BAB II KAJIAN PUSTAKA. Arsitektur adalah ilmu dalam merancang bangunan. Dalam merancang

Transkripsi

1 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kualitas Udara Arsitektur adalah ilmu dalam merancang bangunan. Dalam merancang sebuah bangunan, seorang arsitek akan melakukan analisa, salah satunya adalah analisa terhadap lingkungan, termasuk tahap pemilihan lokasi. Pemilihan lokasi menjadi tahapan penting dalam menata lingkungan hasil buatan manusia dan lingkungan alam untuk mendukung kegiatan manusia agar tidak menimbulkan dampak bagi lingkungan sekitar. Namun, kebanyakan bangunan didirikan berdasarkan konsep rancangan yang seringkali lebih mengarah pada kebutuhan manusia tanpa memperhatikan dampak terhadap lingkungan sekitarnya dalam upaya pengelolaan dan menjaga kualitas alam dari berbagai kegiatan manusia, khususnya kualitas udara. Udara atau atmosfer merupakan sekumpulan gas yang mengelilingi bumi, didominasi oleh nitrogen (78%), oksigen (20.95%), argon (0,93%), karbon dioksida (0,038%), uap air (1%) dan gas-gas lain (0,002%). Komposisi bahan kimia tersebut tidak selalu konstan karena adanya gas-gas yang dilepaskan oleh benda-benda ke udara. Selain bahan kimia, udara juga dapat mengandung partikel organik (benzena, naftalena, formaldehida) dan non organik (asap dan debu). Menurut British Columbia Air Quality (2016) kualitas udara berarti keadaan udara di sekitar kita yang mengacu pada udara yang bersih atau tercemar. Kualitas udara yang baik tidak hanya sangat penting untuk manusia, 7

2 8 tetapi juga penting untuk hewan, tumbuhan, air dan tanah. Ada beberapa istilah yang digunakan dalam kualitas udara, yakni: Polutan adalah zat-zat, terdiri dari gas atau partikel berlebihan yang mencemari udara. Kualitas udara dapat diukur dari banyaknya jumlah dan jenis polutan di udara. Kandungan polutan dinyatakan dengan istilah emisi dan konsentrasi. Emisi adalah gas buang yang merupakan polutan, diukur per satuan luas (massa/luas/waktu). Konsentrasi merupakan banyaknya polutan, dihitung per satuan volume/media. Satuan yang digunakan yaitu ppm (part per million). Kualitas udara menurun jika udara telah tercemar yaitu melalui proses emisi dari berbagai sumber, penyebaran polutan dan pemaparan (Anonim, 2012). Udara dikatakan tercemar jika keadaannya berbeda dari kondisi normal akibat konsentasi polutan berada dalam jumlah berlebihan yang mengakibatkan kerusakan lingkungan dan gangguan kesehatan manusia (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), 2012). Berbagai gas di atmosfer memiliki tingkat yang berbeda-beda dalam menyerap panas CO 2 lebih banyak menyerap panas dibandingkan gas lainnya diusulkan oleh Tyndall pada tahun 1859 (New Scientist, 2007). Pada tahun 1896, seorang ilmuan asal Swedia bernama Arrhenius menunjukkan bahwa CO 2 telah meningkat sebanyak dua kali lipat dan Arrhenius memprediksi kemungkinan manusia menjadi penyebab meningkatnya CO 2. Hal ini diperkuat oleh hasil penelitian yang dilakukan Keeling, seorang ilmuwan di Scripps Institution of

3 9 Oceanography, yang mulai mengukur tingkat CO 2 setiap tahun sejak tahun 1958 di Mauna Loa, Hawai, hingga pada tahun 1950 melalui kurvanya, Keeling menunjukkan bahwa aktivitas manusia terbukti menyebabkan konsentrasi CO 2 semakin meningkat. CO 2 di atmosfer telah meningkat sebanyak 40%, dari 280 ppm menjadi 380 ppm sejak dimulainya revolusi industri di Inggris pada tahun 1850 (Global Climate Change, 2016). Pada tahun 2013, tingkat CO 2 melampaui 400 ppm untuk pertama kalinya dalam sejarah. Pencemaran udara yang disertai dengan meningkatnya emisi gas CO 2 akan mengakibatkan penurunan kualitas udara yang dapat memicu pemanasan global, juga perubahan iklim yang mengancam kelangsungan hidup manusia di masa depan, sehingga menjadi isu yang harus diperhatikan (Environmental Protection Agency (EPA) dalam Science Magazine, 2009) Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Udara Kualitas udara dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya lokasi, sumber pencemar dari berbagai kegiatan, polutan, serta meteorologi dan topografi yang mempengaruhi penyebaran polutan di udara (Sustainable Management for European Local Ports, 2010), (EPA Tasmania, 2013), (British Columbia Air Quality, 2016) Lokasi Pencemaran udara dapat terjadi di luar ruangan (outdoor air quality) maupun di dalam ruangan (indoor air quality). Pencemaran udara luar ruangan dapat terjadi mulai dari lingkungan rumah, perkotaan hingga sudah menjadi isu

4 10 global. Menurut World's Worst Polluted Places dalam Blacksmith Institute pada tahun 2008, pencemaran udara luar perkotaan adalah masalah kedua pencemaran udara yang paling serius di dunia setelah pencemaran udara yang terjadi di dalam ruangan (Air and Water, 2016). Pencemaran udara dapat terjadi dimanapun, misalnya di rumah, sekolah dan kantor. Baik buruknya kualitas udara pada bangunan apapun tergantung pada perencanaan pembangunan, termasuk pemilihan lokasi dalam mempertimbangkan kualitas udara (Planning Practice Guidance, tanpa tahun). Pemilihan lokasi yang tidak tepat akan berdampak pada kualitas udara di luar ruangan. Hal ini dibuktikan oleh teori Mainka (2015) bahwa tingkat konsentrasi CO 2 di luar ruangan dipengaruhi oleh lokasi, seperti di kawasan padat lalu lintas, kawasan industri dan kawasan pemukiman yang ada di perkotaan Sumber Pencemar Meningkatnya populasi manusia dan banyaknya kebutuhan, mengakibatkan peningkatan pencemaran udara (BMKG, 2012). Pencemaran udara dapat disebabkan oleh emisi dari berbagai sumber, baik dari proses alam ataupun akibat aktivitas manusia yang menghasilkan polutan sehingga mencemari udara (Sustainable Management for European Local Ports, 2010). Pada tahun 1850 konsentrasi CO 2 di atmosfer sekitar 280 ppm, kemudian meningkat menjadi 364 ppm pada tahun Hal ini terutama disebabkan oleh aktivitas manusia selama dan setelah revolusi industri di Inggris yang dimulai pada tahun 1850 (Water Treatment Solution, 2009). Berikut beberapa sumber pencemar yang disebabkan oleh proses alam dan aktivitas manusia:

5 11 a) Proses Alam 1) Letusan Gunung Berapi Indonesia termasuk negara yang memiliki banyak gunung berapi sehingga terjadinya bencana alam akibat letusan gunung berapi sangat besar. Abu vulkanik mengandung logam seperti timah, tembaga, seng, krom besi dan silika. Dari berbagai gas yang dilepaskan oleh letusan gunung berapi, CO 2 menjadi salah satu penyebab utama pencemaran udara yang dihasilkan oleh letusan gunung berapi. Tercatat seluruh gunung berapi di dunia mengeluarkan 0,13-0,44 miliar ton CO 2 /tahun (United States Geological Survey dalam Tempo, 2011). 2) Kebakaran Hutan Kebakaran hutan dapat terjadi karena kekeringan pada musim kemarau panjang. Terbakarnya ranting dan daun kering terjadi secara alami akibat panas yang ditimbulkan oleh batu dengan benda lainnya yang dapat menyimpan dan menghantar panas. Kebakaran hutan yang terjadi akan melepaskan gas CO 2 ke atmosfer karena hutan secara alami merupakan tempat untuk menyerap gas CO 2 (Earth Hour Indonesia, 2015). Selain gas CO 2, beberapa polutan dari pembakaran hutan yang mengakibatkan pencemaran udara diantaranya adalah hidrokarbon, CO, SO, NO dan NO 2, serta kabut asap berupa partikel halus yang bercampur dengan debu. b) Akibat Aktivitas Manusia 1) Transportasi WHO (2004) memperkirakan bahwa 70% penduduk kota di dunia pernah menghirup udara kotor akibat emisi kendaraan bermotor. Di Indonesia, setiap

6 12 tahun jumlah kendaraan semakin meningkat sehingga menimbulkan kemacetan yang dapat menyebabkan peningkatkan pencemaran udara. Konstribusi gas buang dari knalpot kendaraan bermotor sebagai sumber penyebab pencemaran udara mencapai 60-70% (Bappenas, 2009). Kendaraan bermesin biasanya menggunakan bahan bakar diesel atau bensin untuk menghasilkan energi agar kendaraan dapat beroperasi. Bahan bakar tersebut mengandung senyawa hidrokarbon yang kemudian dibakar menghasilkan CO 2. Namun, pada kenyataannya mesin tidak dapat membakar hidrokarbon secara sempurna sehingga knalpot kendaraan mengeluarkan zat-zat berbahaya yang mencemari udara. Hasil pembakaran tidak sempurna tersebut menghasilkan CO, NO 2 dan VOC. Pembakaran bahan bakar fosil seperti bensin dan diesel pada transportasi merupakan sumber terbesar emisi CO 2 (EPA, 2016). 2) Kegiatan Industri Meningkatnya perindustrian, khususnya di perkotaan menimbulkan berbagai jenis pencemar yang dibebaskan ke udara sebagai hasil buangan industri. Hasil buangan industri atau limbah industri adalah sisa buangan dari suatu proses kegiatan produksi, mengandung bahan kimia yang bersifat racun dan berbahaya. Dampak limbah menurut jenis industri terhadap pencemaran udara adalah limbah industri kimia dan bahan pangan, serta limbah industri logam dan elektronika. Berdasarkan hasil penelitian, yang paling dominan dari pencemaran udara dalam perindustrian lebih dari 90% adalah sumbangan limbah industri dalam bentuk gas. Beberapa perusahaan industri menghasilkan polutan yang berbahaya, diantaranya CO, CO 2, SO 2, NO, hidrokarbon dan senyawa organik. CO 2 dilepaskan oleh

7 13 proses industri melalui pembakaran bahan bakar fosil. Namun, beberapa proses juga menghasilkan emisi CO 2 melalui reaksi kimia yang tidak melibatkan pembakaran, misalnya industri semen, industri logam seperti besi dan baja dan produksi bahan kimia (EPA, 2016). Industri semen dalam proses pembuatannya menghasilkan CO 2 melalui beberapa proses (Atmaja, 2015), yakni penggunaan energi listrik, proses pembakaran bahan bakar fosil untuk sumber energi ataupun transportasi dan akibat reaksi kimia pada proses kalsinasi dalam pembuatan klinker. Semakin banyak jumlah klinker yang diproduksi akan semakin banyak jumlah CO 2 yang dilepaskan di udara. 3) Pembangkit Listrik Sebagian pembangkit listrik masih menggunakan bahan batu bara, gas dan minyak untuk menghasilkan energi listrik. Proses pembakaran pada pembangkit listrik yang terjadi secara tidak sempurna menghasilkan berbagai gas berbahaya yang mencemari udara, seperti SO2, NO, CO 2 dan PM. Jenis bahan bakar fosil yang digunakan untuk menghasilkan listrik akan memancarkan jumlah yang berbeda dari CO 2. Setiap tahun sebanyak 11 milyar ton CO 2 dilepaskan ke atmosfir dari kegiatan ini. Pembakaran batu bara akan menghasilkan lebih banyak CO 2 dibandingkan yang memakai minyak atau gas alam (EPA, 2016). 4) Timbunan Sampah Sebagian besar penduduk perkotaan membuang sampah rumah tangga ke tempat pembuangan akhir atau TPA. Tumpukan sampah menyebabkan daerah sekitarnya menjadi tidak nyaman karena udara yang tercemar. Sampah-sampah organik akan membusuk dan menghasilkan bau tidak sedap karena bakteri

8 14 pengurai secara alami yang menghasilkan berbagai gas seperti metana dan gas CO 2 sebanyak 50% (EPA, 2016). 5) Penebangan Liar Dampak akibat hutan gundul menghasilkan banyak lahan-lahan yang rawan terhadap kebakaran karena tumpukan ranting maupun daun kering sisa penebangan liar yang tidak terurus. Kerusakan hutan akibat pengundulan akan menghasilkan banyak emisi CO 2 ke udara yang tersimpan di pohon-pohon. Diperkirakan bahwa lebih dari 1,5 miliar ton gas CO 2 dilepaskan ke atmosfer akibat penggundulan hutan (Climate and Weather, 2014). Dari berbagai sumber pencemar yang telah dijelaskan tersebut, manusia dan aktivitasnya yang tidak terkendali menjadi penyebab utama pencemaran udara jika dibandingkan dengan sumber pencemar akibat aktivitas manusia lainnya, maupun yang terjadi secara alamiah. Pada daerah perkotaan, penggunaan bahan bakar fosil dalam transportasi dan kegiatan industri merupakan dua faktor utama sumber polutan yang berasal dari luar ruangan yang paling berbahaya bagi kesehatan manusia juga lingkungan perkotaan (WHO, 2011). Hal ini sejalan dengan teori Lee dan Chang (1999) yang menunjukkan bahwa kualitas udara tertinggi berasal dari kegiatan transportasi, yaitu kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang dapat mempengaruhi tingkat konsentrasi CO 2. Selain kegiatan transportasi dan industri, kegiatan di lingkungan pemukiman seperti pembakaran sampah dan proses memasak juga berpotensi dalam pencemaran udara di perkotaan yang berdampak buruk bagi kesehatan

9 15 manusia dan lingkungan (WHO, 2008). Para peneliti US National Institutes of Health (NIH) mengatakan, selain berdampak pada kesehatan manusia, bahan bakar yang digunakan kompor menyebabkan penggundulan hutan dan kerusakan lingkungan. Asap dari dapur yang dihasilkan tidak hanya bergantung pada jenis kompor, tetapi juga dari proses memasak. Selain itu, asap dari pembakaran sampah seperti plastik, kertas dan kayu juga menghasilkan gas-gas beracun, yaitu dioksin dan furan. Kedua gas ini termasuk kelompok bahan kimia beracun yang bersifat karsinogen Dampak Kualitas Udara terhadap Kesehatan Pada tahun sebuah penelitian menunjukkan bahwa beberapa polutan dapat membahayakan kesehatan dan kesejahteraan masyarakat, bahkan pada tingkat yang sangat rendah (Spencer Weart & American Institute of Physics, 2016). Polutan dapat digolongkan menjadi dua, yaitu partikel dan gas. Partikel berukuran besar dapat tertahan di saluran pernapasan bagian atas, sedangkan partikel berukuran kecil dan gas dapat mencapai paru-paru (WHO, 2008). Pencemaran udara merupakan ancaman bagi kesehatan manusia karena manusia tidak memiliki pilihan atas udara yang mereka hirup (Koenig, 2000). Sistem pernapasan sebagai jalan utama masuknya bahan kimia beracun ke dalam tubuh dapat mengakibatkan berbagai jenis penyakit pernapasan seperti asma dan infeksi saluran pernapasan akut, penyakit jantung dan paru-paru (kardiovaskular) (Environment Affairs Republic Of South Africa, 2012). Pada tahun 2013, International Agency for Research on Cancer (IARC) menyimpulkan bahwa pencemaran udara di luar ruangan bersifat karsinogen (WHO 2016).

10 16 Dampak kualitas udara luar ruangan bagi kesehatan manusia tergantung pada sejumlah faktor, diantaranya jenis dan jumlah polutan, intensitas paparan, waktu paparan (menit, hari, tahun) dan kondisi medis seseorang, karena setiap orang memiliki tingkat kepekaan yang berbeda-beda ketika bereaksi dengan polutan (Emory University School of Medicine, 2016). Orang tua dan anak-anak adalah individu yang paling rentan terhadap pemaparan polutan. Pencemaran udara dapat menyebabkan dampak jangka panjang dan jangka pendek (Air and Water, 2016), (National Geographic Society, 2016). Dampak kesehatan jangka pendek, yang bersifat sementara, meliputi: iritasi mata, hidung, tenggorokan atau reaksi alergi pada kulit. Polusi udara juga dapat menyebabkan sakit kepala, pusing dan mual, infeksi saluran pernapasan atas, termasuk penyakit seperti pneumonia atau bronkitis. Dampak kesehatan jangka panjang dari polusi udara dapat berlangsung selama bertahun-tahun atau seumur hidup, termasuk penyakit jantung dan kanker paru-paru. Polusi udara juga dapat menyebabkan kerusakan jangka panjang pada sistem jaringan saraf, otak, paru-paru, ginjal, hati dan organ lainnya. a) Dampak Kualitas Udara di Sekolah Pada umumnya, anak-anak menghabiskan 25% waktu mereka di sekolah. Sekolah sebagai tempat menimba ilmu seharusnya menyediakan lingkungan yang mendorong prestasi belajar bagi siswa-siswi di sekolah, khususnya dari segi kualitas udara. Pentingnya kualitas udara pada anak-anak disebabkan karena kondisi metabolisme tubuh mereka yang rentan terhadap polutan (WHO, 2008),

11 17 selain itu, saluran udara anak-anak lebih sempit daripada orang dewasa dan anakanak mungkin tidak menghentikan kegiatan mereka ketika mengalami pemaparan (Emory University School of Medicine, 2016), misalnya pada saat upacara bendera, istirahat dan pulang sekolah, anak-anak akan menghabiskan waktunya di luar ruangan, sehingga kemungkinan terpapar polutan. b) Dampak Lokasi Sekolah terhadap Kesehatan Risiko tinggi terhadap gangguan kesehatan dapat terjadi pada penghuni bangunan apapun, termasuk sekolah yang berada dekat jalan arteri dan kolektor (jalan raya) dengan tingkat lalu lintas yang padat dan dekat dengan fasilitas industri (EPA, 2016). Polutan yang dihasilkan dari kegiatan transportasi dan industri dapat menembus jauh ke dalam paru-paru anak-anak (WHO 2004) dan dapat menjadi penghambat siswa dalam proses pembelajaran, seperti melemahkan kemampaun mental dan melemahkan tingkat kecerdasan (IQ) pada anak-anak (EPA, 2016), sehingga kualitas udara pada di sekolah harus diperhatikan. Kebanyakan orang tidak menyadari akan kerugian yang dapat ditimbulkan dari lingkungan sekolah yang berada di kawasan padat lalu lintas. Studi oleh para peneliti di University of Southern California (2007) menemukan anak-anak yang bersekolah di kawasan padat lalu lintas memiliki potensi terkena penyakit asma. Asap kendaraan dapat menyebabkan siswa-siswi di dalam sekolah mengalami gangguan pernapasan. Selain itu, beberapa sekolah hidup berdampingan dengan industri selama puluhan tahun sejak sekolah dibangun. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh USA Today (2008) selama delapan bulan untuk meneliti dampak pencemaran udara terhadap sekolah di seluruh Amerika

12 18 Serikat yang dihasilkan oleh perusahaan industri, menyatakan bahwa bahan kimia hasil dari industri dapat meningkatkan risiko terkena kanker untuk beberapa tahun kemudian. Diantara bahan kimia hasil proses industri yang ditemukan di udara, logam dan kromium, benzena dan naftalena berada dalam konsentrasi yang jauh di atas ambang batas aman dan paling berbahaya bagi kesehatan manusia. Kualitas udara di luar ruangan pada bangunan apapun, termasuk sekolah apabila ditinjau dari segi polutan CO 2, maka faktor yang mempengaruhinya adalah lokasi dan aktivitas yang terjadi di luar ruangan di sekitar bangunan (Mainka, 2015). Selain itu, Lee dan Chang (1999) juga menunjukkan bahwa kualitas udara tertinggi berasal dari kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang dapat mempengaruhi tingkat konsentrasi CO 2 di luar ruangan. Dalam pendidikan khususnya sekolah dasar, adanya Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 23 Tahun 2013 tentang standar pelayanan minimal pendidikan dasar dikatakan bahwa lokasi sekolah dasar berada pada kawasan pemukiman. Hal tersebut dapat menjadi parameter untuk menentukan lokasi bangunan sekolah dengan lingkungan yang nyaman dan aman bagi siswa dan para staffnya demi meminimalisir polusi udara di lingkungan sekolah. 2.2 Polutan Udara Pencemaran udara menjadi masalah serius karena menimbulkan berbagai kerugian, yang tidak hanya berdampak pada kesehatan masyarakat, namun juga kerusakan lingkungan, seperti menyebabkan pemanasan global, hujan asam dan

13 19 kerusakan lapisan ozon sehingga mengancam kelangsungan hidup manusia (infoplease, 2016). Beberapa polutan yang umum ditemukan di luar ruangan sebagian besar disebabkan oleh aktivitas manusia. Berikut beberapa polutan paling berbahaya, beserta dampaknya. Enam diantaranya telah menjadi dasar oleh EPA ditetapkannya tingkat polusi udara pada suatu wilayah sekaligus dibatasi untuk menciptakan udara yang aman untuk dihirup, yakni partikulat, timbal, ozon, sulfur dioksida, nitrogen dioksida, karbon monoksida (EPA, 2016) Jenis Polutan 1) Ozon Ozon (O 3 ) merupakan gas yang mempunyai sifat berwarna kebiru-biruan, berbau tajam dan beracun, sangat reaktif dan tidak stabil, dengan masa hidup yang sangat pendek berkisar antara menit sebelum kembali menjadi oksigen. Ozon dihasilkan dari hasil reaksi antara sinar ultraviolet dari sinar matahari dengan lapisan atas atmosfer bumi kemudian membentuk lapisan pelindung yang menyelimuti bumi. Dalam kegiatan industri, manusia memanfaatkan ozon untuk pengolahan air minum dan air limbah, sterilisasi peralatan kedokteran dan mengawetkan bahan makanan. Pada manusia, jika konsentrasi ozon cukup tinggi maka dapat mengganggu sistem pernapasan, menyebabkan batuk kering, sakit paru-paru, iritasi sensorik, pneumonia, bronkitis, dengungan pada telinga dan menyebabkan rasa mual. Berdasarkan penelitian National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS), kapasitas paru-paru berkurang sebesar 5-10% pada konsentrasi 0,08 ppm dalam waktu 6,5 jam. Menurut University of

14 20 Southern California Keck School of Medicine, setiap pertambahan 0,02 ppm pada ozon dapat menyebabkan 63% penurunan absensi siswa karena sakit. 2) Karbon Monoksida Karbon monoksida (CO) tidak berwarna, tidak berasa, tidak mengiritasi dan tidak berbau. Gas ini dihasilkan dari proses pembakaran tidak sempurna berbasis karbon yang terjadi pada berbagai mesin kendaraan dan pembakaran bahan bakar, seperti propana, bensin, minyak tanah dan gas alam. Senyawa CO juga berasal dari peralatan memasak (misalnya, tungku, oven, kompor, pemanas air) yang menggunakan batubara atau bahan bakar fosil, terutama bila tidak berfungsi dengan baik asapnya dapat merusak lingkungan. Asap rokok yang mengandung 4% CO dan asap kendaraan yang mengandung 3-7% CO menjadi aktivitas manusia yang paling banyak mengeluarkan CO dan memicu pencemaran udara. Dalam tubuh manusia, jika CO terhirup, maka akan menyatu dengan hemoglobin membentuk COHb dan mencegah pengangkutan oksigen untuk dipasok ke jaringan tubuh. Seseorang yang keracunan gas CO dalam dosis rendah ditandai dengan gejala-gejala seperti sakit kepala, mual dan kelelahan. Apabila otak tidak lagi memperoleh oksigen yang cukup, CO akan menyebabkan lemah jantung dan nadi, koma, kerusakan otak permanen dan kematian.occupational Safety and Health Administration (OSHA) memperbolehkan standar konsentrasi CO adalah 35 ppm untuk waktu 8 jam/hari kerja, sedangkan EPA menentukan standar kualitas kandungan CO tidak melebihi 9 ppm selama 8 jam secara terusmenerus dan tidak boleh melebihi 20 ppm dalam waktu 1 jam.

15 21 3) Nitrogen Dioksida Nitrogen dioksida (NO 2 ) merupakan gas berwarna merah kecoklatan, berbau menyengat seperti asam nitrat, bersifat racun dan merupakan salah satu polutan utama di udara. Sekitar 1% dari jumlah total NO 2 yang ditemukan di udara perkotaan terbentuk secara alami oleh petir dan beberapa dihasilkan oleh tanaman, tanah dan air. Sebagian besar sumber pencemaran NO 2 di perkotaan berasal dari kegiatan manusia termasuk pembakaran bahan bakar fosil (minyak atau batubara), generator pembangkit listrik atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alami. Sumber utama NO 2 merupakan salah satu emisi yang dihasilkan kendaraan bermotor (sekitar 80%) dan kegiatan industri.seseorang yang keracunan NO 2 akan mengalami gangguan seperti pada pendengaran, hidung, tenggorokan, meningkatnya koabilitas, menurunkan imun, sehingga terjadi infeksi pada paru-paru. Paru-paru yang sudah terkontaminasi oleh gas NO 2 akan membengkak sehingga seseorang yang terpapar gas NO 2 sulit bernafas dan mengakibatkan kematian. WHO menyarankan kandungan NO 2 di udara sebesar 200µg/m3 selama 1 jam dan 40µg/m3 selama setahun. 4) Partikulat Partikulat (PM) dapat berbentuk padat maupun cair, memiliki ukuran 2,5μm - 10μm. Partikulat dapat berasal langsung dari sumbernya, seperti pembakaran (batu bara, kayu dan diesel), lokasi konstruksi, cerobong asap dan jalan beraspal. Selain itu, partikulat juga terbentuk melalui reaksi kimia di atmosfer, seperti SO 2 dan NO 2 yang dipancarkan dari pembangkit listrik, industri dan kendaraan bermotor. Ukuran partikulat yang membahayakan kesehatan

16 22 manusia berkisar 0,1μm-10μm. Partikulat yang berukuran sekitar 5μm dapat langsung masuk kedalam paru-paru, sedangkan partikulat yang lebih besar dari 5μm dapat mengganggu saluran pernafasan bagian atas dan menyebabkan iritasi. Keadaan akan bertambah parah apabila partikulat bereaksi dengan SO 2 yang terdapat di udara. PM10 dan PM2,5 dapat menyebabkan iritasi mata, bronkhitis, ISPA, asma, penurunan fungsi paru-paru, kanker paru-paru, hingga kematian. EPA menentukan standar konsentrasi PM2,5 yaitu 15μg/m 3 selama setahun dan 35 μg/m 3 selama 24 jamdanpm2,5 yaitu 150μg/m 3 selama 24 jam. 5) Sulfur Dioksida Sulfur dioksida (SO 2 ) bersifat korosif (penyebab karat), mudah larut dalam air, beracun, berbau tajam dan tidak berwarna. Di daerah perkotaan, sumber terbesar SO 2 adalah pembakaran bahan bakar fosil pada kegiatan pembangkit listrik, kendaraan bermotor, terutama yang menggunakan batu bara dan diesel, sertaproses industri. Jika terhirup manusia SO 2 akan menyebabkan asma sehingga sulit bernapas. Konsentrasi SO 2 berkisar 0,3-1 ppm akan mulai tericum oleh indera penciuman manusia, sedangkan konsentrasi SO 2 sebesar 5 ppm atau lebih dapat menyebabkan iritasi tenggorokan. Pada beberapa individu yang sensitif, seperti anak-anak dan lansia kadar 1-2 ppm akan menyebabkan iritasi. SO 2 juga dapat bereaksi dengan senyawa kimia lain membentuk partikel sulfat yang apabila terhirup dapat terakumulasi di paru-paru dan menyebabkan kesulitan bernapas, penyakit pernapasan dan bahkan kematian.

17 23 6) Timbal Timah hitam atau timbal (Pb) merupakan logam lunak yang berwarna kebiru-biruan atau abu-abu keperakan. Senyawa Pb penting digunakan pada bahan bakar bensin. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar akan bercampur dengan oli di dalam mesin, kemudian akan keluar dari knalpot bersamaan dengan gas lain. Pb dapat diserap oleh tubuh melalui kulit, namun saluran pencernaan dan pernapasan merupakan sumber utama Pb di dalam tubuh dan susunan saraf pusat merupakan organ sasaran utama. P b dapat menjadi racun yang merusak sistem pernapasan, sistem saraf, serta meracunidarah. Gejala-gejala yang timbul karena keracunan Pb berupa mual, muntah, sakit perut, kelainan fungsi otak, anemia, kerusakan ginjal bahkan kematian dapat terjadi dalam 1-2 hari. Pb menggantikan mineral-mineral utama seperti seng, tembaga dan besi dalam mengatur fungsi mental sehingga menimbulkan gejala seperti depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, gelisah, sulit tidur, halusinasi dan kelemahan otot. Pada anak-anak Pb akan mengakibatkan kerusakan pada saraf, menurunkan kecerdasan, minat belajar dan fungsi daya ingat. Jumlah Pb minimal di dalam darah yang dapat menyebabkan keracunan berkisar antara μg. EPA menentukan standar konsentrasi Pb tidak lebih dari 0,15μg/m 3 selama 3 bulan. 7) Karbon Dioksida Karbon dioksida (CO 2 ) adalah gas cair tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah terbakar dan sedikit asam. Dihasilkan secara alami dari proses pembakaran sempurna hidrokarbon di dalamnya, termasuk minyak bumi, gas alam dan proses respirasi dan metabolisme manusia. Orang yang menghirup terlalu banyak CO 2

18 24 akan sulit bernapas hingga kehilangan kesadaran akibat tingkat oksigen menurun. Menurut Arrhenius (1984) konsentrasi CO 2 adalah unsur penting yang dapat mengontrol suhu bumi di atmosfer. Sekalipun jumlah gas ini merupakan bagian sangat kecil dari seluruh gas yang terdapat di atmosfer (hanya sekitar 0,038%), namun jika jumlah CO 2 mencapai konsentrasi tinggi akibat berbagai proses pembakaran industri dan kendaraan bermotor dikhawatirkan dapat memicu pemanasan global yang akan mengganggu keseimbangan ekosistem dan memicu mencairnya es di kutub. Menurut ASHRAE (2013) standar konsentrasi CO 2 di luar ruangan berkisar ppm, sementara menurut Minnesota Department of Health (2015) konsentrasi CO 2 di luar ruangan dapat bervariasi dari ppm atau dapat lebih tinggi tergantung faktor lokasi, seperti di daerah dengan lalu lintas yang padat atau kegiatan industri. UNFCCC (2009) menetapkan bahwa konsentrasi CO 2 di atmosfer tidak melebihi 450 ppm. Sebuah perjanjian Protokol Kyoto dibuat untuk mengatur target kuantitatif penurunan emisi gas rumah kaca dan target waktu penurunan emisi bagi negaranegara maju, mengingat bahwa tingkat konsentrasi CO 2 sebelum revolusi industri adalah 280 ppm dan mulai meningkat akibat penggunaan berat batu bara selama revolusi industri di Inggris, sehingga pada tahun 1990 konsentrasi CO 2 menjadi 350 ppm. Dalam perjanjian Protokol Kyoto negara-negara industri diharuskan untuk mengurangi kadar CO 2 dibawah tingkat emisi tahun 1990 dalam periode komitmen pertama ( ), namun diperpanjang hingga tahun 2020 dalam komitmen kedua, dikarenakan emisi CO 2 yang semakin meningkat pesat setiap tahunnya. Hasil penelitian dari National Oceanic and Atmospheric Administration

19 25 (NOAA, 2016) di Mauna Loa, Hawai saat ini tercatat tingkat CO 2 menunjukkan angka 404 ppm.dengan emisi CO 2 yang semakin meningkat setiap tahun, memungkinkan konsentrasi CO 2 mencapai 450 ppm atau lebih tinggi dalam waktu dekat (Climate Central, 2013). 8) Metana Metana (CH 4 ) berwarna, tidak berbau dan mudah terbakar selama rentang konsentrasi 5-15% di udara. Gas metana dihasilkan akibat aktivitas manusia seperti pembakaran tanaman organik, industri peternakan dan bahan bakar kendaraan.metana juga dapat terbentuk secara alami di TPA. Seseorang yang keracunan metana akan mengalami gejala-gejala seperti pusing, sakit kepala, mual, mengantuk dan pingsan. Apabila gas metana tingkat tinggi mengurangi kadar oksigen di dalam atmosfer menyebabkan sesak nafas. Kadar yang berlebihan juga dapat menyebabkan kebakaran tingkat tinggi dan ledakan apabila bercampur dengan udara. Dengan tingginya konsentrasi gas metana beserta gasgas rumah kaca lainnya di udara, dapat meningkatkan suhu di bumi dan menyebabkan terjadinya pemanasan global. 9) Arsenik Arsenik (As) bersifat racun, ada yang berwarna kuning kehitaman dan abu-abu, termasuk dalam golongan semi-logam dan mudah patah. Arsenik biasanya bereaksi dengan unsur lainnya yaitu oksigen, sulfur, karbon dan timbal. Arsenik dapat berasal dari aktivitas manusia seperti pembakaran kayu, pembangkit listrik dan pupuk pertanian, namun, pembakaran batu bara dan pelelehan logam (tembaga dan timah hitam) merupakan penyebab utama

20 26 pencemaran arsenik di udara. Pelepasan arsenik secara alami berasal dari abu hasil letusan gunung berapi dan asap kebakaran hutan. Seseorang yang terpapar arsenik melalui mulut akan mengalami iritasi saluran makanan, nyeri, mual, muntah dan diare, penurunan pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung, kerusakan pembuluh darah, luka pada hati dan ginjal, sedangkan paparan arsenik melalui saluran pernafasan dapat menyebabkan bronkhitis. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH, 1975) menyatakan bahwa arsenik dapat menyebabkan kanker. 10) Dioksin Dioksin (CH 14 H 4 C l4 O 2 ) berbentuk serbuk kristal padat, tidak mudah larut dalam air, namun larut pada beberapa pelarut organik seperti lemak. Dihasilkan terutama oleh pembakaran sampah, emisi kendaraan bermotor, kebakaran hutan dan asap rokok. Jika dioksin berada di udara, maka akan terhirup oleh manusia dan masuk melalui sistem pernafasan. Dalam tubuh manusia, dioksin dapat mengendap sehingga menyebabkan kanker. Pada anak-anak dioksin dapat mempengaruhi kemampuan belajar EPA menyatakan tubuh manusia dapat menerima dioksin sebanyak 1-10 pg/kg berat badan perhari tanpa membahayakan kesehatan (EPA, 2003), sedangkan WHO menyarankan konsentrasi dioksin di udara luar ruangan yang aman bagi kesehatan dan lingkungan adalah 0,11 pg/m3 (European Commision, 2001). 11) Benzena Benzena (C 6 H 6 ) adalah senyawa yang berbau, tidak berwarna, mudah menguap, mudah larut dalam air dan senyawa organik, serta sangat mudah

21 27 terbakar. Senyawa ini merupakan bahan pelarut yang sangat penting dalam dunia industri, terutama dalam industri cat, pembersih cat, karet buatan, semen, campuran bensin, produk deterjen, berbagai produk kesenian dan kerajinan tangan, oleh karena itu pada daerah perkotaan yang padat lalu lintas atau daerah industri kadar konsentrasi benzena mengalami peningkatan di udara. Kegiatan manusia seperti merokok akan menghasilkan benzena. Seseorang yang menghirup benzena pada konsentrasi rendah mengalami iritasi mata dan tenggorokan dan dalam konsentrasi tinggi akan mengalami kantuk, pusing, sakit kepala, bingung dan tidak sadar hingga menyebabkan kematian. 12) Formaldehida Senyawa kimia formaldehida (CH 2 O) merupakan gas yang tidak berwarna, bersifat racun dan mudah terbakar. Formaldehida dapat dibeli dalam bentuk cair, tidak berwana dan berbau menyengat dengan kadar 10-40%, yang dikenal dengan formalin. Formalin biasanya digunakan sebagai antiseptik, germisida dan pengawet atau dalam bentuk padat dengan berat 5gr, yang dikenal sebagai paraformaldehyde atau trioxane. Formaldehida dihasilkan dari pembakaran bahan yang mengandung karbon dan terkandung dalam asapkebakaran hutan, asap knalpot mobil dan asap tembakau. Dalam kehidupan sehari-hari formaldehida dihasilkan dari asap knalpot dan asap pabrik. Selain itu, asap rokok dan air hujan yang jatuh ke bumi juga mengandung formaldehida. Lembaga pemerintahan Hong Kong (2003) menyarankan standar konsentrasi formaldehida di sekolah antara 0,024-0,081 ppm selama 8 jam, sedangkan lembaga pemerintahan Jerman (2008) menetapkan standar formaldehida tidak melebihi 0,1 ppm selama 30 menit.

22 28 13) Naftalena Naftalena (C 10 H 8 ) merupakan senyawa kristal putih, berbau tajam, bersifat volatil dan mudah menguap, tidak larut dalam air, namun larut dalam alkohol dan asetat. Naftalena paling banyak dihasilkan secara alami dari destilasi batu bara dan sedikit dari pelumas. Naftalena berasal dari berbagai jenis pelarut, herbisida, pembakar arang dan hair-spray, asap rokok dan material karet. Bila seseorang tertelan 1-2 gr naftalena dapat menyebabkan tubuh menjadi lemah dan kejangkejang, serta dalam kasus yang parah dapat mengakibatkan kerusakan otak. Menurut WHO konsentrasi naftalena yang direkomendasikan selama setahun yaitu 0,01 mg/m3. Lembaga pemerintahan German (2008) menyarankan standar naftalena terhadap kondisi udara pada sekolah yang baik, yaitu 0,002 mg/m3-0,02 mg/m3 selama 8 jam Faktor yang Mempengaruhi Penyebaran Polutan Jumlah dan jenis polutan yang dilepaskan ke udara merupakan beberapa faktor utama dalam menentukan tingkat pencemaran udara (British Columbia Air Quality, 2016). Selain faktor utama, hasil interaksi dari sejumlah faktor, seperti: topografi (pegunungan dan lembah) dan meteorlogi (cuaca dan arah angin, tekanan udara, suhu dan kelembaban) yang berkombinasi dengan polutan juga dapat mempengaruhi kualitas udara terhadap penyebaran polutan. Polutan udara menyebar di atmosfer dengan jumlah yang berbeda pada waktu yang berbedabeda di berbagai tempat. Berikut faktor-faktor yang mempengaruhi penyebaran polutan:

23 29 1) Topografi Bentuk permukaan lahan dapat berupa lahan datar, lahan miring dan dataran tinggi atau dataran rendah. Kondisi bentukan lahan yang berkontur akan mempengaruhi iklim mikro yang berbeda-beda terhadap lokasi tersebut (Adityawarman, 2007). Industri dan transportasi adalah sebagian besar aktivitas masyarakat di daerah perkotaan yang berpotensi menghasilkan banyak polutan. Pada siang hari ketika kondisi udara tidak stabil, polutan akan tersebar baik secara horizontal maupun vertikal. Sedangkan pada malam hari, dimana kondisi udara stabil, polutan akan cenderung terkonsentrasi pada satu tempat khususnya di daerah pedesaan. Hal ini disebabkan daerah pedesaan cenderung memiliki suhu udara yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan daerah perkotaan, sehingga tekanan udara pada daerah pedesaan akan semakin kecil dan memicu angin untuk berpindah menuju daerah pedesaan. Selain itu, dengan adanya gaya gravitasi yang menarik partikel polutan ke bawah, maka daerah pedesaan cenderung akan memiliki konsentrasi polutan yang lebih tinggi daripada daerah perkotaan. 2) Cuaca dan Arah Angin Cuaca dan angin menjadi penyebab penyebaran polutan tersebar di udara. Jika angin berhembus dari kawasan industri menuju daerah perkotaan maka tingkat pencemaran udara cenderung lebih tinggi di daerah perkotaan (Air Pollution, tanpa tahun). Saat cuaca cerah, polutan dari kendaraan dapat bereaksi dengan adanya sinar matahari untuk membentuk ozon. Polutan yang menyebabkan terbentuknya ozon biasanya dihasilkan dari kendaraan di daerah perkotaan. Pada cuaca mendung terjadinya hujan dapat mengurangi konsentrasi

24 30 polutan. Partikel air di udara dapat menyerap polutan tertentu, misalnya debu dan kemudian membawanya jatuh ke bumi. 3) Tekanan Udara Tekanan udara tertentu dapat mempercepat atau bahkan menghambat terjadinya suatu reaksi kimia antara pencemar dengan zat pencemar diudara atau zatzat yang ada di udara (polutan), sehingga polutan dapat bertambah ataupun dapat berkurang (Junaidi, 2002). 4) Suhu Daerah perkotaan merupakan daerah yang rentan terhadap perubahan suhu (Junaidi, 2002). Kualitas udara di daerah perkotaan identik dengan suhu udara yang lebih panas. Suhu udara dapat mempengaruhi konsentrasi polutan.suhu udara yang tinggi menyebabkan udara semakin merenggang sehingga konsentrasi polutan semakin rendah. Sebaliknya pada suhu yang dingin keadaan udara semakin padat sehingga konsentrasi polutan di udara semakin tinggi. 5) Kelembaban Kelembaban udara dapat mempengaruhi konsentrasi polutan untuk menyatakan banyaknya uap air di udara (Prabu, 2009). Pada kelembaban yang tinggi kadar uap air dapat bereaksi dengan polutan. Kondisi udara yang lembab akan membantu proses pengendapan polutan, sebab dengan keadaan udara yang lembab maka beberapa polutan yang berbentuk partikel seperti debu akan berikatan dengan air yang ada dalam udara dan membentuk partikel yang berukuran lebih besar sehingga mudah mengendap ke permukaan bumi akibat adanya gaya tarik bumi.

25 Penelitian Terkait Penyelidikan Kualitas Udara di Sekolah-Sekolah di Hong Kong Penelitian ini dilakukan oleh S.C. Lee dan M. Chang di Hong Kong. Parameter seperti suhu dan kelembaban, CO 2, SO 2, NOx, NO 2, PM dan formaldehida dipantau di luar ruangan. Lee dan Chang melakukan penelitian di lima ruang kelas dari sekolah yang berbeda untuk mengukur kualitas udara luar ruangan. Kelima sekolah di seleksi berdasarkan lokasi (permukiman, kawasan industri dan pedesaan). Sekolah pertama terletak di daerah perkotaan berdekatan dengan jalan padat lalu lintas; sekolah kedua terletak di kawasan permukiman perkotaan; sekolah ketiga terletak di daerah pedesaan dengan kawasan industri ringan didekatnya; sekolah ke-empat terletak di atas bukit dekat area industri ringan di dekatnya dan sekolah kelima terletakdidaerahpermukiman pedesaan. Alat pengukuran di tempatkan pada luar ruangan, di ukur sebelum pelajaran dimulai hingga setelah jam pelajaran usai. Hasil penelitan menunjukkan bahwa sekolah-sekolah di Hongkong memiliki kualitas udara buruk tertinggi yang berasal dari kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari proses industri yang mempengaruhi tingkat konsentrasi CO 2 di luar ruangan hingga mencapai ppm. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa lokasi menjadi salah satu faktor yang dapat mempengaruhi konsentrasi CO 2 luar ruangan.

26 Kualitas Udara Dalam Ruangan di TK pada Perkotaan dan Pedesaan di Upper Silesia, Polandia: PM Dan CO 2 Penelitian ini dilakukan oleh Anna Mainka dan Elwira Zajusz-Zubek, dengan tujuan untuk meneliti pengaruh emisi luar ruangan di sekolah TK. Apakah ada perbedaan yang signifikan antara konsentrasi polutan di daerah perkotaan dan daerah pedesaan. Metode pengukuran dilakukan dengan mengukur PM dan konsentrasi CO 2 di luar ruangan, di ukur sebelum pelajaran dimulai hingga setelah jam pelajaran usai. Penelitian dilakukan selama musim dingin 2013/2014 di empat sekolah TK yang terletak di Gliwich, sebuah kota kawasan industri di Upper Silesia, Polandia. Masing-masing sampel lokasi dipilih dua dari sekolah TK yang terletak di daerah perkotaan dan dua sekolah TK di daerah pedesaan. Sekolah TK pertama terletak di daerah perumahan di perkotaan; sekolah TK kedua terletak di daerah lalu lintas yang padat di perkotaan (fasad depan gedung terletak 50m dari jalan, dengan area parkir yang memungkinkan aliran udara dari lalu lintas); sekolah TK ketiga di daerah pedesaan tanpa kegiatan industri atau lalu lintas yang padat; bangunan keempat di daerah pedesaan terletak 50m dari jalan raya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat konsentrasi CO 2 di daerah pedesaan lebih rendah daripada di daerah perkotaan, serta konsentrasi CO 2 di luar ruangan dipengaruhi oleh lokasi dan aktivitas yang terjadi di sekitar bangunan peningkatan konsentrasi CO 2 dalam kaitannya dengan konsentrasi CO 2 di luar ruangan, yaitu pada sekolah TK pertama yang terletak di daerah lalu lintas yang padat di perkotaan mencapai 400 ppm; sekolah TK kedua terletak di daerah lalu lintas yang padat di daerah perkotaan mencapai ppm; sekolah TK ketiga di

27 33 daerah pedesaan tanpa kegiatan industri atau lalu lintas yang padat mencapai ppm; sekolah TK keempar di daerah pedesaan terletak 50 m dari jalan raya mencapai 1000 ppm. 2.4 Sintesa Pustaka Kualitas udara dapat menurun karena udara bersih telah tercemar melalui serangkaian tahapan, yaitu emisi dari berbagai sumber, penyebaran polutan dan pemaparan. Pemilihan lokasi yang tidak tepat akan berdampak pada kualitas udara di luar ruangan, seperti pada kawasan padat lalu lintas, kawasan industri dan pemukiman. Selain itu, kualitas udara tertinggi dapat berasal dari kegiatan transportasi, yaitu kendaraan bermotor, terutama truk-truk besar dan sumber lain yang mungkin berasal dari kegiatan industri. Berdasarkan teori, jika kualitas udara tertinggi terjadi di kawasan padat lalu lintas, lalu kawasan industri dan terakhir kawasan pemukiman, maka hasil penelitian yang diperoleh seharusnya sejalan dengan teori tersebut. Berdasarkan standar UFCCC konsentrasi CO 2 tidak melebihi 450 ppm.