ANALISIS KARAKTERISTIK LOGAM BERAT DALAM PARTICULATE MATTER 10 MIKRON

ANALISIS KARAKTERISTIK LOGAM BERAT DALAM PARTICULATE MATTER 10 MIKRON (PM

10

)

DARI SUMBER ROADSIDE

(Studi Kasus: Jl. SM Raja, Jl. Balai Kota dan Jl. Pinang Baris)

TUGAS AKHIR

MUHAMMAD NASRI AKBAR 140407006

Pembimbing Pertama Pembimbing Kedua

Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc. Isra Suryati, ST. M.Si.

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2018

ABSTRAK

Kota Medan sebagai ibu kota Provinsi Sumatera Utara merupakan kota terbesar ketiga di Indonesia dengan jumlah penduduk mencapai 2.264.146jiwa pada tahun 2017. Tingginya jumlah penduduk akan menyebabkan meningkatnya kebutuhan untuk sarana transportasi, yang berarti volume kendaraan bermotor di Kota Medan juga akan terus meningkat. Salah satu parameter yang memiliki dampak langsung pada kesehatan adalah partikel 10 mikron (PM10). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik logam berat dalam PM10 dari pengukuran langsung di Jalan SM raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris. Hasil pengamatan volume lalu lintas di 3 (tiga) lokasi Sampling tersebut adalah 8.417 unit/jam (pagi) dan 10.043 (sore) untuk Jalan SM Raja, 6.746 unit/jam (pagi) dan 5.962 unit/jam (sore) untuk Jalan Pinang Baris dan Jalan balai Kota adalah 7.310 unit/jam (pagi) dan 9.488 unit/jam (sore). Untuk hasil konsentrasi PM10 di 3 (tiga) titik sampling menggunakan High Volume Air Sampler (HVAS) dengan metode gravimetri didapat hasil konsentrasi PM10 pada masing-masing titik sampling adalah 271,511 µg/m³ ; 92,629 µg/m³ ; 85,234 µg/m³. Pengkarakterisasian logam berat pada penelitian ini menggunakan Inductively Couple Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES). Logam berat dalam PM10

yang terdeteksi dalam penelitian ini adalah Pb,Cd,As,Al,Ag,B,Ba,Ca,Co,Cr,Cu,Fe,Hg,K,La,Mg, Mn,Na,Ni,Se,Sn,Sr,Zn. Berdasarkan uji korelasi antara volume kendaraan dan kandungan logam di 3 (tiga) titik sampling diperoleh korelasi antara logam berat Hg dengan jumlah kendaraan adalah berkorelasi sedang (r=0,516). Sementara itu, korelasi antara logam berat As, Cd, Cr, Pb dengan volume kendaraan berkorelasi rendah (r= 0,276 – 0,392). Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi logam berat dari penambahan jumlah kendaraan, tidak terlalu signifikan yang berarti bahwa keberadaan logam dilokasi sampling tidak hanya berasal dari kendaraan.

Kata Kunci : PM10, Logam Berat, Road Side, Inductively Couple Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES)

ABSTRACT

Medan City as the capital of North Sumatra Province is the third largest city in Indonesia with a population of 2,264,146 people in 2017. The high population will cause an increase in the need for transportation facilities, which means the volume of motorized vehicles in Medan will also continue to increase. One parameter that has a direct impact on health is the 10 micron (PM10) particle. This study aims to determine the characteristics of heavy metals in PM10 from direct measurements on Jalan SM raja, Jalan Balai Kota, and Jalan Pinang Baris. Observation of traffic volume in 3 (three) Sampling locations is 8,417 units / hour (morning) and 10,043 (afternoon) for Jalan SM Raja, 6,746 units / hour (morning) and 5,962 units / hour (afternoon) for Jalan Pinang Baris and Jalan Kota City is 7,310 units / hour (morning) and 9,488 units / hour (afternoon). For the results of PM10 concentration in 3 (three) sampling points using the High Volume Air Sampler (HVAS) with the gravimetric method, the results of PM10 concentration at each sampling point were 271,511 µg / m3; 92,629 µg / m3; 85,234 µg / m3. Characterization of heavy metals in this study uses Inductively Couple Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES).

Heavy metals in PM10 detected in this study were Pb, Cd, As, Al, Ag, B, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, La, Mg, Mn, Na, Ni, Se, Sn, Sr, Zn. Based on the correlation test between vehicle volume and metal content in 3 (three) sampling points, the correlation between heavy metal Hg and the number of vehicles was moderately correlated (r = 0.516).

Meanwhile, the correlation between heavy metals As, Cd, Cr, Pb with vehicle volumes is low correlated (r = 0.276 - 0.392). This shows that increasing the concentration of heavy metals from the addition of the number of vehicles is not too significant, which means that the presence of metals in the sampling location is not only from vehicles.

Keywords: PM10, Heavy Metal, Road Side, Inductively Couple Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas berkat rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir yang berjudul

“Analisis Karakteristik Logam Berat Dalam Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰) dari Sumber Roadside (Studi Kasus: Jl. Sm Raja, Jl. Balai Kota Dan Jl. Pinang Baris)”.

Pengajuan penyusunan Tugas Akhir ini adalah syarat yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari penyusunan Tugas Akhir, tidak akan selesai tanpa bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ayah dan Ibu tercinta atas limpahan kasih sayang, doa restu serta dukungan moril dan materi, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir.

2. Ibu Ir. Netti Herlina Siregar, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr.Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Pertama.

4. Ibu Isra Suryati, S.T., M. Si. Selaku Pembimbing Kedua Tugas Akhir yang selalu memberikan arahan dari awal untuk pengerjaan Tugas Akhir.

5. Seluruh Dosen/ Staf Pengajar Teknik Lingkungan USU yang telah membimbing penulis sejak memasuki bangku perkuliahan di Teknik Lingkungan.

6. Seluruh anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (HMTL FT-USU) yang telah mendukung dalam penyusunan proposal tugas akhir ini. serta seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Peneliti menyadari dalam Penyusunan Tugas Akhir ini belumlah sempurna. namun demikian penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan pihak-pihak lain yang berkepentingan

Medan, Agustus 2018

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR PERSAMAAN ... viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-6 1.3 Tujuan Penelitian ... I-6 1.4 Ruang Lingkup ... I-6 1.5 Manfaat Penelitian ... I-7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposisi Atmosfer ... II-1 2.2 Sumber Pencemaran Udara ... II-2 2.3 Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... II-3 2.4 Karakteristik Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... II-4 2.4.1 Karakteristik Fisika ... II-4 2.4.2 Karakteristik Kimia ... II-5 2.5 Dampak Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... II-5 2.6 Baku Mutu Particulate Matter 10 Mikron (PM10)... II-6 2.7 Kandungan Logam Berat dalam Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... II-7 2.8 Kualitas Udara di Kota Medan ... II-11 2.9 Baku Mutu Logam Berat dari Beberapa Negara ... II-13

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian ... III-1 3.2 Studi Pendahuluan ... III-3 3.3 Lokasi Penelitian ... . III-3

3.4 Metode Pengumpulan Data ... III-5 3.4.1 Pengumpulan Data Sekunder ... III-5 3.4.2 Pengambilan Data Primer ... III-6 3.5 Peralatan yang digunakan ... III-6 3.6 Prosedur Sampling dan Analisis ... III-10 3.6.1 Prosedur Sampling Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... III-10 3.6.2 Prosedur Analisis Elemen Kimia ... III-10 3.7 Analisis Statistik ... III-14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... IV-1 4.1 Volume Lalu Lintas ... IV-1 4.1.1 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Lokasi Pengamatan ... IV-2 4.1.2 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Jenis Kendaraan ... IV-4 4.2 Kondisi Meteorologi ... IV-5 4.2.1 Suhu Udara ... IV-6 4.2.2 Kelembaban Udara ... IV-7 4.2.3 Kecepatan Angin ... IV-8 4.3 Kosentrasi Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... IV-9 4.4 Karakteristik Logam Berat Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... IV-12 4.5 Baku Mutu Logam Berat di Udara ... IV-12 4.5.1 Konsentrasi Kadmium (Cd) ... IV-17 4.5.2 Konsentrasi Merkuri (Hg) ... IV-18 4.5.3 Konsentrasi Timbal (Pb) ... IV-19 4.5.4 Konsentrasi Kromium (Cr) ... IV-20 4.5.5 Konsentrasi Arsen (As) ... IV-20 4.6 Korelasi Antara Karakteristik Logam Berat dengan jumlah kendaraan ... IV-22 4.7 Analisis Spasial Menggunakan Aplikasi ArcGIS 10.3 ... IV-26

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1 5.1 Kesimpulan ... V-1 5.2 Saran ... V-2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Unsur Anorganik Pada Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... I-4 Tabel 1.2 Referensi Penelitian Sebelumnya ... I-8 Tabel 2.1 Komposisi Kering dari Udara bersih di Troposphere ... II-4 Tabel 2.2 Pembanding Baku Mutu Logam Berat ... II-14 Tabel 3.1 Durasi, Peralatan dan Metode Analisa Pemantauan ... II-6 Tabel 3.2 Pedoman Memberikan Interpretasi Koefisien Korelasi ... II-15 Tabel 4.1 Titik Sampling dan Jumlah Kendaraan Bermotor ... IV-1 Tabel 4.2 Jumlah dan Jenis Kendaraan Bermotor ... IV-2 Tabel 4.3 Suhu Udara di Lokasi Sampling ... IV-6 Tabel 4.4 Kelembaban Udara di Lokasi Sampling ... IV-7 Tabel 4.5 Kecepatan Angin di Lokasi Sampling ... IV-8 Tabel 4.6 Konsentrasi Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... IV-11 Tabel 4.7 Pembanding Baku Mutu Logam Berat ... IV-16 Tabel 4.8 Konversi Kandungan Logam Berat Untuk Pengukuran 24 Jam ... IV-16

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Perbandingan Konsentrasi PM10 di Udara Ambien ... I-2 Gambar 2.1 Peta Isophlet Kosentrasi PM10 di Kota Medan ... II-8 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... III-2 Gambar 3.2 Rencana Lokasi Penelitian ... III-4 Gambar 3.3 Diagram Windrose Kota Medan 2013-2017 ... III-5 Gambar 3.4 Counter ... III-7 Gambar 3.5 Global Positioning System ... III-8 Gambar 3.6 Anemometer ... III-7 Gambar 3.7 High Volume Air Sampler (HVAS) ... III-9 Gambar 3.8 Hygrothermometer ... III-9 Gambar 3.8 Filter LVS ... III-13 Gambar 3.8 Filter LVS ... III-13 Gambar 4.1 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Lokasi Pengamatan ... IV-3 Gambar 4.2 Jumlah Kendaraan Bermotor Berdasarkan Jenis Kendaraan ... IV-5 Gambar 4.3 Konsentrasi Particulate Matter 10 Mikron (PM10) ... IV-11 Gambar 4.4 Konsentrasi Logam Berat pada PM10 di Jalan SM Raja ... IV-13 Gambar 4.5 Konsentrasi Logam Berat pada PM10 di Jalan Pinang Baris ... IV-14 Gambar 4.6 Konsentrasi Logam Berat pada PM10 di Jalan Balai Kota ... IV-15 Gambar 4.7 Konsentrasi Kadmium (Cd) dan Baku Mutu di 3 Titik Sampling ... IV-17 Gambar 4.8 Konsentrasi Merkuri (Hg) dan Baku Mutu di 3 Titik Sampling ... IV-18 Gambar 4.9 Konsentrasi Timbal (Pb) dan Baku Mutu di 3 Titik Sampling ... IV-19 Gambar 4.10 Konsentrasi Kromium (Cr) dan Baku Mutu di 3 Titik Sampling ... IV-20 Gambar 4.11 Konsentrasi Arsen (As) dan Baku Mutu di 3 Titik Sampling ... IV-21 Gambar 4.12 Korelasi Jumlah Kendaraan Logam Berat Cd dalam PM10...IV-22 Gambar 4.13 Korelasi Jumlah Kendaraan Logam Berat Hg dalam PM10...IV-23 Gambar 4.14 Korelasi Jumlah Kendaraan Logam Berat Pb dalam PM10...IV-24 Gambar 4.15 Korelasi Jumlah Kendaraan Logam Berat Cr dalam PM10...IV-25 Gambar 4.16 Korelasi Jumlah Kendaraan Logam Berat As dalam PM10...IV-26 Gambar 4.17 Peta Isopleth Konsentrasi Kadmium dalam PM10 ... IV-27 Gambar 4.18 Peta Isopleth Konsentrasi Merkuri dalam PM10 ... IV-28

Gambar 4.19 Peta Isopleth Konsentrasi Timbal dalam PM10 ... IV-29 Gambar 4.20 Peta Isopleth Konsentrasi Kromium dalam PM10 ... IV-30 Gambar 4.21 Peta Isopleth Konsentrasi Arsen dalam PM10 ... IV-31

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 Uji Korelasi Pearson ... II-15 Persamaan 3.1 Perhitungan Kosentrasi PM10 ... III-11 Persamaan 3.2 Volume Udara Standar ... III-11 Persamaan 3.3 Volume Udara Saat Sampling ... III-11 Persamaan 3.4 Laju Alir Volume dikoreksi pada Kondisi Standar ... III-12 Persamaan 3.5 Volume Udara yang diambil ... III-12 Persamaan 3.7 Regresi Linier ... III-12 Persamaan 3.8 Nilai A ... III-12 Persamaan 3.9 Nilai B ... III-12 Persamaan 3.10 Korelasi ... III-12

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Udara merupakan fakor yang sangat penting demi keberlangsungan makhluk hidup terutama manusia, namun dengan meningkatnya pembangunan infrastruktur mulai dari sektor industri dan sektor transportasi menyebabkan kualitas udara berubah. Keadaan ini apabila tidak ditanggulangi akan membahayakan makluk hidup serta mengubah keseimbangan lingkungan.

Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 41 tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara, defenisi pencemaran udara adalah “…masuk/dimasukkannya zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam udara ambien untuk kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya…”. Bahan pencemar udara tersebut dapat berbentuk gas maupun partikulat yang merupakan unsur limbah yang umum dikeluarkan oleh kegiatan antropogenik, meliputi sektor permukiman, transportasi, komersial, industri, pengelolaan limbah padat, dan sektor penunjang lainnya.

Kota Medan sebagai ibu kota Provinsi Sumatera Utara merupakan kota terbesar ketiga di Indonesia dengan jumlah penduduk mencapai 2.229.408 jiwa pada tahun 2016. dan mengalami kenaikan sebesar 19.484 jiwa (0,84%) dari tahun sebelumnya (BPS 2017).

Peningkatan jumlah penduduk di Kota Medan mengakibatkan peningkatan kebutuhan sarana publik, salah satu sarana publik yang memiliki peran penting adalah sarana transportasi. Jumlah kendaraan yang ada di Kota Medan mencapai 93.002 unit, dari jumlah itu, kendaraan yang tertinggi yakni sepeda motor yang mencapai 84.887 unit, mobil 5106 unit, truk 2897 unit dan bus mencapai 112 unit (BPS 2017). Tingginya jumlah penduduk akan menyebabkan meningkatnya kebutuhan untuk sarana transportasi, yang berarti volume kendaraan bermotor di Kota Medan juga akan terus meningkat.

Kota Medan mempunyai Air Quality Monitoring System (AQMS) untuk memantau kualitas udara perkotaan secara terus menerus. Kota Medan memiliki 4 AQMS yang terletak di Kawasan Industri Medan Belawan, Pinang Baris, Jl Kapten Jamin Lubis dan Taman Remaja. Semua AQMS yang ada di Kota Medan tersebut sudah tidak aktif lagi

karena rusak (MenLHK, 2018). Hasil perbandingan sampling konsentrasi particulate matter 10 mikron (PM10) udara ambien dengan standar kualitas udara ambien nasional dan standar WHO dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Grafik Perbandingan Konsentrasi PM10 di Udara Ambien Dengan Standar Kualitas Udara Nasional dan Standar WHO

Sumber: Suryati, 2017

Gambar 1.1 menunjukkan bahwa konsentrasi PM10 ambien masih memenuhi standar kualitas udara ambien nasional (PP No.41 tahun 1999) yaitu 150 μg/m³. Bila dibandingkan dengan standar WHO (50 μg/m³) ada 3 (tiga) poin yang melebihi standar, yaitu UA1, UA3 dan UA5. UA1 terletak di Kecamatan Medan Belawan, titik ini bersebelahan dengan sumber emisi seperti industri pengolahan kelapa sawit dan gudang

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Sampling Point

PM10 NAAQS WHO Standard

Keterangan :

UA1 = Jl Belmera Belawan UA2 = DESA SICANANG UA3 = Jl SM Raja UA4 = Jl mangaan VII UA5 = Jl. Pinang baris UA6 = jalan bromo UA7 = perum simalingkar UA8 = USU

UA9 = Komplek tasbi UA10= Jl. MT haryono UA11= jalan balai kota UA12= Kompleks JIP

Concentration of PM10 (μg/m³)

peti kemas. UA3 dan UA5 adalah perwakilan dengan indikasi sumber emisi terbesar dari kendaraan bermotor. UA3 adalah jalan lintas-nasional yang menghubungkan antar provinsi sementara UA5 adalah persimpangan lalu lintas. Semakin banyak sumber emisi semakin besar beban emisi yang dihasilkan dan semakin tinggi polutan di udara sekitar (Suryati dkk, 2017).

Pencemaran udara akibat kegiatan transportasi yang sangat penting adalah akibat kendaraan bermotor. Kendaraan bermotor merupakan sumber pencemaran udara karena menghasilkan gas CO, NOx, Hindrokarbon, dan SO2 (Soedomo, M. 1999).

PM10 adalah partikel yang berukuran kurang dari atau sama dengan 10 mikrometer, ukuran ini sangat kecil sehingga dapat masuk ke paru-paru, berpotensi menyebabkan masalah kesehatan yang serius. Sejumlah penelitian ilmiah menghubungkan paparan polusi partikel dengan berbagai masalah kesehatan, termasuk iritasi mata, hidung dan tenggorokan, batuk, dada sesak dan sesak napas, fungsi paru-paru berkurang, denyut jantung tidak teratur, serangan asma, serangan jantung, dan kematian dini pada orang dengan penyakit jantung atau penyakit paru-paru (US.EPA, 2015).

Bedasarkan penelitian terdahulu yang dilakukan Leinawati dkk (2013) di Kota Bandung hasil dari analisis diperoleh jumlah anorganik terbesar hingga terkecil secara berurutan adalah Na, Ca, Fe, K, Pb, Mg, Mn, Cd, Zn, Ni, Cu, Co, As, Hg. Analisis dilakukan dengan metode SSA (Spektrofotometri Serapan Atom) diperoleh beberapa unsur anorganik dengan konsentrasi yang dapat dilihat pada tabel 1.1.

Sumber: Leinawati,2013

Berdasarkan Tabel 1.1 dari semua unsur anorganik yang terdapat dalam konsentrasi PM10, unsur yang berhubungan dengan gangguan pernapasan atas (ISPA) diantaranya adalah Na, K, Mg, Mn, Zn, Cd, Cr, Cu, Co, As. Unsur-unsur tersebut dapat mengakibatkan sesak napas, batuk, demam, asma dan gangguan pernapasan atas lainnya (Leinawati dkk, 2013).

Penelitian yang dilakukan Mukhtar dkk (2013) dibeberapa kota di Indonesia yaitu Yogyakarta, Semarang, Surabaya, Palangkaraya, Pekanbaru, Bandung, Jakarta, Tangerang (Serpong), Bali, dan Makassar, terdeteksi 15 unsur logam beat di udara ambien, diantaranya, Natrium (Na), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Silikon (Si), Sulfur (S), Kalium (K), Kalsium (Ca), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobal (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), Seng (Zn), dan Timbal (Pb). Kisaran kadar masing- masing unsur secara berurut dalam satuan ng/m³ adalah 1,90 – 667; 1,33 – 786; 0,13 – 1020; 0,2 – 744; 2,54 – 1397; 3,7 – 640 ; 0,48 – 381;1,3 – 7,2 ; 0,02 – 22,5 ; 1,94 – 1561 ; 0,018 – 18,52 ; 0,26 – 13 ; 0,05 – 18,79; 2,9 – 913 ; 0,2 – 2664,2.

Tabel 1.1 Unsur Anorganik Pada PM10

Dari hasil penelitian Murillo dkk (2013) yang dilakukan di Kota Kosta Rika, Amerika Tengah konsentrasi partikulat rata-rata tahunan di lokasi padat lalu lintas lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah industri yaitu 55 gm^-3 dan 52 gm^-3 untuk PM10 serta 37

gm^-3 dan 36 gm^-3 untuk PM2.5. Konsentrasi tersebut telah melampaui Standar Kualitas Udara Kosta Rika sebesar 50 gm^-3 untuk PM10. Analisis aerosol mass reconstruction (AMR) dilakukan untuk mengetahui karakteristik kimia organik dan anorganik di dalam partikulat. Komponen kimia dikelompokkan menjadi enam kategori: crustal materials (CM), trace elements (TE), organic matter (OM), elemental carbon (EC), sea salt (SS), dan secondary ions (SI). Logam berat seperti Al, K, Fe, Ca, Mg, Ti dan Si masuk kedalam kelompok Crustal materials (CM).

Studi epidemiologi telah menetapkan keterkaitan antara konsentrasi inhalasi (ukuran partikel < 10 µm) dan yang dapat dihirup (ukuran partikel < 2,5 µm) dan komposisi unsurnya dengan efek kesehatan pernafasan yang merugikan. Pertikel halus dengan diameter aerodinamis kurang dari 1-2 µm dapat dengan mudah mencapai alveolar dan unsur serta senyawa yang dibawa didalamnya dapat diserap dengan batas sampai 60-80%

tergantung pada kemampuan biologis tubuh penerima. Berbagai logam telah diteliti mengenai sifat karsinogeniknya seperti Cd, As, Ni, dan Pt. Untuk penilaian resiko PM10

dalam tubuh manusia, tidak cukup hanya dengan menentukan dan mengetahui konsentrasi PM10 (Gabor et al., 2011).

Paparan PM10 dan toksisitasnya berkaitan dengan lokasi geografis dan musim sampling dan sesuai dengan komponen kimia dari berbagai fraksi PM10. Jika terhirup, PM10 akan mengganggu sistem pernafasan, karena cenderung menumpuk di saluran pernafasan.

Dosis paparan PM10 tergantung pada konsentrasi PM10 di udara, diameter aerodinamis, tingkat deposisi di udara, dan mekanisme pembersihan dan retensi partikel di dalam saluran pernafasan (T. Schiliro, et al., 2015).

Berdasarkan Gambar 1.1 dari hasil penelitian yang dilakukan Suryati dkk (2017) maka peneliti ingin melakukan analisa kandungan logam berat pada PM10 di 3 titik yaitu di Jalan SM Raja, Jalan Pinang Baris, dan Jalan Balai Kota. Konsentrasi PM10 di Jalan SM Raja sudah melebihi baku mutu yang telah di tetapkan WHO yaitu 50 μg/m³ sedangkan untuk Jalan Pinang Baris dan Jalan Balai Kota walaupun belum melebihi baku mutu yang di telah tetapkan oleh standar kualitas udara ambien nasional maupun WHO tetapi

keberadaan PM10 pada lingkungan sekitar jalan tersebut membuktikan adanya penurunan kualitas udara ambien.

Selama ini pengendalian pencemaran udara masih melihat konsentrasi dari PM10 dan belum menganalisas kandungan logam berat dalam PM10. Sehubungan dengan terdapatnya faktor-faktor pemicu peningkatan konsentrasi partikulat dari sumber transportasi, maka diperlukan suatu penelitian untuk menentukan konsentrasi partikulat dan konsentrasi logam berat yang dikandungnya. Hal ini sangat penting untuk menentukan pengendalian pencemaran udara yang optimal.

Adapun referensi penelitian terdahulu yang mendukung penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.2.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan diteliti dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana logam berat yang terdapat di PM¹⁰ dari pengukuran langsung di Jalan SM raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris ?

2. Berapa konsentrasi karakteristik logam berat dalam PM¹⁰ dari pengukuran langsung di Jalan SM Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris ?

3. Bagaimana korelasi antara kandungan logam berat dalam PM¹⁰ dengan jumlah kendaraan ?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui karakteristik logam berat dalam PM¹⁰ dari pengukuran langsung di Jalan SM raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris.

2. Menganalisis konsentrasi karakteristik logam berat dalam PM¹⁰ dari pengukuran langsung di Jalan SM Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris.

3. Menganalis korelasi antara kandungan logam berat dalam PM¹⁰ dengan jumlah kendaraan

1.4 Ruang Lingkup

Adapun batasan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Sumber polutan berasal dari kegiatan transportasi di Jalan SM Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris.

2. Pengambilan sampel kualitas udara roadside dilakukan di Jalan SM. Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris sesuai dengan SNI 19-7119.9-2005 tentang penentuan lokasi pengambilan contoh uji pemantauan kualitas udara roadside .

3. Pengambilan sampel konsentrasi PM¹⁰ menggunakan High Volume Air Sampler (HVAS) dengan laju alir 0,6 m³/menit.

4. Analisis karakteristik logam berat dalam konsentrasi PM¹⁰ menggunakan Inductively Couple Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES)

5. Data volume kendaraan di Jalan SM. Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris Medan diperoleh dari pengamatan langsung (traffic counting).

6. Parameter yang diuji adalah kandungan logam berat dalam PM10.

7. Korelasi antara kandungan logam berat dalam particulate matter 10 mikron (PM¹⁰) dengan jumlah kendaraan akan diuji dengan SPSS.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Menjadi pangkalan data kepada pihak pemerintah tentang kandungan logam berat dalam PM10 dari sumber transportasi di Jalan SM Raja, Jalan Balai Kota, dan Jalan Pinang Baris sehingga dapat digunakan sebagai evaluasi dalam menentukan KRP (Kebijakan, Rencana, dan Program) terkait pengendalian pencemaran udara di Kota Medan.

2. Menjadi acuan untuk penelitian selanjutnya tentang kualitas udara Kota Medan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposisi Atmosfer

Lingkungan atmosfer terdiri dari campuran gas yang meliputi 10-16 km dari permukaan bumi. Atmosfer terdiri dari oksigen (21%), nitrogen (7%), karbon dioksida (0,03 %), argon (1%) dan gas runutan lainnya serta uap air yang jumlahnya beragam. Komposisi ini telah terbentuk secara perlahan-lahan sejak awal kehidupan dibumi, sebelum jumlah karbon dioksida jauh melebihi kandungan oksigen. Sejalan dengan evolusi tanaman hijau, karbon dioksida diubah melalui fotosintesis menjadi oksigen atmosfer dan karbon disimpan dilapisan sedimen (Sumantri, 2015).

Komposisi atmosfer secara alamiah adalah gas yang jumlahnya dapat tetap atau berfluktuasi dari waktu ke waktu seiring dengan adanya aktivitas makhluk hidup di muka bumi yang menyumbangkan zat-zat lain ke dalam atmosfer. Atmosfer sendiri berfungsi mencegah terjadinya pemanasan atau pendinginan yang berlebihan dan menyediakan gas- gas tertentu yang berguna bagi kehidupan organisme di permukaan bumi. Atmosfer merupakan media yang bersifat dinamis karena memiliki kemampuankemampuan seperti: penyebaran, pengenceran, difusi, dan transformasi fisika-kimia dalam mekanisme pergerakan atmosferik. Pergerakan atmosferik inilah yang menjadi faktor besar-kecilnya keberadaan polutan setelah diemisikan dari sumber emisinya (Ruhiyat, 2009). Komposisi kering dari udara bersih di troposphere dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Komposisi Kering dari Udara Bersih di Troposphere

Gas Formula % (Volume)

Nitrogen N2 78,08

Oxygen O2 20,94

Carbon Dioxide CO2 0,035

Neon Ne 0,00182

Helium He 0,00052

Methane CH4 0,00015

Krypton Kr 0,00011

Hydrogen H2 0,00005

Nitrous oxide N2O 0,00005

Xenon Xe 0,000009

Argon Ar 0,934

Sumber: Cunningham-Saigo, (2001)

2.2 Sumber Pencemaran Udara

Pencemaran udara terjadi apabila mengandung satu macam atau lebih bahan pencemar diperoleh dari hasil proses kimiawi seperti gas-gas CO, CO2, SO3 SO2, gas dengan konsentrasi tinggi atau kondisi fisik seperti suhu yang sangat tinggi bagi ukuran manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Adanya gas-gas dan partikulat-partikulat tersebut, baik yang diperoleh secara alami dari gunung berapi, pelapukan tumbuh-tumbuhan, ledakan gunung berapi dan kebakaran hutan maupun yang diperoleh dari kegiatan manusia ini akan mengganggu siklus yang ada di udara dan dengan sendirinya akan mengganggu sistem keseimbangan dinamik di udara, sehingga dapat terjadinya pencemaran udara (Sumantri,2015).

Bahan pencemar udara ini dapat di bagi dalam dua bentuk, yaitu yang berasal dari sumber-sumber buatan manusia dan sumber-sumber yang berasal dari bahan alami, lenis jenis bahan pencemar ini biasanya berbentuk gas, seperti H2S yang berasal dari gunung berapi, pembakaran minyak bumi dan batu bara, CO sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dari kendaran bermotor. Karbon monoksida (CO) yang biasanya terdapat di udara dan pembakaran batu bara serta sulfur dioksida yang bereaksi ngan udara serta oksigen dan sinar matahari dapat menghasilkan asam sulfur Asam ini membentuk kabut dimana suatu saat akan jatuh sebagai hujan yang disebut hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan gangguan pada manusia, hewan, maupun tumbuhan. Kloroflurokarbon (CFCs) dan nitrogen oksida (NO) dihasilkan oleh berbagai industri dan kendaran- kendaran bermotor (mobil, sepeda motor, traktor, busangkutan umum, truk-truk pengangkut bahan dan barang, kapal-kapal laut, motor- motor laut dll). (Sembel, 2015) Menurut Soedomo (2001), jenis sumber-sumber pencemar dibedakan berdasarkan perilakunya di atmosfer dalam dua kelompok yaitu:

1. Pencemar udara primer, komposisinya tidak akan mengalami perubahan di atmosfer baik secara kimia maupun fisis dalam jangka waktu yang relatif lama (harian sampai tahunan dan akan tetap seperti komposisinya seperti waktu diemisikan oleh sumber).

Pencemar ini misalnya CO, CO2, NO2 , N2O, TSP, SO2, metana, senyawa halogen, partikel logam dan lain -lain. Pencemar ini memiliki waktu tinggal yang lama di atmosfer karena sifatnya yang stabil terhadap rekasi- reaksi kimia fisik atmosfir.

2. Pencemar udara sekunder, terbentuk di atmosfer sebagai hasil rekasi –rekasi atmosfir seperti hidrolisis, oksidasi dan reaksi fotokimia.

Menurut Soedomo (2001), jenis sumber-sumber pencemar dibedakan berdasarkan pola emisinya yaitu:

1. Sumber pencemaran titik (point source), sumber pencemaran dari lokasi tertentu yang mengemisikan gas secara secara kontinyu. Salah satu contohnya adalah cerobong asap.

2. Sumber pencemar garis (line source), sumber pencemaran yang mengemisikan gas dalam bentuk garis. Contohnya adalah pencemaran debu di sepanjang jalan raya, emisi gas buang dari kendaraan bermotor di sepanjang jalan raya dan juga kepulan asap dari bangunan industri yang tanpa cerobong asap sehingga emisinya menyebar secara memanjang.

3. Sumber pencemar area (area source), sumber pencemaran yang mengemisikan gas pada luasan tertentu. Contohnya adalah emisi gas dari kebakaran hutan yang luas, penyebaran emisi terjadi secara luas dalam satu area luasan.

4. Sumber pencemar volume, emisi gas yang berasal dari sumber yang memiliki volume tertentu. Contohnya emisi gas dari bangunan lengan jendela, pintu dan ventilasi terbuka.

5. Sumber pencemar puff, sumber pencemaran yang bersifat sesaat. Contohnya adalah pengeluaran emisi gas debu pada waktu akibat rusaknya salah satu alat prediksi.

2.3 Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

Particulate matter (PM) adalah salah satu parameter polutan di udara. Unsur partikulat ini dapat mempengaruhi kesehatan manusia sebagai reseptor terutama menyebabkan gangguan pada sistem respirasi. Masuknya partikulat ke dalam sistem respirasi manusia dipengaruhi ukuran partikulat. Partikulat berukuran 5 - 10 μm akan mudah tersaring secara fisik oleh rambut-rambut halus dalam rongga hidung, partikel berukuran 2 - 5 μm akan terendapkan di alveoli, dan partikel berukuran < 2 μm akan mudah masuk ke dalam saluran respirasi dan akan mudah keluar kembali bersama udara ekspirasi (Zannaria dkk, 2007).

Karakteristik fisik partikulat yang paling utama adalah ukuran dan distribusinya. Secara umum partikulat berdasarkan ukurannya dibedakan atas dua kelompok, yaitu partikel halus (fine particles, ukuran < 2,5 μm) dan partikel kasar (coarse particles, ukuran > 2,5 μm ). Perbedaan antara partikel halus dan partikel kasar terletak pada sumber, asal pembentukan, mekanisme penyisihan, sifat optiknya, dan komposisi kimianya. Partikel halus dan partikel kasar ini dikelompokkan ke dalam partikel tersuspensi yang dikenal dengan Total Suspended Particulate (TSP) yaitu partikel dengan ukuran partikel < 100 μm. Selain itu, juga dikenal particulate matter 10 mikron (PM¹⁰) yaitu partikel dengan ukuran < 10 μm yang berhubungan langsung dengan kesehatan manusia. (Ruslinda, 2012)

PM10 merupakan partikel udara dalam wujud padat yang berdiamater kurang dari 10 μm.

Partikel tersebut akan berada di udara untuk waktu yang relatif lama dalam keadaan melayang-layang dan masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan sehingga dapat menyebabkan gangguan kesehatan (Roza dkk, 2015).

2.4 Karakteristik Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

PM10 terdiri dari ion organik, senyawa organik, senyawa logam, elemen karbon, dan senyawa lain. Untuk mencegah dampak buruk yang ditimbulkan dari PM10, perlu adanya pemahaman tentang karakteristik PM10 (Saputra,2016).

Partikulat terdiri partikulat organik dan partikulat anorganik. Contoh partikulat organik seperti Polysiclic Aromatic Hydrocarbon (PAH), sedangkan polutan anorganik seperti senyawa sulfat, nitrat dan logam berat. Komposisi kimia merupakan hal yang penting dalam karakteristik kimia partikulat. Untuk masing-masing distribusi ukuran partikulat, komposisi kimia dalam partikulat pun berbeda-beda (Ruslinda, 2012)

2.4.1. Karakteristik Fisika

Karakter fisika particulate matter 10 mikron (PM10) ditentukan oleh sifat pengendapan dan sifat optis terhadap cahaya. Sifat pengendapan PM10 memiliki peran penting dalam proses self clearing untuk menghilangkan partikel pencemar dari atmosfir. Sedangkan sifat optis terhadp cahaya dapat mengakibatkan reduksi visibilitas. Partikel yang memiliki gelombang cahaya tampak (0,38-0,76 µm) merupakan yang efektif dalam mereduksi visibilitas (Saputra, 2016).

2.4.2. Karakteristik Kimia

Karakteristik kimia partikulat tidak terlepas dari komposisi kimia partikulat. Dari komposisi kimia dapat diketahui sumber dan jenis pencemar partikulat diudara.

Komposisi kimia terbagi menjadi dua, yaitu, zat organik, dan zat anorganik.

1. Zat Organik

Polysiclic Aromathic Carbon (PAH) merupakan salah satu contoh zat organik dalam partikulat. PAH termasuk kedalam partikel halus dan umumnya berasal dari sisa pembakaran kendaraan bermotor. Senyawa organik ini dapat masuk ke saluran pernafasan sehingga dapat menyebabkan karsinogenik dan mutagenik pada manusia (Saputra, 2016).

2. Zat Anorganik

Senyawa logam, sulfat, dan nitrat merupakan contoh dari zat anorganik dalam partikulat.

Senyawa logam berasal dari batuan dan mineral yang terkandung dalam bumi yang kemudian tersuspensi menjadi debu dan terbawa angin diudara. Sulfat dan nitrat biasanya terkandung dalam partikulat berukuran dibawah 2,5 mikron (Zannaria, 2005).

2.5 Dampak Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

Sebagai salah satu bahan pencemar udara, PM10 mempunyai beberapa dampak terhadap lingkungan dan terutama terhadap manusia. Berikut beberapa dampak PM10 terhadap makhluk hidup serta lingkungan.

1. Dampak Terhadap Manusia

PM10 terhadap manusia berdampak penting pada kesehatan. Efek kesehatan dari paparan PM10 dalam waktu singkat dapat mempengaruhi reaksi radang paruparu, ISPA (infeksi saluran pernapasan atas), gangguan pada sistem kardiovaskuler, meningkatnya perawatan gawat darurat, peningkatan penggunaan obat, bahkan kematian. Sementara dampak jangka panjang PM10 dapat meningkatkan gejala gangguan saluran pernapasan bawah, eksaserbasi asma, penurunan fungsi paru pada anak-anak, peningkatan obstruktif paru- paru kronis, penurunan fungsi paru-paru pada orang dewasa, penurunan rata-rata tingkat harapan hidup terutama kematian yang diakibatkan oleh penyakit cardiopulmonary dan probabilitas kejadian kanker paru-paru.

Secara umum dampak kesehatan dari konsentrasi PM10 adalah gangguan pada sistem kardiovaskular, gangguan pernapasan, serta kematian. WHO (2014), melaporkan bahwa di seluruh dunia diperkirakan PM10 menyebabkan sekitar 16% kematian akibat kanker paru-paru, 11% kematian akibat penyakit paru obstruktif kronis, dan lebih dari 20%

akibat penyakit jantung iskemik dan stroke (Mursinto, 2016).

2. Dampak Terhadap Tumbuhan

Tumbuh-tumbuhan memiliki reaksi yang besar dalam menerima pengaruh perubahan atau gangguan akibat polusi udara dan perubahan lingkungan. Beberapa contoh kerusakan yang terjadi pada gangguan nutrisional dan gangguan atraksional biologis adalah terjadinya penurunan tingkatan kandungan enzim , gangguan pada respon fisiologis adalah perubahan pada proses fotosintesa, sedang gangguan yang nampak secara visual adalah chlorosis (perusakan zat hijau daun/menguning), flecking (bintik- bintik pada daun), reduced crop yield (penurunan hasil panen) (Budiyono, 2001).

3. Dampak Terhadap Hewan

Dampak PM10 terhadap hewan tak jauh berbeda dengan manusia. Dampak terhadap hewan dapat terjadi secara langsung dan tidak langsung. Secara langsung dapat terjadi bila ada interaksi melalui sistem pernafasan sebagaimana terjadi pada manusia.

Sedangkan dampak tidak langsung terjadi melalui suatu perantara, baik tumbuhan atau perairan yang berfungsi sebagai bahan makanan hewan, yang mana zat pencemar yang diemisikan ke udara berinteraksi dengan tumbuhan dan perairan baik melalui proses pengendapan ataupun penempelan, akan berpengaruh langsung terhadap vegetasi dan biota perairan hingga dapat menjalar pada hewan-hewan melalui rantai makanan yang telah terkontaminasi zat pencemar tersebut (Budiyono, 2001).

2.6 Baku Mutu Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

Baku mutu PM10 di Indonesia diatur dalam PP Nomor 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Besaran konsentrasi PM10 dalam udara ambien yang diperbolehkan adalah 150 μg/m³ dengan lama pengukuran selama 24 jam menggunakan High Volume Air Sampler dan metode analisis yang digunakan adalah gravimetri.

Sedangkan World Health Organization (WHO) menetapkan baku mutu udara ambien untuk PM10 sebesar 50 μg/m³ dengan lama pengukuran selama 24 jam.

2.7 Kandungan Logam Berat dalam Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

Dari beberapa penelitian terkait yang dapat dilihat dari tabel 1.2 kandungan logam berat dalam PM10, unsur yang sering dijumpai diantaranya Pb (timbal), Cd (kadmium), Cr (kromium), dan Mn (manganium). Masing-masing unsur tersebut membawa dampak yang sangat membahayakan bagi manusia. Berikut ini jenis-jenis logam utama berbahaya antara lain sebagai berikut :

1. Kadmium (Cd)

Kadmium merupakan unsur kimia dengan simbol Cd dan memiliki jumlah atom sebesar 48 dan terdiri dari 8 isotop. Logam berat ini berbentuk agak lunak, berwarna metal biru- putih yang hampir sama dengan dua jenis logam stabil lainya yaitu seng dan merkuri.

Kadmium adalah hasil sampingan dari tambang seng dan timah serta peleburan (smelting). Rata-rata konsentrasi Cd pada kulit bumi adalah antara 0,1 and 0,5 ppm.

Kadmium terdapat juga dalam tanah dan air dalam konsentrasi yang rendah (Duffus, 1980). Logam ini baru ditemukan pada tahun 1817 dan baru sekitar 50 tahun yang lalu diketahui kegunaannya terutama untuk bahan pelapis elektro (electroplating) atau galvanisasi karena memilki sifat yang tidak mengakibatkan korosif (Goyer, 1986).

Kadmium dipergunakan sebagai bahan pelapis besi dan baja, pembuatan baterai, electroplating, pembelahan nuklir (nuclear fission), cat, pigmer warna, pensil pewarna, dan helium-cadmium laser. Pemanfatan saat ini semakin berkurang karena dapat mengeluarkan gas racun yang cukup tinggi (ASTDR, 2011).

Toksisitas dan genjala keracunan kadmium adalah penghirupan debu halus kadmium yang dapat menyebabkan pneumonitis, pembengkakan paru-paru (pulmonary edema) dan kematian (Hayes, 2007). Kadmium dapat mengakibatkan kanker terutama meningkat tumor prostrat yang jahat (carcinoma prostrate) pada pekerja-pekerja di pabrik baterai.

(Amstrong and Kazantzis, 1983)

Hasil penelitian epidiomologi menunjukkan bahwa pengambilan Cd melalui makanan berhubungan dengan risiko tinggi terjadinya mucus dalam pembungkus uterus yang disebut endometrial", kanker payudara dan prostrat serta pelapukan tulang (osteoporosis) (Akesson et al 2008 ; Lulin et al., 2012; Engstrom et al, 2012). Hasil penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa jaringan lapisan uterus (endometrial) mengandung Cd

yang tinggi bagi para perokok dan bekas perokok wanita (Rzymski et.al., 2014) . Dikatakan bahwa 10 % dari kadmium yang terdapat dalam rokok dihirup masuk ke tubuh (Elinder et al, 1983). Satu batang rokok dapat mengandung 1 sampai dengan 2 μg kadmium. Semakin banyak rokok yang dihisap oleh seseorang akan semakin tinggi kandungan kadmiumnya dalam tubuh dan ini akan menjadi beban dalam pertumbuhan dan perkembangan seseorang terutama yang masíh berumur muda. Orang-orang yang merokok merupakan salah satu sumber utama dari kadmium. Menghirup debu yang mengandung Cd dan mengonsumsi Cd dalam jumlah yang tinggi, dapat mengganggu saluran pernapasan dan merusak ginjal serta dapat mengakibatkan kematian.

2. Timbal (Pb)

Keberadaan Pb di udara ambien diketahui dapat menyebabkan dampak buruk bagi kesehatan manusia. Timbal termasuk sebagai logam pascatransisi (post-transition meta) dan juga anggota dari kelompok karbon dengan simbol Pb dan memiliki nomor atom 82 logam lembut, stabil, memiliki densitas tinggi, lembut, tahan korosi, memiliki konduktivitas lemah dan paruh waktu sangat lama (stabil) serta terdapat bebas secara alami dalam bumi dalam bentuk empat isotop, yaitu 204, 206, 207 dan 208 serta kemampuan bereaksi (Lide,2004). Pb dapat bersifat racun pada manusia dan hewan yang dapat mengganggu sistem persarafan.

Keracunan timbal diantaranya dapat mengganggu biosistensis haemoglobin dan menyebakan anemia, menyebabkan kenaikan tekanan darah, kerusakan ginjal, gangguan sistem saraf, merusak otak dan menurunkan IQ serta konsentrasi dan menurunkan fertilitas pria melalui perusakan sperma (Roza dkk, 2015).

3. Merkuri (Hg)

Merkuri atau juga disebut air raksa atau hydrargyrum adalah elemen kimia dengan simbol Hg dan memiliki nomor atom 80 berisotop 202 dengan paruh hidup (half-life) 444 tahun.

Merkuri adalah logam berat berwarna keperakan, tetapi merupakan konduktor panas yang lemah. Merkuri sering masuk ke dalam lingkungan melalui proses pembuangan sampah domestik dan industri (baterai, pembakaran, lampu-lampu infloressen, produk-produk medis, termometer, barometer termostat, dl), pembakaran hutan, pembakaran sisa-sisa

sampah domestilk di tempat-tempat pembuangan sampah terutama di perkotaan dan peleburan. Namun dengan adanya peraturan yang ketat tentang penggunaan merkuri dan adanya larangan pemerintah di negara-negara tertentu, seperti di Swedía, maka industri- industri seperti industri kertas yang dulunya menggunakan merkuri telah banyak berkurang.

Toksisitas dan gejala keracunan Hg dari semua bentuk merkuri bersifat racun meskipun toksisitas berbeda antara satu senyawa dengan senyawa yang lain. Jenis yang kurang beracun adalah merkuri anorganik. Gas merkuri adalah yang paling berbahaya (Duffus, 1980).

Keracunan merkuri disebut "hydrargyria" atau "mercurialism" adalah bentuk keracunan logam dan merupakan kondisi medis yang disebabkan oleh masuknya merkuri atau senyawa-senyawanya kedalam tubuh manusia (Clarkson et al. 2006). Pengaruh racun dapat mengakibatkan kerusakan pada otak, ginjal dan paru-paru (Clifton, 2007).

Keracunan merkuri dapat mengakibatkan beberapa penyakit di antaranya "acrodynia” (pink disease), Hunter-Russell, syndrome, dan Minamata disease (Tokuomi et al. 1977;

Bjorklund, 1995; Davidson et al. 2004).

Menghirup uap merkuri dapat mengakibatkan korosif bronkitis akut pneumonitis dan mempengaruhi pusat persarafan dengan gejala tremot, sedangkan merkuri biklorida yang dikenal dengan garam anorganik merkuri dapat mengakibatkan perut kram, pendarahan, diare berdarah dan kerusakan sistem pencernaan makanan (Goyer, 1986). Senyawa senyawa merkuri biasanya kurang bersifat korosif dan kurang beracun dibandingkan dengan garam-garam merkuri. Penggunaan tepung untuk pertumbuhan gigi pada anak- anak menyebabkan penyakit yang disebut “pink diseases"

4. Kromium (Cr)

Kromium adalah elemen kimia dengan simbol Cr dan berat atom 24, termasuk dalam kelompok 6. Pemberian nama kromium untuk jenis tembaga ini karena banyak senyawa- senyawa kromium memiliki warna yang tajam. Logam kromium sangat berharga karena tahan terhadap korosi dan perubahan warna. Baja tahan karat (stainless steel) dibuat dari baja yang telah ditambahkan kromium.

WHO merekomendasi kosentrasi maksimum kromium (VI) yang diperbolehkan dalam air minum adalah 0.05 mg per liter (WHO). LD50 untuk kromium (VI) bervariasi antara 50 dan 150 mg/kg (Katz & Salem, 1992). Sifat karsinogenik dari debu Cr (VI) telah diketahui sejak lama dan diterbitkan pada tahun 1890 sebagai penyebab kanker pada pekerja perusahaan pewarna kromat (Langard, 1990). Garam kromat juga dilaporkan dapat menyebabkan reaksi alergi dan dermatitis dan biasa ditemukan pada para pekerja pabrik cat yang dikenal sebagai “chrome allergy". Garam kromat banyak digunakan untuk pembuatan adukan, kulit, cat dan antikorosi (Basketter et al, 2000). Kromium (III) dapat masuk ke dalam sel dan menyebabkan kerusakan DNA (Eastmond et al, 2008).

Toksisitas akut CR (III) adalah 1900 s.d 3300 ug/kg (Kaltz & Salem, 1992).

5. Arsen (As)

Arsen adalah elemen kimia dengan simbol As dan nomor atom 33 dan merupakan bahan racun yang sangat berbahaya. Arsen adalah suatu metaloid, terdapat dalam banyak jenis mineral terutama yang berhubungan dengan sulfur dan logam-logam. Kegunaan utama arsen adalah untuk memperkuat campuran tembaga terutama timbal, khususnya untuk baterai mobil. Arsen juga dipergunakan untuk produksi pestisida (herbisida, fungisida dan insektisida). Arsenik adalah senyawa yang sangat beracun terhadap banyak jenis organisme dan merupakan logam berat yang merupakan masalah untuk air minum di banyak negara di dunia. Hal ini disebabkan oleh adanya arsenik dalam air tanah, dan sumber-sumber lain seperti air sungai, dan udara.

Gejala akibat keracunan arsenik diawali dengan sakit kepala kebingungan, diare, mengantuk dan bila keracunan berkembang dapat mengakibatkan konvulsi (gangguan hebat) dan perubahan pigmentasi kuku-kuku jari yang dikenal leukonychia striata (Tüzün

& Karakus, 2009). Gejala lain adalah muntah-muntah, darah dalam urine, kram pada otot, rambut rontok, sakit perut dan konvulsi. Bagian organ yang terpengaruh oleh keracunan arsenik adalah paru-paru, kulit, ginjal dan hati. Hasil akhir dari keracunan arsenik adalah koma dan kematian (IHC World, 2014).

6. Berelium (Be)

Berelium adalah unsur kimia dengan simbol Be dan memiliki nomor atom 4, ditemukan sebagai komponen dalam batu bara, minyak, beberapa mineral batuan, abu vulkanik, air dan dalam tanah. Berelium na abu-abu baja dan merupakan logam keras tetapi ringan.

Toksisitas dan Gejala Keracunan Be Berelium dapat menggantikan Mg dalam struktur enzim, sehingga dapat mengganggu kerja enzim yang sebenarnya. Menurut laporan dari Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Pekerja (The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 2011) “para pekerja yang terekspos dengan partikel gas, dan larutan dari bahan- bahan yang mengandung berelium dapat mengembangkan sensitifisasi berelium atau penyakit kronik berelium, yang dapat mengganggu atau mengakibatkan penyakit pernapasan yang mematikan. Tergantung dari bagaimana para pekerja terekspos, penyakit ini dapat memengaruhi jaringan atau organ yang berbeda seperti hati, ginjal, jantung, sistem persarafan dan sistem limfatik Kontak langsung dengan gas berelium dapat mengakibatkan kerusakan pada mata atau kulit”

Keracunan berelium mengakibatkan penyakit yang disebut berilosis. Gejala kronik beriliosis sering terlihat sesudah 5 tahun dan sekitar sepertiga dari mereka yang menderita penyakit ini mati dan sisanya mengalami kelainan tubuh (Emsley, 2001).

2.8 Kualitas Udara di Kota Medan

Kota Medan sebagai ibu kota Provinsi Sumatera Utara merupakan kota terbesar ketiga di Indonesia dengan jumlah penduduk mencapai 2.229.408 jiwa pada tahun 2016. dan mengalami kenaikan sebesar 19.484 jiwa (0,84%) dari tahun sebelumnya (BPS 2017).

Tingginya jumlah penduduk akan menyebabkan meningkatnya kebutuhan untuk sarana transportasi, yang berarti volume kendaraan bermotor di Kota Medan juga akan terus meningkat. Kondisi kualitas udara di Kota Medan, Khususnya particulate matter 10 mikron (PM10)dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Peta Isophlet Kosentrasi Particulate Matter 10 Mikron (PM10) di Kota Medan

Sumber: Suryati, 2017

Berdasarkan Gambar 2.1, dari hasil penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Suryati dkk (2017) diketahui bahwa konsentrasi PM10 di Kota Medan yang dilakukan di 12 titik masih memenuhi standar kualiats udara ambien nasional (PP No.41 tahun 1999) yaitu 150 μg/m³, namun ada 3 lokasi yang telah melapaui standar WHO (50 μg/m³) yaitu di Kecamatan Medan Belawan, Kecamatan Medan Amplas, Kecamatan Medan Helvetia.

Sumber emisi di perkotaan sebagian besar berasal dari kegiatan transportasi. Jenis moda transportasi darat di kota Medan beragam jenis seperti sepeda motor, becak motor, mobil, angkutan kota, bus, truk dan kereta api. Tingginya konsentrasi PM10 di Kecamatan Medan Belawan tidak hanya berasal dari kendaraan bermotor namun juga berasal dari industri.

Salah satu kawasan industri terbesar di Kota Medan terletak di Kecamtan Medan Belawan yaitu Kawasan Industri Medan (KIM). Jenis industri yang ada di KIM bervariasi seperti industri pengolahan kelapa sawit, industri pengolahan makanan, industri pupuk, industri besi dan baja, dan industri lainnya.

Sumber emisi di perkotaan sebagian besar berasal dari kegiatan transportasi. Jenis moda transportasi darat di kota Medan cukup heterogen, seperti sepeda motor, becak motor, mobil, angkutan kota, bus, truk dan kereta api. Kenaikan jumlah kendaraan di Kota Medan rata-rata ± 10% per tahun. Tipe kendaraan yang dominan adalah motor yaitu ± 50 - 60%. Di lokasi penelitian diperoleh nilai korelasi (R²) untuk hubungan jumlah kendaraan dengan konsentrasi PM10 adalah 0,5 yang berarti hubungan antara jumlah kendaraan dan konsentrasi PM10 sedang. Adanya konsentrasi PM10 di udara ambien tidak hanya dipengaruhi oleh sumber emisi saja namun juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti meteorologi, penggunaan lahan dan reseptor (Suryati dkk, 2017).

Berdasarkan gambar 2.1 dapat disimpulkan kondisi kualitas udara di Kota Medan sudah menurun untuk paramter PM10 sehingga perlu dilakukan upaya pengendalian.

Pengendalian kualitas udara sangat tergantung kepada sumber polutan tersebut.

Perancangan alat pengendali pencemaran udara selama ini hanya mempertimbangkan untuk mereduksi jumlah/konsentrasi pencemar tersebut. Sementara khusus untuk partikulat, ada karakteristik kimia seperti logam berat yang terkandung didalamnya.

Apabila diketahui karakteristik kimia dari partikulat tersebut maka rancangan pengendalian pencemaran udara bisa dioptimalkan selain mereduksi jumlah tapi juga kandungan logam berat didalamnya.

2.9 Baku Mutu Logam Berat dari Beberapa Negara

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 Tahun 1999 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara hanya mengatur kadar Timbal (Pb) dalam udara ambien sebesar 2 µg/m³. Oleh karena keterbatasan standart konsentrasi logam berat di Indonesia, maka sebagai pembanding digunakan baku mutu dari beberapa Negara.

Pusarpedal bekerjasama dengan PTNBR BATAN Bandung melakukan kajian tentang kandungan logam berat di beberapa kota di Indonesia untuk selanjutnya dijadikan usulan baku mutu logam berat yang bisa ditetapkan di Indonesia. Usulan ini diajukan dengan mempertimbnagkan dampak dari beberapa logam berat yang dapat membahayakan kehidupan manusia dan lingkungan (Mukthar dkk, 2013). Pada Tabel 2.2 dapat dilihat baku mutu logam berat yang dimiliki beberapa negara dan juga usulan yang merupakan hasil kajian Pusarpedal dan PTNBR BATAN Bandung untuk waktu pengukuran 24 jam.

Tabel 2.2 Pembanding Baku Mutu Logam Berat

No. Unsur

Logam OAQC/TCEQ Vietnam India PP RI

41/1999 WHO

Usulan Pusarpedal

– PTNBR BATAN Bandung 1 Arsen

0,5 µg/m³ 0,017

µg/m³ - - - 0,3 µg/m³

2 Kadmium

2 µg/m³ 0,226

µg/m³ - - - 2 µg/m³

3 Kromium - - - - - 1,5 µg/m³

4 Merkuri 2 µg/m³ 0,3 µg/m³ - - - 0,3 µg/m³

5 Timbal 2 µg/m³ 1,5 µg/m³ 1 µg/m³ 2 µg/m³ - 1 µg/m³

6 Mangan 2,5 µg/m³ 8 µg/m³ - - 0,018 µg/m³ 2,5 µg/m³

7 Nikel 2 µg/m³ 1 µg/m³ - - - 2 µg/m³

Sumber : Mukhtar dkk, 2013

Baku mutu logam berat yang dimiliki oleh beberapa negara dan organisasi maupun usulan yang dibuat oleh Pusarpedal dan PTNBR BATAN Bandung mengacu untuk pengukuran selama 24 jam.

BAB III

METODE PENELITIAN 3.1 Tahapan Penelitian

Tahapan yang akan dilakukan dalam penelitian ini diawali dengan studi pustaka, pengumpulan data sekunder, penentuan lokasi sampling, pengambilan data primer yaitu pengambilan sampel dengan PM10 dengan HVAS merk staplex, analisa kandungan logam berat pada PM10 dengan metode ICP, analisa data menggunakan analisis deskriptif kuantitatif, uji komparatif serta korelasi dilanjutkan dengan pembahasan serta penarikan kesimpulan dan saran. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

3.2 Studi Pendahuluan

Studi pendahuluan diawali oleh studi literatur untuk melengkapi dan mendukung data- data yang dihasilkan dari penelitian lapangan, dalam studi literatur ini diperoleh teori- teori, rumusan-rumusan, dan prinsip-prinsip yang akan digunakan dalam penelitian.

Literatur yang dijadikan bahan acuan dalam penyusunan penelitian ini berasal dari buku- buku, jurnal terkait baik nasional dan internasional, dll. Studi literatur ini dapat menjadi pedoman dalam melakukan penelitian.

3.3 Lokasi Penelitian

Sebelum pengambilan sampel kualitas udara ambien (sampling) maka dilakukan dulu penentukan titik/lokasi sampling. Sampling akan dilakukan di 3 (tiga) lokasi.

Pertimbangan titik sampling ini berdasarkan windrose, peta indeks kualitas udara dari hasil penelitian terdahulu (Suryati dkk, 2017). Pemilihan titik sampling juga akan mewakili transportasi dan pusat kota. Parameter polutan terpilih untuk sampling adalah PM10. Parameter ini dipilih karena berdasarkan penelitian terdahulu (Suryati dkk, 2017).

merupakan parameter yang sudah melebihi baku mutu di beberapa titik sampling.

Penelitian akan dilakukan di kota Medan dengan jumlah titik sampling 3 (tiga) titik sampling. Lokasi titik sampling di Kota Medan dapat diuraikan sebegai berikut:

1. Mewakili sumber emisi dari sektor transportasi karena intensitas lalu lintas yang padat yaitu Jalan SM Raja (titik 1)

2. Mewakili sumber emisi dari sektor transportasi karena intensitas lalu lintas yang padat yaitu Jalan Pinang Baris (titik 2)

3. Area kawasan pusat pemerintahan dan mewakili sektor transportasi Jalan Balai Kota (titik 3)

Lokasi rencana pengambilan sampel parameter polutan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut.

Gambar 3.2. Lokasi Penelitian Sumber : Google Earth, 2018

Gambar 3.3 Diagram Windrose Kota Medan 2013-2017

Sumber Data: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Kota Medan, 2018

3.4 Metode Pengumpulan Data 3.4.1 Pengumpulan Data Sekunder

Data sekunder adalah data yang mendukung penelitian. Data sekunder yang dibutuhkan untuk penelitian sebagai berikut:

1. Data meteorologi (arah angin, kecepatan angin, suhu, kelembaban, penyinaran matahari dan curah hujan) selama 5 (lima) tahun terakhir yang diperoleh dari BMKG Kota Medan. Khusus untuk data arah dan kecepatan angin akan diolah dengan menggunakan Program WRPLOT View sehingga diperoleh windrose terkait penentuan titik sampling.

2. Data kualitas udara ambien eksisting berupa peta indeks kualitas udara ambien untuk parameter PM10 . Data ini diperoleh dari hasil penelitian terdahulu (Suryati dkk, 2017).

3. Data inventarisasi sumber emisi Kota Medan baik dari sektor industri, transportasi dan kegiatan lainnya.

3.4.2 Pengambilan Data Primer

Data primer adalah data yang diperoleh dari observasi serta pengambilan gambar dan dokumentasi. Data primer yang didapat dalam penelitian ini merupakan pengukuran langsung di lapangan yang meliputi parameter PM10. Data primer yang akan diambil adalah:

1. Pengambilan sampel (sampling) parameter polutan PM¹⁰

2. Pengambilan data meteorologi saat sampling polutan berupa data arah dan kecepatan angin, suhu, tekanan dan kelembaban

3. Data kepadatan lalu lintas dengan menghitung jenis dan jumlah kendaraan di lokasi sampling serta data kegiatan sumber emisi lainnya seperti jumlah industri, bahan bakar industri, dll

4. Koordinat titik sampling.

3.5 Peralatan yang digunakan

Pemantauan dilakukan secara manual dengan masing-masing interval waktu diukur 1 jam berdasarkan PERMENLH No. 12 Tahun 2010 Pelaksanaan Pengendalian Pencemaran Udara di Daerah. Untuk lebih jelasnya, durasi pengukuran, peralatan yang digunakan, serta metode analisa dapat dilihat pada Tabel 3.1. dibawah ini

Tabel 3.1 Durasi, Peralatan dan Metode Analisa Pemantauan Parameter Durasi

Pengukuran

Pemilihan Waktu Pengukuran

Peralatan Metode Analisa

PM10 1 jam Pagi

Sore

High Volume Air

Sampler Gravimetric

Suhu

Awal dan Akhir Sampling

Pagi

Sore Termometer -

Kelembapan

Awal dan Akhir Sampling

Pagi

Sore Higrometer -

Kecepatan Angin

Awal dan Akhir Sampling

Pagi

Sore Anemometer -

Arah Angin

Awal dan Akhir Sampling

Pagi

Sore Kompas -

Koordinat Titik Sampling

Awal dan Akhir Sampling

Pagi

Sore GPS -

Jumlah

Kendaraan 1 jam Pagi

Sore counter -

Oleh karena keterbatasan dalam peminjaman alat dari pihak ketiga maka lama sampling dilakukan hanya 1 jam dan 2 kali sampling yaitu pagi dan sore. Jenis dan alat yang digunakan pada saat sampling adalah sebagai berikut :

1. Jumlah dan Jenis Kendaraan

Perhitungan jumlah kendaraan dilakukan secara manual menggunakan alat counter.

Klasifikasi jenis kendaraan yang dihitung adalah sepeda motor, angkutan kota, mobil, penumpang, pick-up, minibus, bus, dan truk.

Gambar 3.4 Counter 2. Koordinat titik sampling

Koordinat titik sampling pemantauan kualitas udara ambien yaitu konsentrasi PM10

diketahui dengan menggunakan alat Global Positioning System (GPS). Alat GPS dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Global Positioning System

3. Kecepatan angin

Kecepatan angin diukur dengan menggunakan anemometer yang ditunjukkan Gambar 3.6. Spesifikasi anemometer yang digunakan adalah:

Merk : KRISBOW KW06-562 Aliran udara : 0-999,900 ft³/menit

Percepatan udara : 1,00-30,00 m/detik Akurasi : ±3% ±0,20% m/detik

Dimensi : 163×45×34 mm

Diameter kipas : 27,2 mm

Berat : 257 g

Gambar 3.6 Anemometer 4. High Volume Air Sampler (HVAS)

High Volume Air Sampler (HVAS) digunakan untuk mengambil sampel PM10. HVAS yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.7, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Laju alir : 0 – 70 cfm (kaki kubik per menit) / 0 – 2 cmm (meter kubik per menit)

Diameter filter holder : 4” (10,16 cm)

Gambar 3.7 High Volume Air Sampler (HVAS) 5. Hygrothermometer

Hygrothermometer digunakan untuk mengukur kelembaban udara dan temperatur udara. Hygrothermometer yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.8, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Merk : KRISBOW KW0600797 Dimensi : 20 x 15,5 x 6,6 cm

Berat : 130 gram

Temperatur : 10 – 60 ^oC / 14 – 140 ^oF Kelembaban : 20 – 95 %

Gambar 3.8 Hygrothermometer

3.6. Prosedur Sampling dan Analisis

3.6.1 Prosedur Sampling Particulate Matter 10 Mikron (PM¹⁰)

Menurut SNI 19-7119.3-2005 Tentang Cara Uji Partikel Tersuspensi Total Menggunakan Peralatan High Volume Air Sampler (HVAS) dengan Metoda Gravimetri, prosedur sampling dimulai dari persiapan sampling, pengambilan sampel, pengujian sampel, dan perhitungan konsentrasi PM10.

1. Persiapan Sampling

a. Tandai filter untuk identifikasi.

b. Kondisikan filter pada desikator (kelembapan 50%) atau di ruangan terkondisi (AC) dan biarkan selama 24 jam.

c. Timbang lembaran filter dengan timbangan analitik (W1).

d. Filter dibungkus dalam kotak dengan lembaran antara (glassine) dan bungkus dengan plastik selama transportasi ke lapangan.

2. Pengambilan Sampel

a. Tempatkan filter pada filter holder.

b. Tempatkan alat uji di posisi dan lokasi pengukuran menurut metoda penentuan lokasi titik ambien.

c. Nyalakan alat uji dan catat waktu serta tanggal, baca indikator laju alir dan catat pula laju alirnya (Q1) untuk diteruskan pembacaan hasil dari kalibrasinya. Catat pula temperatur dan tekanan barometik. Sambungkan pencatat waktu ke motor untuk mendeteksi kehilangan waktu karena gangguan listrik, pantau laju alir.

d. Lakukan pengambilan contoh uji selama 24 jam. Selama periode pengambilan, baca laju alir, temperatur, tekanan barometer minimal 2 kali, dikumpulkan hingga seluruh data terkumpul pada akhir pengukuran. Jika hanya pembacaan awal dan akhir dibuat, asumsikan bahwa perubahan pembacaan linear setiap waktu.

e. Catat semua pembacaan seperti baca laju alir (Q²), temperatur, dikumpulkan hingga seluruh data terkumpul pada akhir pengumpulan.

f. Pindahkan filter secara hati-hati, jaga agar tidak ada partikel yang terlepas, lipat filter dengan partikulat tertangkap didalamnya. Tempatkan lipatan filter dalam alumunium foil dan tandai untuk identifikasi.