PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE (Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan)

Transkripsi

1 PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE (Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan) TUGAS AKHIR Oleh EVA TIORILLYS MASHALY Pembimbing I Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S Pembimbing II Isra Suryati, S.T, M.Si PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017

2 PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE (Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan) TUGAS AKHIR Oleh EVA TIORILLYS MASHALY Pembimbing I Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S Pembimbing II Isra Suryati, S.T, M.Si TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017

3 Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul: PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE (Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan) Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik. Tugas akhir ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini dibuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, 4 April 2017 EVA TIORILLYS MASHALY NIM

4 HALAMAN PENGESAHAN Tugas akhir dengan judul: PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE (Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan) Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik. Tugas Akhir ini telah diujikan pada Sidang Tugas Akhir pada 4 April 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat/sah sebagai Tugas Akhir pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik. Dosen Pembimbing I Medan, 2017 Dosen Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS Isra Suryati, S.T., M.Si NIP NIP Dosen Penguji I Dosen Penguji II Ir. Netti Herlina, M.T Ir. Lies Setyowati, M.T NIP NIP Mengetahui Ketua Program Studi/Pelaksana Menyetujui Koordinator Tugas Akhir Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si Isra Suryati, S.T., M.Si NIP NIP

5 KATA PENGANTAR Puji syukur Penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya kepada kita semua sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan Delhi Finite Line Source (Studi Kasus : Jalan MT. Haryono, Medan). Penulis mengucapkan terimakasih banyak kepada berbagai pihak yang telah memberikan banyak ilmu dan dukungan dalam menyelesaikan Tugas akhir ini: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S dan Ibu Isra Suryati, S.T., M.Si selaku dosen pembimbing I dan II yang telah bersedia memberikan waktu, pikiran, dan tenaga untuk membimbing, memberi arahan, dan saran-saran yang berguna mulai dari awal hingga akhir penyelesaian Tugas Akhir ini; 2. Ibu Ir. Netti Herlina, M.T dan Ibu Ir. Lies Setyowati, M.T selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini; 3. Ibu Gesti dan Kak Yani selaku staf TU di Teknik Lingkungan USU yang telah banyak membantu dalam urusan surat-menyurat untuk keperluan Tugas Akhir ini; 4. Pihak Badan Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kota Medan dan pak Yusuf selaku operator BTKLPP yang telah membantu Penulis saat sampling; 5. Semua sektor pemerintahan terkait yang membantu dalam memberikan data-data sekunder maupun primer; 6. Ria Annisa D, Nidya Yuliani Putri, Nur Afifah Ritonga, Addurrun Nafisa Luhty Hsb, Nurul Mawaddah, Gia Karina Putri, dan Ulfah Erridha sebagai partner yang telah membantu Penulis saat sampling di lapangan. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu kritik, saran, dan masukan dari semua pihak sangat diharapkan agar di masa yang akan datang Tugas Akhir ini lebih sempurna. Akhirul qalam penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangan yang berarti dan bermanfaat bagi kita semua. Medan, 4 April 2017 Penulis i

6 ABSTRAK Salah satu sektor yang mempengaruhi kualitas udara ambien di perkotaan adalah sektor transportasi. Peningkatan jumlah kendaraan di Kota Medan ± 15 %/tahun menimbulkan dampak penurunan kualitas udara ambien. Penelitian ini bertujuan untuk memperkirakan konsentrasi CO yang dihasilkan dari kegiatan transportasi menggunakan Model Delhi Finite Line Source (DFLS), membandingkan data konsentrasi CO menggunakan model DFLS dengan data sampling konsentrasi CO, dan mengetahui kesesuaian penerapan model DFLS di Jalan MT. Haryono Kota Medan. Sepanjang Jalan MT. Haryono ditentukan menjadi 2 (dua) titik yaitu titik 1 di Simpang Cirebon dan titik 2 di Simpang Thamrin. Penelitian dilakukan tanggal 7-9 Desember 2016 (Rabu, Kamis, dan Jumat) pada jam puncak pagi dan siang. Berdasarkan hasil pengamatan, total jumlah kendaraan maksimal di Jalan MT. Haryono yaitu pada hari Jumat sebesar kendaraan. Menurut pemodelan DFLS, konsentrasi CO hitung maksimal yaitu pada titik 1 sebesar µg/m 3 saat hari Jumat pagi dan pada titik 2 sebesar µg/m 3 saat hari Jumat pagi. Sedangkan, konsentrasi CO terukur maksimal yaitu pada titik 1 sebesar µg/m 3 saat hari Rabu siang dan pada titik 2 sebesar µg/m 3 saat hari Kamis siang. Konsentrasi CO terukur masih berada di bawah baku mutu udara ambien. Penerapan model DFLS tidak sesuai diterapkan di Jalan MT. Haryono dengan perhitungan uji validasi Index of Agreement (IOA) yang didapatkan dengan nilai d = 0,223. Hal ini disebabkan karena kondisi topografi lokal, barrier alam, asumsi pemodelan mengabaikan pengaruh dari sumber emisi lain, dan kemacetan. Kata Kunci : CO, DFLS, kendaraan bermotor, kota medan. ii

7 ABSTRACT One of the sectors that affect ambient air quality in urban area is transportation sector. An increasing number of vehicles in Medan City ± 15 %/year impact of derivation ambient air quality. This study aims to estimate CO concentration resulting from transportation activities using Delhi Finite Line Source (DFLS) model, comparing CO prediction using a DFLS model with CO observation in the field, and determine the suitability of the DFLS model application on the MT. Haryono street in Medan city. Along MT. Haryono street divided into two points is Point 1 at Cirebon Intersection and Point 2 at Thamrin Intersection. The research was conducted on 7 9 December 2016 (Wednesday, Thursday, and Friday) at peak hours in the morning and noon. Based on research results, the total maximum volume of vehicle on MT. Haryono street is on Friday amount vehicle. According to the DFLS calculations, the maximum of CO prediction is at Point 1 amount µg/m 3 in Friday morning and at Point 2 amount µg/m 3 in Friday morning. Meanwhile, the maximum of CO observation is at Point 1 amount µg/m 3 in Wednesday noon and at Point 2 amount µg/m 3 in Thursday noon. CO observation is still below the ambient air quality standard. The application of model is not suitable to be applied on MT. Haryono street with the calculation of Index of Agreement (IOA) validation test obtained value of d = 0,223. This is because of local topography, natural barrier, modelling assumption ignores the effect of other emission sources, and traffic jam. Keywords : CO, DFLS, motor vehicle, medan city. iii

8 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK ii ABSTRACT iii DAFTAR ISI iv DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR TABEL vii DAFTAR PERSAMAAN viii DAFTAR LAMPIRAN ix BAB I PENDAHULUAN I Latar Belakang I Rumusan Masalah I Tujuan Penelitian I Ruang Lingkup I Manfaat Penelitian I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II Gambaran Umum Lokasi Penelitian II Pencemaran Udara II Sumber Pencemaran Udara II Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pencemaran Udara II Karakteristik Emisi II Kondisi Meteorologi II Karakteristik Daerah Penerima (Reseptor) II Pencemaran Akibat Sektor Transportasi II Karbon Monoksida (CO) II Faktor Emisi Kendaraan Bermotor II Model Matematis dalam Prakiraan Pencemaran Udara II Pemodelan Delhi Finite Line Source (DFLS) II Validasi Model II-18 BAB III METODOLOGI PENELITIAN III Metode Penelitian III-1 iv

9 3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian III Lokasi Penelitian III Waktu Penelitian III Variabel Penelitian III Teknik Pengumpulan Data III Data Primer III Data Sekunder III Teknik Pengolahan Data III-9 BAB IV Hasil dan Pembahasan IV Jumlah dan Jenis Kendaraan Bermotor di Jalan MT. Haryono IV Jumlah Kendaraan Berdasarkan Jenis Kendaraan dan Titik Lokasi Pengamatan IV Jumlah Kendaraan Berdasarkan Waktu Pengamatan IV Laju Emisi CO IV Faktor Meteorologi IV Konsentrasi CO Terukur di Sekitar Jalan MT. Haryono IV Konsentrasi CO Hitung dengan Pemodelan DFLS IV Uji Validasi dengan Index of Agreement (IOA) IV Perbandingan Konsentrasi CO Terukur dan Konsentrasi CO Hitung IV-16 BAB V Kesimpulan dan Saran V Kesimpulan V Saran V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BIOGRAFI PENULIS v

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Trilogi Sumber, Pengangkutan dan Reseptor Gambar 2.2 Sketsa Arah Angin Gambar 3.1 Diagram Alir Gambar 3.2 Peta Lokasi Penelitian Gambar 3.3 Skema NDIR-CO Analyzer Gambar 3.4 Alat Portable CO Monitor Gambar 4.1a Jumlah Kendaraan pada hari Rabu di Jalan MT. Haryono Gambar 4.1b Jumlah Kendaraan pada hari Kamis di Jalan MT. Haryono Gambar 4.1c Jumlah Kendaraan pada hari Jumat di Jalan MT. Haryono Gambar 4.2 Jumlah Kendaraan Berdasarkan Waktu Gambar 4.3 Konsentrasi CO Terukur di Jalan MT. Haryono (Desember 2016) Gambar 4.4 Konsentrasi CO Terukur vs Konsentrasi CO Hitung di Jalan MT. Haryono (Desember 2016) II-5 II-16 III-2 III-3 III-6 III-7 IV-1 IV-2 IV-2 IV-4 IV-10 IV-16 vi

11 Tabel 2.1 Tabel 2.2 DAFTAR TABEL Jumlah Penduduk dan Pertumbuhan Penduduk Kota Medan Tahun II-1 Panjang Jalan Kota Medan Berdasarkan Status, Jenis Permukaan, dan Kondisi Jalan Tabel 2.3 Komposisi Udara Bersih dan Kering II-3 Tabel 2.4 Kelas Stabilitas Atmosfer Pasquill-Gifford II-8 Tabel 2.5 Kualitas Udara Roadside di Kota Medan Tahun 2014 dan 2015 II-9 Tabel 2.6 Faktor Emisi Indonesia II-11 Tabel 2.7 Kelas Stabilitas dalam Bilangan Richardson II-17 Tabel 2.8 Nilai Parameter dalam Persamaan Model DFLS II-18 Tabel 3.1 Pemilihan Waktu Pengambilan Sampel III-5 Tabel 4.1 Data Jumlah Kendaraan dan Faktor Emisi di Jalan MT. Haryono IV-5 Tabel 4.2 Laju Emisi CO di Jalan MT. Haryono IV-6 Tabel 4.3 Persentase Sumbangan Emisi dari Kendaraan di Jalan MT. Haryono IV-7 Tabel 4.4 Data Meteorologi di Jalan MT. Haryono IV-8 Tabel 4.5 Kelas Stabilitas Atmosfer pada Setiap Titik di Jalan MT. Haryono IV-9 Tabel 4.6 Konsentrasi CO Hitung di Jalan MT. Haryono IV-13 Tabel 4.7 Data untuk Uji Validasi dengan IOA IV-14 II-2 vii

12 DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1 Persamaan Model Dispersi Gauss Point Source II-13 Persamaan 2.2 Persamaan Model GFLS II-14 Persamaan 2.3 Persamaan Model DFLS II-14 Persamaan 2.4 Rumus Menghitung Laju Emisi dari Kendaraan II-15 Persamaan 2.5 Rumus Menghitung Kecepatan Angin Efektif (ūe) II-15 Persamaan 2.6 Rumus Menghitung Koefisien Dispersi Vertikal (σz) II-16 Persamaan 2.7a Persamaan Sin θ untuk Kondisi Tidak Stabil dan Netral II-16 Persamaan 2.7b Persamaan Sin θ untuk Kondisi Stabil II-16 Persamaan 2.8 Rumus Menghitung Ketinggian Efektif Sumber (ho) II-17 Persamaan 2.9 Persamaan Index of Agreement (IOA) II-19 Persamaan 3.1 Rumus Konversi Satuan ppm menjadi Satuan µg/m 3 III-8 viii

13 Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Lampiran V Lampiran VI DAFTAR LAMPIRAN SNI Udara Ambien Bagian 9 : Penentuan Lokasi Pengambilan Contoh Uji Pemantauan Kualitas Udara Roadside Diagram Alir Pengolahan Data (Model DFLS) Rincian Perhitungan Laju Emisi di Jalan MT. Haryono Data Intensitas Radiasi Matahari dari Stasiun Klimatologi Sampali Hasil Uji Laboratorium BTKLPP di Lokasi Penelitian Diagram windrose Lampiran VII Data Arah dan Kecepatan Angin Tahun Lampiran VIII Dokumentasi Penelitian Lampiran IX Lampiran X Lampiran XI Surat Rekomendasi Penelitian dari Balitbang Kota Medan Hasil Traffic Counting di Jalan MT. Haryono Lembar Kegiatan Asistensi Tugas Akhir ix