KARAKTERISTIK TEMPORAL PENCEMAR UDARA AMBIEN DI KOTA SURABAYA

Transkripsi

1 JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA (JKPK), Vol 1., No 3., Desember 2016 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret Hal ISSN ISSN (online) KARAKTERISTIK TEMPORAL PENCEMAR UDARA AMBIEN DI KOTA SURABAYA Dessy Gusnita 1 1 Kelompok Lingkungan Atmosfer, LAPAN, Bandung, Indonesia Telp/ Fax : (022) / (022) , nitagusnita@gmail.com Received: 20 September 2016 Accepted: December 1, 2016 Online Published: December 30, 2016 ABSTRAK Kualitas udara ambien di Surabaya telah dimonitoring secara komprehensif untuk memberikan informasi kepada masyarakat mengenai kualitas udara di kota Surabaya. Monitoring konsentrasi polutan udara CO, NO2, SO2, O3, dan PM10 dilakukan dengan menggunakan perangkat AQMS monitoring yang ditempatkan di titik pengamatan di kota Surabaya. Data-data polutan tersebut selanjutnya di analisis untuk mendapatkan pola perilaku polutan temporal yang dikaji berdasarkan kelompok musiman yaitu musim hujan, musim peralihan dan musim kering, selain itu pula dilakukan korelasi antar polutan dengan parameter meteorology untuk menganalisis keterkaitan polutan dengan parameter meteorologi selama tahun Hasil menunjukkan bahwa konsentrasi rata-rata maksimum polutan NOx, CO, SO2, and PM10 terjadi pada musim pancaroba pada bulan Maret-Mei, hal ini diduga karena tingginya emisi pada musim peralihan, rendahnya kecepatan angin, tingginya kelembaban relatif (RH). Dan minimum konsentrasi ditemukan pada bulan Juli atau Agustus yang disebabkan oleh tingginya presipitasi atau degradasi fotokimia. Pola konsentrasi polutan selama 24 jam menunjukkan bahwa ke-lima polutan memiliki karakteristik masing-masing yang spesifik. Polutan PM10 memiliki peak pada siang hari, CO dan NOx menunjukan 2 peak yaitu pagi hari dan pukul malam hari, ozon memiliki hanya 1 peak pada siang hari dan SO2 memiliki peak pada sekitar pukul WIB pagi hari. Sementara untuk konsentrasi rata-rata polutan menunjukkan pola konsentrasi polutan NOx dan CO memiliki konsentrasi yang lebih tinggi pada musim peralihan (MAM), sedangkan polutan PM10, SO2 dan O3 memiliki konsentrasi tertinggi pada musim kering (JJA). Kata Kunci: Polusi udara, konsentrasi CO, NOx, SO 2, PM10, Ozon ABSTRCT Ambient air quality in Surabaya has monitored comprehensively to inform the public about air quality in the city of Surabaya. Monitoring the concentration of air pollutants CO, NO2, SO2, O3 and PM10 AQMS done using monitoring devices placed in an observation point in the city of Surabaya. Data pollutants are then analyzed to obtain a pattern of behavior of pollutants temporal being studied by a group of seasonal, rainy season, transitional season and the dry season, but it also made the correlation between the pollutants with parameter meteorology to analyze the relationship pollutants with meteorological parameters during the year the results showed that the average concentration of maximum pollutant NOx, CO, SO2, and PM10 occurs in the transition season in the months of March to May, it is suspected because of the high emissions in transitional seasons, low wind speed, high relative humidity (RH). And the minimum concentration was found in July or August due to higher precipitation or photochemical degradation. The pattern of pollutant concentrations for 24 hours showed that all five pollutants has the characteristics of each specific. Pollutants PM10 has a peak at noon, CO 174

2 175 Dessy Gusnita. Karaterustik Temporal and NOx showed two peaks, namely the mornings and evenings at 20:00, ozone has only one peak at noon and SO2 have a peak at about pm morning. As for the average concentration of pollutants shows the pattern of concentration of pollutants NOx and CO have a higher concentration in the transitional seasons (MAM), while the pollutants PM10, SO2 and O3 has the highest concentration in the dry season (JJA). Keywords: air pollution, the concentration of CO, NOx, SO2, PM10, Ozone PENDAHULUAN Polusi udara terjadi bersamaan dengan peningkatan aktivitas manusia,dan hal ini telah menyita perhatian dunia selama beberapa dekade belakangan ini [1]. Dampak pencemaran udara memberikan efek negatif bagi kesehatan manusia dengan terjadinya berbagai jenis penyakit antara lain lain asma, cardio vascular dan paru-paru [2]. Kejadian hujan asam yang disebabkan tingginya konsentrasi SO2 dan NO2 juga membawa dampak yang serius terhadap ekosistem ph air menjadi asam, tanah menjadi asam [3]. Karena begitu banyaknya dampak yang ditimbulkan oleh polusi udara, maka penelitian karakteristik polutan udara ambien masih sangat dibutuhkan untuk melaksanakan pengukuran yang efektif dalam memitigasi pencemaran udara khususnya di wilayah perkotaan. Surabaya sebagai kota terbesar kedua di Indonesia tentunya telah cukup lama mengalami pencemaran udara yang cukup serius baik yang bersumber dari industri, transportasi serta domestik [4].Dengan perkembangan kota Surabaya yang semakin pesat serta pertambahan populasi yang tinggi tentunya memberi pengaruh besar terhadap kualitas udara di wilayah ini. Sejauh ini pemerintah kota Surabaya cukup memberikan perhatian serius untuk mengurangi polutan udara di kota Surabaya dengan cara melakukan monitoring secara komprehensif terhadap lima parameter pencemar udara yaitu NOx, SO2, PM10, CO dan ozon. Ke-lima pencemar udara tersebut telah dipantau dengan menggunakan alat pemantau kualitas udara AQMS (Air Quality Monitoring System) yang tersebar di beberapa wilayah pemantauan di kota Surabaya[5]. Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengkaji pola/perilaku polutan udara di kota Surabaya selama tahun 2010 yang terdiri dari NOx, SO2, PM10, CO dan ozon ser-ta beberapa parameter meteorologi yang terkait antara lain arah dan kecepatan angin serta kelembaban relatif yang berpengaruh terhadap konsentrasi polutan di Surabaya.Dari kajian tersebut diharapkan dapat memberi masukan kepada pemerintah kota Surabaya agar melakukan program mitigasi pencemar udara dengan lebih efisien dan intensif. METODE PENELITIAN Pada makalah ini penulis menggunakan data sekunder yang bersumber dari BPLH Kota Surabaya selama periode bulan Januari hingga bulan Desember tahun 2010, yang terdiri dari data konsentrasi polutan udara ambien karbonmonoksida (CO), Nitrogen oksida (NOx), Sulfur dioksida (SO2), Ozon (O3) dan debu (PM10). Data-data yang digunakan terdiri dari data konsentrasi

3 JURNAL KIMIA DAN PENDI DIKAN KIMIA (JKPK), Vol. 1, No. 3, Bulan Desember 2016., hal polutan udara dari 5 parameter polutan disertai data meteorologi yaitu arah dan kecepatan angin serta data kelembaban relatif (RH). Data-data polutan tersebut selanjutnya diolah menggunakan program Excel, sedangkan pengolahan data meteorologi (arah dan kecepatan angin) menggunakan software Wind Rose. Tabel 1 berikut ini menunjukkan metode/ system kerja yang mendasari pengukuran polutan udara menggunakan instrumen AQMS. Tabel 1. Alat pemantau kualitas udara AQMS (Air Quality Monitoring System) [6] Pollutant Metode NOx, NO2Chemiluminescence SO2 Pulse fluorescence (UV) CO Non-dispersiveIR photometry Ozone (O3) UV photometry PM10 Beta Gauge HASIL DAN PEMBAHASAN a. Variasi Konsentrasi polutan udara ambien 24 Jam di kota Surabaya Analisis data konsentrasi polutan ambien di kota Surabaya dilakukan secara temporal dengan mengelompokkan data polutan menjadi 3 musim yaitu musim hujan, musim musim peralihan dan musim kering. Pengelompokkan ini dimaksudkan untuk menganalisa pola polutan selama 24 jam maupun pola konsentrasi rata-rata harian polutan selama ketiga musim tersebut. Gambar 3.1menyajikan hasil analisa lima parameter pencemar udara di kota Surabaya selama periode bulan Januari hingga Desember tahun Gambar 1 Pola Konsentrasi udara ambien selama 24 jam di kota Surabaya untuk musim kering musim peralihan dan musim hujan tahun 2010 Dari Gambar 1 dapat dipelajari pola perilaku yang spesifik dan unik polutan NOx, CO, SO2, and PM10 dan ozon selama 24 jam. Kondisi kualitas udara ambien selama 24 jam utamanya dipengaruhi oleh emisi diurnal dan temperatur atau radiasi sinar matahari. Di kota Surabaya variasi harian dari emisi umumnya dihasilkan oleh emisi dari kendaraan bermotor. Untuk polutan CO dan NOx terdapat 2 puncak kepadatan kendaraan selama terjadinya kepadatan arus lalu lintas yaitu: puncak di pagi hari (pukul WIB WIB) dan puncak/peak kedua saat sore hari saat selesai bekerja (pukul WIB). Selama musim kemarau (Juni-Juli-Agustus) konsentrasi polutan yang tertinggi adalah PM10 dan SO2. Sementara konsentrasi PM10/debu yang tinggi pada musim kemarau disebabkan karena rendahnya curah hujan yang terjadi pada musim kering, sehingga konsentrasi debu semakin meningkat.selain itu rendahnya curah hujan mengurangi proses washing out polutan yang ada di atmosfer. Ka-

4 177 Dessy Gusnita. Karaterustik Temporal rakteristik polutan PM10 memiliki 1 puncak/ peak yang spesifik pada jam WIB pagi hingga siang hari. Sedangkan menurut Wang di wilayah China umumnya peak polutan PM10 terjadi kira-kira jam WIB[1]. Berdasarkan arah angin (dari Gambar 3.3) diketahui umumnya pada musim kemarau angin bertiup dari Timur kota Surabaya yang merupakan wilayah industri. Polutan udara yang menunjukkan konsentrasi tertinggi saat musim peralihan adalah ozon, NOx dan CO. Tingginya konsentrasi ozon saat musim peralihan berkaitan dengan aktivitas matahari yang merupakan sumber pembentukan polutan ozon di udara ambien. Dan biasanya pembentukan ozon ini dipicu oleh konsentrasi polutan CO dan NOx di udara.ozon terbentuk pada atmosfer rendah (groundlecvel) oleh serangkain reaksi kimia kompleks termasuk dipicu oleh adanya volatile organic compounds (VOC) dan NOx dengan kehadiran sinar matahari. Karena itu pembentukan ozon dipacu oleh sinar matahari dan adanya emisi yang menghasilkan VOC dan NOx (misalnya dari kendaraan bermotor) [6]. Hanya terdapat 1 peakpolutan ozon yang terjadi pada jam WIB dimana hal ini terkait dengan tingginya aktivitas matahari. Sedangkan polutan NOx memiliki 2 peak/puncakyang umumnya terjadi pada jam hingga WIB pagi hari dan saat malam hari dari jam WIB. Begitu pula pola polutan CO memiliki karakteristikkhusus yaitu memiliki 2 peak saat pagi hari yaitu jam , dan jam WIBdi malam hari. b. Rata-rata harian polutan udara ambien di Kota Surabaya Variasi musiman konsentrasi polutan pada setiap menunjukkan variasi musiman berbeda dan disajikan pada Gambar.2 berikut ini. Gambar 2 Tren Konsentrasi Rata Ratapolutan Harian Di Kota Surabaya Selama Musim Hujan Dan Musim Kering 2010 Untuk melihat variasi musiman, selama bulan Januari-Desember tahun 2010 data dibagi menjadikelompok 3 musim yaitu musim hujan bulandesember-januari-februari, musim peralihanbulan Maret-April-Mei dan musim kering bulan Juni-Juli-Agustus. Sebagaimana disajikan pada Gambar 2 akibat pengaruh emisi, kecepatan angin serta kelembaban relatif, konsentrasi ratarata polusi udara di Surabaya tertinggi pada musim peralihan adalah NOx, CO dan Ozon, sedangkan untuk polutan SO2 dan PM10 memiliki konsentrasi tertinggi pada musim kering.

5 JURNAL KIMIA DAN PENDI DIKAN KIMIA (JKPK), Vol. 1, No. 3, Bulan Desember 2016., hal NORTH NORTH NORTH 25% 40% 35% 20% 32% 28% 15% 24% 21% 10% 16% 14% 5% 8% 7% WEST EAST WEST EAST WEST EAST WIND SPEED (m/s) WIND SPEED (m/s) WIND SPEED (m/s) >= 11.1 >= 11.1 >= SOUTH Calms: 29.17% SOUTH Calms: 0.00% SOUTH Calms: 4.17% a. Musim Hujan b. Musim Peralihan c. Musim kering Gambar 3 Arah Kecepatan Angin Kota Surabaya Pada Musim Hujan Peralihan, dan Kering 2010 Data arah angin pada gambar 3 menunjukkan bahwa pada musim hujan angin bertiup dari Barat menuju ke Timur kota Surabaya. Sedangkan pada musim kering angin dominan bertiup dari Timur menuju ke (a) CO dan RH (b) NOx dan RH (c) PM10 dan RH Barat. Saat musim kering terjadi peningkatan konsentrasi polutan musiman ozon, SO2 dan PM10, hal ini diduga berasal dari kawasan industri yang berada di Timur kota (d) SO2 dan RH (e) ozon dan RH. Gambar 4. Korelasi polutan udara ambien dengan Kelembaban relative (RH) di Surabaya tahun 2010 Surabaya yang membawa polutan ke kota tersebut. Kecepatan angin pada musim kering umumnya lemah dengan kecepatan 0,5 m/detik-2,1 m/detik sehingga polutan udara khususnya PM10, ozon dan SO2 terakumulasi di udara ambien, sehingga hal ini meningkatkan polutan tersebut pada musim kering[7]. Sedangkan saat musim peralihan kecepatan angin cukup kuat mencapai 11 m/detik, hal ini tentunya sangat berpengaruh terhadap kenaikan konsentrasi polutan. Disamping itu tingginya konsentrasi beberapa polutan yaitu NOx, CO juga dipengaruhi oleh kelembaban relatif (RH) yang mencapai nilai 85% pada musim peralihan. Gambar 5 menyajikan korelasi Antara RH (%) dengan konsentrasi polutanpolutan di udara ambien. Gambar 2 menunjukkan rendahnya konsentrasi CO dipengaruhi low washout, sehingga reaksinya dengan OH akan menurunkan jumlah CO di udara saat musim kemarau[8]. Gambar 5. menyajikan korelasi Antara RH (%) dengan konsentrasi polutanpolutan di udara ambien Hasil korelasi menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang kuat antara RH

6 179 Dessy Gusnita. Karaterustik Temporal dengan konsentrasi polutan. Hubungan RH dengan polutan udara ambien di Surabaya menunjukkan hubungan yang positif, kecuali ozon. Atau dengan kata lain jika RH meningkat maka konsentrasi polutan udara juga meningkat, kecuali untuk polutan ozon. Hal ini disebabkan karena tingginya RH dapat membantu reaksi pembentukan partikel sekunder di atmosfer [9,10]. Karena kecepatan angin yang cukup kuat saat musim peralihan, disertai dengan tingginya RH, sehingga kedua faktor tersebut semakin meningkatkan konsentrasi polutan (CO,NOx, SO2 dan PM10) di kota Surabaya dengan sumber utama polutannnya berasal dari transportasi dan kegiatan industri. KESIMPULAN Berdasarkan analisis data musiman polutan udara ambien di kota Surabaya, maka disimpulkan bahwa konsentrasi maksimum polutan NOx, CO, terjadi pada musim pancaroba bulan Maret-April-Mei, dan konsentrasi maksimumozon, SO2dan PM10 terjadi pada musim kering (Juni-Juli- Agustus). Berdasarkan kajian tersebut diharapkan pemerintah setempat dapat melakukan antisipasi untuk mencegah dampak yang ditimbulkan oleh peningkatan polutan pada bulan-bulan tersebut. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada BPLH kota Surabaya khususnya kepada Mas Dwi yang telah mensupport data yang kami butuhkan. DAFTAR RUJUKAN [1] An, J.L., Wang, Y.S., Li, X. and Sun, Y, 2008, Characteristics of Atmospheric O3 and NOx Concentrations in the Urban Area, Ecol. Environ. 17, 1420 [2] Atkinson, R. (2000). Atmospheric Chemistry of Vocs and NOx. Atmos. Environ. 34, [3] Chan, C.K. and Yao, X. 2008, Air Pollution in Mega Cities in China. Atmos. Environ. 42, [4] Profil kota Surabaya, 2012, sarana Transportasi. [5] Surabaya Dalam Angka, 2011, Sektor Industri. [6] Célia Alves, Mário Tomé Assessment of Air Quality in Viana do castelo, portugal, 2007, in the scope of the polis Programme Quim. Nova, 7, 1555 [7] Tiwari, S., Pandithurai, G., Attri, S.D., Srivastava, A.K., Soni, V.K., Bisht, D.S., Kumar, V.A. and Srivastava, M.K, 2015, Aerosol Optical Properties and Their Relationship with Meteorological Parameters during Wintertime in Delhi, India. Atmos. Res. 153, [8] StockwellW and Calvert, J.G, 1983, The Mechanisme HO-SO2 reaction, Atmos. Environ, 17, [9] Cheng, S.Y., Lang, J.L., Zhou, Y., Han, L.H., Wang, G. and Chen, D.S, 2013, A New Monitoring Simulation- Source Apportionment Approach for Investigating the Vehicular Emission Contribution to the PM2.5 Pollution in Beijing, China. Atmos. Environ. 79, [10] Abhishek Gaur, S. N. Tripathi, V. P. Kanawade, Vinod Tare & S. P. Shukla, 2014, Four-year measurements of trace gases (SO2, NOx, CO, and O3) at an urban location, Kanpur, in Northern India, Atmos. Chem, 71,