PENCEMARAN UDARA

5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 1/16

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Perkembangan industri yang pesat dewasa ini tidak lain karena penerapan

kemajuan teknologi oleh manusia guna mendapatkan kualitas hidup yang lebih baik.

Semua kegiatan dalam bidang industri pada mulanya dimaksudkan untuk

meningkatkan kualitas hidup manusia, ternyata pada sisi lain dapat menimbulkan

dampak yang justru merugikan kelangsungan hidup manusia. Hal ini dapat dilihat dari

terjadinya masalah pencemaran udara.

2.1. Udara dan Pencemaran Udara

Udara merupakan campuran beberapa macam gas yang perbandingannya

tidak tetap. Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konstan dan selalu berubah

dari waktu ke waktu. Komponen yang konsentrasinya paling bervariasi adalah air

yang berupa uap air. Jumlah air yang terdapat di udara bervariasi tergantung dari

cuaca dan suhu. Udara dalam istilah meteorologi disebut juga atmosfir yang berada di

sekeliling bumi yang fungsinya sangat penting bagi kehidupan di dunia ini. Atmosfir

merupakan campuran gas-gas yang tidak bereaksi satu dengan lainnya (innert ).

atmosfir terdiri dari selapis campuran gas-gas, sehingga sering tidak tertangkap oleh

indera manusia kecuali apabila berbentuk cairan (uap air) dan padatan (awan dan

debu). Lapisan atmosfir mempunyai ketinggian sekitar 110 km dari permukaan tanah

dan bagian terbesar berada di bawah ketinggian 25 km, karena tertahan oleh gayagravitasi bumi.

Udara mengandung sejumlah oksigen, merupakan komponen esensial bagi

kehidupan, baik manusia maupun makhluk hidup lainnya. Udara yang normal

merupakan campuran gas-gas meliputi 78 % N2; 20 % O2; 0,93 % Ar ; 0,03 % CO2

dan sisanya terdiri dari neon (Ne), helium (He), metan (CH4) dan hidrogen (H2).

Sebaliknya, apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang menimbulkan gangguan

serta perubahan komposisi tersebut, maka dikatakan udara sudah tercemar/terpolusi.

Universitas Sumatera Utara



Giddings (1973) mengemukakan bahwa atmosfir pada keadaan bersih dan kering akan

didominasi oleh 4 gas penyusun atmosfir, yaitu 78,09% N2; 20,95% O2; 0,93% Ar;

dan 0,032% CO2; sedangkan gas-gas lainnya sangat kecil konsentrasinya. Komposisi

udara kering , yaitu semua uap air telah dihilangkan dan relatif konstan. Komposisi

udara kering yang bersih, dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.

Table 2.1. Komposisi udara bersih

komoponenkonsentrasi dalam volume

(Ppm) (%)

Nitrogen (N2) 780.900 78.09

Oksigen (O2) 209.500 20.95

Argon (Ar) 9.300 0.93

Karbon diosida (CO2) 320 0.032

Neon (Ne) 18 1.8 x 10-3

Helium (He) 5.2 5.2 x 10-4

Metana (CH4) 1.5 1.5 x 10-4

Krypton (Kr) 1.0 1.0 x 10-4

H2 0.5 5.0 x 10-5

H2O 0.2 2.0 x 10-5

CO 0.1 1.0 x 10-5

Xe 0.08 8.0 x 10-6

O3 0.02 2.0 x 10-6

NH3 0.006 6.0 x 10-7

NO2 0.001 1.0 x 10-7

NO 0.0006 6.0 x 10-8

SO2 0.0002 2.0 x 10-8

H2S 0.0002 2.0 x 10-8

Giddings (1973)

Akibat aktifitas perubahan manusia, udara seringkali menurun kualitasnya.

Perubahan kualitas ini dapat berupa perubahan sifat-sifat fisis maupun sifat-sifat

kimiawi. Perubahan kimiawi, dapat berupa pengurangan maupun penambahan salah




satu komponen kimia yang terkandung dalam udara, yang lazim dikenal sebagai

pencemaran udara. Kualitas udara yang dipergunakan untuk kehidupan tergantung

dari lingkungannya.

Pencemaran udara dapat diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat

asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari

keadaan normalnya. Masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing ke dalam udara selalu

menyebabkan perubahan kualitas udara. Masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing

tersebut tidak selalu menyebabkan pencemaran udara. Mengacu pada defenisinya,

pencemaran udara baru terjadi jika masuknya bahan-bahan atau zat-zat asing tersebut

menyebabkan mutu udara turun sampai ketingkat dimana kehidupan manusia, hewan

dan binatang terganggu atau lingkungan tidak berfungsi sebagai mana mestinya (Arya

Wardana, Wisnu,2001).

2.2. Komponen Pencemaran Udara

Udara di daerah perkotaan yang mempunyai banyak kegiatan industri dan

teknologi serta lalu-lintas yang padat, udaranya relatif sudah tidak bersih lagi. Udara

di daerah industri kotor tekena bermacam-macam pencemar. Dari beberapa macam

komponen pencemar udara, maka yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran

udara adalah komponen-komponen berikut ini :

Table 2.2. Komponen pencemaran udara

No Pencemar Simbol

1 Karbon Monoksida CO

2 Nitrogen Oksida NOx

3 Belerang Oksida SOx

4 Hidro karbon HC

5 Partikel -

6 Timah hitam Pb

(Arya Wardana, Wisnu,2001).




Komponen pencemaran udara tersebut di atas bisa mencemari udara secara

sendiri-sendiri, atau dapat pula mencemari udara secara bersama-sama. Jumlah

komponen pencemaran udara tersebut tergantung pada sumbernya.

Di atmosfer, berbagai polutan udara akan melalui berbagai proses. Baik

pencampuran antara polutan yang satu dengan yang lain yang pada akhirnya akan

meningkatkan komposisi polutan itu sendiri bahkan memunculkan jenis polutan yang

baru. Namun alam mempunyai prosesnya sendiri yang secara alamiah dapat

mengurangi maupun memindahkan konsentrasi berbagai partikulat tersebut sebagai

akibat faktor meteorologi. Pencemaran udara akan dipancarkan oleh sumbernya dan

kemudian mengalami transportasi, dispersi atau pengumpulan karena kondisi

meteorologi maupun topografi. (Neiburger, 1995)

2.2.1. Nitrogen oksida (NOx)

Nitrogen oksida (NOx) adalah senyawa gas yang terdapat di udara bebas

(atmosfir) yang sebagian besar terdiri atas nitrit oksida (NO) dan nitrogen dioksida

(NO2) serta berbagai jenis oksida dalam jumlah yang lebih sedikit. Kedua macam gas

tersebut mempunyai sifat yang sangat berbeda dan keduanya sangat berbahaya bagi

kesehatan. Gas NO yang mencemari udara secara visual sulit diamati karena gas

tersebut tidak bewarna dan tidak berbau. Sedangkan gas NO2 bila mencemari udara

mudah diamati dari baunya yang sangat menyengat dan warnanya merah kecoklatan.

Sifat Racun (toksisitas)gas NO2 empat kali lebih kuat dari pada toksisitas gas NO.

Organ tubuh yang paling peka terhadap pencemaran gas NO2 adalah paru-paru. Paru-

paru yang terkontaminasi oleh gas NO2 akan membengkak sehingga penderita sulitbernafas yang dapat mengakibatkan kematiannya.

Udara yang mengandung gas NO dalam batas normal relatif aman dan

tidak berbahaya, kecuali bila gas NO yang tinggi dapat menyebabkan gangguan pada

sisitem saraf yang menyebabkan kejang-kejang. Bila keracunan ini terus berlanjut

akan dapat menyebabkan kelumpuhan. Gas NO akan menjadi lebih berbahaya apabila

gas itu teroksidasi oleh oksigen sehingga menjadi gas NO2. Di udara nitrogen




monoksida (NO) teroksidasi sangat cepat membentuk nitrogen dioksida (NO2) yang

pada akhirnya nitrogen dioksida (NO2) teroksidasi secara fotokimia menjadi nitrat.

Mekanisme reaksi pembentukannya di udara sebagai berikut :

N2 + O2 ↔ 2NO

2NO + O2 ↔ 2NO2

2NO2 +2

1O2 ↔ H2O ↔ 2HNO3

Udara yang tercemar oleh gas nitrogen dioksida tidak hanya berbahaya

bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berbahaya bagi kehidupan tanaman.

Pengaruh gas NO2 pada tanaman antara lain timbulnya bintik-bintik pada permukaan

daun. Pada konsentrasi lebih tinggi, gas tersebut dapat menyebabkan nekrosis atau

kerusakan pada jaringan daun, dalam keadaan seperti ini daun tidak dapat berfungsi

sempurna. Pencemaran udara oleh gas NO2 juga dapat menyebabkan timbulnya

Peroxy Acetil Nitrates yang disingkat dengan PAN. PAN ini menyebabkan iritasi pada

mata sehingga mata terasa pedih dan berair.

2.2.2. Sumber dan distribusi nitrogen dioksida (NO2)

Dari seluruh nitrogen dioksida (NOx) yang dibebaskan ke udara, jumlah

yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang diproduksi oleh aktifitas bakteri. Akan

tetapi pencemaran NO dari sumber alami ini tidak merupakan masalah karena tersebar

secara merata sehingga jumlahnya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah

pencemaran NO yang diproduksi oleh kegiatan manusia karena jumlahnya akan

meningkat pada tempat-tempat tertentu. Kadar NOx di udara perkotaan biasanya 10 –

1000 kali lebih tinggi dari pada di udara pedesaan. Emisi NOx dipengaruhi kepadatan

penduduk karena sumber utama NOx yang diproduksi manusia adalah dari

pembakaran arang, bensin, minyak dan gas. Berbagai jenis NOx dapat dihasilkan dari

proses pembakaran bahan bakar minyak (BBM) dan bahan bakar (BB) fosil lainnya

pada temperatur tinggi, baik sumber static maupun sumber bergerak seperti

pembakaran pada kendaraan bermotor, peleburan besi, pembangkit tenaga listrik dan

proses industri yang dibuang kelingkungan melalui cerobong pabrik-pabrik di daerah

kawasan industri.




Gambar 2.1. Gas buang dari cerobong pabrik di kawasan industri

Penyebaran dan konsentrasi Berbagai jenis gas NOx di lingkungan pada

prinsipnya dipengaruhi oleh :

1. Topografi lokal

2. Keadaan meteorologi

Kecepatan Angin

Angin merupakan udara yang bergerak sebagai akaibat perbedaan tekanan

udara antara daerah yang satu dengan lainnya. Perbedaan pemanasan udara

menyebabkan naiknya gradien tekanan horizontal, sehingga terjadi gerakan udara

horizontal di atmosfer. Oleh karena itu perbedaan temperatur antara atmosfer di kutub

dan di equator (khatulistiwa) serta antara atmosfer di atas benua dengan di atas lautan

menyebabkan gerakan udara dalam skala yang sangat besar. Angin lokal terjadi akibat

perbedaan temperatur setempat. Pada skala makro, Pergerakan angin sangat

dipengaruhi oleh temperatur atmosfer, tekanan pada permukaan tanah dan gerakan

rotasi bumi. Angin bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, tetapi dengan

adanya gaya Coriollis maka angin akan bergerak tidak sesuai dengan yang seharusnya.

Fenomena ini terjadi sampai jarak ribuan kilometer. Pada skala meso dan mikro

keadaan topografi sangat berpengaruh pada pergerakan angin. Perbedaan ketinggian

permukaan tanah mempunyai efek pada kecepatan angin dan arah pergerakan angin.

Fenomena skala meso akan terjadi sampai ratusan kilometer dan skala mikro

mencapai 10 kilometer.

Untuk sebuah daerah, efek sirkulasi angin terjadi tiap jam, tiap hari dan

dengan arah dan kecepatan yang berbeda-beda. Distribusi frekuensi dari arah angin




menunjukan daerah mana yang paling tercemar oleh polutan. Salah satu hal penting

dalam meramalkan penyebaran zat pencemar adalah mengetahui arah dan penyebaran

zat pencemar. (Nurmala, S.D, 2004).

Kecepatan angin dalam data klimatologi adalah kecepatan angin horizontal

pada ketinggian 2 meter dari permukaan tanah yang ditanami dengan rumput, jadi

jelas merupakan angin permukaan yang kecepatannya dapat dipengaruhi oleh

karateristik permukaan yang dilaluinya.

Kecepatan angin pada dasarnya ditentukan oleh perbedaan tekanan udara

antara tempat asal dan tujuan angin (sebagai faktor pendorong) dan resistensi medan

yang dilaluinya. Hubungan antara kecepatan angin dan karateristik permukaan dapat

dilihat pada rumus berikut :

[ ] [ ])( / )(. / *

M M k Z d Z Z Lnk uu −+= ……………………………… (2.1)

dengan :

u = kecepatan angin (m/det)

u* = velositas friksi (m/det)

k k = konstanta Von karman (0.4)

Z = ketinggian dari permukaan tanah

ZM = parameter kekasaran momentum (momentum rougbness parameter)

d = ketinggian alihan permukaan (zero plane displacement)

(Lakitan, 1994).

Perubahan arah dan kecepatan angin menunjukan arah penyebaran dan

fluktuasi konsentrasi zat pencemar di atmosfer. Perubahan angin juga dipakai untuk

menentukan kelas stabilitas atmosfer. Stabilitas atmosfer yang didefenisikan oleh

ASME ( American society of mechanical engineer’s) dibagi menjadi 4 kategori yang

dapat dikaitkan dengan kategori stabilitas PGT (Pasquill, Giffort, dan Turner ),

sebagai berikut :

Sangat labil : kelas A dan B

Labil : kelas C

Netral : kelas D

Stabil : kelas E dan F




Kelima kelas stabilitas berdasarkan pengamatan meteorologi permukaan dapat dilihat

pada tabel

Tabel 2.3. Kategori stabilitas atmosfer

Kecepatan

angin

permukaan pada

10 m (m/detik)

Siang Malam

Isolasi Mendung tipis /

awan permukaanlebih dari 4/8

Awan

kurangdari 3/8Kuat Sedang Lemah

< 2 A A – B B B -

2 – 3 A – B B C D E

3 – 5 B B – C C D E

5 – 6 B C – D D D D

> 6 C D D D D

Secara umum, polutan-polutan di atmosfer terdispersi dalam 2 cara yaitu

melalui kecepatan angin dan turbulensi atmosfer. Turbulensi atmosfer tejadi akibat

dari gerakan angin yang berfluktuasi dan memiliki frekuensi lebih dari 2 cycles/hr.

Fluktuasi turbulensi terjadi pada arah vertikal dan horizontal, hal ini merupakan

mekanisme yang efektif untuk menghilangkan polutan di udara. Turbulensi

menyebabkan terjadinya aliran udara melalui 2 cara yaitu pusaran termal dan pusaran

mekanis.

Pergerakan eddies (pergerakan pusaran) mempunyai pengaruh yang sangat

besar dalam proses turbulensi. Akibat pergerakan eddies akan menimbulkan

pencampuran dan pengenceran konsentrasi zat pencemar di udara, baik secara vertikal

maupun secara horizontal. Pergerakan eddies yang berbeda mengakibatkan perbedaan

bentuk penyebaran plume yang diemisikan oleh sumber ke atmosfer. Macam bentuk

penyebaran plume adalah sebagai berikut :

1. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang kecil, plume bergerak dengan

pusaran kecil dalam garis lurus dan pembesaran pada potongan melintang.

2. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang luas, akan menimbulkan bentuk

yang kecil tetapi mempunyai liuk yang lebar.




3. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang bervariasi, akan membentuk

plume berukuran besar dan mempunyai liuk yang lebar. Plume ini akan bergerak

pada angin permukaan (down wind)

Perubahan profil kecepatan angin selama siang dan malam hari karena

kondisi atmosfer akan berbeda. Pada malam hari kondisi atmosfer lebih stabil

sehingga profil kecepatan angin lebih landai dibandingkan dengan profil pada siang

hari.

Untuk mengkaji pencemaran udara, profil kecepatan angin digunakan persamaan

profil angin hukum pangkat yaitu :

n

z

Z V V

=

1010

………………………………………………… (2.2)

dengan :

Vz : kecepatan angin pada ketinggian z

V10 : kecepatan angin pada ketinggian referensi 10 m

N : parameter yang bergantung pada stabilitas atmosfer untuk tujuan

praktis diambil 0.2

angin kencang bergejolak kuat sehingga konsentrasi pencemar menjadi encer

sedangkan angin reda bergolaknya lemah sehingga konsentrasi pencemar menjadi

pekat (Bayong. T, 2004).

2.4. Kelembaban Udara

Kelembaban udara ditentukan oleh jumlah uap air yang terkandung di

dalam udara. Di dalam atmosfer terdapat H2O dalam bentuk uap atau gas, cairan atau

air dan salju atau es dalam bentuk padat. Banyaknya uap air yang dikandung udara

tidak sama di berbagai tempat. Setiap saat ada uap air yang masuk dan dilepas oleh

atmosfer. Uap air ditransfer ke udara melalui proses penguapan karena panas

matahari. Air yang menguap dari permukaan bumi berasal dari lautan, sungai, hutan

dan lain-lain. Bervariasinya jumlah uap air ini dikarenakan adanya proses penguapan,pengembunan, pembekuan dan lain-lain. Walaupun jumlah air di atmosfer sangat




sedikit dibandingkan dengan gas-gas lainnya yang ada di atmosfer, tetapi uap air yang

ada di atmosfer memegang peranan penting dalam proses cuaca.

Ditinjau dari segi cuaca dan iklim uap air ini merupakan komponen udara

yang sangat penting. Sebagian gas-gas penyusun atmosfer yang dekat permukaan laut

relatif konstan dari tempat satu ketempat lain. sedangkan uap air merupakan bagian

yang konstan, bervariasi dari 0 sampai 3 %. Adanya variabillitas uap air ini baik

berdasarkan tempat maupun waktu adalah karena :

a. Besarnya jumlah uap air dalam udara merupakan indikator kapasitas potensial

atmosfer tentang terjadinya presipitasi.

b. Uap air merupakan sifat menyerap radiasi bumi sehingga uap air akan

menentukan cepatnya kehilangan panas dari bumi dan dengan sendirinya juga

ikut mengatur temperatur.

c. Makin besar jumlah uap air dalam udara, makin besar jumlah energi potensial

yang laten tersedia dalam atmosfer dan merupakan sumber/asal terjadinya

hujan angin (strom).

Kelembaban udara bergantung kepada suhu udara. Kelembaban udara

mempengaruhi tekanan udara. Itu sendiri, yang pertambahannya sesuai dengan

naiknya suhu udara. Pada ruangan tertutup semakin rendah suhu udara maka tekanan

udara semakin tinggi dan pada ruangan terbuka semakin tinggi suhu udara maka

tekanan udara semakin rendah.

2.4.1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelembaban udara

a. Sinar matahari

Sumber panas utama untuk bumi dan atmosfer adalah matahari, dalam bentuk

gelombang elektromagnetik. Energi radiasi dari matahari yang sampai kepermukaan

bumi disebut insolation (incoming solar radiation). Insolation terdiri atas sinar-sinar

dengan panjang gelombang lebih pendek dalam spektrum matahari dan paling efektif

memanasi bumi. Jika sinar dari spektrum matahari mencapai bumi sebagian diserap

dan dirubah dari gelombang panjang yang dikenal sebagai panas.




b. Kabut

Kabut dapat terjadi diwaktu malam yang cerah, ketika udara yang dingin yang

mengalir melalui permukaan air yang masih panas hal seperti itu yang terjadi didaerah

kutub yang disebut asap laut dan juga terdapat diatas selokan-selokan pada pagi hari.

Kabut dapat terjadi pada cuaca tanpa angin sebagai akibat dari temperatur yang turun

terus. Kabut terdiri dari tetes-tetes air yang sangat kecil yang melayang-layang di

udara dan mengakibatkan berkurangnya penglihatan mendatar pada pada permukaan

bumi hingga kurang dari 1 km. Tetes-tetes kecil ini dapat dilihat dengan mata biasa,

jika berada pada suatu tempat yang cukup penerangan. Mereka bergerak mengikuti

gerakan udara yang ada. Udara dalam keadaan kabut akan terasa lembab, sejuk dan

basah dengan kelembaban udara disekitar 100%.

c. Hujan

Hujan adalah jatuhan titik air yang mencapai tanah. Hujan yang tidak dapat

mencapai tanah disebut verga. Hujan yang mencapai tanah dapat diukur dengan jalan

mengukur tinggi air dengan cara-cara tertentu. Hasil pengukuran ini kemudian disebut

curah hujan dengan tanpa mengingat macam atau bentuk hujan pada saat mencapai

tanah. Intensitas hujan ditentukan dari tingkat berakumulasinya curah hujan diatas

suatu permukaan yang datar, jika air hujan tersebut tidak mengalir.

Fluktuasi kandungan uap air di udara lebih besar pada lapisan udara dekat

permukaan dan semakin kecil dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini terjadi karena

uap air bersumber dari permukaan dan proses kondensasi berlangsung juga pada

permukaan. Pada siang hari kelembaban lebih tinggi pada udara dekat permukaan

disebabkan penambahan uap air hasil evepotranspirasi dari permukaan. Proses ini

berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang haritersebut. Sebaliknya pada malam hari kelembaban lebih rendah pada udara dekat

permukaan. Pada malam hari akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan

yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, Kandungan uap

air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang.

Kelembaban udara pada ketinggian lebih dari 2 meter dari permukaan tidak

menunjukan perbedaan yang nyata antara malam dan siang hari. Pada lapisan udara

yang lebih tinggi tersebut, pengaruh angin menjadi lebih besar. Udara lembab dan




udara kering dapat tercampur lebih cepat. (Lakitan, 2002). Tinggi rendahnya

kelembaban udara dapat menentukan besar kecilnya kandungan bahan pencemar baik

di ruang tertutup maupun ruang terbuka akibat adanya pelarut bahan pencemar yang

menyebabkan terjadinya pencemaran.

2.5. Suhu Udara

Suhu merupakan karateristik inherent, dimiliki oleh suatu benda yang

berhubungan dengan panas dan energi. suhu udara akan berubah dengan nyata selama

periode 24 jam. Perubahan suhu udara berkaitan erat dengan proses pertukaran energi

yang berlangsung di atmosfer. Serapan energi sinar matahari akan mengakibatkan

suhu udara meningkat. Suhu udara harian maksimum tercapai beberapa saat setelah

intensitas cahaya maksimum pada saat berkas cahaya jatuh tegak lurus yakni pada

waktu tengah hari.

Sebagian radiasi pantulan dari permukaan bumi juga akan diserap oleh gas-

gas dan partikel-partikel atmosfer. Karena kerapatan udara dekat permukaan lebih

tinggi dan lebih berkesempatan untuk menyerap radiasi pantulan dari permukaan

bumi, maka pada siang hari suhu udara dekat permukaan akan lebih tinggi

dibandingkan pada lapisan udara yang lebih tinggi, sebaliknya pada malam hari

terutama saat menjelang subuh, suhu udara dekat permukaan akan menjadi lebih

rendah dibandingkan dengan suhu udara pada lapisan udara yang lebih tinggi.

(Lakitan, 2002). Pada siang hari dengan kondisi cuaca cerah suhu udara akan tinggi

akibat sinar matahari yang diterima sehingga akan mengakibatkan pemuaian udara.

Pemuaian udara mengakibatkan pengenceran konsentrasi gas pencemar.

Perubahan suhu pada setiap ketinggian mempunyai pengaruh yang besar

pada pergerakan zat pencemar udara di atmosfer. Perubahan suhu ini disebut lapse

rate. Turbulensi yang terjadi tergantung pada suhu. Di atmosfer sendiri diharapkan

akan terjadi penurunan suhu dan tekanan sesuai dengan pertambahan tinggi. Udara

ambien dan adiabatic lapse rates mempengaruhi terbentuknya stabilitas atmosfer.

Dalam keadaan dimana suhu sekumpulan udara lebih tinggi dari sekitarnya, maka

kerapatan dari udara yang bergerak naik dengan kecepatan rendah lebih kecil daripada




kerapatan udara lingkungannya dan udara berhembus secara kontinu. Pada saat udara

bergerak turun akan terbentuk aliran udara vertikal dan turbulensi terbentuk. Keadaan

atmosfer dalam kondisi di atas dikatakan tidak stabil (unstable). Ketika sekumpulan

udara menjadi lebih dingin dibandingkan dengan udara sekitarnya, sekumpulan udara

itu akan kembali ke elevasinya semula. Gerakan ke bawah akan menghasilkan

sekumpulan udara yang lebih hangat dan akan kembali ke elevasi semula. Dalam

kondisi atmosfer seperti ini, gerakan vertikal akan diabaikan oleh proses pendinginan

adiabatik atau pemanasan, dan atmosfer akan menjadi stabil (stable). Jika sekumpulan

udara terbawa ke atas akan melalui bagian yang mengalami penurunan tekanan dan

akibatnya kumpulanan udara itu akan menyebar. Ekspansi tadi memerlukan kerja

untuk melawan lingkungannya dan terjadi penurunan temperatur. Biasanya proses ini

berlangsung singkat karena itu untuk menganalisanya dilakukan anggapan tidak

terjadi transfer panas pada sekumpulan udara yang ditinjau serta sekumpulan udara

mempunyai kerapatan dan suhu sama. Kondisi atmosfer seperti ini dikatakan netral

(neutral) dan dikenal dengan lapse rate adiabatic.

Berbagai jenis metode analitik dapat digunakan untuk analisis gas

pencemar , dari mulai metode analitik yang sederhana dengan waktu pengukuran yang

lama sepert titrasi atau gravimetri sampai metode analitik yang paling mutakhir, yaitu

menggunakan prinsip fisiko-kimia yang mampu mengukur gas pencemar dengan

konsentrasi rendah secara automatik dengan waktu pengukuran yang cepat ( ± 60

detik). Metode pengukuran zat pencemar nitrogen dioksida (NO2) di udara ambien

yaitu :

a. Metode Griess-Saltzman menggunakan spektrofotometri

b.

Metode chemiluminescence

2.6. Metode Pengukuran Nitrogen Dioksida (NO2) di Udara Ambien

2.6.1. Metoda Griess Saltzman

Metode Gries Saltzman adalah metoda yang digunakan dalam menentukan

konsentrasi gas pencemar nitrogen dioksida (NO2) dalam udara. NO2 di udara

direaksikan dengan pereaksi Griess Saltman (absorbent) membentuk senyawa yang

berwarna ungu. Intensitas warna yang terjadi diukur dengan spektrofotometer pada




panjang gelombang 550 nm. Absorber untuk penangkapan NO2 adalah absorber

dengan desain khusus dan porositas frittednya berukuran 60 µm. Untuk pengukuran

NO, sample gas harus dilewatkan ke dalam oxidator terlebih dahulu ( seperti KMnO4,

Cr2O3). Langkah-langkah sebagai berikut :

1. Pengambilan sampel gas pencemar nitrogen dioksida (NO2) menggunakan

larutan penyerap

2. Pembuatan Larutan Absorban untuk sampel nitrogen dioksida (NO2) di udara

3. Analisa konsetrasi nitrogen dioksida (NO2) dengan spektrofotometer

2.6.2. Metode chemiluminescence .

Gas NO diudara direaksikan dengan gas ozon membentuk nitrogen

dioksida tereksitasi. NO2 yang tereksitasi akan kembali pada posisi ground state

dengan melepaskan energi berupa cahaya pada panjang gelombang 600 - 875 nm.

Intensitas cahaya yang diemisikan diukur dengan photomulltifier , Intensitas yang

dihasilkan sebanding dengan konsentrasi NO di udara. Sedangkan gas NO2 sebelum

direaksikan dengan gas ozon terlebih dahulu direduksi dengan katalitik konventor.

2.7. Metode Spektrofometri

Spektrofotometri adalah suatu cara analisa yang mencakup pengukuran

absorbsi oleh senyawa kimia dengan panjang gelombang tertentu menggunakan

radiasi monkromatik. Radiasi monokromatik adalah radiasi dari satu panjang

gelobang. Didalam praktek radiasi monokromatik dihasilkan dengan gelobang prismadifraksi kiri yang memiliki panjang gelobang lebih dari satu. Biasanya ruang spektra

di isolasi di dalam spektrofotometri.

2.8. Baku Mutu Udara Ambien

Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan

troposfir yang berada di dalam wilayah yuridiksi Republik Indonesia yang dibutuhkan

dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup




lainnya. Udara yang mengelilingi bumi terdiri dari campuran beberapa macam gas

yaitu Nitrogen (N2) sejumlah 78 %, Oksigen (O) sebanyak 20 %. Selain itu terdapat

pula sebagian kecil gas lain seperti argon, helium, krypton, ozon dan lain-lain.

Masuknya beberapa macam bahan kimia dan debu dalam udara maka konsentrasi

udara berubah, sehingga udara menjadi tercemar dan dapat membahayakan

kelangsungan hidup manusia.

Oleh sebab itu dibuatlah suatu standart untuk menentukan kualitas udara

yang disebut baku mutu udara ambien (ambient air quality standart ) pada setiap

negara. Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi dan/atau

komponen yang ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur pencemar yang

ditenggang keberadaannya dalam udara ambien.

Tabel 2.4. Baku mutu udara ambien

No Parameter

Waktu

pengu

kuran

Baku MutuMetode

analisisPeralatan

1SO2

(sulfur Dioksida)1 jam 900 µg/Nm

3Pararosanilin

Spektrofotome

ter

2CO

(Karbon Dioksida)1 jam 30.000 µg/Nm

3 NDIR

NDIR

Analyzer

3NO2

(Nitrogen Dioksida)1 jam 400 µg/Nm

3 Saltzman

Spektrofotome

ter

4 O3 (Oksigen) 1 jam235 µg/Nm

3

Chemilumi

nescent

Spektrofoomet

er

5HC

(Hidro Karbon)3 jam 160 µg/Nm

3

Flame

Lonization)

Gas

Chromatografi

6

PM10

(Partikel < 10 µm)24 jam 150 µg/Nm

3 Gravimetric Hi – Vol

PM2,5

(Partikel < 2,5)24 jam 65 µg/Nm

3 Gravimetric Hi – Vol

7 TSP (Debu) 24 jam 230 µg/Nm3 Gravimetric Hi – Vol

8 Pb ( Timah Hitam) 24 jam 2 µg/Nm3 Gravimetric Hi – Vol




9 Dustfall (debu jatuh) 30 hari

10 ton/km2/

Bulan

(pemukiman)

20 ton/km2/

Bulan (industri)

Gravimetric Cannister

10Total Flourides

(as F)24 jam 3 µg/Nm

3Spesific Ion

Impinger/

Countinous

Analyzer

11 Flour Indeks 30 hari

40 µg/Nm3

Dari kertas

limed filter

Colouri

metric

Limed filter

paper

12Khlorine &

Khlorine Dioksida24 jam 150 µg/Nm

3Spesific Ion

Impinger/

Countinous

Analyzer

13 Sulphat Indeks 30 hari

1 mg/SO3 /100

Cm3

dari lead

Peroksida

Colouri

metric

Lead peroxida

candle

(Peraturan Pemerintah RI No. 41 tahun 1999)

Baku mutu udara ambien memiliki 13 parameter, tiap parameter disertai

dengan nilai maksimalnya. Nilai-nilai tersebut umumnya dinyatakan dalam (µg)

permeter kubik udara dalam kondisi normal (umumnya pada suhu 250

C dan tekanan 1

atmosfer) kualitas udara ambien dikatakan baik jika konsentrasi polutan-polutannya

masih dibawah nilai baku mutunya.


PENCEMARAN UDARA

Documents

Transcript of PENCEMARAN UDARA