Program Studi

Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Kak Yani Simamora, S.H dan Ibu Gesti yang telah membantu dalam administrasi

ke instansi terkait.

5. Pihak PT.Jasa Marga,Tbk yang telah memberikan data sekunder yang diperlukan

dalam penyelesaian tugas akhir ini.

6. Pihak BMKG sampali terkhusus Pak Hendri yang telah mendukung serta

memberikan data sekunder yang diperlukan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

7. Orangtua serta abang, kakak, dan adik saya yang telah memberikan dukungan baik

materil maupun spiritual.

8. Abangda Andika Pinem, Ian Tarigan serta senior lainnya dan Wendy, Ivana,

Christian, Yahya, Samuel, Kardo, Reza, Angga dan kawan-kawan yang lainnya

yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberi dukungan dan

semangat dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan yang harus diperbaiki,

untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari

(5)

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca

dan pihak-pihak lain yang berkepentingan.

Medan, April 2017

(6)

DAFTAR ISI

1.2 Rumusan Masalah ... I-5

1.3 Tujuan Penelitian ... I-5

1.4 Ruang Lingkup ... I-5

1.5 Manfaat Penelitian ... I-6

1.6 Sistematika Penulisan ... I-6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1

2.1 Ruang Lingkup Pencemaran Udara ... II-1

2.1.1 Definisi Pencemaran Udara ... II-1

2.1.2 Sumber Pencemaran Udara ... II-2

2.1.3 Zat Pencemaran Udara ... II-3

2.1.4 Dampak Pencemaan Udara ... II-4

2.2 Sulfur Dioksida (SO2) ... II-5

2.2.1 Karakteristik Sulfur Dioksida (SO2) ... II-5

2.2.2 Sumber Sulfur Dioksida (SO2) ... II-5

2.2.3 Dampak Sulfur Dioksida (SO2) ... II-5

2.3 Karbonmonoksida (CO) ... II-6

(7)

2.3.2 Sumber Karbonmonoksida (CO) ... II-7

2.3.3 Dampak Karbonmonoksida (CO) ... II-7

2.4 Faktor Yang Mempengaruhi Pencemaran Udara ... II-8

2.4.1 Sumber emisi ... II-8

2.4.2 Meteorologi ... II-8

2.4.3 Tataguna lahan/Topografi ... II-9

2.5 Pencemaran Udara Dari Transportasi ... II-9

2.5.1 Lalu Lintas ... II-9

2.5.2 Prasarana Jalan ... II-10

2.6.Pemodelan Matematis Dispersi Polutan ... II-10

2.6.1 Model Dispersi Gauss ... II-10

2.6.2 Model Gaussian Line source ... II-11

2.7 Uji Validasi ... II-14

2.8 Baku Mutu Udara Ambien (BMUA) ... II-15

2.9 Pengendalian Pencemaran Udara ... II-15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... III-1

3.1 Kerangka Penelitian ... III-1

3.2 Lokasi dan Waktu ... III-3

3.2.1 Lokasi ... III-3

3.2.2 Waktu ... III-6

3.3 Variabel Penelitian ... III-7

3.4 Alat penelitian ... III-7

3.5 Metode Pengumpulan Data ... III-8

3.6 Metode Analisis Data ... III-10

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... IV-1

4.1 Kondisi Jumlah Kendaraan di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Amplas ... IV-1

4.2 Kondisi Meteorologis Wilayah Kajian ... IV-3

(8)

4.2.2 Kestabilan Atmosfer... IV-5

4.3 Kualitas Udara Ambien Roadside ... IV-6

4.3.1 Konsentrasi Karbon Monoksida (CO) di Pintu Tol Tanjung Morawa

dan Pintu Tol Amplas ... IV-6

4.3.2 Konsentrasi Sulfur Dioksida (SO2) di Pintu Tol Tanjung Morawa

4.4 Analisis Hasil Model Gaussian Line Source ... IV-9

4.4.1 Konsentrasi Karbon Monoksida (CO) dengan Menggunakan Model

Gaussian Line Source ... IV-9

4.4.2 Konsentrasi Sulfur Dioksida (SO2) dengan Menggunakan Model

Gaussian Line Source ... IV-11

4.5 Perbandingan Hasil Pengukuran Roadside dengan Hasil Perhitungan

Menggunakan Model Gaussian Line Source di Pintu Tol Tanjung Morawa

4.5.1 Konsentrasi Karbon Monoksida (CO) di Pintu Tol Tanjung Morawa

4.5.2 Konsentrasi Sulfur Dioksida (SO2) di Pintu Tol Tanjung Morawa

4.6 Validasi Pemodelan Gaussian Line Source di Pintu Tol Tanjung Morawa

4.6.1 Validasi Hasil Pemodelan CO (Karbon Monoksida) di Pintu Tol

Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas ... IV-18

4.6.2 Validasi Hasil Pemodelan SO2 (Sulfur Dioksida) di Pintu Tol

BAB V Kesimpulan dan Saran ... V-1 5.1 Kesimpulan ... V-1

5.1 Saran ... V-2

DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Model Gaussian Point Source ... II-11

Gambar 2.2 Model Gaussian Line Source ... II-12

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... III-2

Gambar 3.2 Lokasi Jalan Tol Belmera ... III-3

Gambar 3.3 Jumlah Kendaraan Yang Melewati Jalan Tol Belmera ... III-4

Gambar 3.4 Lokasi Sampling 1... III-5

Gambar 3.5 Lokasi Sampling 2... III-6

Gambar 3.6 Skema Impinger ... III-9

Gambar 4.1 Jumlah Kendaraan Berbahan Bakar Bensin di Pintu Tol Amplas

dan Pintu Tol Tanjung Morawa ... IV-2

Gambar 4.2 Jumlah Kendaraan Berbahan Bakar Solar di Pintu Tol Amplas dan

Pintu Tol Tanjung Morawa... IV-3

Gambar 4.3 Arah dan Kecepatan Angin Dominan ... IV-4

Gambar 4.4 Hasil Pengukuran Konsentrasi CO ambien roadside di Pintu Tol

Gambar 4.5 Hasil Pengukuran Konsentrasi SO2 ambien roadside di Pintu Tol

Gambar 4.6 Hasil Perhitungan Konsentrasi CO Menggunakan Model Gaussian

Line Source di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas ... IV-11

Gambar 4.7 Hasil Perhitungan Konsentrasi SO2 Menggunakan Model Gaussian

Line Source di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas ... IV-14

Gambar 4.8 Perbandingan Konsentrasi CO Ambien roadside dengan

Konsentrasi CO Model Gaussian Line Source di Pintu Tol

Tanjung Morawa ... IV-15

Gambar 4.9 Perbandingan Konsentrasi CO Ambien roadside dengan Konsentrasi

(10)

Gambar 4.10 Perbandingan Konsentrasi SO2 Ambien roadside dengan Konsentrasi

SO2 Model Gaussian Line Source di Pintu Tol Tanjung MOrawa ... IV-17

Gambar 4.11 Perbandingan Konsentrasi SO2 Ambien roadside dengan Konsentrasi

(11)

DAFTAR RUMUS

Persamaan (2.1) Rumus Model Dispersi Gauss Point Source secara umum ... II-11

Persamaan (2.2) Rumus Model Gaussian line source ... II-12

Persamaan (2.3) Rumus Menghitung Laju Emisi ... II-12

Persamaan (2.4) Rumus Menghitung Koefisien Dispersi ... II-13

Persamaan (2.5) Rumus Perhitungan Index of Agreement (d) ... II-14

Persamaan (2.6) Rumus Perhitungan Normalized Mean Square Error (NMSE) ... II-14

Persamaan (2.7) Rumus Perhitungan Fractional Bias (FB) ... II-14

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Hasil Pengukuran Konsentrasi SO2 di Stasiun TVRI Kota Medan ... I-1

Tabel 1.2 Hasil Pengukuran Konsentrasi SO2 Gerbang Tol Belmera Kota Medan ... I-2

Tabel 1.3 Studi Penelitian Terdahulu ... I-8

Tabel 2.1 Dampak Pencemaran Udara Terhadap Kesehatan Manusia ... II-4

Tabel 2.2 Dampak SO2 Pada Kesehatan Manusia ... II-6

Tabel 2.3 Efek terbentuknya COHb dalam darah ... II-7

Tabel 2.4 Kelas Kestabilan Pasquill ... II-9

Tabel 2.5 Faktor Emisi Kendaraan Mobil Berbahan Bakar Bensin dan Solar ... II-12

Tabel 2.6 Konstanta Untuk Menghitung Koefisien Dispersi... II-13

Tabel 3.1 Kualitas Udara di Jalan Tol Belmera ... III-4

Tabel 3.2 Jadwal Kegiatan Sampling ... III-6

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir ... IV-1

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Peraturan Pemerintah No.41 Tahun 1999 Tentang Baku Mutu Udara

Ambien.

Lampiran 2 : SNI-19-7119-9-2005 Tentang Lokasi Sampling Roadside.

Lampiran 3 : Jumlah Kendaraan Bermotor di Jalan Tol Belmera.

Lampiran 4 : SNI-19-7119-7-2005 Tentang Uji Kadar SO2.

Lampiran 5 : Hasil pengukuran Jumlah Kendaraan bensin dan Solar di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Pintu Tol Amplas.

Lampiran 6 : Intensitas Penyinaran Matahari Rata-rata Bulanan Tahun 2012-2016.

Lampiran 7 : Hasil Sampling Roadside di Pintu Tol Tanjung Morawa dan Amplas.

Lampiran 8 : Lembar Kegiatan Asistensi