BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Udara
2.1.1. Pengertian Udara
Udara adalah atmosfer yang ada di sekeliling bumi yang fungsinya sangat penting untuk kehidupan di muka bumi ini, dalam udara terdapat oksigen (O2) untuk
bernafas, karbon dioksida (CO2) untuk proses fotosintesis oleh khlorofil daun, dan
ozon (O3) untuk menahan sinar ultraviolet dari matahari (Sunu, 2001).
Udara adalah campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komponen yang konsentrasinya paling bervariasi yaitu uap air dan CO2,
kegiatan yang berpotensi menaikkan konsentrasi CO2 seperti pembusukan sampah
tanaman, pembakaran atau sekumpulan massa manusia di dalam ruangan terbatas yaitu karena proses pernapasan (Agusnar, 2007).
Menurut Sunu (2001), komposisi udara terutama uap air (H2O) sangat
dipengaruhi oleh keadaan suhu udara, tekanan udara, dan lingkungan sekitarnya. Komposisi udara bersih dan kering, pada umumnya sebagai berikut:
a. Nitrogen (N2) = 78,09 %
b. Oksigen (O2) = 20,94 %
c. Argon (Ar) = 0,93 % d. Karbon dioksida (CO2) = 0,032 %
2.1.2. Pengertian Pencemaran Udara
kualitas udara menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup R.I No. KEP-03/MENKLH/II/1991).
Pencemaran udara adalah bertambahnya bahan atau substrat fisik atau kimia ke dalam lingkungan udara normal yang mencapai sejumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia (yang dapat dihitung dan diukur) serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi dan material (Chambers dan Masters dalam Mukono, 2006 ).
Pencemaran udara adalah adanya bahan polutan di atmosfer yang dalam konsentrasi tertentu akan mengganggu keseimbangan dinamik atmosfer dan mempunyai efek pada manusia dan lingkungannya (Kumar dalam Mukono, 2008)
Pencemaran udara adalah terdapatnya bahan kontaminan di atmosfer karena ulah manusia (man made) , yang membedakan pencemaran udara alamiah dan pencemaran udara di tempat kerja (occupational air pollution) (Mukono, 2006).
2.1.3. Penyebab Pencemaran Udara
Menurut Sunu (2001), secara umum penyebab pencemaran udara ada 2 macam, yaitu:
a. Karena faktor internal (secara alamiah) yaitu: 1) Debu yang beterbangan akibat tiupan angin.
2) Abu (debu) yang dikeluarkan dari letusan gunung berapi beserta gas-gas vulkanik.
b. Karena faktor eksternal (akibat ulah manusia) yaitu: 1) Hasil pembakaran bahan bakar fosil.
2) Debu/serbuk dari kegiatan industri.
3) Pemakaian zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara.
Asal pencemar udara dapat diterangkan dengan 3 (tiga) proses yaitu atrisi (attrition) penguapan (vaporization) dan pembakaran (combustion), dari ketiga proses tersebut pembakaran merupakan proses yang sangat dominan dalam kemampuannya menimbulkan bahan polutan (Corman dan Masters dalam Mukono, 2008).
Berdasarkan buletin WHO yang dikutip Holzworth & Cormick (1976:690), penentuan pencemar atau tidaknya udara suatu daerah berdasarkan parameter sebagai berikut:
Tabel 2.1. Parameter Pencemar Udara
No Parameter Udara bersih Udara tercemar
1. Bahan partikel 0,01-0,02 mg/m3 0,07- 0,7 mg/m3
2. SO2 0,003-0,02 ppm 0,02- 2 ppm
3. CO < 1 ppm 5- 200 ppm
4. NO2 0,003- 0,02 ppm 0,02 – 0,1 ppm
5. CO2 310- 330 ppm 350 – 700 ppm
6. Hidrokarbon < 1 ppm 1 – 20 ppm
Sumber : Buletin Who dalam Mukono, 2005
2.1.4. Klasifikasi Bahan Pencemar Udara
Bahan pencemar udara atau polutan dapat dibagi menjadi 2 (dua) bagian: 1. Polutan Primer
a. Gas, terdiri dari:
1) Senyawa karbon, yaitu hidrokarbon, hidrokarbon teroksigenasi, dan karbon oksida (CO dan CO2).
2) Senyawa sulfur, yaitu sulfur oksida.
3) Senyawa nitrogen, yaitu nitrogen oksida dan amoniak.
4) Senyawa halogen, yaitu flour, klorin, hidrogen klorida, hidrokarbon terklorinasi dan bromin
Penyebab pencemaran lingkungan di atmosfer biasanya berasal dari sumber kendaraan bermotor dan atau industri. Bahan pencemar yang dikeluarkan antara lain adalah gas NO2, SO2, SO3, ozon, CO, HC, dan partikel
debu. Gas NO2, SO2, HC dan CO dapat dihasilkan dari proses pembakaran
oleh mesin yang menggunakan bahan bakar yang berasal dari bahan fosil (Mostardi dalam Mukono, 2008).
b. Partikel
Partikel dalam atmosfer mempunyai karakteristik spesifik, dapat berupa zat padat maupun suspensi aerosol cair. Bahan partikel tersebut dapat berasal dari proses kondensasi, proses dispersi (proses menyemprot (spraying) maupun proses erosi bahan tertentu. Asap (smoke) seringkali dipakai untuk menunjukkan campuran bahan partikulat (paticulate matter), uap (fumes), gas dan kabut (mist) (Mukono, 2005).
Adapun yang dimagsud dengan:
2) Debu, adalah partikel padat yang dihasilkan oleh manusia atau alam dan merupakan hasil proses pemecahan suatu bahan.
3) Uap, adalah partikel padat yang merupakan hasil dari proses sublimasi, distilasi atau reaksi kimia.
4) Kabut, adalah partikel cair dari reaksi kimia dan kondensasi uap air. Berdasarkan ukuran, secara garis besar partikel dapat merupakan suatu: a. Partikel debu kasar (coarse particle), jika diameternya > 10 mikron. b. Partikel debu, uap dan asap, jika diameternya diantara 1 - 10 mikron. c. Aerosol, jika diameternya < 1 mikron.
2. Polutan Sekunder
Menurut (Mukono, 2005), polutan sekunder biasanya terjadi karena reaksi dari dua atau lebih bahan kimia di udara, misalnya reaksi foto kimia, sebagai contoh adalah disosiasi NO2 yang menghasilkan NO dan O radikal. Proses kecepatan dan
arah reaksinya dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: 1) Konsentarsi relatif dari bahan reaktan
2) Derajat foto aktivasi 3) Kondisi iklim
4) Topografi lokal dan adanya embun
2.1.5. Sumber Pencemaran Udara
Sumber pencemaran yang utama berasal dari transportasi, dimana hampir 60% dari polutan yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon. Sumber-sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah dan lainnya (Agusnar, 2007).
Tabel 2.2. Sumber Dan Standar Kesehatan Emisi Gas Buang
No Pencemar Sumber Keterangan
1. Karbon
monoksida (CO)
Buangan kendaraan bermotor, proses industri
Standar kesehatan: 10 mg/m³ (9 ppm)
2. Sulfur dioksida (SO2)
Panas dan fasilitas pembangkit listrik
Standar kesehatan: 80 µg/m³ (0,03 ppm)
3. Nitrogen dioksida (NO2)
Buangan kendaraan bermotor, panas dan fasilitas
pembangkit listrik
Standar kesehatan: 100 mg/m³ (0,05 ppm) Sumber : Bapedal, 2002
Sumber pencemar udara dapat dikelompokkan menjadi sumber bergerak dan sumber tidak bergerak (Sarudji, 2010).
1. Sumber Bergerak
Sumber pencemar udara bergerak dapat dikelompokkan menjadi: (a). Kendaraan bermotor, (b). Pesawat terbang (c). Kereta api dan (d). Kapal, (Sarudji, 2010).
Dalam proses pembakaran bahan bakar maka timbullah gas buang dari masing-masing kendaraan, yang diemisikan ke udara ambien sebagai pencemar. Hasil pembakaran tersebut diantaranya adalah CO, CO2, SOx, NOx, Hidrokarbon dan bahan
merupakan kendaraan yang berkonstibusi besar dalam pencemaran CO, SO2 dan Pb
(Ryadi, 2002).
Tabel 2.3. Baku Mutu Udara Emisi Sumber Bergerak No Kategori 1. Mobil penumpang
dengan tempat
Sumber : Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor Kep-02/MENKLH/I/1988
2. Sumber Tak Bergerak (Menetap)
misalnya harus dipertimbangkan keadaan geografi dan tofografi, metereologi, serta rencana tata ruang di wilayah tersebut.
2.1.6. Jenis- Jenis Pencemaran Udara
Menurut (Harssema dalam Mulia, 2005), pencemaran udara diawali oleh adanya emisi. Emisi merupakan jumlah pollutant (pencemar) yang dikeluarkan ke udara dalam satuan waktu. Emisi dapat disebabkan oleh proses alam maupun kegiatan manusia. Emisi yang disebabkan oleh proses alam disebut biogenik
emissions, sebagai contoh gas methane (CH4) yang terjadi sebagai akibat
dekomposisi bahan organik oleh bakteri pengurai. Emisi yang disebabkan kegiatan manusia disebut anthropogenic emissions contohnya adalah emisi udara yang disebabkan oleh kegiatan manusia adalah hasil pembakaran bahan bakar fosil (bensin, solar, batubara), pemakaian zat- zat kimia yang disemprotkan ke udara dan sebagainya.
Tabel 2.4. Jenis- Jenis Pencemar Udara
NO Pencemaran udara Jenisnya
1. Menurut bentuk a. Gas
b. Partikel
2. Menurut tempat a. Ruangan (Indoor)
b. Udara bebas (outdoor) 3. Gangguan kesehatan a. Iritanisia
b. Aspeksia c. Anestesia d. Toksis
4. Susunan kimia a. Anorganik
b. Organik
5. Menurut asalnya a. primer
Menurut Agusnar (2007), beberapa jenis pencemar udara yang paling sering ditemukan adalah:
1. Karbon Monoksida (CO) 2. Nitrogen Dioksida (NO2)
3. Sulfur Dioksida (SO2)
4. Hidrokarbon (HC) 5. Partikel
2.1.7. Pengaruh Meteorologi terhadap Penyebaran Pencemar
Meteorologi menjelaskan apa yang terjadi bila terdapat pencemar dari suatu sumber emisi kemudian diukur di lain tempat akan menunjukkan hasil yang berbeda sekalipun pada jarak yang sama dari sumber tersebut. Gerakan udara menyebabkan proses pengenceran pencemar (Sarudji, 2010).
Beberapa pengaruh meteorologi dan iklim terhadap penyebaran pencemar antara lain:
1. Suhu
2. Arah dan Kecepatan Angin
Kecepatan angin memengaruhi distribusi pencemar, konsentrasi pencemar akan berkurang jika angin kencang dan membagikan pencemar secara mendatar dan tegak lurus. Kecepatan angin yang kuat akan membawa polutan terbang kemana-mana dan dapat mencemari udara negara lain (Chandra, 2006).
3. Hujan
Air hujan sebagai pelarut umum, cenderung melarutkan bahan polutan yang terdapat dalam udara. Kawasan industri yang menggunakan batubara sebagai sumber energinya berpotensi menjadi sumber pencemar udara di sekitarnya. 4. Topografi
Permukaan topografi memberikan efek kepada angin lokal, Perubahan suhu udara diatas laut lebih lambat dibanding udara diatas daratan. Perbedaan kecepatan ini mengakibatkan perbedaan suhu udara di diatas permukaan laut dan darat, sehingga tekanan udara pun berbeda. Pada suhu yang lebih tinggi tekanan udaranya menurun atau lebih rendah, sedangkan pada suhu udara yang lebih rendah tekanannya lebih tinggi, hal ini mengakibatkan terjadinya angin laut dan angin darat (Djajadiningrat, 1982).
Variabel yang ternasuk dalam faktor tofografi, antara lain: a. Dataran rendah
b. Pegunungan
Di daerah dataran tinggi sering terjadi inversi dan udara dingin yang terperangkap akan menahan polutan tetap di lapisan permukaan bumi. c. Lembah
Di daerah lembah, aliran angin sedikit sekali dan tidak bertiup ke segala penjuru, keadaan ini cenderung menahan polutan yang terdapat di permukaan bumi.
2.1.8. Efek Bahan Pencemar Udara
Efek- efek pencemaran pada kehidupan manusia dapat dibagi menjadi efek secara umum, efek terhadap lingkungan, efek terhadap ekonomi dan efek terhadap kesehatan (Mukono, 2006).
1. Efek Bahan Pencemar Udara Secara Umum
Efek umum pencemaran udara terhadap kehidupan manusia, antara lain:
a. Meningkatkan angka kesakitan dan kematian pada manusia, flora dan fauna.
b. Memengaruhi kuantitas dan kualitas matahari yang sampai ke permukaan bumi dan memengaruhi proses fotosintesis tumbuhan.
c. Memengaruhi dan merngubah iklim akibat terjadinya peningkatan kadar CO di udara, kondisi ini cenderung menahan panas tetap berada di lapisan bawah atmosfer sehingga terjadi efek rumah kaca (green house effect). d. Pencemaran udara dapat merusak cat, karet, dan bersifat korosif terhadap
benda yang terbuat dari logam.
2. Efek Bahan Pencemar Udara terhadap Lingkungan a. Efek terhadap Kondisi Fisik Atmosfer
Efek negatif bahan pencemar udara terhadap kondisi fisik atmosfer antara lain adalah:
1) Gangguan jarak pandang (visibility). 2) Memberikan warna tertentu pada atmosfer. 3) Mempengaruhi struktur dari awan.
4) Mempengaruhi keasaman air hujan. 5) Mempercepat pemanasan atmosfer. b. Efek terhadap Vegetasi
Efek negatif bahan pencemar udara terhadap kehidupan vegetasi antara lain adalah:
1) Perubahan morfologi, figmen dan kerusakan fisiologi sel tumbuhan terutama pada daun.
2) Mempengaruhi pertumbuhan vegetasi. 3) Mempengaruhi proses reproduksi tanaman. 4) Mempengaruhi komposisi komunitas tanaman.
5) Terjadi akumulasi bahan pencemar pada vegetasi tertentu (misalnya lumut kerak (lichen) dan mempengaruhi kehidupan serta morfologi vegetasi tersebut).
c. Efek terhadap Kehidupan Binatang
berbahaya, sebagai contoh adalah terjadinya migrasi burung karena udara ambien terpapar oleh gas SO2.
3. Efek terhadap Faktor Ekonomi
Efek negatif bahan pencemar terhadap faktor yang berhubungan dengan ekonomi antara lain:
a. Meningkatkan biaya rehabilitasi karena rusaknya bahan (keropos). b. Meningkatnya biaya pemeliharaan (pelapisan, pengecatan).
c. Kerugian akibat kontaminasi bahan pencemar udara pada makanan/minuman oleh bahan beracun (kontaminasi oleh dioksin).
d. Meningkatnya biaya perawatan/ pengobatan penyakit yang disebabkan oleh pencemaran udara.
4. Efek Bahan Pencemar terhadap Kesehatan
Menurut Djajadiningrat (1982), efek pencemaran udara terhadap kesehatan manusia dapat terlihat baik secara cepat maupun lambat, seperti berikut:
a. Efek cepat
b. Efek lambat
Pencemaran udara di duga salah satu penyebab bronkhitis kronis dan kanker paru primer. Penyakit yang disebabkan oleh pencemaran udara antara lain, emfisema paru, black lung disease, asbestosis, silikosis, bisinosis, dan pada anak-anak penyakit asma dan eksema.
2.1.9. Pencegahan
Pencegahan yang dapat dilakukan terhadap pencemaran udara tergantung dari sifat dan sumber polutannya. Pencegahan yang paling sederhana dan mudah dilakukan yaitu dengan menggunakan masker sebagai pelindung untuk menghindari terjadinya gangguan kesehatan (Sunu, 2001).
Pencegahan disesuaikan dengan kebutuhan dengan memperhatikan pengaruhnya teerhadap kesehatan dan peralatan yang digunakan. Tindakan yang dilakukan untuk mencegah pencemaran udara seperti mengurangi polutan (beban yang mengakibatkan polusi) dengan peralatan, mengubah polutan, melarutkan polutan, dan mendispersikan (menguraikan) polutan (Sunu, 2001).
Menurut Mulia (2005), untuk mengawasi pencemaran udara, ada beberapa hal yang dapat dilakukan, yaitu :
mencegah dihasilkannya karbon monoksida yang bersifat meracun bagi manusia.
2. Membersihkan udara yang telah tercemar, ini merupakan salah satu yang diwajibkan pemerintah kepada perusahaan industri yang menggunakan mesin- mesin, yaitu mengolah terlebih dahulu udara kotor yang dihasilkan sebelum dibuang ke alam.
3. Dengan perencanaan kota. Perencanaan kota yang baik akan dapat mengurangi akibat yang ditimbulkan oleh pencemaran udara terhadap kesehatan, misalnya dengan membangun daerah industri yang jauh dari tempat tinggal atau dengan penghijauan kota.
2.2. Karbon Monoksida (CO)
2.2.1. Sumber Karbon Monoksida di Udara
Karbon monoksida (CO) adalah suatu gas yang tidak bewarna, tidak berbau dan tidak berasa dengan jumlah sedikit di udara sekitar 0,1 ppm yang berada di lapisan atmosfer, oleh karena itu lingkungan yang tercemar oleh gas karbon monoksida (CO) tidak dapat dilihat oleh mata. Gas karbon monoksida (CO) diproduksi oleh proses pembakaran yang tidak sempurna dari bahan – bahan yang mengandung karbon. Gas karbon monoksida (CO) dapat berbentuk cairan pada suhu dibawah – 192 °C, gas karbon monoksida (CO) sebagian besar berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dengan udara, berupa gas buangan (Wardhana, 2001).
kekurangan oksigen. Menurut perhitungan stochiometrik, yaitu seandainya proses pembakaran terjadi secara sempurna maka dalam 1 kg bensin diperlukan 15 kg udara untuk pembakaran dalam silinder kendaraan bermotor, bila hal ini terjadi maka tidak akan terbentuk CO, tetapi pada kenyataannya hal demikian tak pernah terjadi, dan karenanya terbentuklah CO. Gas CO yang dihasilkan oleh kendaraan bermesin bensin (premium) adalah sekitar 1 % pada waktu berjalan dan sekitar 7 % pada waktu tidak berjalan. Sementara mesin disel menghasilkan CO sebesar 0,2 % pada saat berjalan dan sekitar 4 % pada waktu berhenti (Siswanto dalam Sarudji, 2010).
Menurut Wardhana (2001), kota besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan CO sekitar 10 – 15 ppm sehingga kadar CO dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan. Selain itu gas CO dapat juga terbentuk walaupun jumlahnya relatif sedikit, seperti gas hasil kegiatan gunung berapi, proses biologi dan lainnya.
Menurut Agusnar (2007), karbon monoksida yang terdapat di alam terbentuk melalui proses berikut ini:
a. Pembakaran tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon.
b. Reaksi antara karbon dioksida dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi.
c. Pada suhu tinggi, karbon dioksida dapat terurai kembali menjadi karbon monoksida dan oksigen.
gas CO. Sumber pencemaran gas CO terutama berasal dari pembakaran bahan bakar fosil (minyak maupun batubara) pada mesin- mesin penggerak transportasi. Penyebaran gas CO di udara tergantung pada keadaan lingkungan, untuk daerah perkotaan yang banyak kegiatan industrinya dan lalu lintasnya padat, udaranya sudah banyak tercemar oleh gas CO, sedangkan daerah pinggiran kota atau desa, cemaran CO di udara relatif sedikit.
Ternyata tanah yang masih terbuka dimana belum ada bangunan di atasnya, dapat membantu penyerapan gas CO, karena mikroorganisme yang ada di dalam tanah mampu menyerap gas CO yang terdapat di udara. Angin dapat mengurangi konsentrasi gas CO pada suatu tempat karena dipindahkan ke tempat lain (Mulyanto, 2007).
2.2.2. Pengaruh Karbon Monoksida Terhadap Manusia
Pengaruh beracun gas CO terhadap tubuh manusia terutama disebabkan oleh reaksi antara CO dengan hemoglobin (Hb) di dalam darah. Hemoglobin di dalam darah secara normal berfungsi dalam sistem transpor dalam membawa oksigen dalam bentuk oksihemoglobin (O2Hb) dari paru-paru ke sel-sel tubuh dan membawa CO
dalam bentuk CO2Hb dari sel-sel tubuh ke dalam paru-paru.
Adanya CO, hemoglobin dapat membentuk karboksihemoglobin, jika reaksi tersebut terjadi maka kemampuan darah untuk mentransport oksigen menjadi berkurang. Afinitas CO terhadap hemoglobin adalah 200 kali lebih tinggi daripada afinitas oksigen terhadap hemoglobin, akibatnya jika CO dan O2 terdapat
bersama-sama di udara akan terbentuk COHb dalam jumlah jauh lebih banyak dari pada O2Hb
Faktor penting yang menentukan pengaruh CO terhadap tubuh manusia adalah konsentrasi COHb yang terdapat dalam darah, dimana semakin tinggi persentase hemoglobin yang terikat dalam bentuk COHb, semakin parah pengaruhnya terhadap kesehatan manusia. Konsentrasi COHb di dalam darah dipengaruhi secara langsung oleh konsentrasi CO dari udara yang terhisap (Agusnar, 2007).
Kadar 20 bpj CO dalam udara dapat menyebabkan manusia sakit, dalam waktu 30 menit 1300 ppm dapat menyebabkan kematian. Menghisap gas yang keluar dari knalpot mobil di ruang garasi tertutup lebih banyak menyebabkan kematian (Sastrawijaya, 2009).
Keadaan normal konsentrasi CO di dalam darah berkisar antara 0,2% sampai 1,0% dan rata-rata sekitar 0,5%. Kadar CO didalam darah dapat seimbang selama kadar CO di atmosfer tidak meningkat dan pernafasan tetap konstan (Mukono, 2008).
Gejala-gejala keracunan CO antara lain pusing, rasa tidak enak pada mata, telinga berdengung, mual, muntah detak jantung meningkat, rasa tertekan di dada, kesukaran bernafas, kelemahan otot- otot, tidak sadar dan bisa meninggal dunia (Mukono, 2008).
Tabel 2.5. Pengaruh Konsentrasi COHb di dalam Darah Terhadap Kesehatan NO Konsentrasi COHb
di dalam darah
Pengaruhnya terhadap kesehatan 1. < 1.0 Tidak berpengaruh
2. 1.0 – 2.0 Penampilan agak tidak normal
3. 2.0 – 5.0 Pengaruh terhadap sistem syaraf sentral, reaksi panca indera tidak normal, benda terlihat agak kabur
4. ≥ 5.0 Perubahan fungsi jantung dan pulmonary
5. 10.0 – 80.0 Kepala pening, mual, berkunang – kunang, pingsan, kesukaran bernafas, kematian.
2.3. Nitrogen Dioksida (NO2)
2.3.1. Sumber Nitrogen Dioksida di Udara
Nitrogen oksida sering disebut dengan NOx, karena oksida nitrogen
mempunyai 2 macam bentuk yang sifatnya berbeda, yaitu gas NO2 dan gas NO. Sifat
gas NO2 adalah berwarna dan berbau, sedangkan gas NO tidak bewarna dan berbau.
Warna gas NO2 adalah merah kecoklatan dan berbau tajam menyengat hidung. Kadar
NOx di udara daerah perkotaan yang berpenduduk padat lebih tinggi dari daerah
pedesaan yang berpenduduk sedikit, hal ini disebabkan karena berbagai macam kegiatan yang menunjang kehidupan manusia akan menambah kadar NOx di udara,
seperti transportasi, generator pembangkit listrik, pembuangan sampah dan lain-lain (Wardhana, 2001).
Ada beberapa macam oksida nitrogen seperti NO, NO2, dan N2O. N2O juga
biasa terdapat di udara, tetapi tidak berbahaya. Kontributor terbanyak dari polutan NOx adalah kendaraan bermotor dan dari sumber menetap yang membakar minyak,
oleh karena itu pencemar ini terkonsentrasi pada daerah urban dimana kendaraan bermotor, industri dan berbagai macam pabrik banyak beroperasi. Nitrogen di udara terdapat 78% (Sastrawijaya, 2009).
Konsentrasi nitrogen oksida (NOx) di udara sangat dipengaruhi oleh sinar
matahari dan aktivitas kendaraan bermotor, pencemaran nitrogen oksida (NOx) dapat
berupa asam nitrat yang kemudian diendapkan sebagai garam- garam nitrat didalam air hujan atau debu. Kecepatan emisi NOx dapat diketahui bahwa waktu tinggal
Dari waktu tinggal tersebut dapat diketahui bahwa proses-proses alam termasuk reaksi fotokimia yang mengakibatkan hilangnya NOx (Fardiaz, 2010).
Untuk mengetahui perubahan konsentrasi NOx di udara berlangsung sebagai
berikut:
1. Konsentarsi NO dan NO2 tetap stabil sebelum matahari terbit.
2. Konsentrasi NO mulai meningkat pada pagi hari bersamaan dengan aktivitas manusia, terutama kendaraan bermotor.
3. Pada siang hari, sinar matahari memancarkan sinar ultraviolet sehingga konsentrasi NO2 meningkat karena perubahan NO primer menjadi NO2
sekunder.
4. Dengan menurunnya konsentrasi NO di bawah 0,1 ppm, maka konsentrasi ozon (O3) meningkat.
5. Konsentrasi NO mulai meningkat kembali apabila intensitas energi sinar matahari cenderung menurun pada sore hari.
6. O3 yang terkumpul sepanjang hari akan bereaksi dengan NO yang
berakibat terjadinya kenaikan konsentrasi NO2 dan penurunan konsentrasi
O3.
Konsentrasi NO di udara daerah perkotaan biasanya 10 – 100 kali lebih tinggi daripada di udara daerah pedesaan. Konsentrasi NOx di udara daerah perkotaan dapat
2.3.2. Pengaruh Nitrogen Dioksida terhadap Manusia
Kedua bentuk nitrogen oksida, yaitu NO dan NO2 sangat berbahaya terhadap
manusia. Penilaian aktivitas mortalitas dua komponen menunjukkan bahwa NO2
empat kali lebih beracun daripada NO. Selama ini belum pernah dilaporkan terjadinya keracunan NO yang mengakibatkan kematian. Pada konsentrasi yang normal ditemukan di atmosfer, NO tidak mengakibatkan iritasi dan berbahaya, tetapi pada konsentrasi udara ambien yang normal NO dapat mengalami oksidasi menjadi NO2 yang lebih berbahaya (Chandra, 2006).
Nitrogen oksida (NO) mempunyai kemampuan membatasi kadar oksigen dalam darah dan juga mudah bereaksi dengan oksigen membentuk NO2. Apabila NO2
bertemu dengan uap air di udara atau dalam tubuh manusia maka akan terbentuk HNO3 yang dapat merusak tubuh (Sastrawijaya, 2009).
Menurut Mukono (2005), apabila udara tercemar oleh gas NO2 dan bereaksi
dengan uap air maka akan menjadi korosif dan memberikan efek terhadap mata, paru dan kulit.
a. Terhadap alat pernafasan
Iritasi terhadap paru akan menyebabkan edema paru setelah terpapar oleh gas NO2 selama 48 – 72 jam, apabila terpapar dengan dosis yang meningkat akan
menjadi fatal. b. Terhadap mata
c. Terhadap kulit
Iritasi terhadap kulit dapat terjadi apabila kulit kontak dengan uap air nitrogen akan menyebabkan luka bakar.
d. Efek lain (terhadap darah)
Kadar nitrogen pada konsentrasi tertentu dapat bereaksi dengan darah. 2.4. Tanaman Peneduh Jalan
Tanaman peneduh jalan adalah jenis tanaman berbentuk pohon dengan percabangan yang tingginya lebih dari 2 meter, mempunyai percabangan melebar kesamping seperti pohon rindang yang dapat memberikan keteduhan, penahan silau cahaya matahari dan penyerap polutan-polutan udara (Agnesia, 2006).
Beberapa tanaman peneduh jalan memiliki morfologi yang berbeda-beda sesuai dengan fungsi tanaman peneduh jalan tersebut. Adapun bagian-bagian penting pada tanaman peneduh jalan secara umum yaitu terdiri dari:
1. Batang
Batang merupakan bagian tanaman yang sangat penting, dan mengingat tempat serta kedudukan batang bagi tubuh tanaman, batang dapat disamakan dengan tubuh tanaman
2. Akar
3. Daun
Daun merupakan suatu bagian tumbuhan yang paling rentan terhadap sumber pencemaran terutama di daeah perkotaan akibat kendaraan bermotor. Daun peneduh jalan biasanya berdaun majemuk karena semakin banyak helaian daun pada suatu tangkai maka semakin baik fungsi dari suatu tanaman peneduh jalan tersebut. Luas permukaan daun sangat berpengaruh terhadap fungsi daun sebagai penyerap karbondioksida dan polutan-polutan udara lainnya.
2.4.1. Fungsi Tanaman Peneduh Jalan
Menurut (Anggraini, 1994), fungsi tanaman peneduh jalan adalah sebagai berikut:
1. Menciftakan kenyamanan
Tanaman peneduh jalan yang rindang yang berada di tengah maupun di pinggir jalan raya memberikan suasana sejuk dan teduh, hal ini tentu saja memberikan kenyamanan pengendara maupun pejalan kaki yang melintasi jalan raya tersebut
2. Memberikan nilai estetika
Tanaman yang rindang dan tajuk yang teratur memberikan nilai estetika pada jalan raya yang ditumbuhinya, hal ini secara tidak langsung dapat memberikan nilai tambah bagi jalan raya tersebut.
3. Menjerap dan menyerap polutan-polutan udara
5. Meredam kebisingan
Tanaman peneduh jalan juga dapat meredam kebisingan yang diakibatkan oleh kendaraan bermotor. Bentuk konopi tajuk pohon berpengaruh pada efektifitasnya dalam meredam kebisingan.
2.4.2. Syarat-Syarat Tanaman Peneduh Jalan
Secara umum, syarat-syarat yang perlu diperhatikan dalam memilih pohon untuk tanaman peneduh jalan antara lain:
a) Mempunyai perakaran yang dalam, kuat, tidak mudah tumbang dan tidak mudah menggugurkan ranting dan daun
b) Mampu tumbuh pada lingkungan yang marjinal (tanah tidak subur, udara dan air tercemar).
c) Pertumbuhan cepat dan tahan terhadap resiko. d) Tidak memerlukan perawatan yang intensif e) Berumur panjang
f) Tahan terhadap kekurangan air g) Dahan dan ranting tidak mudah patah
h) Dapat menghasilkan oksigen dan meningkatkan kualitas lingkungan kota 2.4.3. Jenis-jenis Tumbuhan yang dapat Menyerap Polutan di Udara
1. Lidah Mertua (Sansevieria)
mampu hidup pada rentang suhu dan cahaya yang luas, sangat resisten terhadap gas udara yang berbahaya (polutan), dan mampu menyerap polutan di daerah padat lalu lintas.
Satu tanaman lidah mertua dewasa berdaun 4/5 helai dapat menyegarkan kembali udara dalam ruangan seluas 20 m persegi, karena dalam Sansevieria mengandung bahan aktif pregnane glikosid, yang berfungsi untuk mereduksi polutan menjadi asam organik, gula dan asam amino, dengan demikian unsur polutan tersebut jadi tidak berbahaya lagi bagi manusia.
2. Mahoni (Swettiana mahagoni)
Tanaman mahoni termasuk jenis tanaman pohon tinggi, percabangannya banyak, tingginya dapat mencapai kira-kira 10 – 30 m. Menurut laboratorium, pohon mahoni termasuk dalam kriteria pohon yang mampu mengurangi polusi udara sekitar 47% – 69%. Pohon ini juga dapat menyerap polutan timbal yang di keluarkan oleh kendaraan bermotor yang dapat menyebabkan penyakit bagi manusia. Daun-daunnya menyerap polutan-polutan dan melepaskan oksigen ke udara. Selain itu, pohon mahoni termasuk pohon pengikat air karena akarnya dapat mengikat air dan menjadi cadangan air bagi lingkungan sekitar.
3. Asam Jawa (Tamarindus indica)
4. Pohon Trembesia (Samanea saman)
Pohon trembesia merupakan pohon yang mampu menyerap 28,5 ton karbondioksida per tahun dalam skala yang besar, sehingga sangat dianjurkan ditanam sebagai pohon penghijauan. Selain penyerap polusi, pohon trembesia mampu menyerap air tanah sehingga saat musim hujan tiba wilayah sekitar pohon trembesia tidak tergenang air. Pohon ini membutuhkan lahan yang luas.
5. Palem kuning (Chrysalidocarpus lutescens)
Palem kuning adalah Jenis pinang-pinangan yang tumbuh sampai diatas 5 m. Mampu menyerap racun dengan banyak dan paling tinggi diantara tanaman lainnya. Tanaman kecil cocok diletakkan di dalam rumah dan tanaman besar di pinggir jalan sangat efektif untuk menyerap gas beracun dari asap kendaraan maupun pabrik. Palem kuning setinggi 1,8 m dapat menghasilkan uap air 1 liter/24 jam dan menghisap zat beracun paling banyak jenis dan volumenya. Kemampuan menyerap Trikloroetilen-nya 16,520 microgram, sedangkan penyerapan benzena 34,073 microgram, dan Formaldehida 76,707 microgram per 24 jam.
6. Daun Puring (Codiaeum variegatum)
Pohon puring merupakan tanaman yang memiliki daun yang paling baik dalam menyerap unsur plumbum (Pb/timah hitam/timbal) yang berasal dari sisa pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor yang terdapat bertebaran di udara terbuka (2.05 mg/lt).
7. Angsana (Pterocarpus indicus)
tinggi, ketinggiannya bisa mencapai 10 – 40 m. Ujung tanaman ini berambut, daunnya majemuk dan menyirip ganjil. Anak daun berjumlah 5-11 daun, daun berbentuk bulat dan memanjang., ujungn daun meruncing, tumpul mengkilat. Panjang daun tanaman angsana 4 – 10 cm dengan lebar 2,5-5 cm, anak tangkai panjangnya lebih kurang 0,5-1,5 cm. Bunganya berkelamin ganda, berwarna kuning cerah dan baunya sangat harum sehingga sering digunakan sebagai tanaman peneduh jalan. Angsana mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam menyerap polutan udara dibandingkan dengan pohon lain.
2.5. Kendaraan Bermotor
2.5.1. Terbentuknya Gas Buang Kendaraan Bermotor
Menurut Sarudji (2010), kendaraan bermotor seperti bus, truk, jeep, sedan, sepeda motor dan sejenisnya menggunakan sumber energi dari bensin atau minyak diesel. Kendaraan bermotor yang menggunakan mesin empat langkah menghasilkan gas buang dengan mekanisme berikut:
Bensin dicampur dengan udara dalam karburator, kemudian dipompakan ke dalam silinder pada langkah pertama. Uap bensin yang bercampur (Oksigen) dari udara tersebut dimanfaatkan dalm ruang silinder pada langkah kedua, dan dibakar oleh percik api yang dihasilkan oleh busi. Pemuaian gas karena pembakaran (berupa letupan) akan mendorong piston pada langkah ketiga, yaitu langkah yang menghasilkan tenaga untuk menggerakkan mesin kendaraan. Hasil pembakaran ini disamping energi, juga gas buang yang didorong keluar melalui muffer pada langkah keempat. Gas buang tersebut terdiri atas NOx, SOx, CO, Pb atau Hidrokarbon. Pb
Pb yang ditambahkan pada bensin berupa tetraethyllead (TEL) dengan formula Pb (C2H5)4 (Sarudji, 2010).
Minyak diesel digunakan oleh mesin yang menggunakan metode injeksi minyak bakar ke dalam silinder. Hasil gas buang banyak mengandung Hidrikarbon. Pada mobil gas buang diemisikan ke uadara terutama melalui klanpot (muffer) , mesin (crankcase blowby) dan dari tutup bensin. Hampir 100 % CO, Nox dan Pb serta sekitar 60 % Hidrokarbon diemisikan dari knalpot, 40 % Hidrokarbon diemisikan dari lubang pengisian bensin dan crankcase (Perkins dalam Sarudji, 2010).
2.5.2. Pengaruh Kendaran Bermotor Dalam Pencemaran Udara
Kendaraan bermotor merupakan sumber pencemaran yang sangat besar andilnya, antara lain karena dapat membebaskan hidrokarbon, oksida nitrogen, oksida sulfur dan lain-lain (termasuk juga Pb). Hidrokarbon dan nitrogen oksida di udara akan membentuk ozon maupun bereaksi dengan ozon itu sendiri melalui proses photochemical process (Ryadi, 2002).
Anonimus (2012), faktor- faktor yang menyebabkan dominannya pengaruh sektor transportasi terhadap pencemaran udara perkotaan di Indonesia antara lain: 1. Perkembangan jumlah kendaraan yang cepat (eksponensial)
2. Tidak seimbangnya prasarana transportasi dengan jumlah kendaraan yang ada 3. Pola lalu lintas perkotaan yang berorientasi memusat, akibat terpusatnya
kegiatan-kegiatan perekonomian dan perkantoran di pusat kota.
5. Kesamaan waktu aliran lalu lintas
6. Jenis, umur dan karakteristik kendaraan bermotor 7. Faktor perawatan kendaraan
8. Jenis bahan bakar yang digunakan 9. Jenis permukaan jalan
10. Siklus dan pola mengemudi (driving pattern)
Dalam penyelidikan di Amerika sumber primer dari hidrokarbon dan nitrogen oksida adalah utama kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin maupun solar. Penyelidikan R.W Hurn pada tahun 1956-1966 di Amerika memperoleh data bahwa rata-rata setiap kendaraan bermotor yang laju dengan kecepatan 40 km/jam menghasilkan:
a. 1400 ppm hidrokarbon b. 850 ppm oksida nitrogen
c. 310.000 ppm (3,1 %) karbon monoksida
2.5.3. Pengendalian Sumber Pencemaran Kendaraan bermotor
Menurut Ryadi (2002), pengendalian sumber pencemaran yang berasal dari kendaraan bermotor antara lain dapat dilakukan melalui perencanaan design dan perbaikan tekhnis terhadap proses mesinnya. Sumber pencemaran dari kendaraan bermotor antara lain:
b. Bila dihitung dari setiap kendaraan bermotor, maka bagian-bagian kendaraan yang memberikan pencemaran dapat dikemukakan sebagai berikut:
1) Bagian knalpot belakang (tailpipe) memberikan emisi 50-60% dari keseluruhan bahan buangan organik kendaraan bermotor.
2) Evaporasi melalui karburator dan tangki bensinnya memberikan emisi sejumlah 15-25%.
Solusi untuk mengatasi polusi udara, antara lain sebagai berikut:
a. Pemberian izin bagi angkutan umum kecil hendaknya lebih dibatasi, sementara kendaraan angkutan massal, seperti bus dan kereta api, diperbanyak.
b. Pembatasan usia kendaraan, terutama bagi angkutan umum, perlu dipertimbangkan sebagai salah satu solusi. Sebab, semakin tua kendaraan, terutama yang kurang terawat, semakin besar potensi untuk memberi kontribusi polutan udara.
c. Potensi terbesar polusi oleh kendaraan bermotor adalah kemacetan lalu lintas dan tanjakan. Karena itu, pengaturan lalu lintas, rambu-rambu, dan tindakan tegas terhadap pelanggaran berkendaraan dapat membantu mengatasi kemacetan lalu lintas dan mengurangi polusi udara.
e. Uji emisi harus dilakukan secara berkala pada kendaraan umum maupun pribadi meskipun secara uji petik (spot check). Perlu dipikirkan dan dipertimbangkan adanya kewenangan tambahan bagi polisi lalu lintas untuk melakukan uji emisi di samping memeriksa surat-surat dan kelengkapan kendaraan yang lain.
2.6. Kerangka Konsep
Gambar 2.1. Kerangka Konsep penelitian Jalan raya yang ditanami pohon
Angsana (Pterocarpus indicus) 1. Jalan A.H Nasution 2. Jalan Bridjen Katamso
Jalan raya yang tidak ditanami pohon Angsana (Pterocarpus indicus)
1. Jalan S. Parman 2. Jalan Asia
Parameter yang memengaruhi kadar karbon monoksida (CO) dan
nitrogen dioksida (NO2) di udara
1. Arah angin 2. Kecepatan angin 3. Kelembaban 4. Suhu
Pengukuran kadar karbon monoksida (CO) dan nitrogen dioksida (NO2) di
udara ambien
