PERMASALAHAN & KARAKTERISTIK PENCEMARAN UDARA

PERMASALAHAN

&

KARAKTERISTIK

Materi Permasalahan &

Karakteristik Pencemar Udara

„ Pengertian Pencemaran Udara „ Sistem Pencemaran Udara

„ Jenis-Jenis Pencemar Udara „ Emisi dan Faktor Emisi

„ Satuan Konsentrasi Pencemar Udara „ Mekanisme Pencemaran Udara

„ Fenomena Pencemaran Udara „ Dampak Pencemaran Udara

Pengertian Pencemaran Udara

Pencemaran udara adalah masuknya atau

dimasukkannya zat, energi, dan/atau

komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh

kegiatan manusia, sehingga mutu udara

ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang

menyebabkan udara ambien tidak dapat

memenuhi fungsinya.

Sistem Pencemaran Udara

Sumber Emisi _Atmosfer Reseptor

Pencemar Pencampuran & transformasi kimia • Antropogenik • Biogenik • Dilusi • Reaksi • etc • Manusia • Tumbuhan • Hewan • Material Dampak • Kesehatan • Korosi • Kerusakan

Sumber Pencemar Udara

„

Biogenik (alamiah)

„

letusan gunung berapi,

„

dekomposisi biotik

„

Antropogenik (buatan manusia)

„

transportasi dan jenis konversi energi

lainnya

Sumber Biogenik

„

Sumber pencemar alamiah timbul dengan

sendirinya tanpa ada pengaruh dari

aktivitas manusia

„

Contoh:

„

meletusnya gunung berapi : pengemisian

SO

₂

, H

₂

S, CH

₄

, dan partikulat

„

kebakaran hutan : mengemisikan HC, CO,

Sumber Antropogenik - Statis

„ Sumber statis

„ cerobong industri „ kawasan industri

„ Tingkat dan laju pengemisian serta jenis

pencemar dari sumber statis sangat bergantung dari proses produksi yang ada dalam industri

„ contoh: emisi industri semen didominasi oleh

Sumber Antropogenik -

bergerak

„

Sumber bergerak : transportasi

„

Jenis pencemar yang diemisikan

tergantung dari bahan bakar dan sistem

ruang bakar yang digunakan

„

Contoh : emisi mesin jet didominasi oleh

Sumber Antropogenik

(berdasarkan jenis aktivitas) - 1

„ Transportasi: dominasi pencemar meliputi

„ CO „ NOx

„ Partikulat „ HC

„ dan Pb.

„ Pembangkit listrik: emisi bergantung pada jenis

bahan bakar yang digunakan

„ SO₂ (batu bara) „ NOx

„ Partikulat (batu bara) „ CO, HC (gas alam).

Sumber Antropogenik

(berdasarkan jenis aktivitas) - 2

„ Pengelolaan persampahan: timbul sebagai akibat

pembakaran dan dekomposisi dalam tanah

„ NOx „ CO „ CH₄

„ Senyawa organik kompleks lain (misalnya dioksin).

„ Aktivitas rumah tangga: timbul sebagai akibat dari

pemanfaatan bahan bakar minyak tanah dan gas alam

„ CO, NOx , HC „ Partikulat

Sumber Antropogenik

(berdasarkan jenis aktivitas) - 3

„ Industri: sangat bergantung dari jenis industrinya

„ Emisi pencemar spesifik

„ Klor

„ Alumunium „ Ammonia

„ Emisi pencemar akibat proses konversi energi

„ CO „ NOx

„ Partikulat „ HC

Jenis Pencemar Udara

Berdasarkan fasa

„ Berdasarkan kondisi fisiknya, pencemar udara

dapat diklasifikasikan menjadi dua fasa:

„ partikulat „ debu „ aerosol „ timah hitam „ gas „ CO „ NOx „ SOx „ H₂S „ Hidrokarbon

Partikulat

„

Terbagi dua:

„ solid „ liquid „

Ukuran : 0.002

μ

m - 500

μ

m

„

Komposisi :

„ organik „ anorganik

Gas

„

Merupakan major air pollutant

„

Oksida Sulfur

„

Oksida Nitrogen

„

Oksida Carbon

„

Inorganik

Jenis Pencemar Udara

Berdasarkan Reaksi

„

Primary: langsung dari sumber

„ contoh: NO, CO, dan SO₂

„

Secondary : terbentuk oleh interaksi

kimiawi antara pencemar primer dan

senyawa-senyawa penyusun atmosfer

alamiah

Emisi

„ Emisi adalah zat, energi dan atau komponen lain

yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan atau dimasukkannya ke dalam udara ambien yang mempunyai dan atau tidak mempunyai

potensi sebagai unsur pencemar.

„ Satuan (umumnya) :

„ kg/tahun, m3/hari atau

Faktor Emisi - 1

„ Laju masuknya pencemar ke dalam atmosfer

sebagai produk suatu aktivitas, dibagi dengan tingkat aktivitas tersebut (US EPA 1973).

„ Manfaat: untuk mempermudah

assesment

terhadap suatu sumber emisi

„ Satuannya

„ lb/ton lb = pound

„ lb/ton produk „ lb SO₂/ton

Faktor Emisi - 2

„ Contoh :

Suatu pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 50 000 000 galon minyak pertahun. Faktor Emisi

Karbonmonoksida adalah 0,04 lb/1000 gallon. Maka jumlah emisi karbon monoksida per tahunnya adalah sebagai berikut:

= 50 000 000 gallon/tahun x 0,04 lb/1000 gallon = 2 000 lb CO per tahun.

Faktor Emisi - 3

„

Tingkat kesalahan bisa mencapai 50%.

„

Bergantung hasil riset, kesalahan bisa

diturunkan hingga 10% dari kenyataan di

lapangan.

„

Faktor emisi harus diteliti kembali untuk

periode waktu tertentu dengan berbagai

variabel perubahnya.

Satuan Konsentrasi Pencemar

Udara - 1

„ µg/m3 = mikrogram per meter kubik „ mg/m3 = miligram per meter kubik

„ ppm: parts per million = bagian per sejuta

„ pphm: parts per hundred million = bagian per seratus juta „ ppb: parts per billion = bagian per semilyar

µg/m3 _{= (ppm x gram mol x 1000) /} (Liter/mol)

„ Liter per mol bergantung pada tekanan (P) dan temperatur (T) udara

Satuan Konsentrasi Pencemar

Udara - 2

(P1.V1)/T1 = (P2.V2)/T2 P = Tekanan V = Volume T = Temperatur „ Kondisi Normal (N) „ Temperatur : 25o Celcius „ Tekanan : 760 mm Hg

Meteorologi Pencemaran Udara

Faktor-faktor meteorologi mempengaruhi pengenceran dan difusi pencemar udara yang diemisikan (skala

lokal, regional, maupun global):

„ temperatur: perubahan temperatur muka bumi dan

perubahan intensitas penyinaran matahari;

„ kecepatan angin: khususnya daerah perkotaan akan

terjadi penurunan kecepatan angin sebagai akibat adanya gesekan dengan bangunan-bangunan di perkotaan;

„ stabilitas atmosfer: tidak stabil, netral, stabil lemah,

Siklus Pencemaran Udara

„

Siklus Diurnal : siklus 24 jam-an

„

Menunjukkan kuatnya sumber emisi,

transport pencemar, dan difusi pencemar.

„

Secara umum : laju emisi siang hari >

malam hari.

„

Jenis siklus lainnya

„ siklus musiman „ tahunan

Model Dispersi Pencemar

Udara - 1

„ Berguna untuk prediksi tingkat pencemaran udara

dari suatu atau beberapa sumber pencemar.

„ Model sederhana hingga model kompleks dengan

mempertimbangkan aspek-aspek meteorologis sinoptik.

„ Contoh-contoh model yang ada di pasaran:

„ ISCLT,

Model Dispersi Pencemar

Udara - 2

Pada dasarnya menggunakan dua macam prinsip :

„ Eddy Diffusion Model

„ berkembang menjadi “box model”

„ menggunakan konsep tinggi pencampuran

cocok untuk prediksi dari sumber area.

„ Model Dispersi Gauss : prediksi pencemar dari satu

atau beberapa sumber titik maupun sumber garis dalam 3 dimensi.

Reaksi Atmosferik

Gas-Gas Precursor (HCs, NOx, etc)

Sinar Matahari

Produk dari Reaksi Atmosferik

(oxigenated HCs, PAN, dll)

Long Distance Transport

„ Perpindahan Jarak Jauh

„ Bagian dari dinamika atmosfer; diperngaruhi oleh

aspek meteorologi mikro, makro, maupun meso

„ Berkaitan erat dengan fenomena lainnya „ Skala transport pencemar :

„ skala mikro/skala lokal : LA smog

„ skala meso/skala regional : peristiwa kebakaran hutan

di Kalimantan

„ skala makro/skala kontinental : pemanasan global,

Global Warming

„ Pemanasan Global

„ Terjadi sebagai akibat peningkatan emisi gas rumah

kaca yang memiliki kemampuan memerangkap sinar gelombang panjang, baik dari matahari maupun

sebagai akibat proses pendinginan bumi.

„ Gas-gas rumah kaca: CO₂, CH₄, N₂O, CFC, dll

„ Efek global warming: climate change, peningkatan

muka air laut, dll.

Hujan Asam

„ Timbul sebagai akibat tingginya pengemisian

pencemar udara, khususnya SO₂ dan NOx.

„ Proses oksidasi di atmosfer mengakibatkan

gas-gas tersebut berubah menjadi H₂SO₄ dan HNO₃ meningkatkan keasaman air hujan (deposisi

basah)

„ Dapat pula terjadi dalam bentuk deposisi kering

(terperangkap dalam bentuk partikel)

Penipisan Lapisan Ozon

„ Timbul sebagai akibat penggunaan dan pengemisian

gas-gas yang memiliki stabilitas tinggi, misalnya CFC.

„ CFC baru akan bereaksi dan reaktif di lapisan

stratosfer, dimana terdapat lapisan ozon yang berguna untuk melindungi bumi dari sinar gelombang pendek.

„ Akan menimbulkan dampak biologis yang hebat,

misalnya mutasi sel.

„ Skala dampak: global dan berkaitan erat dengan efek

Ozon

„ Molekul yang terdiri atas tiga atom Oksigen.

„ Mampu menyerap sinar ultraviolet yang memiliki

panjang gelombang 290 - 300 nanometer.

„ Penyerapan ini mampu melindungi bumi dari

bahaya sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker kulit.

Smog Fotokimia

„

Timbul sebagai akibat terjadi reaksi

fotokimia antara pencemar-pencemar

udara, khususnya pencemar HC dan NOx

dengan bantuan sinar matahari.

„

Terbentuk smog (smoke + fog), contoh

terkenal :

Los Angeles smog

.

„

Dampak : iritasi terhadap mata dan kulit.

„

Skala dampak : lokal dan regional

Urban Heat Island

„ Terjadi di perkotaan saja sebagai akibat sarana

yang ada di perkotaan, misalnya gedung-gedung pencakar langit

„ Akibat terjadinya perubahan aliran massa udara

dan angin menyebabkan terjadinya gumpalan panas dan pencemar-pencemar yang

terperangkap dalam gumpalan tersebut

„ Sistem terbentuk dengan sendirinya dan hanya

dapat terganggu oleh perubahan angin.

HAP (Hazardous Air

Pollutants)

Pencemar Udara Berbahaya

„ Asbestos „ Benzene „ Beryllium

„ Coke oven emission „ Inorganik arsenic „ Mercury

„ Radionuclides „ Vinyl Chloride

Dampak Hidrokarbon (HC)

„

Belum terbukti menimbulkan efek langsung

terhadap reseptor.

„

Dampak negatif yang mungkin timbul

antara lain:

„ karsinogenik

Dampak Oksida Nitrogen

(NOx)

„

Penyebab iritasi akut.

„

Fibrosis dan bronchitis.

„

Apabila bereaksi dengan H

₂

O akan

membentuk HNO

₃

yang bersifat korosif.

„

Menghambat pertumbuhan tanaman

Dampak Karbon Monoksida

(CO)

„

Gangguan psikologis dan patologis pada

manusia

„

Konsentrasi CO > 750 ppm dapat

menimbulkan kematian

„

CO + Hb = COHb

Dampak Oksidan Fotokimia

„ Terdiri atas: oksidator, ozon (O₃), peroxyacetyl

nitrate (PAN), peroxibenzoyl nitrate (PBN) dan nitrat.

„ Pembentukan smog photokimia, mengurangi

visibilitas.

„ Iritasi hidung dan tenggorokan. „ Bereaksi dengan selulosa.

„ Merusak struktur sel tumbuhan Æ timbul warna

Dampak Partikulat

„ Gangguan pada sistem pernafasan : PM 10.

„ Mengurangi intensitas UV: kurangnya suplai vitamin D. „ Dampak lainnya pada tabel berikut:

Konsentrasi (μ g/m3)

Waktu Pemaparan Dampak

750 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah penyakit yang timbul 300 24 jam rata-rata Memburuknya pasien bronkhitis akut

200 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah pekerja pabrik yang absen

100 – 130 Rata-rata tahunan Meningkatnya kasus pernapasan pada anak-anak

100 Rerata geometrik tahunan Meningkatnya angka kematian pada usia lebih dari 50 tahun

80 - 100 Rata-rata geometrik 2 tahun Meningkatnya angka kematian pada usia 50 – 69 tahun

Dampak Oksida Sulfur

„

Menimbulkan dampak yang signifikan bila

disertai partikulat

„

Pernafasan: bronchoconstriction

„

Kerusakan sel tumbuhan : daun menjadi