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
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 2/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 3/16
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).
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 4/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 5/16
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.
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 6/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 7/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 8/16
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.
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 9/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 10/16
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.
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 11/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 12/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 13/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 14/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 15/16
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
Universitas Sumatera Utara
5/10/2018 PENCEMARAN UDARA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/pencemaran-udara-55a0c203a05cc 16/16
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.
Universitas Sumatera Utara