BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Kualitas Udara
Arsitektur adalah ilmu dalam merancang bangunan. Dalam merancang sebuah bangunan, seorang arsitek akan melakukan analisa, salah satunya adalah analisa terhadap lingkungan, termasuk tahap pemilihan lokasi. Pemilihan lokasi menjadi tahapan penting dalam menata lingkungan hasil buatan manusia dan lingkungan alam untuk mendukung kegiatan manusia agar tidak menimbulkan dampak bagi lingkungan sekitar. Namun, kebanyakan bangunan didirikan berdasarkan konsep rancangan yang seringkali lebih mengarah pada kebutuhan manusia tanpa memperhatikan dampak terhadap lingkungan sekitarnya dalam upaya pengelolaan dan menjaga kualitas alam dari berbagai kegiatan manusia, khususnya kualitas udara.
Udara atau atmosfer merupakan sekumpulan gas yang mengelilingi bumi, didominasi oleh nitrogen (78%), oksigen (20.95%), argon (0,93%), karbon dioksida (0,038%), uap air (1%) dan gas-gas lain (0,002%). Komposisi bahan kimia tersebut tidak selalu konstan karena adanya gas-gas yang dilepaskan oleh benda-benda ke udara. Selain bahan kimia, udara juga dapat mengandung partikel organik (benzena, naftalena, formaldehida) dan non organik (asap dan debu).
tetapi juga penting untuk hewan, tumbuhan, air dan tanah. Ada beberapa istilah yang digunakan dalam kualitas udara, yakni:
Polutan adalah zat-zat, terdiri dari gas atau partikel berlebihan yang
mencemari udara. Kualitas udara dapat diukur dari banyaknya jumlah dan jenis polutan di udara. Kandungan polutan dinyatakan dengan istilah emisi dan konsentrasi.
Emisi adalah gas buang yang merupakan polutan, diukur per satuan luas
(massa/luas/waktu).
Konsentrasi merupakan banyaknya polutan, dihitung per satuan
volume/media. Satuan yang digunakan yaitu ppm (part per million).
Kualitas udara menurun jika udara telah tercemar yaitu melalui proses emisi dari berbagai sumber, penyebaran polutan dan pemaparan (Anonim, 2012). Udara dikatakan tercemar jika keadaannya berbeda dari kondisi normal akibat konsentasi polutan berada dalam jumlah berlebihan yang mengakibatkan kerusakan lingkungan dan gangguan kesehatan manusia (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), 2012).
Berbagai gas di atmosfer memiliki tingkat yang berbeda-beda dalam menyerap panas CO2 lebih banyak menyerap panas dibandingkan gas lainnya
diusulkan oleh Tyndall pada tahun 1859 (New Scientist, 2007). Pada tahun 1896, seorang ilmuan asal Swedia bernama Arrhenius menunjukkan bahwa CO2 telah
meningkat sebanyak dua kali lipat dan Arrhenius memprediksi kemungkinan manusia menjadi penyebab meningkatnya CO2. Hal ini diperkuat oleh hasil
Oceanography, yang mulai mengukur tingkat CO2 setiap tahun sejak tahun 1958
di Mauna Loa, Hawai, hingga pada tahun 1950 melalui kurvanya, Keeling menunjukkan bahwa aktivitas manusia terbukti menyebabkan konsentrasi CO2
semakin meningkat. CO2 di atmosfer telah meningkat sebanyak 40%, dari 280
ppm menjadi 380 ppm sejak dimulainya revolusi industri di Inggris pada tahun 1850 (Global Climate Change, 2016). Pada tahun 2013, tingkat CO2 melampaui
400 ppm untuk pertama kalinya dalam sejarah. Pencemaran udara yang disertai dengan meningkatnya emisi gas CO2 akan mengakibatkan penurunan kualitas
udara yang dapat memicu pemanasan global, juga perubahan iklim yang mengancam kelangsungan hidup manusia di masa depan, sehingga menjadi isu yang harus diperhatikan (Environmental Protection Agency (EPA) dalam Science Magazine, 2009).
2.1.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Udara
Kualitas udara dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya lokasi, sumber pencemar dari berbagai kegiatan, polutan, serta meteorologi dan topografi yang mempengaruhi penyebaran polutan di udara (Sustainable Management for European Local Ports, 2010), (EPA Tasmania, 2013), (British Columbia Air
Quality, 2016).
2.1.1.1 Lokasi
global. Menurut World's Worst Polluted Places dalam Blacksmith Institute pada tahun 2008, pencemaran udara luar perkotaan adalah masalah kedua pencemaran udara yang paling serius di dunia setelah pencemaran udara yang terjadi di dalam ruangan (Air and Water, 2016).
Pencemaran udara dapat terjadi dimanapun, misalnya di rumah, sekolah dan kantor. Baik buruknya kualitas udara pada bangunan apapun tergantung pada perencanaan pembangunan, termasuk pemilihan lokasi dalam mempertimbangkan kualitas udara (Planning Practice Guidance, tanpa tahun). Pemilihan lokasi yang tidak tepat akan berdampak pada kualitas udara di luar ruangan. Hal ini dibuktikan oleh teori Mainka (2015) bahwa tingkat konsentrasi CO2 di luar ruangan
dipengaruhi oleh lokasi, seperti di kawasan padat lalu lintas, kawasan industri dan kawasan pemukiman yang ada di perkotaan.
2.1.1.2 Sumber Pencemar
Meningkatnya populasi manusia dan banyaknya kebutuhan, mengakibatkan peningkatan pencemaran udara (BMKG, 2012). Pencemaran udara dapat disebabkan oleh emisi dari berbagai sumber, baik dari proses alam ataupun akibat aktivitas manusia yang menghasilkan polutan sehingga mencemari udara (Sustainable Management for European Local Ports, 2010).
Pada tahun 1850 konsentrasi CO2 di atmosfer sekitar 280 ppm, kemudian
a) Proses Alam
1) Letusan Gunung Berapi
Indonesia termasuk negara yang memiliki banyak gunung berapi sehingga terjadinya bencana alam akibat letusan gunung berapi sangat besar. Abu vulkanik mengandung logam seperti timah, tembaga, seng, krom besi dan silika. Dari berbagai gas yang dilepaskan oleh letusan gunung berapi, CO2 menjadi salah satu
penyebab utama pencemaran udara yang dihasilkan oleh letusan gunung berapi. Tercatat seluruh gunung berapi di dunia mengeluarkan 0,13-0,44 miliar ton CO2/tahun (United States Geological Survey dalam Tempo, 2011).
2) Kebakaran Hutan
Kebakaran hutan dapat terjadi karena kekeringan pada musim kemarau panjang. Terbakarnya ranting dan daun kering terjadi secara alami akibat panas yang ditimbulkan oleh batu dengan benda lainnya yang dapat menyimpan dan menghantar panas. Kebakaran hutan yang terjadi akan melepaskan gas CO2 ke
atmosfer karena hutan secara alami merupakan tempat untuk menyerap gas CO2
(Earth Hour Indonesia, 2015). Selain gas CO2, beberapa polutan dari pembakaran
hutan yang mengakibatkan pencemaran udara diantaranya adalah hidrokarbon, CO, SO, NO dan NO2, serta kabut asap berupa partikel halus yang bercampur
dengan debu.
b) Akibat Aktivitas Manusia 1) Transportasi
tahun jumlah kendaraan semakin meningkat sehingga menimbulkan kemacetan yang dapat menyebabkan peningkatkan pencemaran udara. Konstribusi gas buang dari knalpot kendaraan bermotor sebagai sumber penyebab pencemaran udara mencapai 60-70% (Bappenas, 2009). Kendaraan bermesin biasanya menggunakan bahan bakar diesel atau bensin untuk menghasilkan energi agar kendaraan dapat beroperasi. Bahan bakar tersebut mengandung senyawa hidrokarbon yang kemudian dibakar menghasilkan CO2. Namun, pada kenyataannya mesin tidak
dapat membakar hidrokarbon secara sempurna sehingga knalpot kendaraan mengeluarkan zat-zat berbahaya yang mencemari udara. Hasil pembakaran tidak sempurna tersebut menghasilkan CO, NO2 dan VOC. Pembakaran bahan bakar
fosil seperti bensin dan diesel pada transportasi merupakan sumber terbesar emisi CO2 (EPA, 2016).
2) Kegiatan Industri
proses industri melalui pembakaran bahan bakar fosil. Namun, beberapa proses juga menghasilkan emisi CO2 melalui reaksi kimia yang tidak melibatkan
pembakaran, misalnya industri semen, industri logam seperti besi dan baja dan produksi bahan kimia (EPA, 2016). Industri semen dalam proses pembuatannya menghasilkan CO2 melalui beberapa proses (Atmaja, 2015), yakni penggunaan
energi listrik, proses pembakaran bahan bakar fosil untuk sumber energi ataupun transportasi dan akibat reaksi kimia pada proses kalsinasi dalam pembuatan klinker. Semakin banyak jumlah klinker yang diproduksi akan semakin banyak jumlah CO2 yang dilepaskan di udara.
3) Pembangkit Listrik
Sebagian pembangkit listrik masih menggunakan bahan batu bara, gas dan minyak untuk menghasilkan energi listrik. Proses pembakaran pada pembangkit listrik yang terjadi secara tidak sempurna menghasilkan berbagai gas berbahaya yang mencemari udara, seperti SO2, NO, CO2 dan PM. Jenis bahan bakar fosil
yang digunakan untuk menghasilkan listrik akan memancarkan jumlah yang berbeda dari CO2. Setiap tahun sebanyak 11 milyar ton CO2 dilepaskan ke
atmosfir dari kegiatan ini. Pembakaran batu bara akan menghasilkan lebih banyak CO2 dibandingkan yang memakai minyak atau gas alam (EPA, 2016).
4) Timbunan Sampah
pengurai secara alami yang menghasilkan berbagai gas seperti metana dan gas CO2 sebanyak 50% (EPA, 2016).
5) Penebangan Liar
Dampak akibat hutan gundul menghasilkan banyak lahan-lahan yang rawan terhadap kebakaran karena tumpukan ranting maupun daun kering sisa penebangan liar yang tidak terurus. Kerusakan hutan akibat pengundulan akan menghasilkan banyak emisi CO2 ke udara yang tersimpan di pohon-pohon.
Diperkirakan bahwa lebih dari 1,5 miliar ton gas CO2 dilepaskan ke atmosfer
akibat penggundulan hutan (Climate and Weather, 2014).
Dari berbagai sumber pencemar yang telah dijelaskan tersebut, manusia dan aktivitasnya yang tidak terkendali menjadi penyebab utama pencemaran udara jika dibandingkan dengan sumber pencemar akibat aktivitas manusia lainnya, maupun yang terjadi secara alamiah. Pada daerah perkotaan, penggunaan bahan bakar fosil dalam transportasi dan kegiatan industri merupakan dua faktor utama sumber polutan yang berasal dari luar ruangan yang paling berbahaya bagi kesehatan manusia juga lingkungan perkotaan (WHO, 2011). Hal ini sejalan dengan teori Lee dan Chang (1999) yang menunjukkan bahwa kualitas udara tertinggi berasal dari kegiatan transportasi, yaitu kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang dapat mempengaruhi tingkat konsentrasi CO2.
manusia dan lingkungan (WHO, 2008). Para peneliti US National Institutes of Health (NIH) mengatakan, selain berdampak pada kesehatan manusia, bahan bakar yang digunakan kompor menyebabkan penggundulan hutan dan kerusakan lingkungan. Asap dari dapur yang dihasilkan tidak hanya bergantung pada jenis kompor, tetapi juga dari proses memasak. Selain itu, asap dari pembakaran sampah seperti plastik, kertas dan kayu juga menghasilkan gas-gas beracun, yaitu dioksin dan furan. Kedua gas ini termasuk kelompok bahan kimia beracun yang bersifat karsinogen.
2.1.2 Dampak Kualitas Udara terhadap Kesehatan
Pada tahun 1800-1870 sebuah penelitian menunjukkan bahwa beberapa polutan dapat membahayakan kesehatan dan kesejahteraan masyarakat, bahkan pada tingkat yang sangat rendah (Spencer Weart & American Institute of Physics, 2016). Polutan dapat digolongkan menjadi dua, yaitu partikel dan gas. Partikel berukuran besar dapat tertahan di saluran pernapasan bagian atas, sedangkan partikel berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru (WHO, 2008).
Dampak kualitas udara luar ruangan bagi kesehatan manusia tergantung pada sejumlah faktor, diantaranya jenis dan jumlah polutan, intensitas paparan, waktu paparan (menit, hari, tahun) dan kondisi medis seseorang, karena setiap orang memiliki tingkat kepekaan yang berbeda-beda ketika bereaksi dengan polutan (Emory University School of Medicine, 2016). Orang tua dan anak-anak adalah individu yang paling rentan terhadap pemaparan polutan. Pencemaran udara dapat menyebabkan dampak jangka panjang dan jangka pendek (Air and Water, 2016), (National Geographic Society, 2016).
Dampak kesehatan jangka pendek, yang bersifat sementara, meliputi: iritasi
mata, hidung, tenggorokan atau reaksi alergi pada kulit. Polusi udara juga dapat menyebabkan sakit kepala, pusing dan mual, infeksi saluran pernapasan atas, termasuk penyakit seperti pneumonia atau bronkitis.
Dampak kesehatan jangka panjang dari polusi udara dapat berlangsung
selama bertahun-tahun atau seumur hidup, termasuk penyakit jantung dan kanker paru-paru. Polusi udara juga dapat menyebabkan kerusakan jangka panjang pada sistem jaringan saraf, otak, paru-paru, ginjal, hati dan organ lainnya.
a) Dampak Kualitas Udara di Sekolah
selain itu, saluran udara anak lebih sempit daripada orang dewasa dan anak-anak mungkin tidak menghentikan kegiatan mereka ketika mengalami pemaparan (Emory University School of Medicine, 2016), misalnya pada saat upacara bendera, istirahat dan pulang sekolah, anak-anak akan menghabiskan waktunya di luar ruangan, sehingga kemungkinan terpapar polutan.
b) Dampak Lokasi Sekolah terhadap Kesehatan
Risiko tinggi terhadap gangguan kesehatan dapat terjadi pada penghuni bangunan apapun, termasuk sekolah yang berada dekat jalan arteri dan kolektor (jalan raya) dengan tingkat lalu lintas yang padat dan dekat dengan fasilitas industri (EPA, 2016). Polutan yang dihasilkan dari kegiatan transportasi dan industri dapat menembus jauh ke dalam paru-paru anak-anak (WHO 2004) dan dapat menjadi penghambat siswa dalam proses pembelajaran, seperti melemahkan kemampaun mental dan melemahkan tingkat kecerdasan (IQ) pada anak-anak (EPA, 2016), sehingga kualitas udara pada di sekolah harus diperhatikan.
Serikat yang dihasilkan oleh 20.000 perusahaan industri, menyatakan bahwa bahan kimia hasil dari industri dapat meningkatkan risiko terkena kanker untuk beberapa tahun kemudian. Diantara bahan kimia hasil proses industri yang ditemukan di udara, logam dan kromium, benzena dan naftalena berada dalam konsentrasi yang jauh di atas ambang batas aman dan paling berbahaya bagi kesehatan manusia.
Kualitas udara di luar ruangan pada bangunan apapun, termasuk sekolah apabila ditinjau dari segi polutan CO2, maka faktor yang mempengaruhinya
adalah lokasi dan aktivitas yang terjadi di luar ruangan di sekitar bangunan (Mainka, 2015). Selain itu, Lee dan Chang (1999) juga menunjukkan bahwa kualitas udara tertinggi berasal dari kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang dapat mempengaruhi tingkat konsentrasi CO2 di luar ruangan.
Dalam pendidikan khususnya sekolah dasar, adanya Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 23 Tahun 2013 tentang standar pelayanan minimal pendidikan dasar dikatakan bahwa lokasi sekolah dasar berada pada kawasan pemukiman. Hal tersebut dapat menjadi parameter untuk menentukan lokasi bangunan sekolah dengan lingkungan yang nyaman dan aman bagi siswa dan para staffnya demi meminimalisir polusi udara di lingkungan sekolah.
2.2 Polutan Udara
kerusakan lapisan ozon sehingga mengancam kelangsungan hidup manusia (infoplease, 2016). Beberapa polutan yang umum ditemukan di luar ruangan sebagian besar disebabkan oleh aktivitas manusia. Berikut beberapa polutan paling berbahaya, beserta dampaknya. Enam diantaranya telah menjadi dasar oleh EPA ditetapkannya tingkat polusi udara pada suatu wilayah sekaligus dibatasi untuk menciptakan udara yang aman untuk dihirup, yakni partikulat, timbal, ozon, sulfur dioksida, nitrogen dioksida, karbon monoksida (EPA, 2016).
2.2.1 Jenis Polutan 1) Ozon
Ozon (O3) merupakan gas yang mempunyai sifat berwarna kebiru-biruan,
Southern California Keck School of Medicine, setiap pertambahan 0,02 ppm pada
ozon dapat menyebabkan 63% penurunan absensi siswa karena sakit. 2) Karbon Monoksida
3) Nitrogen Dioksida
Nitrogen dioksida (NO2) merupakan gas berwarna merah kecoklatan,
berbau menyengat seperti asam nitrat, bersifat racun dan merupakan salah satu polutan utama di udara. Sekitar 1% dari jumlah total NO2 yang ditemukan di
udara perkotaan terbentuk secara alami oleh petir dan beberapa dihasilkan oleh tanaman, tanah dan air. Sebagian besar sumber pencemaran NO2 di perkotaan
berasal dari kegiatan manusia termasuk pembakaran bahan bakar fosil (minyak atau batubara), generator pembangkit listrik atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alami. Sumber utama NO2 merupakan salah satu emisi yang
dihasilkan kendaraan bermotor (sekitar 80%) dan kegiatan industri.Seseorang yang keracunan NO2 akan mengalami gangguan seperti pada pendengaran,
hidung, tenggorokan, meningkatnya koabilitas, menurunkan imun, sehingga terjadi infeksi pada paru-paru. Paru-paru yang sudah terkontaminasi oleh gas NO2akan membengkak sehingga seseorang yang terpapar gas NO2 sulit bernafas
dan mengakibatkan kematian. WHO menyarankan kandungan NO2 di udara
sebesar 200µg/m3 selama 1 jam dan 40µg/m3 selama setahun. 4) Partikulat
Partikulat (PM) dapat berbentuk padat maupun cair, memiliki ukuran ≥ 2,5μm - ≤ 10μm. Partikulat dapat berasal langsung dari sumbernya, seperti
pembakaran (batu bara, kayu dan diesel), lokasi konstruksi, cerobong asap dan jalan beraspal. Selain itu, partikulat juga terbentuk melalui reaksi kimia di atmosfer, seperti SO2 dan NO2 yang dipancarkan dari pembangkit listrik, industri
manusia berkisar 0,1μm-10μm. Partikulat yang berukuran sekitar 5μm dapat langsung masuk kedalam paru-paru, sedangkan partikulat yang lebih besar dari 5μm dapat mengganggu saluran pernafasan bagian atas dan menyebabkan iritasi.
Keadaan akan bertambah parah apabila partikulat bereaksi dengan SO2 yang
terdapat di udara. PM10 dan PM2,5 dapat menyebabkan iritasi mata, bronkhitis, ISPA, asma, penurunan fungsi paru-paru, kanker paru-paru, hingga kematian. EPA menentukan standar konsentrasi PM2,5 yaitu 15μg/m3 selama setahun dan 35 μg/m3 selama 24 jamdanPM2,5 yaitu 150μg/m3 selama 24 jam.
5) Sulfur Dioksida
Sulfur dioksida (SO2) bersifat korosif (penyebab karat), mudah larut dalam
air, beracun, berbau tajam dan tidak berwarna. Di daerah perkotaan, sumber terbesar SO2 adalah pembakaran bahan bakar fosil pada kegiatan pembangkit
listrik, kendaraan bermotor, terutama yang menggunakan batu bara dan diesel, sertaproses industri. Jika terhirup manusia SO2 akan menyebabkan asma sehingga
sulit bernapas. Konsentrasi SO2 berkisar 0,3-1 ppm akan mulai tericum oleh
indera penciuman manusia, sedangkan konsentrasi SO2 sebesar 5 ppm atau lebih
dapat menyebabkan iritasi tenggorokan. Pada beberapa individu yang sensitif, seperti anak-anak dan lansia kadar 1-2 ppm akan menyebabkan iritasi. SO2 juga
6) Timbal
Timah hitam atau timbal (Pb) merupakan logam lunak yang berwarna kebiru-biruan atau abu-abu keperakan. Senyawa Pb penting digunakan pada bahan bakar bensin. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar akan bercampur dengan oli di dalam mesin, kemudian akan keluar dari knalpot bersamaan dengan gas lain. Pb dapat diserap oleh tubuh melalui kulit, namun saluran pencernaan dan pernapasan merupakan sumber utama Pb di dalam tubuh dan susunan saraf pusat merupakan organ sasaran utama. P b dapat menjadi racun yang merusak sistem pernapasan, sistem saraf, serta meracunidarah. Gejala-gejala yang timbul karena keracunan Pb berupa mual, muntah, sakit perut, kelainan fungsi otak, anemia, kerusakan ginjal bahkan kematian dapat terjadi dalam 1-2 hari. Pb menggantikan mineral-mineral utama seperti seng, tembaga dan besi dalam mengatur fungsi mental sehingga menimbulkan gejala seperti depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, gelisah, sulit tidur, halusinasi dan kelemahan otot. Pada anak-anak Pb akan mengakibatkan kerusakan pada saraf, menurunkan kecerdasan, minat belajar dan fungsi daya ingat. Jumlah Pb minimal di dalam darah yang dapat menyebabkan keracunan berkisar antara 60-100μg. EPA
menentukan standar konsentrasi Pb tidak lebih dari 0,15μg/m3 selama 3 bulan. 7) Karbon Dioksida
Karbon dioksida (CO2) adalah gas cair tidak berwarna, tidak berbau, tidak
akan sulit bernapas hingga kehilangan kesadaran akibat tingkat oksigen menurun. Menurut Arrhenius (1984) konsentrasi CO2 adalah unsur penting yang dapat
mengontrol suhu bumi di atmosfer. Sekalipun jumlah gas ini merupakan bagian sangat kecil dari seluruh gas yang terdapat di atmosfer (hanya sekitar 0,038%), namun jika jumlah CO2 mencapai konsentrasi tinggi akibat berbagai proses
pembakaran industri dan kendaraan bermotor dikhawatirkan dapat memicu pemanasan global yang akan mengganggu keseimbangan ekosistem dan memicu mencairnya es di kutub. Menurut ASHRAE (2013) standar konsentrasi CO2 di
luar ruangan berkisar 300-500 ppm, sementara menurut Minnesota Department of Health (2015) konsentrasi CO2 di luar ruangan dapat bervariasi dari 350 - 400
ppm atau dapat lebih tinggi tergantung faktor lokasi, seperti di daerah dengan lalu lintas yang padat atau kegiatan industri. UNFCCC (2009) menetapkan bahwa konsentrasi CO2 di atmosfer tidak melebihi 450 ppm.
Sebuah perjanjian Protokol Kyoto dibuat untuk mengatur target kuantitatif penurunan emisi gas rumah kaca dan target waktu penurunan emisi bagi negara-negara maju, mengingat bahwa tingkat konsentrasi CO2 sebelum revolusi industri
adalah 280 ppm dan mulai meningkat akibat penggunaan berat batu bara selama revolusi industri di Inggris, sehingga pada tahun 1990 konsentrasi CO2 menjadi
350 ppm. Dalam perjanjian Protokol Kyoto negara-negara industri diharuskan untuk mengurangi kadar CO2 dibawah tingkat emisi tahun 1990 dalam periode
komitmen pertama (2008-2012), namun diperpanjang hingga tahun 2020 dalam komitmen kedua, dikarenakan emisi CO2 yang semakin meningkat pesat setiap
(NOAA, 2016) di Mauna Loa, Hawai saat ini tercatat tingkat CO2 menunjukkan
angka 404 ppm.Dengan emisi CO2 yang semakin meningkat setiap tahun,
memungkinkan konsentrasi CO2mencapai 450 ppm atau lebih tinggi dalam waktu
dekat (Climate Central, 2013). 8) Metana
Metana (CH4) berwarna, tidak berbau dan mudah terbakar selama rentang
konsentrasi 5-15% di udara. Gas metana dihasilkan akibat aktivitas manusia seperti pembakaran tanaman organik, industri peternakan dan bahan bakar kendaraan.Metana juga dapat terbentuk secara alami di TPA. Seseorang yang keracunan metana akan mengalami gejala-gejala seperti pusing, sakit kepala, mual, mengantuk dan pingsan. Apabila gas metana tingkat tinggi mengurangi kadar oksigen di dalam atmosfer menyebabkan sesak nafas. Kadar yang berlebihan juga dapat menyebabkan kebakaran tingkat tinggi dan ledakan apabila bercampur dengan udara. Dengan tingginya konsentrasi gas metana beserta gas-gas rumah kaca lainnya di udara, dapat meningkatkan suhu di bumi dan menyebabkan terjadinya pemanasan global.
9) Arsenik
pencemaran arsenik di udara. Pelepasan arsenik secara alami berasal dari abu hasil letusan gunung berapi dan asap kebakaran hutan. Seseorang yang terpapar arsenik melalui mulut akan mengalami iritasi saluran makanan, nyeri, mual, muntah dan diare, penurunan pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung, kerusakan pembuluh darah, luka pada hati dan ginjal, sedangkan paparan arsenik melalui saluran pernafasan dapat menyebabkan bronkhitis. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH, 1975) menyatakan bahwa arsenik dapat menyebabkan kanker.
10) Dioksin
Dioksin (CH14H4Cl4O2) berbentuk serbuk kristal padat, tidak mudah larut
dalam air, namun larut pada beberapa pelarut organik seperti lemak. Dihasilkan terutama oleh pembakaran sampah, emisi kendaraan bermotor, kebakaran hutan dan asap rokok. Jika dioksin berada di udara, maka akan terhirup oleh manusia dan masuk melalui sistem pernafasan. Dalam tubuh manusia, dioksin dapat mengendap sehingga menyebabkan kanker. Pada anak-anak dioksin dapat mempengaruhi kemampuan belajar EPA menyatakan tubuh manusia dapat menerima dioksin sebanyak 1-10 pg/kg berat badan perhari tanpa membahayakan kesehatan (EPA, 2003), sedangkan WHO menyarankan konsentrasi dioksin di udara luar ruangan yang aman bagi kesehatan dan lingkungan adalah 0,11 pg/m3 (European Commision, 2001).
11) Benzena
Benzena (C6H6) adalah senyawa yang berbau, tidak berwarna, mudah
terbakar. Senyawa ini merupakan bahan pelarut yang sangat penting dalam dunia industri, terutama dalam industri cat, pembersih cat, karet buatan, semen, campuran bensin, produk deterjen, berbagai produk kesenian dan kerajinan tangan, oleh karena itu pada daerah perkotaan yang padat lalu lintas atau daerah industri kadar konsentrasi benzena mengalami peningkatan di udara. Kegiatan manusia seperti merokok akan menghasilkan benzena. Seseorang yang menghirup benzena pada konsentrasi rendah mengalami iritasi mata dan tenggorokan dan dalam konsentrasi tinggi akan mengalami kantuk, pusing, sakit kepala, bingung dan tidak sadar hingga menyebabkan kematian.
12) Formaldehida
Senyawa kimia formaldehida (CH2O) merupakan gas yang tidak berwarna,
bersifat racun dan mudah terbakar. Formaldehida dapat dibeli dalam bentuk cair, tidak berwana dan berbau menyengat dengan kadar 10-40%, yang dikenal dengan formalin. Formalin biasanya digunakan sebagai antiseptik, germisida dan pengawet atau dalam bentuk padat dengan berat 5gr, yang dikenal sebagai paraformaldehyde atau trioxane. Formaldehida dihasilkan dari pembakaran bahan
13) Naftalena
Naftalena (C10H8) merupakan senyawa kristal putih, berbau tajam, bersifat
volatil dan mudah menguap, tidak larut dalam air, namun larut dalam alkohol dan asetat. Naftalena paling banyak dihasilkan secara alami dari destilasi batu bara dan sedikit dari pelumas. Naftalena berasal dari berbagai jenis pelarut, herbisida, pembakar arang dan hair-spray, asap rokok dan material karet. Bila seseorang tertelan 1-2 gr naftalena dapat menyebabkan tubuh menjadi lemah dan kejang-kejang, serta dalam kasus yang parah dapat mengakibatkan kerusakan otak. Menurut WHO konsentrasi naftalena yang direkomendasikan selama setahun yaitu 0,01 mg/m3. Lembaga pemerintahan German (2008) menyarankan standar naftalena terhadap kondisi udara pada sekolah yang baik, yaitu 0,002 mg/m3-0,02 mg/m3 selama 8 jam.
2.2.2 Faktor yang Mempengaruhi Penyebaran Polutan
Jumlah dan jenis polutan yang dilepaskan ke udara merupakan beberapa faktor utama dalam menentukan tingkat pencemaran udara (British Columbia Air Quality, 2016). Selain faktor utama, hasil interaksi dari sejumlah faktor, seperti:
1) Topografi
Bentuk permukaan lahan dapat berupa lahan datar, lahan miring dan dataran tinggi atau dataran rendah. Kondisi bentukan lahan yang berkontur akan mempengaruhi iklim mikro yang berbeda-beda terhadap lokasi tersebut (Adityawarman, 2007). Industri dan transportasi adalah sebagian besar aktivitas masyarakat di daerah perkotaan yang berpotensi menghasilkan banyak polutan. Pada siang hari ketika kondisi udara tidak stabil, polutan akan tersebar baik secara horizontal maupun vertikal. Sedangkan pada malam hari, dimana kondisi udara stabil, polutan akan cenderung terkonsentrasi pada satu tempat khususnya di daerah pedesaan. Hal ini disebabkan daerah pedesaan cenderung memiliki suhu udara yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan daerah perkotaan, sehingga tekanan udara pada daerah pedesaan akan semakin kecil dan memicu angin untuk berpindah menuju daerah pedesaan. Selain itu, dengan adanya gaya gravitasi yang menarik partikel polutan ke bawah, maka daerah pedesaan cenderung akan memiliki konsentrasi polutan yang lebih tinggi daripada daerah perkotaan.
2) Cuaca dan Arah Angin
Cuaca dan angin menjadi penyebab penyebaran polutan tersebar di udara. Jika angin berhembus dari kawasan industri menuju daerah perkotaan maka tingkat pencemaran udara cenderung lebih tinggi di daerah perkotaan (Air Pollution, tanpa tahun). Saat cuaca cerah, polutan dari kendaraan dapat bereaksi
polutan. Partikel air di udara dapat menyerap polutan tertentu, misalnya debu dan kemudian membawanya jatuh ke bumi.
3) Tekanan Udara
Tekanan udara tertentu dapat mempercepat atau bahkan menghambat terjadinya suatu reaksi kimia antara pencemar dengan zat pencemar diudara atau zat-zat yang ada di udara (polutan), sehingga polutan dapat bertambah ataupun dapat
berkurang (Junaidi, 2002). 4) Suhu
Daerah perkotaan merupakan daerah yang rentan terhadap perubahan suhu (Junaidi, 2002). Kualitas udara di daerah perkotaan identik dengan suhu udara yang lebih panas. Suhu udara dapat mempengaruhi konsentrasi polutan.Suhu udara yang tinggi menyebabkan udara semakin merenggang sehingga konsentrasi polutan semakin rendah. Sebaliknya pada suhu yang dingin keadaan udara semakin padat sehingga konsentrasi polutan di udara semakin tinggi.
5) Kelembaban
2.3 Penelitian Terkait
2.3.1 Penyelidikan Kualitas Udara di Sekolah-Sekolah di Hong Kong
Penelitian ini dilakukan oleh S.C. Lee dan M. Chang di Hong Kong. Parameter seperti suhu dan kelembaban, CO2, SO2, NOx, NO2, PM dan
formaldehida dipantau di luar ruangan. Lee dan Chang melakukan penelitian di lima ruang kelas dari sekolah yang berbeda untuk mengukur kualitas udara luar ruangan. Kelima sekolah di seleksi berdasarkan lokasi (permukiman, kawasan industri dan pedesaan). Sekolah pertama terletak di daerah perkotaan berdekatan dengan jalan padat lalu lintas; sekolah kedua terletak di kawasan permukiman perkotaan; sekolah ketiga terletak di daerah pedesaan dengan kawasan industri ringan didekatnya; sekolah ke-empat terletak di atas bukit dekat area industri ringan di dekatnya dan sekolah kelima terletakdidaerahpermukiman pedesaan. Alat pengukuran di tempatkan pada luar ruangan, di ukur sebelum pelajaran dimulai hingga setelah jam pelajaran usai. Hasil penelitan menunjukkan bahwa sekolah-sekolah di Hongkong memiliki kualitas udara buruk tertinggi yang berasal dari kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang mempengaruhi tingkat konsentrasi CO2
2.3.2 Kualitas Udara Dalam Ruangan di TK pada Perkotaan dan Pedesaan di Upper Silesia, Polandia: PM Dan CO2
Penelitian ini dilakukan oleh Anna Mainka dan Elwira Zajusz-Zubek, dengan tujuan untuk meneliti pengaruh emisi luar ruangan di sekolah TK. Apakah ada perbedaan yang signifikan antara konsentrasi polutan di daerah perkotaan dan daerah pedesaan. Metode pengukuran dilakukan dengan mengukur PM dan konsentrasi CO2 di luar ruangan, di ukur sebelum pelajaran dimulai hingga setelah
jam pelajaran usai. Penelitian dilakukan selama musim dingin 2013/2014 di empat sekolah TK yang terletak di Gliwich, sebuah kota kawasan industri di Upper Silesia, Polandia. Masing-masing sampel lokasi dipilih dua dari sekolah TK yang terletak di daerah perkotaan dan dua sekolah TK di daerah pedesaan. Sekolah TK pertama terletak di daerah perumahan di perkotaan; sekolah TK kedua terletak di daerah lalu lintas yang padat di perkotaan (fasad depan gedung terletak 50m dari jalan, dengan area parkir yang memungkinkan aliran udara dari lalu lintas); sekolah TK ketiga di daerah pedesaan tanpa kegiatan industri atau lalu lintas yang padat; bangunan keempat di daerah pedesaan terletak 50m dari jalan raya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat konsentrasi CO2 di daerah pedesaan lebih
rendah daripada di daerah perkotaan, serta konsentrasi CO2 di luar ruangan
dipengaruhi oleh lokasi dan aktivitas yang terjadi di sekitar bangunan peningkatan konsentrasi CO2 dalam kaitannya dengan konsentrasi CO2 di luar ruangan, yaitu
pada sekolah TK pertama yang terletak di daerah lalu lintas yang padat di perkotaan mencapai ≤ 400 ppm; sekolah TK kedua terletak di daerah lalu lintas
daerah pedesaan tanpa kegiatan industri atau lalu lintas yang padat mencapai 600-1000 ppm; sekolah TK keempar di daerah pedesaan terletak 50 m dari jalan raya mencapai ≥ 1000 ppm.
2.4 Sintesa Pustaka
Kualitas udara dapat menurun karena udara bersih telah tercemar melalui serangkaian tahapan, yaitu emisi dari berbagai sumber, penyebaran polutan dan pemaparan. Pemilihan lokasi yang tidak tepat akan berdampak pada kualitas udara di luar ruangan, seperti pada kawasan padat lalu lintas, kawasan industri dan pemukiman. Selain itu, kualitas udara tertinggi dapat berasal dari kegiatan transportasi, yaitu kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari kegiatan industri. Berdasarkan teori, jika kualitas udara tertinggi terjadi di kawasan padat lalu lintas, lalu kawasan industri dan terakhir kawasan pemukiman, maka hasil penelitian yang diperoleh seharusnya sejalan dengan teori tersebut. Berdasarkan standar UFCCC konsentrasi CO2 tidak
