Pencemaran Udara:
Definisi, Konsentrasi,
Kasus-kasus, dan Regulasi
Kuliah Minggu I
Laboratorium Pencemaran Udara dan Perubahan Iklim (LPUPI) Jurusan Teknik Lingkungan FTSP ITS
Pembahasan
Atmosfer dan Komposisinya
Definisi pencemaran udara
Jenis-jenis kasus pencemaran udara yang
menjadi perhatian utama di dunia
Perhitungan konsentrasi gas di udara
Regulasi yang berkaitan dengan
Atmosphere: The thin envelope of gases surrounding the earth, Highly compressible, Density decreases
rapidly with height
Air: A mechanical mixture of gases and aerosols
The atmosphere is a mixture of gas molecules,
microscopically small suspended particles of solid and liquid, and falling precipitation.
Meteorology is the study of the atmosphere and
the processes that cause what we refer to as the “weather.”
If we think of the atmosphere as a reservoir for gas, the gas
concentration in the reservoir will remain constant so long as the input rate is equal to the output rate.
Under such conditions, we say that the concentration of the gas exists in a steady state.
Residence time
The average length of time that individual
molecules of a given substance remain in
the atmosphere
found by dividing the mass of the
substance in the atmosphere (in
kilograms) by the rate at which the
substance enters and exits the
Variable gases
Variable gases are those whose
distribution in the atmosphere varies in
Latar Belakang
pencemaran udara sudah menjadi masalah sejak abad
ke-13 perhatian serius tahun 1945.
Sebelum 1945, asap industri masalah industri dan asap
industri
Di Amerika, di Pittsburgh, Los Angeles dan St. Louis tahun 1945 – 1969 pencemaran udara mulai meningkat
negara bagian membuat undang-undang pencemaran udara.
Di Indonesia Undang-undang tentang lingkungan hidup
sejak 1974
Jawa Timur : SK Gubernur No. 129 tahun 1996, jo SK No.
Difinisi Pencemaran Udara
SK Menteri LH.
Masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,
energi dan atau komponen lain ke udara dan
berubahnya tekanan udara oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualitas udara turun sampai pada tingkat tertentu yang menyebabkan
udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.
Beberapa pengertian penting:
Bahan atau zat
Asal bahan
Nilai ambang batas
Udara Ambient
udara ambient adalah udara bebas
dipermukaan bumi pada lapisan troposfir
(yang berada di dalam wilayah yurisdiksi
Republik Indonesia) yang dibutuhkan dan
mempengaruhi kesehatan manusia,
makhluk hidup dan unsur Lingkungan
hidup lainnya
Peraturan Pemerintah No. 41 Tahun 1999,
Tentang : Pengendalian Pencemaran Udara
Mutu udara ambien adalah kadar zat, energi, dan/atau komponen lain yang ada di udara bebas;
Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya;
Emisi ada zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan dalam suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya ke dalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar;
Mutu emisi adalah emisi yang boleh dibuang oleh suatu kegiatan udara ambien;
Sumber emisi adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang mengeluarkan emisi dari sumber bergerak, sumber bergerak spesifik, sumber tidak bergerak, maupun sumber tidak bergerak spesifik;
Kriteria Polutan Udara
Kontaminan atau parameter umum yang menyusun
pencemaran udara dikelompokkan dalam 6 prinsip atau kriteria polutan: karbon monoksida, nitrogen dioksida, sulfur dioksida, lead, partikulat, dan Ozon (atau smog)
Kriteria ini didasarkan pada pengaruh suatu kontaminan
pada 1) Kesehatan manusia, 2) kesehatan lingkungan dan 3) pengaruh pada properti
Dasar kriteria pada kesehatan manusia menjadi dasar
penetapan standar primer, sedangkan dampak ke lingkungan dan properti akan menjadi dasar
Kasus-Kasus Pencemaran
Udara
Contoh Kasus Pencemaran Udara
Pencemaran udara di Pensylvania-Amerika Serikat, SO2 dari industri (Peristiwa Donora, 1948)
Pica Rica – Mexico, 1950, SO2 dr Industri
pengolahan sulfur
Kabut SO2 di lembah Meuse – Belgia 1923, bahan
bakar batu bara
Kabut SO2 di London 1952, dari industri
Peningkatan produksi gas dari gunung
Kebocoran gas, krn kecelakaan industri, Bhopal 1984, Chernobil 1986
Perusakan lapisan Ozon, Efek rumah kaca, kenaikan suhu
Photochemical smog differs from industrial smog in
that it:*
Perhitungan Mixing Ratio
dan Konsentrasi Spesies di
Udara
Perhitungan Fasa Gas
Gas Ideal
Mixing ratio
Mixing ratio (εi) gas di atmosfer rasio jumlah spesies (massa) tertentu terhadap total jumlah (massa) semua spesies (konstituen) dalam volume tertentu atmosfer.
Konstituen suatu volume tertentu atmosfer semua spesies gas yang ada di atmosfer, termasuk uap air, tetapi tidak termasuk
partikulat atau air dalam fasa terkondensasi.
Mixing rasio ini dapat juga dinyatakan sebagai fraksi jumlah (massa)
terhadap total atmosfer.
fraksi mol (mol zat i/mol total),
fraksi massa (massa zat i/massa total),
fraksi volume (volume zat i/volume total) dan
fraksi tekanan (tekanan zat i/tekanan total) di atmosfer.
angka mixing ratio akan berbeda jika dinyatakan dengan cara (satuan) berbeda, sehingga ketelitian dalam konversi satuan menjadi hal yang sangat penting
Beberapa derivative persamaan untuk menghitung
mixing rasio
mixing ratio konsentrasi molar (fraksi konsentrasi)
mixing ratio tekanan parsial (fraksi tekanan), pada temperatur tetap
mixing ratio mol (fraksi mol), pada volume dan suhu yang dijaga tetap maka
mixing ratio massa (fraksi massa), karena massa suatu zat = jumlah mol x
Konsentrasi Gas di Atmosfer
konsentrasi udara di atmosfer adalah
Berdasarkan persamaan gas ideal,
hitunglah jumlah molekul tiap cm
3udara di
permukaan laut (z = 0 km)!
26
Satuan konsentrasi
Satuan massa per volume (mg/m3, g/m3, dst), tidak dapat langsung dikonversikan ke satuan jumlah volumetrik (ppm, ppb, pphm, dst) karena perbedaan berat molekul unsur atau senyawa, serta
perbedaan kondisi lingkungan (tekanan dan temperatur).
1 ppm (part per million volume) adalah pada kondisi standart 25 C dan 760 mmHg ppm = ( g/m3 24,5 * 10-3) M g/m3 = (ppm * M) / (24,5 * 10-3) atau : g/m3 = ppm * 1000 * [(P*M)/(R*T)] di mana : P : Tekanan udara (mmHg)
T : Temperatur absolut ( Kelvin) M : Berat molekul senyawa/unsur R : Konstanta gas universal
Tugas I
Turunkan satuan ppm (mixing ratio) ke satuan molar (M),
dan ug/m3
Tugas latihan konversi satuan dari Baku mutu (ppm,
berat/volume, volume/volume, %, mg/m3) dengan variasi
suhu dan tekanan (Sesuai lampiran Pergub Jatim No. 10 tahun 2009)
Dalam baku mutu udara ambien RI dituliskan SO2= 0,34
ppm dan NO2= 0,21 ppm (pengukuran 1 jam). Nyatakan
baku mutu tersebut dalam satuan ug/m3!
Hitunglah konsentrasi (dalam ug/m3) untuk spesies gas
dengan mixing ratio 0,08 ppm ozone dan 26 ppm CO,
Regulasi dan Baku Mutu
Udara
Perundang-undangan
Undang-undang No. 5 Tahun 1974
Undang-undang No.4 Tahun 1984
Undang-undang No. 15 Tahun 1985
Peraturan Pemerintah N0. 51 Tahun 1993
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP
13/MENLH/3/1995
Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 10 Tahun 2009
Tentang Baku Mutu Udara Ambien dan Emisi Sumber Tidak Bergerak di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa
Timur
Peraturan Pemerintah No. 41 tahun 1999, tentang
Pengendalian Pencemaran Udara
PERATURAN DAERAH KOTA SURABAYA NOMOR 3
TAHUN 2008 TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA
Undang Undang No. 32Tahun 2009 Tentang : Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 15 Tahun 1996 Tentang : Program Langit Biru
PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA NOMOR 41 TAHUN 1999 TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 13 tahun 1995 tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak dan
Keputusan Menteri No. 141 tahun 2003 dan No. 35 tahun 1993 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor
KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN REPUBLIK
INDONESIA NOMOR 1407/MENKES/SK/XI/2002 TENTANG PEDOMAN PENGENDALIAN DAMPAK PENCEMARAN UDARA
International Maritime Organization (IMO) mengatur standar
minimum emisi NOx dan SOx dalam ANNEX VI regulasi 13 dan 14
The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer
Baku Mutu Udara
Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas
atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang
ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur
pencemar yang ditenggang keberadaannya
dalam udara ambien;
Baku mutu emisi sumber adalah batas kadar
maksimal dan/atau beban emisi maksimum
yang diperbolehkan masuk atau dimasukkan ke
dalam udara ambien
Heirarki Regulasi Berkaitan dengan
Udara di Indonesia
UUD 1945
• Lingkungan hidup yang baik dan sehat
• Hak asasi dan hak konstitusi setiap warga negara
UU No 32 2009 dan UU no 23
1997
• Baku Mutu Lingkungan
• Air,….udara ambien, emisi,……gangguan, lainnya • Pengelolaan Lingkungan hidup
PP RI No 41 Tahun 1999
• Pengendalian Pencemaran Udara
• Lampiran Baku Mutu Udara Ambien Nasional
Permen LH
• Kepmen LH No. 15/1996 Program Langit Biru / PROPER
Dasar dan Metode Penetapan Baku Mutu
Udara
studi hubungan dosis – respon suatu pencemar pada kesehatan manusia
studi hubungan konsentrasi, waktu pajanan dari suatu pencemar serta respon ekosistem (lingkungan) dan property
penetapan baku mutu udara ambient didasarkan pada 3 aspek:
Aspek perlindungan kesehatan manusia (golongan populasi manusia sehat dan populasi manusia sensitif (balita, anak-anak, wanita
hamil/menyusui, dan orang-orang tua/manula)) toksikologi dan epidemilogi
Aspek perlindungan ekosistem dan lingkungan (critical load atau critical level)
Aspek pertimbangan lain (Ketersediaan teknologi dalam pemantauan, Kemampuan pengendalian pencemaran (teknologi dan ekonomi),
Penetapan Baku Mutu Emisi
nilai baku mutu ambien yang menjadi media
pelepasan emisi
kondisi background ambien dan nilai rata-rata
konsentrasi ambien
