Pengantar Pelatihan Pemantauan Kualitas Udara Ambien. Breathe Easy, Jakarta 20 Maret 22 Maret 2012

“Breathe Easy, Jakarta”

20 Maret – 22 Maret 2012

Pengantar Pelatihan Pemantauan

Kualitas Udara Ambien

Selamat Datang!

•

Para instruktur

–

Ed Carr, ICF International

–

Seth Hartley, ICF International

–

Rakhi Kasat, U.S. EPA

•

Aturan dasar

•

Sasaran pelatihan

•

Pembagian materi pelatihan

•

Pastikan untuk mendaftar

•

Perkenalan peserta

Hari Pertama

•

_{Sesi 1: Gambaran dan pengantar pemantauan}

pencemaran kualitas udara.

•

Sesi 2A: Peraturan dan Undang-undang yang

mendorong pengembangan program pemantauan

kualitas udara ambien.

•

_{Sesi 2B: Ulasan mengenai metode pengambilan}

sampel udara ambien.

•

Sesi 3A : Metode pengambilan sampel partikulat.

•

_{Sesi 3B: Metode pengambilan sampel gas.}

•

Session 4: Analisa dan pengukuran meteorologi

Hari Kedua

– Sesi 5: Quality Assurance and Quality Control dari

operasi pemantauan dan pengambilan sampel melalui kalibrasi, verifikasi, dan pemeliharaan.

– Sesi 6: Langkah untuk mendesain dan melaksanakan program pemantauan udara.

– Sesi 7: Prosedur pemilihan lokasi pemantauan udara ambien.

– Sesi 8: Studi kasus 1 – Desain untuk melaksanakan program pemantauan udara di kota-kota yang

berbeda di Indonesia.

– Sesi 9: Studi kasus 2 – Analisa Data

Hari Ketiga

– Sesi P: Program perizinan udara di Amerika Serikat.

– Sesi 10: Mengkomunikasikan hasil.

– Sesi 11: Studi kasus 3 – Langkah-langkah untuk

mengembangkan program indeks kualitas udara di Indonesia

Sesi 1: Gambaran dan Pengantar

Pemantauan Pencemaran Kualitas Udara

Sasaran:

1. Peran dari pemantauan kualitas udara di

rencana pengelolaan kualitas udara.

2. Gambaran pemantauan pencemaran udara

i. Peristiwa Sejarah.

ii. Ulasan kriteria/prioritas pencemar udara.

iii. Pencemar udara yang berbahaya (HAPs) di Amerika Serikat.

iv. Klasifikasi dari sumber pencemar udara.

v. Perpindahan dan transformasi pencemar udara.

Istilah Penting

•

Udara Ambien

– udara luar ruangan yang

berada di sekitar seseorang di atau dekat zona

pernafasan

•

Pencemar Udara

– gas dan partikel-partikel

yang merugikan kesehatan atau dampak

ekologis.

•

Pemantauan Pencemaran Udara

– penentuan

adanya pencemar udara dengan melakukan

pengukuran.

•

Pemantauan Perseorangan

– penentuan

jumlah pencemar udara di dekat seseorang.

(1) Komponen Utama dari Program

Pengelolaan Kualitas Udara

 Aturan dan Undang-undang (contoh: Program U.S. EPA).  Mengidentifikasi sumber-sumber emisi.

 Pengukuran emisi dan pengembangan inventarisas emisi.  Pemantauan Kualitas Udara.

 Pemodelan Kualitas Udara.

 Analisa data dan proses pengelolaan kualitas udara.  Perencanaan strategi pengendalian.

 Partisipasi Masyarakat.  Risk assessment.

Peran Pemantauan dalam Program

Pengelolaan

9 Sumber-sumber pencemar udara Pemodelan Pencemaran Udara Analisa dan Interpretasi Data Perencanaan dan Pengembangan Strategi Pengendalian Pengembangan Aturan dan UU Pemantauan Kualitas Udara Inventaris Emisi

(2) Gambaran Pemantauan Pencemaran

Udara



Peristiwa-peristiwa sejarah.



Ulasan Kriteria/prioritas pencemar udara



Pencemar Udara Berbahaya (Hazardous Air Pollutants

(HAPs)) di Amerika Serikat.



Klasifikasi sumber-sumber pencemar.



Perpindahan dan transformasi polutan.

(i) Peristiwa-Peristiwa Sejarah

Pencemaran Udara

 Muese River Valley, Belgia (1930)  Donora, Pennsylvania (1948)

 Poza Rica, Meksiko (1950)  London Fog (1952)

 New York City (1953)  Bhopal, India (1984)

London Fog (1952)

Bhopal, India (1984)

Apakah Jakarta Mempunyai Contoh

Peristiwa Pencemaran Udara?

Kualitas Udara Jakarta, 2005 - 2011

• Pemantauan kualitas udara di Jakarta menunjukkan bahwa kualitas udara untuk parameter karbonmonoksida, debu

(PM10) dan nitrogen dioksida membaik dari 2005 sampai 2010.

• Ditunjukkan juga bahwa Standar

Kualitas Udara berdasarkan Keputusan Gubernur Nomor 551 tahun 2005.

68.5 74.07 58.34 _{53.92 52.01} 48.88 68.88 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 PM10 PM10 Standard Linear (PM10) PM10 concentration (µg/m3) 1.67 _1.31 1.11 _{0.94 0.77 0.7} 1.29 0 2 4 6 8 10 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 CO CO Standard Linear (CO)

CO concentration (mg/m3) 36 _32.58 24.35 23.92 _22.2 20.22 37.08 0 10 20 30 40 50 60 70 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 NO2 NO2 Standard Linear (NO2)

Clean Air Scorecard di 7 kota, CAI-Asia, 2010

Berdasarkan studi CAI tahunan (2010), hasil penilaian kualitas udara (Clean Air Scorecard) dari 7 kota, dengan 3 indeks, yaitu indeks pencemaran udara dan indeks kesehatan, indeks kapasitas pengelolaan kualitas udara, serta kebijakan dan pelaksanaan indeks udara bersih (CAI).

 Partikulat (TSP, PM₁₀, and PM_2.5)  Ozon (O₃)

 Sulfur Dioksida (SO₂)

 Nitrogen Dioksida (NO₂)  Carbon Monoksida (CO)  Timbal (Pb)

(ii) “Kriteria” Pencemar U.S. EPA

Partikulat (PM)

Pengertian:

Partikel padat dan cair yang dilepaskan ke atmosfer

dari kegiatan manusia dan alam; juga terbentuk di

atmosfer dari gas precursor.



Total PartikelTersuspensi (TSP) –25 sampai 50 µm



PM

₁₀

– ≤10 µm



PM

_2.5

– <2.5 µm

18

Sumber-Sumber Partikulat

 Emisi knalpot kendaraan berbahan bakar gas dan diesel.

 Pembakaran kayu dan arang kayu yang digunakan untuk memasak.  Pembakaran sampah.

 Debu tertiup angin di jalan dan sumber lainnya.  Reaksi kimia di atmosfer

 Setiap jenis bahan bakar (batu bara, minyak, dan gas bumi

19

Akibat dari Partikulat

 Meningkatkan tingkat kematian manusia di perkotaan

berhubungan dengan pencemaran partikulat diatas batas normal.

 Akibat pernafasan kronik mengacu pada penyumbatan partikulat di

paru-paru.

 Mengganggu kemampuan tumbuhan untuk menyerap

karbondioksida dan melepaskan uap air karena pengendapan debu.

 Debu berat dapat mengganggu pernafas hewan.

 Partikulat dari proyek konstruksi besar dapat membunuh

organisme dan merusakkan banyak area, mengubah komposisi

spesies, mengubah rantai makanan, dan secara umum berpengaruh bagi ekosistem.

 Partikulat menghalangi sinar matahari menyebabkan perubahan

iklim, mengakibatkan perubahan di lingkungan

 Partikel yang lebih kecil (PM_2.5) mengendap lebih dalam di

paru-paru dan terkait dengan akibat yang lebih besar bagi kesehatan.

Ozon (O

₃

)

Pengertian:

Gas yang tidak berwarna dengan sedikit berbau wangi;

oksidan fotokimia paling umum di udara.

 Atmosfer tinggi – lapisan alami dari ozon dan melindungi

kita dari radiasi berbahaya Ultraviolet matahari.

 Atmosfer lebih rendah – O₃ dianggap pencemar ketika

melebihi standar kualitas udara.

Sumber-sumber ozon

 Emisi dari semua kendaraan berbahan bakar bensin dan

diesel.

 Pembakaran bahan bakar fosil.  Pelarut .

 Tumbuh-tumbuhan.

 Ozon merupakan bentuk pencemar sekunder dari precursor.

22

NO₂ + VOC + O₂ + UV light  O3

O + O₂  O3

Akibat dari Ozon

 Iritasi mata dan sistem pernafasan.

 Akibatnya tergantung pada dosis atau konsentrasi dari

paparan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada tanaman dan hewan, serta bahan-bahan seperti karet, cat, dan tekstil.

Sulfur Dioksida (SO

₂

)

Pengertian:

Gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang biasanya

muncul di atmosfer bumi pada konsentrasi rendah;

terkonversi menjadi partikulat sulfat melalui reaksi

kompleks.

Sumber-sumber SO

₂

 Pembuangan dari kendaraan berbahan bakar bensin dan diesel

tergantung pada kandungan sulfur di dalam bahan bakar.

 Kilang minyak Pabrik Semen, pabrik aluminium.  Pembakaran batubara.

25

US SO₂ Emission Inventory (2008, NEI)

Fuel Combustion 85% Industrial Processes 8% Mobile 7%

Akibat SO

₂

 Akibat negatif tergantung pada dosis atau konsentrasi SO₂.  SO₂ is dapat menyebabkan kerusakan pada paru-paru

manusia dan hewan, terutama dalam bentuk sulfat.

 Korosi metal dan cat.

 Luka atau kematian pada hewan dan tumbuhan.  SO₂ merupakan precursor hujan asam.

Nitrogen Dioksida (NO

₂

)

Pengertian:

Gas berwarna kuning kecoklatan sampai merah

kecoklatan yang dikonversi oleh reaksi kompleks di

dalam atmosfer menjadi asam nitrat (HNO

₃

) dan anion

nitrat (NO

₃-

_).

Sumber-sumber NO

₂

 Emisi knalpot kendaraan bermotor sebagai oksida nitrat, yang

teroksidasi menjadi NO₂ di atmosfer

 Pembakaran bahan bakar fosil

28

US NO_x Emission Inventory (2008, NEI)

Fuel Combustion 30% Industrial Processes 7% Miscellaneous 1% Mobile 62%

Akibat NO

₂

 Iritasi mata, hidung, tenggorokan, dan paru-paru.  Terpapar NO₂ dalam jangka waktu yang lama dapat

meningkatkan kerentanan terhadap infeksi virus, seperti influenza.

 NO₂ menekan pertumbuhan tanaman dan merusak jaringan

daun.

 Menurunkan sistem kekebalan tubuh hewan.

 NO₂ memiliki peran dalam menghasilkan ozon yang

mengandung kabut fotokimia.

 Berkontribusi atas terjadinya hujan asam sebagai asam

nitrit, berakibat pada tanah dan tumbuhan.

Carbon Monoksida (CO)

Pengertian:

Gas yang tidak berwarna, tidak berbau yang beracun bagi

manusia dan hewan pada konsentrasi rendah; banyak

orang hidup dan beraktifitas di dekat koridor lalu lintas

padat dan hal yang demikian sangat rentan terhadap

polusi CO.

Sumber-sumber CO

 Emisi dari pembakaran bahan bakar yang sebagian besar dari

kendaraan berbahan bakar bensin; kendaraan yang tidak

dipelihara dengan baik menghasilkan konsentrasi lebih besar.

 Pembakaran bahan bakar dari proses industri.

 Pembakaran arang untuk masak (pembakaran tidak sempurna).

31

US CO Emission Inventory (2008, NEI)

Fires 2% Fuel Combustion 6% Industrial Processes 3% Miscellaneous 2% Mobile 87%

Akibat CO

 CO berikatan dengan hemoglobin di dalam darah lebih cepat

dari oksigen (250 kali lebih cepat) dan tidak mudah dilepaskan.

 Akibat dari menghirup CO tergantung dari dosis atau

konsentrasi paparan dan beragam dari pusing sampai sakit kepala yang menyebabkan kematian.

 Orang dengan penyakit jantung, anemia, atau penyakit

pernafasan sangat rentan terhadap efek CO.

 Dapat menyebabkan cacat lahir, termasuk keterbelakangan

mental dan gangguan pertumbuhan janin.

Timbal (Pb)

Pengertian:

Logam berat dan halus; konstituen utama dari aki mobil

dan merupakan (sebelum tahun 2006 di Indonesia) zat

aditif penting “anti knock” untuk bensin; sesekali

digunakan di cat.



Kilang timbal sekunder



Daur ulang baterai/aki



Armada penerbangan umum Amerika Serikat - Avgas

Sumber-sumber Timbal

 Peleburan timbal primer dan sekunder.  Operasi pertambangan.

 Daur ulang baterai/aki

 Pesawat penerbangan umum – masih menggunakan bensin

bertimbal.

Akibat Timbal

 Mengganggu perkembangan saraf yang normal.

 Dapat menyebabkan kesulitan belajar, mengurangi kepintaran

dan rentang perhatian, dan kerusakan permanen pada otak anak-anak dan sistem saraf.

 Menggantikan kalsium pada tulang yang dapat terjadi seumur

hidup.

(iii) Pencemar Udara Berbahaya (HAPs)

 Ratusan spesies.

 Diketahui mengakibatkan atau dicurigai menyebabkan kanker atau

akibat serius terhadap kesehatan manusia atau kerusakan ekosistem.

 Di Amerika Serikat, HAPs tidak dianggap sebagai kriteria (tidak

tersebar luas) pencemar. HAPs dikategorikan dibawah aturan lainnya:

 Standar Emisi Nasional untuk Pencemar Udara Berbahaya.  Aturan-aturan Pencemar Udara Berbahaya.

 Dipancarkan dari banyak jenis sumber yang berbeda dan industri

 Fasilitas industri besar yang tidak dapat bergerak atau titik sumber

utama (contoh: pabrik pembangkit listrik atau utilitas merkuri)

 Area sumber yang lebih kecil (contoh: dry cleaner - perchlorethylene).  Sumber bergerak (contoh: mobil – bensin, diesel PM).

HAPs di Amerika Serikat.

 Benzena  Toluen  Vinyl Klorida  Naphthalen  Timbal  Partikulat diesel  1,3 butadiena  Chromium VI  Formaldehid  Acrolein  179 HAPs lainnya. 37

 Sumber biogenik

 Sumber Antropogenik

 Sumber bergerak

 Sumber tidak bergerak  Sumber yang lekas hilang  Sumber area

 Sumber titik.

38

(

iv) Klasifikasi Sumber-Sumber

Review – Pencemar penting

 PM₁₀ and PM_2.5

 PM mengandung timbal  Carbon monoksida (CO)

 Ozon (O₃) and precusorVOC  Oksida Nitrogen (NO_x)

 Oksida Sulfur (SO_x)  Lainnya

 Benzena  Diesel PM  1,3 butadiene

Sumber-Sumber Biogenik

Sumber-Sumber

Antropogenik, termasuk: sumber

bergerak

Sumber Tidak Bergerak

 Pencemar udara dari sumber tidak bergerak dihasilkan dari

dua aktifitas utama::

 Pembakaran bahan bakar seperti batubara dan minyak pada

fasilitas pembangkit listrik.

 Proses industri yang melepaskan pencemar ke udara.

Sumber-Sumber yang Lekas Hilang

 Pembakaran sampah di ruang terbuka.  Pembukaan lahan.

 Tumpukan penyimpan bahan kimia.

 Tangki terbuka dan wadah bahan kimia.  Debu di pinggir jalan.

 Agrikultur dan pertanian.  Emisi Alam.

Sumber-Sumber Titik dan Area

44

 Sumber titik

 Sumber emisi tidak bergerak yang

melepas pencemar dengan jumlah diatas ambang batas emisi.

 Sumber Area

 Sejumlah fasilitas atau aktifitas yang

secara individu melepas sejumlah kecil pencemar, dan secara kolektif melepas pencemar dalam jumlah yang

Sumber-Sumber Area

 Debu yang lekas hilang mengandung total partikulat

(TPM), partikel PM₁₀ and partikel PM_2.5

 VOCs mengandung beberapa jenis bahan kimia termasuk

hidrokarbon dan HAPs.

 Logam kerak bumi ditemukan didalam partikulat yang lekas

hilang.

(v) Perpindahan dan Transformasi

Pencemar Udara

 Faktor meteorologi  Faktor topografi

 Perubahan kimia dan fisika

Faktor-Faktor Meteorologi



Kecepatan dan Arah Angin



Stabilitas Atmosfer



InversiTemperatur



Awan/Sinar Matahari

Kecepatan dan Arah Angin

48

Wind Rose

 Panjang jari-jaring mengindikasikan frekuensi arah

 Angin yang berlaku adalah

SSE

 Pusat dari diagram

mengindikasikan frekuensi tanpa angin

 Angin tidak

terdeteksi, kurang dari 1% periode pengukuran.

Stabilitas Atmosfer

 Pergerakan udara vertikal.  Pemanasan berbeda-beda.  Konduksi vs konveksi.

 Turbulensi

 Termal  Mekanik

 Laju perubahan lingkungan/adiabatik.

Diagram Tipe Cerobong

Plume Rise

T

_s

and T

_a

Momentum and

Buoyancy

Atmospheric

Conditions

51

Inversi Temperatur

 Fenomena meteorologi dimana temperatur udara meningkat

dengan ketinggian.

 Dapat mengakibatkan beratnya permasalahan pencemar

terkait cuaca

 Pencemar udara dapat terperangkap di bawah

inversi, memungkinkan untuk bertambah.

53

Faktor-faktor topografi

 Lautan, Sungai  Lembah

Perubahan Kimia dan Fisika dari

Pencemar



Reaksi fotokimia dan oksidasi

 Pembentukan Ozon NO₂ + hν → NO + O∙ | O₂ + O∙ → O₃  Oksidasi dari S menjadi SO₂ menjadi SO₃ | SO₃ + H₂O →

H₂SO₄



Pembentukan Partikulat

 Uap amonium nitrat | NH₃ + HNO₃ → NH₄NO_{3 (padat)}



Deposisi Asam dan Presipitasi

 Komponen dari “hujan asam” dari precursor NO_x dan SO_x

Review



Pemantauan kualitas udara merupakan bagian penting

dari keseluruhan program pengelolaan kualitas udara.



Stakeholder dan pimpinan masyarakat harus dilibatkan.



Gambaran pencemaran udara dan pemantauan.



Klasifikasi, perpindahan, dan transformasi dari pencemar

udara.