KAJIAN KONSENTRASI POLUTAN KARBON MONOKSIDA (CO)
DAN NITROGEN DIOKSIDA (NO
2) DI TERMINAL TERPADU
AMPLAS MEDAN DENGAN MODEL SCREEN3
TUGAS AKHIR
Oleh
DYAH WULANDARI
120407030
Pembimbing I Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS Isra Suryati, ST., M.Si
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
KAJIAN KONSENTRASI POLUTAN KARBON MONOKSIDA (CO)
DAN NITROGEN DIOKSIDA (NO
2) DI TERMINAL TERPADU
AMPLAS MEDAN DENGAN MODEL SCREEN3
TUGAS AKHIR
Oleh
DYAH WULANDARI
120407030
Pembimbing I Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS Isra Suryati, ST., M.Si
TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul:
KAJIAN KONSENTRASI POLUTAN KARBON MONOKSIDA (CO)
DAN NITROGEN DIOKSIDA (NO
2) DI TERMINAL TERPADU
AMPLAS MEDAN DENGAN MODEL SCREEN3
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program
Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas akhir ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Juli 2017
DYAH WULANDARI NIM. 12 0407 030
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul:
KAJIAN KONSENTRASI POLUTAN KARBON MONOKSIDA (CO)
DAN NITROGEN DIOKSIDA (NO
2) DI TERMINAL TERPADU
AMPLAS MEDAN DENGAN MODEL SCREEN3
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi
Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini telah
diujikan pada Sidang Akhir pada 28 Juli 2017 dan dinyatakan telah memenuhi
syarat/sah sebagai Tugas Akhir pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Medan, Juli 2017
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS Isra’ Suryati, S.T., M.Si NIP. 19611225 198903 1 003 NIP. 19790622 201404 2 001
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
Erni Misran, ST., MT., Ph.D Ir. Lies Setyowati, M.T NIP.19730913 200003 2 001 NIP.19660329 199202 2 001
Mengetahui Menyetujui
Pelaksana Tugas
Ketua Prog. Studi Teknik Lingkungan Koordinator Tugas Akhir
Ir. Netti Herlina, M.T Isra’ Suryati, S.T., M.Si NIP. 19680425 199903 2 004 NIP. 19790622 201404 2 001
i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir dengan judul “Kajian Konsentrasi Polutan Karbon Monoksida (CO) dan
Nitrogen Dioksida (NO2) di Terminal Terpadu Amplas Medan dengan Model
SCREEN3” ini.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir.
Muhammad Turmuzi, MS dan Ibu Isra’ Suryati, ST., M.Si selaku dosen pembimbing
yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dan tidak lupa
pula terimakasih kepada:
1. Pihak Badan Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit Kelas I
Kota Medan yang telah membantu penulis dalam melaksanakan penelitian di
lapangan;
2. Ibu Ir. Netty Herlina, MT selaku ketua Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara;
3. Ibu Erni Misran, ST., MT., Ph.D dan Ibu Ir. Lies Setyowati, MT selaku penguji
yang telah memberikan saran dan masukan demi kesempurnaan tugas akhir ini;
4. Kak Yani dan Ibu Gesti selaku staf Tata Usaha di Program Studi Teknik
Lingkungan USU yang telah banyak membantu dalam pengurusan surat untuk
keperluan Tugas Akhir ini;
5. Durun, Afifah, Nisa, Chandra, Kak Mutia, Hazra, Puput, Nurul, Nidy, Eva, dan Gia,
yang telah memberikan banyak bantuan selama penulis melaksanakan penelitian.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.Oleh karena
itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna perbaikan untuk
masa yang akan datang. Semoga laporan ini dapat memberikan sumbangan yang berarti
dan bermanfaat.
Medan, Juli 2017
Penulis
ii ABSTRAK
Kota Medan sebagai salah satu kota besar di Indonesia memiliki penduduk dengan tingkat mobilitas yang tinggi, sehingga kebutuhan akan transportasi umum di kota ini meningkat. Peningkatan alat transportasi umum berdampak pada sarana pendukungnya yaitu terminal. Karbon monoksida (CO) dan nitrogen dioksida (NO2) merupakan jenis polutan yang dihasilkan kendaraan bermotor yang ada di terminal. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi CO dan NO2 dengan menggunakan model SCREEN3, membandingkan hasil pemodelan dengan hasil pengukuran langsung di lapangan, dan memetakan konsentrasi polutan-polutan tersebut dengan program Surfer 11 di Terminal Terpadu Amplas. Metode penelitian yang digunakan adalah metode analisis kuantitatif dan spasial. Analisis kuantitatif yaitu menghitung konsentrasi CO dan NO2 dengan model SCREEN3 dan melakukan analisis data dengan uji validasi menggunakan persamaan Index of Agreement. Analisis spasial digunakan untuk memetakan konsentrasi CO dan NO2 dengan program Surfer 11. Pengambilan data di lapangan dilakukan pada waktu pagi dan siang hari selama 3 (tiga) hari berturut-turut di 6 (enam) titik sampling. Pengambilan data primer berupa jumlah kendaraan bermotor, data meteorologi, serta konsentrasi CO dan NO2. Berdasarkan perhitungan dengan model SCREEN3, konsentrasi CO tertinggi berada di Gerbang Keluar Terminal yaitu sebesar 397,0 µg/m3 pada pagi hari dan 631,4 µg/m3 pada siang hari.Konsentrasi NO2 tertinggi juga berada di Gerbang Keluar Terminal yaitu sebesar 20,34 µg/m3 pada pagi hari dan 33,95 µg/m3 pada siang hari. Sementara itu, berdasarkan pengukuran langsung di lapangan, konsentrasi CO tertinggi berada di Pelataran Bus AKDP dengan nilai konsentrasi 18.311,28 µg/m3 pada pagi hari dan 17.166,82 µg/m3 pada siang hari. Konsentrasi NO2 tertinggi pada pagi hari berada di Area Parkir Bus AKAP yaitu sebesar 79,38 µg/m3 dan pada siang hari berada di Gerbang Masuk Terminal yaitu sebesar 110,56 µg/m3. Berdasarkan baku mutu udara ambien nasional konsentrasi CO dan NO2 hasil pemodelan maupun hasil pengukuran langsung di lapangan masih berada di bawah baku mutu, dimana baku mutu CO sebesar 30.000 µg/m3 dan NO2 sebesar 400 µg/m
3
. Hasil uji validasi menghasilkan nilai d = 0,18 untuk CO dan d = 0,23 untuk NO2. Hasil ini menunjukkan data konsentrasi CO dan NO2 hasil model tidak akurat dengan data konsentrasi CO dan NO2 di lapangan, sehingga model SCREEN3 tidak tepat untuk diterapkan dalam memprediksi konsentrasi CO dan NO2 di Terminal Terpadu Amplas. Analisis spasial dengan program Surfer 11 menunjukkan sebaran konsentrasi CO dan NO2 tertingi berada di bagian barat daya Terminal Terpadu Amplas yaitu di Gerbang Keluar Terminal.
Kata Kunci: Konsentrasi CO, Konsentrasi NO2, Model SCREEN3, Surfer 11
iii ABSTRAK
Medan city as one of the big cities in Indonesia has a population with high mobility, so the need for public transportation in this city increases. Increasing of public transportation has an impact on the supporting facilities such as terminal. Carbon monoxide (CO) and nitrogen dioxide (NO2) are the types of pollutants produced by motor vehicles in terminals. This study aims to determine the concentrations of CO and NO2 by using SCREEN3 model, comparing the results of modeling with direct measurement results in the field, and mapping the concentration of these pollutants with Surfer 11 program at Terminal Terpadu Amplas. The research methods that used in this study is the quantitative and spatial analysis. Quantitative analysis is calculating the concentration of CO and NO2 with SCREEN3 model and performing data analysis with validation test using Index of Agreement equation. Spatial analysis is used to map the concentration of CO and NO2 with Surfer 11 program. Field data collection is done at morning and noon for 3 (three) days consecutively in 6 (six) sampling points. Primary data were the number of motor vehicles, meteorological data, and CO and NO2 concentrations. Based on calculations with the SCREEN3 model, the highest CO concentration was in the Gerbang Keluar Terminal at 397.0 µg/m3 in the morning and 631.4 µg/m3 in the afternoon. The highest NO2 concentration is also located in the Gerbang Keluar Terminal at 20.34 µg/m3 in the morning and 33.95 µg/m3 in the afternoon. Meanwhile, based on the direct measurement in the field, the highest CO concentration was in the Pelataran Bus AKDP with the concentration value of 18.311.28 µg/m3 in the morning and 17.166,82 µg/m3 in the afternoon. The highest NO2 concentration in the morning was in the Area Parkir Bus AKAP at 79.38 µg/m3 and at noon was in the Gerbang Masuk Terminal at 110.56 µg / m3. Based on the national ambient air quality standard, the CO and NO2 concentrations of modeling and direct measurement results in the field are still below the quality standard, where the standard of CO is 30,000 µg/m3 and NO2 is 400 µg/m3. The result of validation test yields d = 0,18 for CO and d = 0,23 for NO2. This result shows the data of CO and NO2 concentration of the model results is not accurate with the data of CO and NO2 concentration in the field, so that SCREEN3 model is not appropriate to be applied in predicting CO and NO2 concentration in Terminal Terpadu Amplas. Spatial analysis with Surfer 11 program shows the highest distribution of CO and NO2 concentration is in the southwest of Terminal Terpadu Amplas at Gerbang Keluar Terminal.
Keywords: CO Concentration, NO2 Concentration, SCREEN3 Model, Surfer 11
iv
1.2 Rumusan Masalah ... I-4
1.3 Tujuan Penelitian ... I-4
1.4 Ruang Lingkup ... I-5
1.5 Manfaat Penelitian ... I-5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Komposisi Atmosfer ... II-1
2.2 Pencemar Udara ... II-2
2.2.1 Karbon Monoksida (CO) ... II-2
2.2.1.1 Pembentukan Karbon Monoksida (CO) ... II-2
2.2.1.2 Dampak Polutan Karbon Monoksida (CO) ... II-3
2.2.2 Nitrogen Dioksida (NO2) ... II-4
2.2.2.1 Pembentukan Nitrogen Dioksida (NO2) ... II-4
2.2.2.2 Dampak Polutan Nitrogen Dioksida (NO2) ... II-5
2.3 Sumber Pencemar Udara ... II-5
2.4 Faktor Emisi ... II-7
2.5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Penyebaran
Pencemar Udara ... II-8
2.5.1 Stabilitas Atmosfer ... II-9
2.5.2 Arah dan Kecepatan Angin ... II-11
2.5.3 Kondisi Topografi ... II-12
2.6 Model SCREEN3 ... II-13
2.7 Validasi Model dengan Persamaan Index of Agreement ... II-18
v
2.8 Visualisasi Model dengan Program Surfer 11 ... II-18
2.9 Gambaran Umum Terminal Terpadu Amplas ... II-20
2.9.1 Sejarah Singkat Terminal Terpadu Amplas ... II-21
2.9.2 Fasilitas-Fasilitas yang Ada di Terminal Terpadu
Amplas... II-21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... III-1
3.1 Metode Penelitian ... III-1
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... III-3
3.2.1 Lokasi Penelitian ... III-3
3.2.2 Waktu Penelitian ... III-7
3.3 Variabel Penelitian ... III-8
3.4 Teknik Pengumpulan Data ... III-8
3.4.1 Data Primer ... III-8
3.4.2 Data Sekunder ... III-12
3.5 Teknik Pengolahan Data ... III-13
3.5.1 Arah dan Kecepatan Angin ... III-13
3.5.2 Perhitungan Laju Emisi CO dan NO2 per Unit
Area ... III-13
3.5.3 Perhitungan Konsentrasi CO dan NO2 dengan
model SCREEN3 ... III-15
3.5.4 Validasi Model ... III-19
3.5.5 Visualisasi Penyebaran Polutan CO dan NO2 ... III-20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... IV-1
4.1 Jumlah dan Jenis Kendaraan Bermotor di Terminal Terpadu
Amplas ... IV-1
4.1.1 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Lokasi
Sampling ... IV-2
4.1.2 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Jenis
Kendaraan ... IV-4
4.2 Laju Emisi CO dan NO2 per Unit Area di Terminal
Terpadu Amplas ... IV-6
4.3 Faktor Meteorologi... IV-9
4.3.1 Suhu Udara ... IV-10
4.3.2 Kelembaban Udara ... IV-10
vi
4.3.3 Kecepatan Angin ... IV-11
4.3.4 Intensitas Radiasi Matahari ... IV-11
4.4 Konsentrasi CO dan NO2 Observasi ... IV-13
4.5 Konsentrasi CO dan NO2 Prediksi dengan Model
SCREEN3 ... IV-17
4.6 Perbandingan Konsentrasi CO dan NO2 Observasi
dengan Konsentrasi CO dan NO2 Prediksi ... IV-22
4.7 Hasil Validasi Model ... IV-24
4.8 Hasil Visualisasi Model ... IV-28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1
5.1 Kesimpulan ... V-1
5.2 Saran ... V-2
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DOKUMENTASI
BIOGRAFI PENULIS
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Atmosfer pada Keadaan Normal ... II-1
Tabel 2.2 Dampak Karbon Monoksida (CO) pada Manusia ... II-3
Tabel 2.3 Faktor Emisi Gas Buang Kendaraan di Indonesia ... II-8
Tabel 2.4 Kriteria Stabilitas Atmosfer Pasquill-Gifford ... II-9
Tabel 3.1 Titik dan Parameter yang Diukur saat Sampling ... III-7
Tabel 3.2 Prinsip Kerja CO Analyzer ... III-10
Tabel 3.3 Prinsip Kerja Impinger ... III-11
Tabel 3.4 Jenis Data Sekunder yang Diperlukan dalam
Penelitian ... III-12
Tabel 4.1 Titik Sampling dan Jumlah Kendaraan Bermotor di
Terminal Terpadu Amplas ... IV-1
Tabel 4.2 Jumlah dan Jenis Kendaraan Bermotor di Terminal
Terpadu Amplas ... IV-2
Tabel 4.3 Laju Emisi CO dan NO2 Per Unit Area di Terminal
Terpadu Amplas ... IV-8
Tabel 4.4 Suhu Udara di Terminal Terpadu Amplas ... IV-10
Tabel 4.5 Kelembaban Udara di Terminal Terpadu Amplas ... IV-10
Tabel 4.6 Kecepatan Angin di Terminal Terpadu Amplas ... IV-11
Tabel 4.7 Data Intensitas Radiasi Matahari Per Jam Pada Hari
Sampling ... IV-12
Tabel 4.8 Data Intensitas Radiasi Matahari ... IV-12
Tabel 4.9 Konsentrasi CO dan NO2 Observasi ... IV-13
Tabel 4.10 Data Meteorologi ... IV-18
Tabel 4.11 Hasil Simulasi Model SCREEN3 Waktu Pagi ... IV-19
Tabel 4.12 Hasil Simulasi Model SCREEN3 Waktu Siang ... IV-20
Tabel 4.13 Perhitungan Validasi Index of Agreement untuk
Parameter CO ... IV-25
Tabel 4.14 Perhitungan Validasi Index of Agreement untuk
Parameter NO2 ... IV-26
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Variasi Jenis Kepulan Polutan dan Stabilitas Atmosfer ... II-10
Gambar 2.2 Pola Aliran Angin di Daerah Bukit dan Lembah ... II-12
Gambar 2.3 Diagram Alir Model SCREEN3 ... II-17
Gambar 2.4 Diagram Alir Program Surfer 11 ... II-19
Gambar 2.5 Peta Konsentrasi Gas Karbon Monoksida (CO) di
Kota Medan ... II-20
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... III-2
Gambar 3.2 Peta Lokasi Terminal Terpadu Amplas ... III-5
Gambar 3.3 Tampak Atas Kawasan Terminal Terpadu Amplas ... III-5
Gambar 3.4 Peta TitikSampling di Terminal Terpadu Amplas ... III-6
Gambar 3.5 Global Positioning System ... III-9
Gambar 3.6 Anemometer ... III-9
Gambar 3.7 CO Analyzer ... III-10
Gambar 3.8 Impinger ... III-12
Gambar 3.9 Layout Terminal Terpadu Amplas yang Diibaratkan
Persegi Panjang ... III-14
Gambar 3.10 Tampilan Awal Input Data SCREEN3 Sumber Area ... III-16
Gambar 3.11 Tampilan Input Data Meteorologi SCREEN3 Sumber Area ... III-18
Gambar 3.12 Tampilan Input Data Automated
DistancesSCREEN3Sumber Area ... III-18
Gambar 3.13 Tampilan Input Data Discrete DistancesSCREEN3 Sumber
Area ... III-19
Gambar 4.1 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Lokasi
Pengamatan di Terminal Terpadu Amplas... IV-2
Gambar 4.2 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Jenis Kendaraan
di Terminal Terpadu Amplas ... IV-5
Gambar 4.3 Konsentrasi CO Observasi di Terminal Terpadu Amplas ... IV-14
Gambar 4.4 Konsentrasi NO2 Observasi di Terminal Terpadu Amplas ... IV-14
Gambar 4.5 Input Data pada Model SCREEN3 ... IV-19
Gambar 4.6 Perbandingan Konsentrasi CO Observasi dengan
Konsentrasi CO Prediksi ... IV-22
Gambar 4.7 Perbandingan Konsentrasi NO2 Observasi dengan
Konsentrasi NO2 Prediksi ... IV-22
Gambar 4.8 Peletakan Alat Sampling ... IV-24
ix
Gambar 4.9 Pemetaan Konsentrasi CO dan NO2 Waktu Pagi di
Terminal Terpadu Amplas ... IV-28
Gambar 4.10 Pemetaan Konsentrasi CO dan NO2 Waktu Siang di
Terminal Terpadu Amplas ... IV-30
x
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1 Persamaan Menghitung Beban Emisi ... II-7
Persamaan 2.2 Persamaan Briggs Plume Rise ... II-14
Persamaan 2.3 Persamaan Model SCREEN3Sumber Area ... II-15
Persamaan 2.4 PersamaanIndex of Agreement untuk Menghitung
Validasi Data ... II-18
Persamaan 3.1 Persamaan Menghitung Konversi ppm ke dalam
µg/m3 ... III-11
Persamaan 3.2 Persamaan Menghitung Keliling Terminal Terpadu
Amplas ... III-14
Persamaan 3.3 Persamaan Menghitung Laju Emisi Polutan per Unit
Area ... III-15
Persamaan 3.4 Persamaan Menghitung Luas Terminal Terpadu
Amplas ... III-15
xi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I Data Arah dan Kecepatan Angin Kota Medan Tahun 2011-
2015
LAMPIRAN II Windrose Kota Medan
LAMPIRANIII Rincian Perhitungan Laju Emisi CO dan NO2 per Unit Area
pada 6 (enam) Titik Sampling
LAMPIRAN IV Data Intensitas Radiasi Matahari dari Stasiun Klimatologi Sampali
Rincian Perhitungan Konversi CO dari Satuan ppm ke µg/m3
LAMPIRAN V Laporan Hasil Uji Parameter CO dan NO2 dari Balai Teknik
Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP)
Kota Medan
LAMPIRAN VI Rincian Perhitungan Konversi CO dari Satuan ppm ke µg/m3
LAMPIRAN VII Baku Mutu Udara Ambien Nasional
LAMPIRAN VIII Rincian Perhitungan Uji Validasi
LAMPIRAN IX Surat Rekomendasi Penelitian dari Balitbang Kota Medan
LAMPIRAN X Lembar Kegiatan Asistensi Tugas Akhir
