http://jurnal.fkip.uns.ac.id/index.php/jkpk
ISSN 2503-4154 (online)
174
KARAKTERISTIK TEMPORAL PENCEMAR UDARA AMBIEN DI
KOTA SURABAYA
Dessy Gusnita1
1 Kelompok Lingkungan Atmosfer, LAPAN, Bandung, Indonesia
Telp/ Fax : (022) 6037445/ (022) 6037443,email: nitagusnita@gmail.com
Received: 20 September 2016 Accepted: December 1, 2016 Online Published: December 30, 2016
ABSTRAK
Kualitas udara ambien di Surabaya telah dimonitoring secara komprehensif untuk memberikan informasi kepada masyarakat mengenai kualitas udara di kota Surabaya. Monitoring konsentrasi polutan udara CO, NO2, SO2, O3, dan PM10 dilakukan dengan
menggunakan perangkat AQMS monitoring yang ditempatkan di titik pengamatan di kota Surabaya. Data-data polutan tersebut selanjutnya di analisis untuk mendapatkan pola perilaku polutan temporal yang dikaji berdasarkan kelompok musiman yaitu musim hujan, musim peralihan dan musim kering, selain itu pula dilakukan korelasi antar polutan dengan parameter meteorology untuk menganalisis keterkaitan polutan dengan parameter meteorologi selama tahun 2010. Hasil menunjukkan bahwa konsentrasi rata-rata maksimum polutan NOx, CO, SO2,
and PM10 terjadi pada musim pancaroba pada bulan Maret-Mei, hal ini diduga karena tingginya emisi pada musim peralihan, rendahnya kecepatan angin, tingginya kelembaban relatif (RH). Dan minimum konsentrasi ditemukan pada bulan Juli atau Agustus yang disebabkan oleh tingginya presipitasi atau degradasi fotokimia. Pola konsentrasi polutan selama 24 jam menunjukkan bahwa ke-lima polutan memiliki karakteristik masing-masing yang spesifik. Polutan PM10 memiliki peak pada siang hari, CO dan NOx menunjukan 2 peak yaitu pagi hari dan pukul 20.00 malam hari, ozon memiliki hanya 1 peak pada siang hari dan SO2 memiliki
peak pada sekitar pukul 08.00 WIB pagi hari. Sementara untuk konsentrasi rata-rata polutan
menunjukkan pola konsentrasi polutan NOx dan CO memiliki konsentrasi yang lebih tinggi pada musim peralihan (MAM), sedangkan polutan PM10, SO2 dan O3 memiliki konsentrasi
tertinggi pada musim kering (JJA).
Kata Kunci: Polusi udara, konsentrasi CO, NOx, SO2, PM10, Ozon
ABSTRCT
Ambient air quality in Surabaya has monitored comprehensively to inform the public about air quality in the city of Surabaya. Monitoring the concentration of air pollutants CO, NO2, SO2, O3 and PM10 AQMS done using monitoring devices placed in an observation point in the city of Surabaya. Data pollutants are then analyzed to obtain a pattern of behavior of pollutants temporal being studied by a group of seasonal, rainy season, transitional season and the dry season, but it also made the correlation between the pollutants with parameter meteorology to analyze the relationship pollutants with meteorological parameters during the year 2010. the results showed that the average concentration of maximum pollutant NOx, CO, SO2, and PM10 occurs in the transition season in the months of March to May, it is suspected because of the high emissions in transitional seasons, low wind speed, high relative humidity (RH). And the minimum concentration was found in July or August due to higher precipitation or photochemical degradation. The pattern of pollutant concentrations for 24 hours showed that all five pollutants has the characteristics of each specific. Pollutants PM10 has a peak at noon, CO
and NOx showed two peaks, namely the mornings and evenings at 20:00, ozone has only one peak at noon and SO2 have a peak at about 08.00 pm morning. As for the average concentration of pollutants shows the pattern of concentration of pollutants NOx and CO have a higher concentration in the transitional seasons (MAM), while the pollutants PM10, SO2 and O3 has the highest concentration in the dry season (JJA).
Keywords: air pollution, the concentration of CO, NOx, SO2, PM10, Ozone
PENDAHULUAN
Polusi udara terjadi bersamaan dengan peningkatan aktivitas manusia,dan hal ini telah menyita perhatian dunia selama beberapa dekade belakangan ini [1]. Dampak pencemaran udara memberikan efek negatif bagi kesehatan manusia dengan terjadinya berbagai jenis penyakit antara lain lain asma, cardio vascular dan paru-paru [2]. Kejadian hujan asam yang disebabkan tingginya konsentrasi SO2 dan
NO2 juga membawa dampak yang serius
terhadap ekosistem pH air menjadi asam, tanah menjadi asam [3]. Karena begitu banyaknya dampak yang ditimbulkan oleh polusi udara, maka penelitian karakteristik polutan udara ambien masih sangat dibutuhkan untuk melaksanakan pengu-kuran yang efektif dalam memitigasi pence-maran udara khususnya di wilayah per-kotaan.
Surabaya sebagai kota terbesar kedua di Indonesia tentunya telah cukup lama mengalami pencemaran udara yang cukup serius baik yang bersumber dari industri, transportasi serta domestik [4] .De-ngan perkemba.De-ngan kota Surabaya yang semakin pesat serta pertambahan populasi yang tinggi tentunya memberi pengaruh besar terhadap kualitas udara di wilayah ini. Sejauh ini pemerintah kota Surabaya cukup memberikan perhatian serius untuk mengur-angi polutan udara di kota Surabaya dengan
cara melakukan monitoring secara kompre-hensif terhadap lima parameter pencemar udara yaitu NOx, SO2, PM10, CO dan ozon.
Ke-lima pencemar udara tersebut telah dipantau dengan menggunakan alat peman-tau kualitas udara AQMS (Air Quality Monitoring System) yang tersebar di bebe-rapa wilayah pemantauan di kota Sura-baya[5].
Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengkaji pola/perilaku polutan udara di kota Surabaya selama tahun 2010 yang terdiri dari NOx, SO2, PM10, CO dan ozon
ser-ta beberapa parameter meteorologi yang terkait antara lain arah dan kecepatan angin serta kelembaban relatif yang berpe-ngaruh terhadap konsentrasi polutan di Surabaya.Dari kajian tersebut diharapkan dapat memberi masukan kepada pemerin-tah kota Surabaya agar melakukan program mitigasi pencemar udara dengan lebih efi-sien dan intensif.
METODE PENELITIAN
Pada makalah ini penulis menggu-nakan data sekunder yang bersumber dari BPLH Kota Surabaya selama periode bulan Januari hingga bulan Desember tahun 2010, yang terdiri dari data konsentrasi polutan udara ambien karbonmonoksida (CO), Nitro-gen oksida (NOx), Sulfur dioksida (SO2),
Ozon (O3) dan debu (PM10). Data-data
polutan udara dari 5 parameter polutan di-sertai data meteorologi yaitu arah dan kece-patan angin serta data kelembaban relatif (RH). Data-data polutan tersebut selan-jutnya diolah menggunakan program Excel, sedangkan pengolahan data meteorologi (arah dan kecepatan angin) menggunakan software Wind Rose.
Tabel 1 berikut ini menunjukkan meto-de/ system kerja yang mendasari pengu-kuran polutan udara menggunakan instru-men AQMS.
Tabel 1. Alat pemantau kualitas udara
AQMS (Air Quality Monitoring System) [6]
_______
Pollutant Metode
NOx, NO2Chemiluminescence
SO2 Pulse fluorescence (UV)
CO Non-dispersiveIR photometry
Ozone (O3) UV photometry
PM10 Beta Gauge
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Variasi Konsentrasi polutan udara ambien 24 Jam di kota Surabaya
Analisis data konsentrasi polutan ambien di kota Surabaya dilakukan secara temporal dengan mengelompokkan data polutan menjadi 3 musim yaitu musim hujan, musim musim peralihan dan musim kering. Penge-lompokkan ini dimaksudkan untuk menga-nalisa pola polutan selama 24 jam maupun pola konsentrasi rata-rata harian polutan selama ketiga musim tersebut. Gambar 3.1menyajikan hasil analisa lima parameter pencemar udara di kota Surabaya selama
periode bulan Januari hingga Desembe
r
tahun
2010.Gambar 1 Pola Konsentrasi udara ambien selama 24 jam di kota Surabaya untuk musim kering musim peralihan dan musim hujan tahun 2010
Dari Gambar 1 dapat dipelajari pola perilaku yang spesifik dan unik polutan NOx, CO, SO2, and PM10 dan ozon selama 24
jam. Kondisi kualitas udara ambien selama 24 jam utamanya dipengaruhi oleh emisi di-urnal dan temperatur atau radiasi sinar matahari. Di kota Surabaya variasi harian dari emisi umumnya dihasilkan oleh emisi dari kendaraan bermotor. Untuk polutan CO dan NOx terdapat 2 puncak kepadatan ken-daraan selama terjadinya kepadatan arus lalu lintas yaitu: puncak di pagi hari (pukul 06.30 WIB-09.00 WIB) dan puncak/peak ke-dua saat sore hari saat selesai bekerja (pukul 16.00-20.00 WIB). Selama musim kemarau (Juni-Juli-Agustus) konsentrasi po-lutan yang tertinggi adalah PM10 dan SO2.
Sementara konsentrasi PM10/debu yang tinggi pada musim kemarau disebabkan karena rendahnya curah hujan yang terjadi pada musim kering, sehingga konsentrasi debu semakin meningkat.Selain itu rendah-nya curah hujan mengurangi proses
Ka-rakteristik polutan PM10 memiliki 1 puncak/
peak yang spesifik pada jam 09.00-14.00
WIB pagi hingga siang hari. Sedangkan menurut Wang di wilayah China umumnya
peak polutan PM10 terjadi kira-kira jam
07.00-09.00 WIB[1]. Berdasarkan arah angin (dari Gambar 3.3) diketahui umumnya pada musim kemarau angin bertiup dari Timur kota Surabaya yang merupakan wilayah industri. Polutan udara yang menun-jukkan konsentrasi tertinggi saat musim peralihan adalah ozon, NOx dan CO. Tinggi-nya konsentrasi ozon saat musim peralihan berkaitan dengan aktivitas matahari yang merupakan sumber pembentukan polutan ozon di udara ambien. Dan biasanya pem-bentukan ozon ini dipicu oleh konsentrasi polutan CO dan NOx di udara.Ozon terben-tuk pada atmosfer rendah (groundlecvel) oleh serangkain reaksi kimia kompleks termasuk dipicu oleh adanya volatile organic compounds (VOC) dan NOx dengan keha-diran sinar matahari. Karena itu pem-bentukan ozon dipacu oleh sinar matahari dan adanya emisi yang menghasilkan VOC dan NOx (misalnya dari kendaraan bermo-tor) [6].
Hanya terdapat 1 peakpolutan ozon yang terjadi pada jam 12.30-13.00 WIB dimana hal ini terkait dengan tingginya aktivitas matahari. Sedangkan polutan NOx memiliki 2 peak/puncakyang umumnya terja-di pada jam 06.00 hingga 07.00 WIB pagi hari dan saat malam hari dari jam 18.30-22.30 WIB. Begitu pula pola polutan CO memiliki karakteristikkhusus yaitu memiliki 2
peak saat pagi hari yaitu jam 06.00-09.00,
dan jam 18.00-20.00 WIBdi malam hari.
b. Rata-rata harian polutan udara ambien di Kota Surabaya
Variasi musiman konsentrasi polu-tan pada setiap menunjukkan variasi musi-man berbeda dan disajikan pada Gambar .2 berikut ini.
Gambar 2 Tren Konsentrasi Rata Rata-polutan Harian Di Kota Surabaya Selama Musim Hujan Dan Musim Kering 2010
Untuk melihat variasi musiman, selama bulan Januari-Desember tahun 2010 data dibagi menjadikelompok 3 musim yaitu musim hujan bulanDesember-Januari-Feb-ruari, musim peralihanbulan Maret-April-Mei dan musim kering bulan Juni-Juli-Agustus. Sebagaimana disajikan pada Gambar 2 akibat pengaruh emisi, kecepatan angin serta kelembaban relatif, konsentrasi rata-rata polusi udara di Surabaya tertinggi pada musim peralihan adalah NOx, CO dan Ozon, sedangkan untuk polutan SO2 dan
PM10 memiliki konsentrasi tertinggi pada musim kering.
a. Musim Hujan b. Musim Peralihan c. Musim kering NORTH SOUTH WEST EA ST 5% 10% 15% 20% 25% WIND SPEED (m/s) >= 11.1 8.8 - 11.1 5.7 - 8.8 3.6 - 5.7 2.1 - 3.6 0.5 - 2.1 Calms: 29.17% NORTH SOUTH WEST EA ST 8% 16% 24% 32% 40% WIND SPEED (m/s) >= 11.1 8.8 - 11.1 5.7 - 8.8 3.6 - 5.7 2.1 - 3.6 0.5 - 2.1 Calms: 0.00% NORTH SOUTH WEST EA ST 7% 14% 21% 28% 35% WIND SPEED (m/s) >= 11.1 8.8 - 11.1 5.7 - 8.8 3.6 - 5.7 2.1 - 3.6 0.5 - 2.1 Calms: 4.17%
Gambar 3 Arah Kecepatan Angin Kota Surabaya Pada Musim Hujan Peralihan, dan Kering 2010
Data arah angin pada gambar 3 me-nunjukkan bahwa pada musim hujan angin bertiup dari Barat menuju ke Timur kota Surabaya. Sedangkan pada musim kering angin dominan bertiup dari Timur menuju ke Barat. Saat musim kering terjadi pening-katan konsentrasi polutan musiman ozon, SO2 dan PM10, hal ini diduga berasal dari
kawasan industri yang berada di Timur kota Surabaya yang membawa polutan ke kota tersebut. Kecepatan angin pada musim keri-ng umumnya lemah dekeri-ngan kecepatan 0,5 m/detik-2,1 m/detik sehingga polutan udara khususnya PM10, ozon dan SO2
teraku-mulasi di udara ambien, sehingga hal ini meningkatkan polutan tersebut pada musim kering[7]. Sedangkan saat musim peralihan kecepatan angin cukup kuat mencapai 11 m/detik, hal ini tentunya sangat berpengaruh terhadap kenaikan konsentrasi polutan. Di-samping itu tingginya konsentrasi beberapa polutan yaitu NOx, CO juga dipengaruhi oleh kelembaban relatif (RH) yang mencapai nilai 85% pada musim peralihan.
Gambar 5 menyajikan korelasi Antara RH (%) dengan konsentrasi polutan-polutan di udara ambien. Gambar 2 menun-jukkan rendahnya konsentrasi CO dipenga-ruhi low washout, sehingga reaksinya de-ngan OH akan menurunkan jumlah CO di udara saat musim kemarau[8].
(a) CO dan RH (b) NOx dan RH (c) PM10 dan RH
(d) SO2 dan RH (e) ozondan RH
.
Gambar 4. Korelasi polutan udara ambien dengan Kelembaban relative (RH) di Surabaya tahun 2010Gambar 5. menyajikan korelasi Antara RH (%) dengan konsentrasi polutan-polutan di udara ambien
Hasil korelasi menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang kuat antara RH
dengan konsentrasi polutan. Hubungan RH dengan polutan udara ambien di Surabaya menunjukkan hubungan yang positif, kecuali ozon. Atau dengan kata lain jika RH me-ningkat maka konsentrasi polutan udara juga meningkat, kecuali untuk polutan ozon. Hal ini disebabkan karena tingginya RH dapat membantu reaksi pembentukan par-tikel sekunder di atmosfer [9,10].
Karena kecepatan angin yang cukup kuat saat musim peralihan, disertai dengan tingginya RH, sehingga kedua faktor ter-sebut semakin meningkatkan konsentrasi polutan (CO,NOx, SO2 dan PM10) di kota
Surabaya dengan sumber utama polu-tannnya berasal dari transportasi dan kegiatan industri.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis data musiman polutan udara ambien di kota Surabaya, maka disimpulkan bahwa konsentrasi mak-simum polutan NOx, CO, terjadi pada musim pancaroba bulan Maret-April-Mei, dan konsentrasi maksimumozon, SO2dan
PM10 terjadi pada musim kering (Juni-Juli-Agustus). Berdasarkan kajian tersebut diha-rapkan pemerintah setempat dapat mela-kukan antisipasi untuk mencegah dampak yang ditimbulkan oleh peningkatan polutan pada bulan-bulan tersebut.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada BPLH kota Surabaya khususnya kepada Mas Dwi yang telah mensupport data yang kami butuhkan.
DAFTAR RUJUKAN
[1] An, J.L., Wang, Y.S., Li, X. and Sun, Y, 2008, Characteristics of Atmospheric O3 and NOx
Concentrations in the Urban Area,
Ecol. Environ. 17, 1420
[2] Atkinson, R. (2000). Atmospheric Chemistry of Vocs and NOx. Atmos.
Environ. 34, 2063.
[3] Chan, C.K. and Yao, X. 2008, Air Pollution in Mega Cities in China.
Atmos. Environ. 42, 1–42.
[4] Profil kota Surabaya, 2012, sarana Transportasi.
[5] Surabaya Dalam Angka, 2011, Sektor Industri.
[6] Célia Alves, Mário Tomé Assessment of Air Quality in Viana do castelo, portugal, 2007, in the scope of the polis Programme Quim. Nova, 7,
1555
[7] Tiwari, S., Pandithurai, G., Attri, S.D., Srivastava, A.K., Soni, V.K., Bisht, D.S., Kumar, V.A. and Srivastava, M.K, 2015, Aerosol Optical Properties and Their Relationship with Meteorological Parameters during Wintertime in Delhi, India. Atmos.
Res. 153, 465–479.
[8] StockwellW and Calvert, J.G, 1983, The Mechanisme HO-SO2 reaction,
Atmos. Environ, 17, 2231-2235
[9] Cheng, S.Y., Lang, J.L., Zhou, Y., Han, L.H., Wang, G. and Chen, D.S, 2013, A New Monitoring – Simulation-Source Apportionment Approach for Investigating the Vehicular Emission Contribution to the PM2.5 Pollution in Beijing, China. Atmos. Environ. 79, 308–316
[10] Abhishek Gaur, S. N. Tripathi, V. P. Kanawade, Vinod Tare & S. P. Shukla, 2014, Four-year measurements of trace gases (SO2,
NOx, CO, and O3) at an urban
location, Kanpur, in Northern India, Atmos. Chem, 71,
