PERMASALAHAN KARAKTERISTIK PENCEMARAN...
Transcript of PERMASALAHAN KARAKTERISTIK PENCEMARAN...
PERMASALAHAN &
KARAKTERISTIK PENCEMARAN UDARA
Materi Permasalahan & Karakteristik Pencemar Udara
Pengertian Pencemaran Udara
Sistem Pencemaran Udara
Jenis-Jenis Pencemar Udara
Emisi dan Faktor Emisi
Satuan Konsentrasi Pencemar Udara
Mekanisme Pencemaran Udara
Fenomena Pencemaran Udara
Dampak Pencemaran Udara
Pengertian Pencemaran Udara
Pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya.
(Undang-Undang No. 23 Tahun1997)
Sistem Pencemaran Udara
Sumber Emisi Atmosfer ReseptorPencemar
Pencampuran & transformasi
kimia
• Antropogenik• Biogenik
• Dilusi• Reaksi• etc
• Manusia• Tumbuhan• Hewan• Material
Dampak
• Kesehatan• Korosi• Kerusakan
Sumber Pencemar Udara
Biogenik (alamiah) letusan gunung berapi, dekomposisi biotik
Antropogenik (buatan manusia) transportasi dan jenis konversi energilainnyasumber industri spesifik
Sumber Biogenik
Sumber pencemar alamiah timbul dengansendirinya tanpa ada pengaruh dariaktivitas manusiaContoh:
meletusnya gunung berapi : pengemisianSO2, H2S, CH4, dan partikulatkebakaran hutan : mengemisikan HC, CO, dan partikulat berupa asap.
Sumber Antropogenik - Statis
Sumber statiscerobong industri
kawasan industri
Tingkat dan laju pengemisian serta jenispencemar dari sumber statis sangat bergantungdari proses produksi yang ada dalam industri
contoh: emisi industri semen didominasi olehpartikulat.
Sumber Antropogenik - bergerak
Sumber bergerak : transportasi
Jenis pencemar yang diemisikantergantung dari bahan bakar dan sistemruang bakar yang digunakan
Contoh : emisi mesin jet didominasi olehgas NOx
Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 1
Transportasi: dominasi pencemar meliputiCONOxPartikulatHCdan Pb.
Pembangkit listrik: emisi bergantung pada jenisbahan bakar yang digunakan
SO2 (batu bara)NOxPartikulat (batu bara)CO, HC (gas alam).
Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 2
Pengelolaan persampahan: timbul sebagai akibatpembakaran dan dekomposisi dalam tanah
NOxCOCH4
Senyawa organik kompleks lain (misalnya dioksin).
Aktivitas rumah tangga: timbul sebagai akibat daripemanfaatan bahan bakar minyak tanah dan gas alam
CO, NOx , HCPartikulat
Sumber Antropogenik (berdasarkan jenis aktivitas) - 3
Industri: sangat bergantung dari jenis industrinyaEmisi pencemar spesifik
KlorAlumuniumAmmonia
Emisi pencemar akibat proses konversi energiCONOxPartikulatHCCO2
Jenis Pencemar Udara Berdasarkan fasa
Berdasarkan kondisi fisiknya, pencemar udaradapat diklasifikasikan menjadi dua fasa:
partikulatdebuaerosoltimah hitam
gasCONOxSOxH2SHidrokarbon
Partikulat
Terbagi dua:solid
liquid
Ukuran : 0.002 μm - 500 μm
Komposisi : organik
anorganik
Gas
Merupakan major air pollutant
Oksida Sulfur
Oksida Nitrogen
Oksida Carbon
Inorganik
Hidrokarbon (HC)
Jenis Pencemar Udara Berdasarkan Reaksi
Primary: langsung dari sumber
contoh: NO, CO, dan SO2
Secondary : terbentuk oleh interaksikimiawi antara pencemar primer dansenyawa-senyawa penyusun atmosferalamiah
contoh : NO2 dan O3
Emisi
Emisi adalah zat, energi dan atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masukdan atau dimasukkannya ke dalam udara ambienyang mempunyai dan atau tidak mempunyaipotensi sebagai unsur pencemar.
Satuan (umumnya) : kg/tahun, m3/hari atau
satuan massa atau volume/satuan waktu
Faktor Emisi - 1
Laju masuknya pencemar ke dalam atmosfersebagai produk suatu aktivitas, dibagi dengantingkat aktivitas tersebut (US EPA 1973).Manfaat: untuk mempermudah assesmentterhadap suatu sumber emisiSatuannya
lb/ton lb = poundlb/ton produklb SO2/tonlb/106 cft cft = cubic feet
Faktor Emisi - 2
Contoh :Suatu pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 50 000 000 galon minyak pertahun. Faktor Emisi Karbonmonoksida adalah 0,04 lb/1000 gallon. Maka jumlah emisi karbon monoksida per tahunnya adalah sebagai berikut:= 50 000 000 gallon/tahun x 0,04 lb/1000 gallon= 2 000 lb CO per tahun.
Faktor Emisi - 3
Tingkat kesalahan bisa mencapai 50%.
Bergantung hasil riset, kesalahan bisaditurunkan hingga 10% dari kenyataan dilapangan.
Faktor emisi harus diteliti kembali untukperiode waktu tertentu dengan berbagaivariabel perubahnya.
Satuan Konsentrasi Pencemar Udara - 1
µg/m3 = mikrogram per meter kubikmg/m3 = miligram per meter kubikppm: parts per million = bagian per sejutapphm: parts per hundred million = bagian per seratus jutappb: parts per billion = bagian per semilyar
µg/m3 = (ppm x gram mol x 1000) / (Liter/mol)
Liter per mol bergantung pada tekanan (P) dantemperatur (T) udaraPada 0o dan 760 mm Hg volume gas adalah 22,4 Liter/mol
Satuan Konsentrasi Pencemar Udara - 2
(P1.V1)/T1 = (P2.V2)/T2
P = TekananV = VolumeT = Temperatur
Kondisi Normal (N) Temperatur : 25o CelciusTekanan : 760 mm Hg
Sistem Pengelolaan Pencemaran Udara
Meteorologi Pencemaran Udara
Faktor-faktor meteorologi mempengaruhi pengenceran dan difusi pencemar udara yang diemisikan (skala lokal, regional, maupun global):
temperatur: perubahan temperatur muka bumi danperubahan intensitas penyinaran matahari;kecepatan angin: khususnya daerah perkotaan akanterjadi penurunan kecepatan angin sebagai akibatadanya gesekan dengan bangunan-bangunan diperkotaan;stabilitas atmosfer: tidak stabil, netral, stabil lemah, dan stabil kuat.
Siklus Pencemaran Udara
Siklus Diurnal : siklus 24 jam-an
Menunjukkan kuatnya sumber emisi, transport pencemar, dan difusi pencemar.
Secara umum : laju emisi siang hari > malam hari.
Jenis siklus lainnyasiklus musiman
tahunan
Siklus Nitrogen
Siklus Sulfur
Siklus Karbon
Model Dispersi Pencemar Udara - 1
Berguna untuk prediksi tingkat pencemaran udaradari suatu atau beberapa sumber pencemar.
Model sederhana hingga model kompleks denganmempertimbangkan aspek-aspek meteorologissinoptik.
Contoh-contoh model yang ada di pasaran:
ISCLT,
ISCST (Keduanya dari US EPA)
Model Dispersi Pencemar Udara - 2
Pada dasarnya menggunakan dua macam prinsip :Eddy Diffusion Model
berkembang menjadi “box model”menggunakan konsep tinggi pencampuran
cocok untuk prediksi dari sumber area.
Model Dispersi Gauss : prediksi pencemar dari satuatau beberapa sumber titik maupun sumber garisdalam 3 dimensi.
Reaksi Atmosferik
Gas-Gas Precursor
(HCs, NOx, etc)
Sinar Matahari
Produk dari Reaksi Atmosferik
(oxigenated HCs, PAN, dll)
Long Distance Transport
Perpindahan Jarak JauhBagian dari dinamika atmosfer; diperngaruhi olehaspek meteorologi mikro, makro, maupun mesoBerkaitan erat dengan fenomena lainnyaSkala transport pencemar :
skala mikro/skala lokal : LA smogskala meso/skala regional : peristiwa kebakaran hutandi Kalimantanskala makro/skala kontinental : pemanasan global, penipisan lapisan ozon
Global Warming
Pemanasan Global
Terjadi sebagai akibat peningkatan emisi gas rumahkaca yang memiliki kemampuan memerangkap sinargelombang panjang, baik dari matahari maupunsebagai akibat proses pendinginan bumi.
Gas-gas rumah kaca: CO2, CH4, N2O, CFC, dll
Efek global warming: climate change, peningkatanmuka air laut, dll.
Skala fenomena: global.
Hujan Asam
Timbul sebagai akibat tingginya pengemisianpencemar udara, khususnya SO2 dan NOx.Proses oksidasi di atmosfer mengakibatkan gas-gas tersebut berubah menjadi H2SO4 dan HNO3 meningkatkan keasaman air hujan (deposisibasah)Dapat pula terjadi dalam bentuk deposisi kering (terperangkap dalam bentuk partikel)Skala fenomena : regional hingga global.
Penipisan Lapisan Ozon
Timbul sebagai akibat penggunaan dan pengemisiangas-gas yang memiliki stabilitas tinggi, misalnya CFC.
CFC baru akan bereaksi dan reaktif di lapisanstratosfer, dimana terdapat lapisan ozon yang bergunauntuk melindungi bumi dari sinar gelombang pendek.
Akan menimbulkan dampak biologis yang hebat, misalnya mutasi sel.
Skala dampak: global dan berkaitan erat dengan efekrumah kaca.
Ozon
Molekul yang terdiri atas tiga atom Oksigen.
Mampu menyerap sinar ultraviolet yang memiliki panjang gelombang 290 - 300 nanometer.
Penyerapan ini mampu melindungi bumi dari bahaya sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker kulit.
Ozon bersifat amat reaktif.
Smog Fotokimia
Timbul sebagai akibat terjadi reaksifotokimia antara pencemar-pencemarudara, khususnya pencemar HC dan NOxdengan bantuan sinar matahari.
Terbentuk smog (smoke + fog), contohterkenal : Los Angeles smog.
Dampak : iritasi terhadap mata dan kulit.
Skala dampak : lokal dan regional
Urban Heat Island
Terjadi di perkotaan saja sebagai akibat saranayang ada di perkotaan, misalnya gedung-gedungpencakar langit
Akibat terjadinya perubahan aliran massa udaradan angin menyebabkan terjadinya gumpalanpanas dan pencemar-pencemar yang terperangkap dalam gumpalan tersebut
Sistem terbentuk dengan sendirinya dan hanyadapat terganggu oleh perubahan angin.
Skala fenomena dan dampak: lokal.
HAP (Hazardous Air Pollutants)
Pencemar Udara BerbahayaAsbestosBenzeneBerylliumCoke oven emissionInorganik arsenicMercuryRadionuclidesVinyl Chloride
Dampak Hidrokarbon (HC)
Belum terbukti menimbulkan efek langsungterhadap reseptor.
Dampak negatif yang mungkin timbulantara lain:
karsinogenik
smog fotokimia.
Dampak Oksida Nitrogen (NOx)
Penyebab iritasi akut.
Fibrosis dan bronchitis.
Apabila bereaksi dengan H2O akanmembentuk HNO3 yang bersifat korosif.
Menghambat pertumbuhan tanamankacang-kacangan dan tomat.
Dampak Karbon Monoksida (CO)
Gangguan psikologis dan patologis padamanusia
Konsentrasi CO > 750 ppm dapatmenimbulkan kematian
CO + Hb = COHb
Afinitas CO > afinitas O2
Dampak Oksidan Fotokimia
Terdiri atas: oksidator, ozon (O3), peroxyacetylnitrate (PAN), peroxibenzoyl nitrate (PBN) dannitrat.
Pembentukan smog photokimia, mengurangivisibilitas.
Iritasi hidung dan tenggorokan.
Bereaksi dengan selulosa.
Merusak struktur sel tumbuhan timbul warnacoklat kemerah-merahan pada daun.
Dampak Partikulat
Gangguan pada sistem pernafasan : PM 10.Mengurangi intensitas UV: kurangnya suplai vitamin D.Dampak lainnya pada tabel berikut:
Konsentrasi(μ g/m3)
Waktu Pemaparan Dampak
750 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah penyakit yang timbul300 24 jam rata-rata Memburuknya pasien bronkhitis akut200 24 jam rata-rata Meningkatnya jumlah pekerja pabrik
yang absen100 – 130 Rata-rata tahunan Meningkatnya kasus pernapasan pada anak-
anak100 Rerata geometrik tahunan Meningkatnya angka kematian pada usia lebih
dari 50 tahun80 - 100 Rata-rata geometrik 2 tahun Meningkatnya angka kematian pada usia 50 –
69 tahun
Dampak Oksida Sulfur
Menimbulkan dampak yang signifikan biladisertai partikulat
Pernafasan: bronchoconstriction
Kerusakan sel tumbuhan : daun menjadilebih pucat dan berwarna gading