BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencemaran Udara Pengertian Pencemaran Udara Pencemaran udara adalah bertambahnya bahan atau substrat fisik atau kimia ke dalam lingkungan udara normal yang mencapai sejumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia (yang dapat dihitung dan diukur) serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi dan material (Chambers dan Masters dalam Mukono, 2008). Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.41 Tahun 1999 pencemaran udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya Penyebab Pencemaran Udara Menurut Wardhana (2004), secara umum penyebab pencemaran udara ada dua macam, yaitu : 1. Faktor internal (secara alamiah), contoh: a. Debu yang beterbangan akibat tiupan angin b. Abu (debu) yang dikeluarkan dari letusan gunung berapi berikut gasgas vulkanik. c. Proses pembusukan sampah organik. 2. Faktor eksternal (karena ulah manusia), contoh: a. Hasil pembakaran bahan bakar fosil 9

2 10 b. Debu/serbuk dari kegiatan industri c. Pemakaian zat zat kimia yang disemprotkan ke udara. Pencemaran Udara pada tingkat tertentu dapat merupakan campuran dari satu atau lebih bahan pencemar, baik berupa padatan, cairan atau gas yang masuk terdispersi ke udara dan kemudian menyebar ke lingkungan sekitarnya Klasifikasi Bahan Pencemar Udara Menurut Mukono (2008) bahan pencemar udara atau polutan udara dibagi menjadi dua bagian: 1. Polutan primer Polutan primer adalah polutan yang dikeluarkan langsung dari sumber tertentu, dapat berupa: a. Gas terdiri dari: 1). Senyawa karbon, yaitu hidrokarbon, hidrokarbon teroksigenasi, dan karbon oksida (CO atau CO 2 ). 2). Senyawa sulfur, yaitu sulfur oksida. 3). Senyawa nitrogen, yaitu nitrogen oksida dan amoniak. 4). Senyawa halogen, yaitu flour, klorin, hidrogen klorida, hidrokarbon terklorinasi, dan Bromin. b. Partikel Partikel dalam atmosfer mempunyai karakteristik spesifik, dapat berupa zat padat maupun suspensi aerosol cair. Bahan partikel tersebut dapat berasal dari proses kondensasi, proses dispersi (proses menyemprot/spraying) maupun proses erosi bahan tertentu.

3 11 Berdasarkan ukuran, secara garis besar partikel dapat merupakan suatu: 1) Partikel debu kasar (coarse particle), jika diameternya > 10 mikron. 2) Partikel debu, uap dan asap, jika diameternya diantara 1-10 mikron. 3) Aerosol, jika diameternya < 1 mikron. Penyebab pencemaran lingkungan di atmosfer biasanya berasal dari sumber kendaraan bermotor dan atau industri. Bahan pencemar yang dikeluarkan antara lain adalah gas NO 2, SO 2, SO 3, ozon, CO, HC, dan partikel debu. Gas NO 2, SO 2, HC, dan CO dapat dihasilkan dari proses pembakaran oleh mesin yang menggunakan bahan bakar yang berasal dari bahan fosil (Mostardi dalam Mukono, 2008). 2. Polutan Sekunder Polutan sekunder biasanya terjadi karena reaksi dari dua atau lebih bahan kimia di udara, misalnya reaksi fotokimia. Sebagai contoh adalah disosiasi NO 2 yang menghasilkan NO dan O radikal. Proses kecepatan dan arah reaksinya dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: a. Konsentrasi relative dari bahan kimia b. Derajat fotoaktivasi c. Kondisi iklim d. Topografi lokal dan adanya embun Polutan sekunder ini mempunyai sifat fisik dan sifat kimia yang tidak stabil. Termasuk dalam polutan sekunder ini adalah ozon, Peroxy acetyl Nitrat (PAN) dan Formaldehida ( Corman dan Chambers dalam Mukono, 2008).

4 12 Di daerah perkotaan dan industri, parameter bahan pencemar udara yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan penyakit saluran pernapasan adalah parameter gas SO 2, gas CO, gas NO 2, dan partikel debu (Holzworth dan Cormick dalam Mukono, 2008) Sumber Pencemaran Udara Menurut Chandra (2006), sumber-sumber pencemaran udara dapat dibagi dalam dua kelompok besar, sumber alamiah dan akibat perbuatan manusia. 1. Sumber pencemaran yang berasal dari proses atau kegiatan alam. Contoh : Kebakaran hutan, kegiatan gunung berapi, dan lainnya. 2. Sumber pencemaran buatan manusia (berasal dari kegiatan manusia). Contoh: a. Sisa pembakaran bahan bakar minyak oleh kendaraan bermotor berupa gas CO,CO 2, NO, karbon, hidrokarbon, aldehide, dan Pb. b. Limbah industri : kimia, metalurgi, tambang, pupuk, dan minyak bumi. c. Sisa pembakaran dari gas alam, batubara, dan minyak, seperti asap, debu, dan sulfur dioksida. d. Lain-lain, seperti pembakaran sisa pertanian, hutan, sampah, dan limbah reaktor nuklir. Menurut Kementrian Lingkungan Hidup (2013), sumber pencemar udara terdiri atas sumber bergerak dan sumber tidak bergerak. Sumber bergerak adalah sumber yang dapat bergerak atau berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Sumber tidak bergerak adalah sumber yang statis (diam) di suatu tempat. Sumber

5 13 tidak bergerak diwakili oleh sumber titik dan sumber area. Sumber bergerak diwakili oleh sumber bergerak di jalan raya (on-road) dan bukan di jalan raya (non-road). a. Sumber titik Sumber titik adalah sumber individu yang tidak bergerak. Suatu sumber dikategorikan sebagai sumber titik apabila sumber tersebut mengemisikan pencemar di atas ambang batas yang ditetapkan. Tipikal sumber titik adalah industri manufaktur atau pabrik produksi yang memiliki cerobong. Di dalam suatu sumber titik, bisa terdapat beberapa unit pembakaran/boiler atau beberapa unit proses. Untuk kota-kota sedang dan kecil, sumber titik ini selain industri manufaktur (skala besar), dapat pula mencakup insinerator di rumah sakit, boiler di hotel, krematorium, dan industri-industri skala menengah dan kecil. b. Sumber Area Sumber area adalah sumber yang secara individu tidak memenuhi kualifikasi sebagai sumber titik. Sumber area mewakili berbagai kegiatan individu yang mengeluarkan sejumlah kecil pencemar, namun secara kolektif kontribusi emisinya menjadi signifikan. Yang termasuk sumber area diantaranya adalah kegiatan memasak di rumah tangga, stasiun pengisian bahan bakar umum (SPBU), lokasi konstruksi, bengkel cat, terminal bis, klenteng, dan sejenisnya.

6 14 c. Sumber Bergerak Sumber bergerak terbagi menjadi dua, yaitu sumber bergerak di jalan raya (on-road), seperti mobil, truk, bus, sepeda motor; dan bukan di jalan raya (non-road) seperti pesawat terbang, kapal laut, kereta api, peralatan pertanian dan konstruksi, dan mesin pemotong rumput. Lebih lanjut, sumber bergerak on-road dan non-road juga dapat diwakili oleh sumber bergerak garis dan sumber bergerak area. Sumber bergerak garis adalah sumber bergerak (di jalan raya atau bukan di jalan raya) yang emisinya secara individu maupun kolektif membentuk garis sepanjang ruas jalan atau jalur non-jalan. Untuk mengetahui emisi sumber bergerak garis, diperlukan data aktivitas kendaraan/moda transportasi pada ruas atau jalur tersebut, misalnya volume kendaraan per hari atau jarak tempuh kereta api per hari. Apabila data aktivitas pada ruas jalan atau jalur non-jalan tidak diketahui, maka sumber bergerak dikategorikan sebagai sumber bergerak area, yaitu bahwa emisi kendaraan secara kolektif membentuk suatu area Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pencemaran Udara Menurut Chandra (2006) pencemaran udara yang terjadi di permukaan bumi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya faktor meteorologi dan iklim serta faktor topografi. 1. Meteorologi dan iklim a. Temperatur Pergerakan mendadak lapisan udara dingin ke suatu kawasan industri dapat menimbulkan temperatur inversi. Dengan kata lain udara dingin akan

7 15 terperangkap dan tidak dapat keluar dari kawasan tersebut dan cenderung menahan polutan tetap berada di lapisan permukaan bumi sehingga konsentrasi polutan di kawasan tersebut semakin lama semakin tinggi. Dalam keadaan tersebut, di permukaan bumi dapat dikatakan tidak terdapat pertukaran udara sama sekali karena kondisi itu dapat berlangsung sampai beberapa hari atau beberapa minggu, udara yang berada dekat permukaan bumi akan penuh dengan polutan dan dapat menimbulkan keadaan yang sangat kritis bagi kesehatan. b. Arah dan kecepatan angin Kecepatan angin yang kuat akan membawa polutan terbang kemana-mana dan dapat mencemari udara negara lain. Kondisi semacam ini pernah dialami oleh negara-negara di daratan Eropa. c. Hujan Air hujan, sebagai pelarut umum, cenderung melarutkan bahan polutan yang terdapat dalam udara. Kawasan industri yang menggunakan batubara sebagai sumber energinya berpotensi menjadi sumber pencemar udara di sekitarnya. Pembakaran batubara akan menghasilkan gas sulfur dioksida dan apabila gas tersebut bercampur dengan air hujan akan terbentuk asam sulfat (sulfuric acid) sehingga air hujan menjadi asam, biasa disebut hujan asam (acid rain).

8 16 2. Topografi a. Dataran rendah Di daerah dataran rendah, angin cenderung membawa polutan terbang jauh ke seluruh penjuru dan dapat melewati batas negara dan mencemari udara negara lain. b. Pegunungan Di daerah dataran tinggi sering terjadi temperatur inversi dan udara dingin yang terperangkap akan menahan polutan tetap di lapisan permukaan bumi. c. Lembah Di daerah lembah, aliran angin sedikit sekali dan tidak bertiup ke segala penjuru. Keadaan ini cenderung menahan polutan yang terdapat di permukaan bumi Baku Mutu Udara Ambien Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 tahun 1999, 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. Nilai baku mutu PM 10 dalam udara ambien rata-rata per 24 jam adalah 150 µg/nm 3, baku mutu SO 2 adalah 900 µg/nm 3 untuk waktu pengukuran selama 1 jam, dan baku mutu NO 2 yaitu 400 µg/nm 3 untuk waktu pengukuran selama 1 jam.

9 Partikulat 10 Mikrometer (PM 10 ) Sifat dan Karakteristik PM 10 Partikulat didefinisikan sebagai partikel-partikel halus yang berasal dari padatan maupun cairan yang tersuspensi di dalam gas (udara). Partikel padatan atau cairan ini umumnya merupakan campuran dari beberapa materi organik dan non-organik seperti asam (partikel nitrat atau sulfat), logam, ataupun partikel debu dan tanah. Ukuran partikel sangatlah penting untuk diketahui karena memengaruhi dampak partikel tersebut terhadap manusia dan lingkungan. PM 10 adalah partikel yang berukuran 10 mikrometer atau lebih kecil (KLH, 2013). PM 10 memiliki beberapa nama lain, yaitu inhalable particles, respirable particulate, respirable dust dan inhalable dust. PM 10 juga dapat bersifat toksik karena dapat mengandung campuran partikulat jelaga, kondensat asam, garam sulfat, partikel nitrat, ataupun logam-logam berat (Fitria, 2009) Sumber dan Distribusi PM 10 Beberapa studi mengenai sumber dan distribusi PM 10 menjelaskan bahwa terdapat hubungan antara ukuran partikel polutan dengan sumbernya. Partikel yang berdiameter lebih besar dari 10 mikron dihasilkan dari proses-proses mekanis seperti erosi angin, penghancuran dan penyemprotan, dan pelindasan benda-benda oleh kendaraan atau pejalan kaki. Sumber utama PM 10 di perkotaan adalah asap kendaraan bermotor. Partikulat ini dapat terhisap ke dalam sistem pernapasan. Partikel yang berukuran diameter diantara 1 10 mikron biasanya termasuk tanah, debu, dan produk-produk pembakaran dari industri lokal. Partikel

10 18 yang mempunyai diameter antara 0,1 1 mikron terutama merupakan produkproduk pembakaran dan aerosol fotokimia (Fardiaz, 2012; Fitria, 2009). Partikel sebagai pencemar udara mempunyai waktu hidup yaitu pada saat partikel masih melayang-layang sebagai pencemar di udara sebelum jatuh ke bumi. Sedangkan kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel, masa jenis partikel serta arah dan kecepatan angin yang bertiup. Partikel yang sudah mati karena jatuh mengendap di bumi dapat hidup kembali apabila tertiup oleh angin kencang dan melayang-layang lagi di udara (Wardhana, 2004) Dampak Pencemaran PM 10 Partikulat dapat terhisap ke dalam sistem pernapasan dan menyebabkan gangguan pernapasan dan kerusakan paru-paru. PM 10 diketahui dapat meningkatkan angka kematian yang disebabkan oleh penyakit jantung dan pernapasan, pada konsentrasi 140 μg/m 3 dapat menurunkan fungsi paru-paru pada anak-anak, sementara pada konsentrasi 350 μg/m 3 dapat memperparah kondisi penderita bronkhitis (Gilliland FD dalam Fitria, 2009). PM 10, merupakan indikator yang baik untuk kelainan saluran pernapasan, karena didapatkannya hubungan yang kuat antara gejala penyakit saluran pernapasan dengan kadar partikel debu (Pope dalam Mukono, 2008). Menurut Fardiaz (2012), partikel-partikel yang masuk dan tertinggal di dalam paru-paru berbahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting, yaitu: 1. Partikel tersebut beracun karena sifat-sifat kimia dan fisiknya.

11 19 2. Partikel tersebut bersifat inert (tidak bereaksi) tetapi jika tertinggal di dalam saluran pernapasan dapat mengganggu pembersihan bahanbahan lain yang berbahaya. 3. Partikel-partikel tersebut dapat membawa molekul-molekul gas yang berbahaya, baik dengan cara mengabsorbsi atau mengadsorbsi, sehingga molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal di bagian paru-paru yang sensitif Mekanisme pajanan ke Manusia Sistem pernapasan mempunyai beberapa sistem pertahanan yang mencegah masuknya partikel-partikel, baik berbentuk padat maupun cair, ke dalam paru-paru. Bulu-bulu hidung akan mencegah masuknya partikel-partikel berukuran besar, sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan dicegah masuk oleh membran mukosa yang terdapat di sepanjang sistem pernapasan dan merupakan permukaan tempat partikel menempel. Pada beberapa bagian sistem pernapasan terdapat bulu-bulu halus (silia) yang bergerak ke depan dan ke belakang bersama-sama mukosa sehingga membentuk aliran yang membawa partikel yang ditangkapnya keluar dari sistem pernapasan ke tenggorokan, dimana partikel tersebut tertelan (Fardiaz, 2012). Pada saat orang menarik napas, udara yang mengandung partikel akan terhirup ke dalam paru-paru. Ukuran partikel (debu) yang masuk ke dalam paruparu akan menentukan letak penempelan atau pengendapan partikel tersebut (Wardhana, 2004). Partikel yang mempunyai diameter lebih besar daripada 5 mikron akan terhenti dan terkumpul terutama di dalam hidung dan tenggorokan.

12 20 Meskipun partikel tersebut sebagian dapat masuk ke dalam paru-paru. Partikel yang berukuran diameter 0,5 5,0 mikron dapat terkumpul di dalam paru-paru sampai bronchioli, dan hanya sebagian kecil yang sampai pada alveoli. Partikel yang berukuran dimeter kurang dari 0,5 mikron dapat mencapai dan tinggal di dalam alveoli. Pembersihan partikel-partikel yang sangat kecil tersebut dari alveoli sangat lambat dan tidak sempurna dibandingkan dengan di dalam saluran yang lebih besar. Beberapa partikel yang tetap tertinggal di dalam alveoli dapat terabsorbsi ke dalam darah (Fardiaz, 2012). Inhalable particle (2,5-10 mikron) Faring Deposit di Trakeobronkial Iritasi Kronis Keradangan Sekret/lendir Gangguan mukosilier Gambar 2.1. Efek Pajanan PM 10 terhadap Saluran Pernapasan Sumber : Mukono, 2008

13 Sulfur Dioksida (SO 2 ) Sifat dan Karakteristik SO 2 Sulfur dioksida adalah salah satu spesies dari gas-gas oksida sulfur (SO x ). Gas ini sangat mudah terlarut dalam air, memiliki bau namun tidak berwarna (KLH, 2013). Sulfur dioksida merupakan ikatan yang tidak stabil dan sangat reaktif terhadap gas yang lain. Ciri lainnya yaitu, sangat mengiritasi, tidak terbakar, dan tidak meledak. Konsentrasi SO 2 di udara akan mulai terdeteksi oleh indera penciuman manusia ketika konsentrasi berkisar antara 0,3 1 ppm (Sunu, 2001; Wardhana, 2004) Sumber dan Distribusi SO 2 Sebagian besar sulfur yang terdapat di atmosfer dalam bentuk sulfur dioksida (SO 2 ). Sebagian besar pencemaran udara oleh gas belerang oksida (SO x ) berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, terutama batu bara (Sunu, 2001). Sebagaimana O 3, pencemar sekunder yang terbentuk dari SO 2, seperti partikel sulfat, dapat berpindah dan terdeposisi jauh dari sumbernya. SO 2 dan gasgas oksida sulfur lainnya terbentuk saat terjadi pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung unsur sulfur. Sulfur sendiri terdapat dalam hampir semua material mentah yang belum diolah seperti minyak mentah, batu bara, dan bijihbijih yang mengandung metal seperti aluminium, tembaga, seng, timbal, dan besi. Di daerah perkotaan, yang menjadi sumber utama sulfur adalah kegiatan pembangkit tenaga listrik, terutama yang menggunakan batu bara ataupun minyak sebagai bahan bakarnya. Selain itu gas buang dari kendaraan yang menggunakan

14 22 minyak solar, industri-industri yang menggunakan bahan bakar batu bara dan minyak bakar, juga merupakan sumber sulfur (KLH, 2013). SO 2 berpotensi besar untuk berpindah ke tempat yang lebih jauh (lebih dari km) karena gas dapat tetap berada di atmosfer selama beberapa hari. Hal ini dapat menimbulkan hujan asam regional bahkan dapat menyeberang ke negara lain (CAI-Asia, 2010) Dampak Pencemaran SO 2 terhadap Kesehatan SO 2 dapat mempengaruhi sistem pernapasan dan fungsi paru, dan menyebabkan iritasi mata. Radang saluran pernapasan yang disebabkan oleh SO 2 akan mengakibatkan batuk dengan sekresi lendir yang berlebihan, peningkatan gejala asma dan bronkitis kronis serta membuat manusia lebih rentan terhadap infeksi pada saluran pernapasan (WHO, 2014). Tabel 2.1 Pengaruh SO 2 terhadap Manusia Konsentrasi (ppm) Pengaruh 3 5 Jumlah terkecil yang dapat dideteksi dari baunya 8 12 Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan iritasi tenggorokan 20 Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan iritasi mata 20 Jumlah terkecil yang segera mengakibatkan batuk 20 Maksimum yang diperbolehkan untuk kontak dalam waktu lama Maksimum yang dipebolehkan untuk kontak dalam waktu singkat (30 menit) Berbahaya meskipun kontak secara singkat Sumber : (Kirk dan Othmer dalam Fardiaz, 2012) Kemudian, menurut Saric dan Robinovitch dalam Mukono (2008), gas SO 2 pada kondisi tertentu dapat berubah menjadi asam sulfat (H 2 SO 4 ). Jika asam sulfat di atmosfer bercampur dengan partikel debu, dan masuk ke dalam saluran pernapasan, maka dapat merusak epitel saluran pernapasan. Kerusakan epitel

15 23 tersebut akan memudahkan terjadinya infeksi oleh bakteri atau virus, dan hal ini juga merupakan predisposisi terjadinya Penyakit Paru Obstruktif Menahun (PPOM) Mekanisme pajanan ke Manusia Menurut Satriyo (2008) yang dikutip dari skripsi Sakti (2012) rute pajanan SO 2 ke tubuh manusia yang utama adalah melalui inhalasi. SO 2 mudah larut dalam air sehingga dapat terabsorbsi di dalam hidung dan sebagian besar juga ke saluran pernapasan. Partikulat sulfat dalam gas buang kendaraan bermotor berukuran kecil sehingga partikulat tersebut dapat masuk sampai ke dalam alveoli paru-paru dan bagian lain yang sempit. SO 2 dapat menyebabkan iritasi terhadap saluran pernapasan, membengkaknya membran mukosa, dan dapat menghambat aliran udara pada saluran pernapasan. Kondisi ini akan menjadi lebih parah bagi kelompok yang rentan seperti penderita penyakit jantung atau paru-paru dan para lanjut usia. Gas SO2 Masuk saluran pernapasan melalui : - Mulut - Napas dalam Daya larut tinggi Iritasi dinding bronkus Bronkiolus dan alveolus Resistance saluran pernapasan meningkat Konstriksi bronkus terjadi : - Keradangan - Produksi lendir meningkat terjadi : - Produksi lendir meningkat Gambar 2.2 Efek Pajanan SO 2 terhadap Saluran Pernapasan Sumber : Mukono, 2008

16 Nitrogen Dioksida (NO 2 ) Sifat dan Karakteristik NO 2 Umumnya spesies dari NO x merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Tetapi NO 2 menjadi pengecualian dimana keberadaannya di daerah perkotaan dapat dilihat sebagai lapisan kabut kecoklatan di langit (KLH, 2013). Berdasarkan penelitian Handayani dkk (2003), nitrogen dioksida adalah gas toksik yang memiliki kelarutan yang rendah jika berada dalam air, namun larut dalam larutan alkali, karbon disulfida dan kloroform. Gas ini berwarna coklat kemerahan dan pada suhu di bawah 21,2 C akan berubah menjadi cairan berwarna kuning Sumber dan Distribusi NO 2 Pencemaran udara di perkotaan cenderung meningkat termasuk konsentrasi NO 2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah pegunungan. Emisi NO 2 dipengaruhi oleh kepadatan penduduk karena sumber utama NO 2 yang diproduksi manusia adalah dari pembakaran terutama kendaraan bemotor, produksi energi dan pembakaran sampah. Sebagian besar emisi NO 2 sebagai akibat dari kegiatan manusia dengan berbagai kepentingannya berasal dari pembakaran arang, gas alam dan bensin (Sunu, 2001).

17 25 Tabel 2.2. Sumber Pencemaran NOx di Udara Sumber Pencemaran % bagian % total Transportasi: 39,3 - Mobil bensin 32,0 - Mobil diesel 2,9 - Kereta api 1,9 - Kapal laut 1,0 - Sepeda motor dll 1,5 Pembakaran Stasioner: - Batubara - Minyak - Gas alam (termasuk LPG) - Kayu Proses Industri Pembuangan Limbah Padat Lain-lain: - kebakaran hutan - pembakaran batubara sisa - pembakaran limbah pertanian Sumber : Wardhana, ,4 4,8 23,3 1,0 5,8 1,0 0,0 48,5 1,0 2,9 8,3 Menurut Fardiaz (2012), konsentrasi NO x di udara dalam suatu kota bervariasi sepanjang hari tergantung dari sinar matahari dan aktivitas kendaraan. Perubahan konsentrasi NO x berlangsung sebagai berikut: 1. Sebelum matahari terbit, konsentrasi NO dan NO 2 tetap stabil pada konsentrasi sedikit lebih tinggi dari konsentrasi minimum sehari-hari. 2. Segera setelah aktivitas manusia meningkat (jam 6 8 pagi) konsentrasi NO meningkat terutama karena meningkatnya aktivitas lalu lintas yaitu kendaraan bermotor. Konsentrasi NO tertinggi pada saat ini dapat mencapai 1-2 ppm. 3. Dengan terbitnya sinar matahari yang memancarkan sinar ultaviolet, konsentrasi NO 2 meningkat karena perubahan NO primer menjadi NO 2 sekunder. Konsentrasi NO 2 pada saat ini dapat mencapai 0,5 ppm.

18 26 4. Konsentrasi ozon meningkat dengan menurunnya konsentrasi NO sampai kurang dari 0,1 ppm. 5. Jika intensitas energi solar (sinar matahari) menurun pada sore hari (jam 5-8 sore) konsentrasi NO meningkat kembali. 6. Energi matahari tidak tersedia untuk mengubah NO menjadi NO 2 (melalui reaksi hidrokarbon), tetapi O 3 yang terkumpul sepanjang hari akan bereaksi dengan NO. Akibatnya terjadi kenaikan konsentrasi NO 2 dan penurunan konsentrasi O Dampak Pencemaran NO 2 Pajanan nitrogen dioksida sangat berpengaruh pada saluran pernapasan. Bukti ilmiah menunjukkan bahwa pajanan NO 2 selama 30 menit hingga 24 jam akan menimbulkan efek yang merugikan bagi pernapasan yaitu peradangan saluran napas pada orang sehat dan peningkatan gejala pada penderita asma. Beberapa studi juga menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara peningkatan konsentrasi NO 2 dengan peningkatan kunjungan rumah sakit dan UGD yang berkaitan dengan penyakit pernapasan terutama asma (US.EPA, 2015). Konsentrasi NO 2 lebih tinggi dari 100 ppm bersifat letal terhadap kebanyakan hewan, dan 90% dari kematian tersebut disebabkan oleh gejala edema pulmonari. Konsentrasi NO 2 sebesar 800 ppm atau lebih mengakibatkan 100% kematian pada hewan-hewan yang diuji dalam waktu 29 menit atau kurang. Pemberian sebanyak 5 ppm NO 2 selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan sedikit kesukaran dalam bernapas (Fardiaz, 2012).

19 Mekanisme pajanan ke Manusia Inhalasi NO 2 dapat menyebabkan gangguan paru dan saluran pernapasan, kemudian dapat masuk ke dalam peredaran darah dan menimbulkan akibat di alat tubuh lain. Di dalam saluran pernapasan NO 2 akan terhidrolisis membentuk asam nitrit (HNO 2 ) dan asam nitrat (HNO 3 ) yang bersifat korosif terhadap mukosa permukaan saluran napas (Handayani dkk, 2003) Gas NO2 (oksidan inhalan) Keradangan bronkus Gerakan silia menurun Mekanisme pembersihan silia menurun Infeksi bronkus meningkat Infeksi bronkus kronis Gambar 2.3. Efek Pajanan NO 2 terhadap Saluran Pernapasan Sumber : Mukono, Efek Pencemaran Udara Menurut Chandra (2006), Efek pencemar udara pada kehidupan manusia dapat dibagi menjadi efek umum, efek terhadap ekosistem, efek terhadap kesehatan, efek terhadap tumbuh- tumbuhan dan hewan, efek terhadap cuaca dan iklim, dan efek terhadap sosial ekonomi.

20 Efek Umum Efek umum pencemaran udara terhadap kehidupan manusia, antara lain: a. Meningkatkan angka kesakitan dan kematian pada manusia, flora, dan fauna. b. Memengaruhi kuantitas dan kualitas sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi dan memengaruhi proses fotosintesis tumbuhan. c. Memengaruhi dan mengubah iklim. d. Pencemaran udara dapat merusak cat, karet, dan bersifat korosif terhadap benda yang terbuat dari logam. e. Meningkatkan biaya perawatan bangunan, monumen, jembatan, dan lainnya. f. Mengganggu penglihatan dan dapat meningkatkan angka kasus kecelakaan lalu lintas di darat, sungai, maupun udara. g. Menyebabkan warna kain dan pakaian menjadi cepat buram dan bernoda Efek terhadap Ekosistem Industri yang mempergunakan batubara sebagai sumber energinya akan melepaskan zat oksida sulfat ke dalam udara sebagai sisa pembakaran batubara. Zat tersebut akan bereaksi dengan air hujan membentuk asam sulfat sehingga air hujan menjadi asam (acid rain). Apabila keadaan ini berlangsung cukup lama, akan terjadi perubahan pada ekosistem perairan danau. Akibatnya, ph air danau akan menjadi asam, produksi ikan menurun, dan secara tidak langsung pendapatan rakyat setempat pun menurun.

21 Efek terhadap Kesehatan Efek pencemaran udara terhadap kesehatan manusia dapat terlihat baik secara cepat maupun lambat, seperti berikut: a. Efek cepat Hasil studi epidemiologi menunjukkan bahwa peningkatan mendadak kasus pencemaran udara juga akan meningkatkan angka kasus kesakitan dan kematian akibat penyakit saluran pernapasan. Pada situasi tertentu, gas CO dapat menyebabkan kematian mendadak karena daya afinitas gas CO terhadap hemoglobin darah (menjadi methaemoglobin) yang lebih kuat dibandingkan daya afinitas O 2 sehingga terjadi kekurangan gas oksigen di dalam tubuh. b. Efek Lambat Pencemaran udara diduga sebagai salah satu penyebab penyakit bronkhitis kronis dan kanker paru primer. Penyakit yang disebabkan oleh pencemaran udara, antara lain emfisema paru, black lung disease, asbestosis, silikosis, bisinosis, dan pada anak-anak penyakit asma dan eksema Efek terhadap Tumbuhan dan Hewan Tumbuh tumbuhan sangat sensitif terhadap gas sulfur dioksida, florin, ozon, hidrokarbon, dan CO. Apabila terjadi pencemaran udara, konsentrasi gas tersebut akan meningkat dan dapat menyebabkan daun tumbuhan berlubang dan layu. Ternak juga akan menjadi sakit jika memakan tumbuh tumbuhan yang mengandung dan tercemar florin.

22 Efek terhadap Cuaca dan iklim Gas karbon dioksida memiliki kecenderungan untuk menahan panas tetap berada di lapisan bawah atmosfer sehingga terjadi efek rumah kaca. Udara menjadi panas dan gerah. Selain itu, partikel partikel debu juga memiliki kecenderungan untuk memantulkan kembali sinar matahari di udara sebelum sinar tersebut sampai ke permukaan bumi sehingga udara di lapisan bawah atmosfer menjadi dingin Efek terhadap Sosial Ekonomi Pencemaran udara akan meningkatkan biaya perawatan dan pemeliharaan bangunan, monumen, jembatan, dan lainnya serta menyebabkan pengeluaran biaya ekstra untuk mengendalikan pencemaran yang terjadi. 2.6 Sistem Pernapasan Pernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung (oksigen) serta menghembuskan udara yang banyak mengandung karbondioksida sebagai sisa dari oksida keluar dari tubuh. Pengisapan udara ini disebut inspirasi dan menghembuskan disebut ekspirasi (Syaifuddin, 2006) Organ Pernapasan Dalam Syaifuddin (2006), organ pernapasan terdiri dari hidung, faring, laring, trakea, bronkus, dan paru-paru. a. Hidung Hidung atau naso atau nasal merupakan saluran udara yang pertama, mempunyai dua lubang (kavum nasi), dipisahkan oleh sekat hidung (septum nasi).

23 31 Di dalamnya terdapat bulu-bulu yang berguna untuk menyaring udara, debu, dan kotoran yang masuk ke dalam lubang hidung. Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konkha nasalis superior, media, dan inferior. Maka udara pernapasan akan mengalir melalui celah celah ketiga tonjolan tersebut dan udara inspirasi akan dipanaskan oleh darah di dalam kapiler dan dilembabkan oleh lendir juga debu debu udara pernapasan dapat diperangkap oleh lendir. Lendir digerakkan oleh silia ke belakang menuju faring (Irianto, 2008). b. Faring Tekak atau faring merupakan tempat persimpangan antara jalan pernapasan dan jalan makanan, terdapat di bawah dasar tengkorak, di belakang rongga hidung dan mulut sebelah depan ruas tulang leher. c. Laring Laring atau pangkal tenggorok merupakan saluran udara dan bertindak sebagai pembentukan suara, terletak di depan bagian faring sampai ketinggian vertebra servikalis dan masuk ke dalam trakea di bawahnya. Pangkal tenggorok itu dapat ditutup oleh sebuah empang tenggorok yang disebut epiglotis, yang terdiri dari tulang-tulang rawan yang berfungsi pada waktu kita menelan makanan menutupi laring. Fungsi utama laring adalah untuk memungkinkan terjadinya vokalisasi. Laring juga melindungi jalan napas bawah dari obstruksi benda asing dan memudahkan batuk (Manurung dkk, 2009).

24 32 d. Trakea Trakea atau batang tenggorok merupakan lanjutan dari laring yang dibentuk oleh 16 sampai 20 cincin yang terdiri dari tulang-tulang rawan yang berbentuk seperti kuku kuda (huruf C). Sebelah dalam diliputi oleh selaput lendir yang berbulu getar yang disebut bersilia, hanya bergerak ke arah luar. Sel-sel bersilia gunanya untuk mengeluarkan benda-benda asing yang masuk bersama-sama dengan udara pernapasan. e. Bronkus Struktur mikroskopis bronkus mirip dengan trakea. Bronkus primer kiri lebih horizontal, lebih panjang dan lebih kecil dari bronkus kanan. Maka benda asing yang terhisap lebih sering dan lebih mudah masuk ke bronkus kanan (Irianto, 2008). f. Paru-paru Paru-paru dibagi dua yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Letak paruparu di rongga dada datarannya menghadap ke tengah rongga dada/kavum mediastinum. Pada bagian tengah terdapat tampuk paru-paru atau hilus. Pada mediastinum depan terletak jantung. Paru-paru dibungkus oleh selaput yang bernama pleura. 2.7 Gangguan Saluran Pernapasan Gangguan pada sistem respirasi merupakan penyebab utama morbiditas dan mortalitas. Infeksi pada saluran pernapasan jauh lebih sering terjadi dibandingkan dengan infeksi pada organ tubuh lainnya (Syaifuddin, 2006).

25 33 Menurut Suma mur (2009), iritasi saluran pernapasan atau paru dapat terjadi dari sangat ringan sampai dengan luar biasa berat. Tergantung kepada sifat kimia dan kadar zat kimia rangsangan dapat mengenai saluran pernapasan atas atau bawah dan lebih jauh lagi ke saluran napas yang paling halus serta jaringan paru Gejala Gangguan Saluran Pernapasan Gejala gangguan saluran pernapasan yang diakibatkan oleh pajanan PM 10, SO 2, dan NO 2 diantaranya adalah batuk dengan sputum, sesak napas, dan nyeri dada. a. Batuk berdahak Menurut Rab (1996) zat zat yang dapat merangsang terjadinya batuk adalah : 1. Mekanis Misalnya Iritan, bila terhirup asap atau debu maka akan dikeluarkan melalui batuk. 2. Inflamasi Terdapatnya refluks esofagus, Laringitis atau trakeobronkitis. 3. Psikogenik Misalnya pada keadaan ketakutan. Pada dasarnya penyebab batuk adalah iritasi dari mukosa bronkus yang dapat disebabkan oleh inflamasi (peradangan), baik oleh bakteri, virus, dan jamur disertai dengan mukus yang banyak. Dapat pula disebabkan oleh iritasi karena

26 34 benda asing. Iritan seperti rokok, gas, dan bahan-bahan kimia dapat menjadi stimulan dalam terjadinya batuk. Menurut Price dan Wilson (2006), orang dewasa normal menghasilkan mukus sekitar 100 ml dalam saluran napas setiap hari. Mukus ini diangkut menuju faring dengan gerakan pembersihan normal silia yang melapisi saluran pernapasan. Jika terbentuk mukus yang berlebihan, proses normal pembersihan menjadi tidak efektif lagi, sehingga akhirnya mukus tertimbun. Bila hal ini terjadi, membran mukosa akan terangsang, dan mukus dibatukkan keluar sebagai sputum. Pembentukan mukus yang berlebihan disebabkan oleh gangguan fisik, kimiawi, atau infeksi pada membran mukosa. Pembentukan sputum yang terus meningkat perlahan dalam waktu bertahun-tahun merupakan tanda bronkitis kronis, atau bronkiektasis. b. Dispnea Menurut Price dan Wilson (2006) dispnea atau sesak napas adalah perasaan sulit bernapas. Seorang yang mengalami dispnea sering mengeluh napasnya menjadi pendek atau merasa tercekik. Dispnea merupakan gejala paling nyata pada penyakit yang menyerang percabangan trakeobronkial, parenkim paru, dan rongga pleura. Menurut Irianto (2008), sesak napas merupakan akibat kurangnya ventilasi, misalnya akibat penyumbatan jalan napas atau kurangnya gerakan pernapasan, dan atau akibat bendungan karena kelemahan jantung. Menurut Rab (1996), dispnea adalah kesulitan bernapas yang disebabkan karena suplai oksigen ke dalam jaringan tubuh tidak sebanding dengan oksigen yang dibutuhkan oleh tubuh. Penyebab dari kekurangan oksigen diantaranya

27 35 karena tekanan oksigen inspirasi yang rendah, misalnya pada tempat yang sangat tinggi, dan juga respirasi dengan gas-gas yang berbahaya. Sesak napas tidak selalu menunjukkan adanya penyakit. Orang normal akan mengalami hal yang sama setelah melakukan kegiatan fisik dalam tingkattingkat yang berbeda. Besarnya tenaga fisik yang dikeluarkan untuk menimbulkan dispnea (sesak napas) bergantung pada usia, jenis kelamin, ketinggian tempat, jenis latihan fisik dan terlibatnya emosi dalam melakukan kegiatan. c. Nyeri dada Menurut Price dan Wilson (2006), ada berbagai penyebab nyeri dada, tetapi nyeri dada yang paling khas pada penyakit paru adalah nyeri akibat radang pleura (pleuritis). Nyeri dada terjadi pada tempat peradangan dan biasanya tempat peradangan tersebut dapat diketahui dengan tepat. Rasa nyeri tersebut bagaikan teriris-iris dan tajam, diperberat dengan batuk, bersin dan napas yang dalam, sehingga seseorang sering bernapas cepat dan dangkal serta menghindari gerakangerakan yang tidak diperlukan. 2.8 Faktor yang Mempengaruhi Timbulnya Gangguan Saluran Pernapasan Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya gangguan saluran pernapasan meiputi : 1. Umur Meningkatnya umur seseorang maka kerentanan terhadap penyakit akan bertambah, khususnya gangguan saluran pernapasan (Yunus dalam Fathmaulida 2013). Pada penelitian Yulaekah (2007), didapatkan bahwa ada

28 36 hubungan yang bermakna antara paparan debu terhirup (respirable) dengan gangguan fungsi paru pada kelompok umur tahun. Sedangkan pada kelompok umur tahun tidak ada hubungan antara paparan debu terhirup (respirable) dengan gangguan fungsi paru. 2. Jenis Kelamin Pada studi epidemiologi mengenai faktor risiko untuk menderita Penyakit Paru Obstruktif Menahun (PPOK) baik secara retrospektif maupun prospektif, didapatkan hasil bahwa laki-laki mempunyai risiko lebih besar daripada wanita. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor antara lain perbedaan genetik, jumlah rokok yang dihisap, atau adanya pencemaran di tempat kerja (Redline & Weiss dalam Mukono, 2009). Menurut Guyton (1997), volume dan kapasitas seluruh paru pada wanita kira-kira 20 sampai 25 persen lebih kecil daripada laki-laki. Kapasitas ratarata pria dewasa muda kira-kira 4,6 liter dan pada wanita dewasa muda kirakira 3,1 liter. 3. Masa Kerja Menurut Suma mur (2009) masa kerja adalah lamanya seorang tenaga kerja dalam (tahun) dalam satu lingkungan kerja, dihitung mulai saat bekerja sampai penelitian berlangsung. Hasil penelitian Mengkidi (2006) menunjukkan bahwa ada hubungan yang bermakna antara masa kerja dengan gangguan fungsi paru. 4. Lama Paparan Lama paparan adalah waktu yang dihabiskan seseorang berada dalam lingkungan kerja dalam waktu sehari (Mengkidi, 2006). Semakin lama

29 37 individu terpapar polutan udara maka potensi terjadinya keluhan pernapasan semakin besar. Keluhan pernapasan adalah adanya gangguan pada saluran pernapasan akibat selalu terpapar polutan udara (Alsagaff & Mukty, 2005). 5. Kebiasaan Merokok Menurut Bustan (2007) rokok merupakan faktor risiko penting terjadinya batuk menahun, penyakit paru seperti penyakit paru obstruktif menahun (PPOM), bronkitis, dan emfisema. Menurut Raj dkk (2013) merokok dapat menyebabkan perubahan fungsi, serta struktur dan jaringan paru, kebiasaan merokok akan mempercepat penurunan fungsi paru. Asap rokok yang akan merangsang sekresi lendir sedangkan nikotin akan melumpuhkan bulu-bulu silia disaluran pernapasan yang berfungsi sebagai penyaring udara yang masuk dalam pernapasan. 6. Riwayat Penyakit Menurut Kementerian Lingkungan Hidup (2013), seseorang yang memiliki riwayat penyakit saluran pernapasan lebih rentan untuk mengalami keluhan gangguan saluran pernapasan akibat gas polutan di udara meskipun gas polutan tersebut dalam konsentrasi yang rendah. Penderita bronkitis akan lebih sensitif terhadap PM 10, begitu pula pada penderita asma yang akan lebih sensitif terhadap gas SO 2 dan NO 2 yang dapat menyebabkan penyempitan jalan napas sehingga penderita merasakan kesulitan saat bernapas. 7. Menggunakan Masker Ketika Berdagang Menurut Mengkidi (2006), masker berfungsi untuk melindungi debu/partikel-partikel yang lebih besar yang masuk ke dalam pernapasan, dapat

30 38 terbuat dari kain dengan ukuran pori-pori tertentu. Masker berfungsi untuk mengurangi resiko terjadinya keluhan gangguan saluran pernapasan akibat zat pencemar di udara terutama partikel. 2.9 Kerangka Konsep Kadar Partikulat Ukuran 10 mikrometer (PM 10 ), Sulfur Dioksida (SO 2 ), dan Nitrogen Dioksida (NO 2 ) di Udara Ambien Melebihi Baku Mutu Menurut PP RI No. 41 Tahun 1999 Tidak Melebihi Baku Mutu Menurut PP RI No. 41 Tahun 1999 Keluhan Gangguan Saluran Pernapasan Karakteristik Responden - Umur - Jenis Kelamin - Masa Kerja - Lama paparan - Penggunaan Masker ketika Berdagang