2. DESKRIPSI DATA PENELITIAN

Transkripsi

1 . DESKRIPSI DATA PENELITIAN.. Pencemar Udara PM dan Ozon Udara sebagai komponen lingkungan yang penting dalam kehidupan perlu dipelihara dan ditingkatkan kualitasnya agar dapat memberikan daya dukung bagi mahkluk hidup untuk hidup secara optimal. Perubahan lingkungan udara pada umumnya disebabkan oleh pencemar udara. Definisi pencemaran udara menurut Peraturan Pemerintah No tahun 999, adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara turun hingga ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Sumber pencemaran udara berasal dari kejadian alami dan kegiatan manusia (antropogenik). Sumber pencemaran yang berasal dari alam antara lain kebakaran hutan, letusan gunung berapi, debu, dekomposisi biotik dan lain-lain. Sedangkan sumber pencemaran udara akibat aktivitas manusia secara kuantitatif sering lebih besar, antara lain berasal dari kegiatan transportasi, industri, pemukiman, dan pengelolaan limbah sampah (Soedomo, ) Kegiatan transportasi memberikan kontribusi sekitar 7% terhadap pencemaran udara di kota-kota besar. Faktor yang mempengaruhi tingginya pencemar udara dari kendaraan bermotor adalah pesatnya pertambahan jumlah kendaraan bermotor, rendahnya kualitas bahan bakar minyak (BBM) dan masih digunakannya jenis BBM mengandung Pb, penggunaan teknologi lama (sistem pembakaran) pada sebagian besar kendaraan bermotor di Indonesia, rendahnya budaya perawatan kendaraan bermotor secara teratur, dan buruknya manajemen transportasi. Sektor industri merupakan penyumbang pencemaran udara terbesar berikutnya setelah kendaraan bermotor, melalui penggunaan bahan bakar fosil untuk pembangkit tenaga (KLH, ). Pada umumnya bahan pencemar udara yang terdapat di daerah perkotaan adalah: SO, NO x, O, CO, HC, debu, dan Pb, serta bahan-bahan pencemar organik lainnya (SARPEDAL KLH, a). Sepanjang tahun pencemar udara yang paling dominan dengan konsentrasi maksimum pada jam-jam tertentu melebihi baku mutu udara ambien di kota Surabaya adalah PM diikuti O, SO, dan CO ( Din LH, ; Chamida, ).

2 Faktor meteorologis mempunyai peran yang sangat utama dalam menentukan kualitas udara di suatu daerah. Dalam sistem pencemaran udara, intensitas emisi dari sumber pencemar akan masuk ke dalam atmosfer sebagai medium penerima. Sedangkan atmosfer merupakan suatu medium yang sangat dinamik dan mempunyai kemampuan dalam menyebarkan, mengencerkan, dan mendifusikan pencemar udara. Kemampuan atmosfer tersebut ditentukan oleh berbagai faktor meteorologi, seperti kecepatan angin, arah angin, kelembaban udara, suhu udara, dan tekanan udara (Soedomo, ) Partikulat debu dalam bentuk tersuspensi merupakan campuran yang sangat rumit dari berbagai senyawa organik dan anorganik yang tersebar di udara dengan diameter yang sangat kecil, mulai kurang dari mikron sampai dengan maksimal 5 mikron. Partikulat debu berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayang-layang di udara. Karena komposisi partikulat debu udara yang rumit, dan pentingnya ukuran partikulat dalam menentukan dampaknya terhadap kesehatan, maka banyak istilah yang digunakan untuk menyatakan partikulat debu di udara. Beberapa istilah yang digunakan mengacu pada metode pengambilan contoh udara antara lain SPM (Suspended Particulate Matter), TSP (Total Suspended Particulate), dan balack smake. Istilah lainnya mengacu pada tempat di saluran pernafasan dimana partikulat debu dapat mengendap, seperti inhalable/thoracic particulate yang mengedap di bawah pangkal tenggorokan. Istilah lainnya yang juga digunakan adalah PM (partikulat debu dengan ukuran diameter aerodinamik < mikron), yang mengacu pada unsur fisiologi maupun metode pengambilan contoh. Pengaruh partikulat debu yang berada di udara terhadap kualitas lingkungan sangat tergantung kepada ukurannya. Ukuran partikulat debu yang membahayakan kesehatan umumnya berkisar antara. mikron sampai dengan mikron. Pada umumnya partikulat debu yang berukuran sekitar 5 mikron dapat langsung masuk kedalam paru-paru dan mengendap di alveoli. Sedangkan partikulat yang lebih besar dari 5 mikron dapat mengganggu saluran pernafasan bagian atas dan menyebabkan iritasi. Selain itu partikulat debu yang melayang dan berterbangan dibawa angin akan menyebabkan iritasi pada mata dan dapat menghalangi daya tembus pandang mata. Berdasarkan PP tahun 999 baku

3 9 mutu konsentrasi PM yang masih diijinkan adalah tidak lebih dari 5 µg/m untuk waktu pengukuran jam (SARPEDAL KLH, b). Lapisan troposfer mengandung Ozon atau O kira-kira hanya % dari seluruh kandungan Ozon yang ada di atmosfer. Ozon adalah komponen atmosfer yang diproduksi oleh proses fotokimia, yaitu suatu proses kimia yang membutuhkan sinar matahari untuk mengoksidasi komponen-komponen yang tak segera dioksidasi oleh oksigen. Senyawa yang terbentuk merupakan bahan pencemar sekunder yang diproduksi dari interaksi antara bahan pencemar primer dengan sinar matahari. Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO. Polutan sekunder yang dihasilkan dari reaksi hidrokarbon dalam siklus ini adalah Ozon dan Peroksiasetilnitrat (PAN). Karena Ozon merupakan senyawa yang dominan dari oksidan fotokimia ini, yaitu mencakup kira-kira 9% volume, maka hasil pemantauan udara ambien dinyatakan sebagai kadar Ozon. (Soedomo, ) Ozon dapat ditemukan di setiap tempat dimana terdapat oksida nitrogen dan hidrokarbon yang berinteraksi di bawah radiasi sinar matahari. Ozon berbahaya bagi tumbuh-tumbuhan, karena dapat mengganggu proses fotosintesis. Sedangkan dampak terhadap manusia dapat menyebabkan iritasi mata dan gangguan pernafasan. Berdasarkan PP tahun 999 baku mutu konsentrasi ozon yang masih diijinkan adalah tidak lebih dari 5 µg/m untuk waktu pengukuran jam (SARPEDAL KLH, b)... Jaringan Pemantau Kualitas Udara Ambien di Kota Surabaya Sejak tahun 99 BAPEDAL Pusat/ Menteri Lingkungan Hidup membuat strategi pelaksanaan pengendalian pencemaran udara dengan Program Langit Biru. Untuk mengevaluasi pelaksanaan program ini, pemerintah Republik Indonesia bekerjasama dengan pemerintah Austria membangun Jaringan Pemantau Kualitas Udara Ambien Terpadu untuk kota metropolitan dan kota rawan kebakaran melalui proyek The Integrated Ambient Air Quality Monitoring for Metropolitan Area. Lokasi jaringan pemantau kualitas udara di Indonesia disajikan pada Lampiran. Tujuan utama dari jaringan pemantauan kualitas udara ambien adalah mengetahui besarnya kondisi kualitas udara melalui pengukuran konsentrasi zat pencemar udara yang terdiri dari CO, SO, O, NO, PM dan

4 kondisi meteorologis yang terdiri dari arah angin, kecepatan angin, suhu, kelembaban udara, dan global radiasi (SARPEDAL KLH, a). Untuk dapat memberikan kemudahan dan keseragaman informasi kualitas udara ambien kepada masyarakat di suatu lokasi pada waktu tertentu, serta sebagai bahan pertimbangan dalam melakukan upaya pengendalian pencemaran udara telah ditetapkan Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU) melalui Keputusan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 997. ISPU adalah angka yang tidak mempunyai satuan yang menggambarkan kondisi kualitas udara ambien di lokasi dan waktu tertentu didasarkan dampaknya pada kesehatan manusia, makhluk lainnya, dan nilai estetika (KLH, ) Kota Surabaya telah mengoperasikan jaringan pemantauan kualitas udara yang bekerja secara kontinu jam sehari sejak April. Peralatan dari jaringan pemantau ini terdiri dari beberapa komponen yaitu :. Lima stasiun pemantau kualitas udara permanen.. Lima tampilan data publik (Public Data Display). Peralatan RAQMC (Regional Air Quality Monitoring Center). Peralatan kalibrasi dan maintenance Peralatan sensor pada stasiun pemantau dan tampilan data publik disajikan pada Lampiran. Cara kerja peralatan jaringan pemantau kualitas udara ambien disajikan pada Lampiran. Pemilihan lokasi penempatan peralatan jaringan pemantau ditetapkan bersama oleh Tim BAPEDAL Pusat, Pemerintah Austria, dan Tim Pemkot Surabaya beserta Pemprov Jatim tanggal Maret 999. Lokasi harus berada pada daerah pemukiman agar data yang dihasilkan adalah data kualitas udara ambien dan bukan udara emisi dengan jarak minimum dari jalan raya meter sampai 5 meter. Lokasi penempatan 5 stasiun pemantau kualitas udara ambien kota Surabaya disajikan pada Gambar dengan perincian sebagai berikut :. Halaman taman prestasi (Jl. Ketabang Kali) disingkat dengan SUF-. Lokasi ini mewakili daerah pusat kota, pemukiman, perkantoran, dan perdagangan Surabaya Pusat.. Halaman kantor kelurahan Perak Timur (Jl. Selangor) disingkat dengan SUF-. Lokasi ini mewakili daerah pergudangan dan industri.

5 . Halaman bekas kantor pembantu walikota Surabaya Barat (Jl. Sukomanunggal) disingkat dengan SUF. Lokasi ini mewakili daerah pemukiman, dan daerah pinggir kota.. Halaman kecamatan Gayungan (Jl. Gayungan) disingkat dengan SUF-. Lokasi ini mewakili daerah pemukiman dekat jalan tol Surabaya-Gempol Surabaya Selatan. 5. Halaman Convention Hall (Jl. Arif Rahman Hakim) disingkat dengan. Lokasi ini mewakili pemukiman, kampus dan perkantoran Surabaya Timur. SUF- SUF SUF- SUF- Gambar. Peta kota Surabaya dan lokasi 5 stasiun pemantau Berdasarkan panduan mutu ISPU, sensor yang ada pada stasiun pemantau kualitas udara mampu menangkap pencemar udara dengan sensitifitas sampai sejauh radius 5 km, dengan mekanisme kerja berdasarkan arah angin yang menuju alat dengan spesifikasi kisaran arah angin antara o sampai o dengan kecepatan angin sampai dengan m/detik [SARPEDAL KLH, b]... Deskripsi Umum Kota Surabaya Kota Surabaya merupakan ibukota propinsi Jawa Timur yang terletak di koordinat 7-7 lintang selatan dan sampai 5 bujur timur dengan luas wilayah ±.7 km. Wilayah kota Surabaya merupakan dataran rendah dengan ketinggian antara - 5 meter di atas permukaan laut, sedangkan pada daerah pantai ketinggian berkisar antara meter di atas permukaan laut

6 bahkan sebagian lebih rendah dari permukaan laut. Sebagian besar wilayah kota Surabaya memiliki ketinggian tanah berkisar antara - meter yaitu 599. ha (.7%) yang menyebar di bagian timur, utara, selatan, dan pusat kota. Pada wilayah kota lainnya memiliki ketinggian berkisar antara - meter (.5%) dan di atas meter dari permukaan laut (.7%) yang terdapat pada bagian barat dan selatan kota Surabaya (Surabaya dalam Angka, ). Kota Surabaya beriklim tropis dengan suhu udara yang relatif konstan sepanjang tahun, yaitu dari 5 C pada malam hari sampai C pada siang hari. Kelembaban rata-rata antara 5 % sampai 5 %. Pola iklim di kota Surabaya dipengaruhi oleh angin muson sehingga setiap tahun terjadi dua musim, yaitu musim kemarau dan musim hujan. Pada umumnya musim kemarau berlangsung dari bulan April sampai Oktober, sedangkan musim hujan berlangsung dari bulan Desember sampai dengan Maret. Curah hujan maksimum biasanya terjadi pada bulan Januari dan minimum terjadi pada bulan Agustus. Pada tahun, arah angin terbanyak pada bulan Januari dan Pebruari adalah Barat, pada bulan Maret sampai Nopember berasal dari arah timur, dan bulan Desember dari arah barat (Surabaya dalam Angka, ). Jumlah penduduk kota Surabaya sekitar. juta pada malam hari, dan bertambah kira-kira ribu penduduk yang bekerja di Surabaya dari wilayah sekitar Surabaya di pagi hari. Jenis transportasi didominasi oleh kendaraan pribadi. Berdasarkan hasil penelitian GTZ-SUTP (), komposisi kendaraan di Surabaya adalah 5% kendaraan umum dan 5% kendaraan pribadi. Sedangkan hasil survey Dinas Perhubungan Surabaya terhadap volume kendaraan di persimpangan pada satu jam sibuk di bulan Mei dan Juni tahun menunjukkan bahwa volume kendaraan tertinggi terjadi di sekitar SUF- (Dinhub Surabaya, )... Metode Eksplorasi Data Data yang digunakan pada penelitian ini adalah konsentrasi pencemar udara yang terdiri dari PM dan Ozon per jam (µg/m ), dan faktor meteorologis yang terdiri dari suhu udara per jam ( C), kecepatan angin per jam (m/detik), arah angin per jam (derajat) pada 5 lokasi stasiun pemantau (SUF) selama satu tahun dari bulan Januari sampai Desember. Data arah angin dikelompokkan

7 dalam kategori (metode pengelompokkan disajikan pada Lampiran ). Sedangkan data curah hujan (mm) yang digunakan adalah data harian pada waktu yang sama di stasiun pemantau klimatologi kota Surabaya. Tahap awal dalam menentukan model aditif spatio-temporal adalah identifikasi model dengan menggunakan metode eksplorasi data. Dari metode ini akan diketahui tentang bentuk sebaran data, pola kecenderungan data terhadap waktu, keeratan hubungan antara pencemar udara dengan faktor meteorologis, dan pola kecenderungan spatial. Untuk mengetahui pola sebaran dan kesimetrikan data digunakan diagram kotak garis. Sedangkan untuk mengetahui pola kecenderungan data terhadap waktu digunakan plot antara rataan data faktor meteorologis atau pencemar udara per bulan dengan jam pada setiap SUF dari bulan Januari sampai Desember. Untuk mengidentifikasi model deret waktu digunakan plot autokorelasi (autocorrelation function selanjutnya disingkat ACF) dan plot autokorelasi parsial (partial autocorrelation function selanjutnya disingkat PACF). Fungsi ACF berguna untuk mengukur keeratan hubungan antara pasangan pengamatan pada waktu-(t) dengan pengamatan pada waktu-(t+k) dari proses stokastik yang sama dan hanya dipisahkan oleh selang waktu k. Sedangkan fungsi PACF berguna untuk mengukur keeratan hubungan antara pasangan pengamatan pada waktu-(t) dengan pengamatan pada waktu-(t+k) setelah hubungan linear dalam pengamatan pada waktu-(t+) sampai waktu-(t+k-) telah dihilangkan. Untuk mengukur tingkat keeratan hubungan antara pencemar udara dengan faktor meteorologis digunakan plot korelasi silang (cross correlation function dan disingkat ). Untuk mengidentifikasi pola hubungan spasial dari pencemar udara digunakan plot dan plot hubungan antara korelasi pencemar udara antar SUF dengan jarak antar SUF. Data mempunyai hubungan spasial bila pola hubungan antara korelasi dengan jarak bernilai negatif artinya dengan korelasi antar SUF semakin kecil bila jarak antar SUF semakin jauh..5. Hasil Eksplorasi Data Hasil eksplorasi terhadap data faktor meteorologis dan pencemar udara digunakan untuk penentuan model aditif spatio-temporal. Dari hasil eksplorasi dapat diketahui tentang pola kecenderungan faktor meteorologis dan pencemar

8 udara terhadap jam, model deret waktu pencemar udara, keeratan hubungan antara pencemar udara dengan faktor meteorologis, dan pola hubungan spasial..5.. Faktor Meteorologis Faktor meteorologis seperti arah dan kecepatan angin, suhu udara, dan curah hujan mempengaruhi kualitas udara dan penyebaran pencemar udara di suatu lokasi. Deskripsi faktor meteorologis di kota Surabaya sebagai berikut : a. Suhu Udara Perbedaan suhu udara pada berbagai daerah di bumi akan mengakibatkan perbedaan tekanan udara yang mempengaruhi pergerakan udara di dalam atmosfer. Plot antara rataan suhu udara per bulan dengan jam disajikan pada Gambar. Pola kecenderungan rataan suhu udara dengan jam pada semua SUF tampak mirip, dengan suhu udara terendah terjadi pada jam dan suhu udara tertinggi terjadi antara jam sampai jam. 7 SUF- 7 SUF- 7 SUF RATAAN SUHU PER BULAN 5 RATAAN SUHU PER BULAN 5 RATAAN SUHU PER BULAN 5 RATAAN SUHU PER BULAN 7 5 SUF- RATAAN SUHU PER BULAN 7 5 Gambar. Plot antara rataan suhu udara per bulan dengan jam di setiap SUF pada bulan Januari Desember Pada umumnya rataan suhu udara beragam antar bulan, dengan suhu udara tertinggi terjadi pada bulan Oktober dan Nopember. Perbedaan suhu udara tertinggi pada bulan Oktober dan Nopember dengan bulan lainnya pada SUF- sampai SUF- kurang lebih C, sedangkan pada kurang lebih C. BULAN 5 7 9

9 5 b. Kecepatan Angin Kecepatan angin berperan menentukan jarak dan waktu perpindahan pencemar udara dari sumber ke penerima. Di samping itu kecepatan angin akan menentukan derajat pengenceran pencemar udara searah dengan pergerakan angin. Plot rataan kecepatan angin per bulan selama jam disajikan pada Gambar 5. Pola kecenderungan antara kecepatan angin dan suhu udara terhadap jam tampak mirip. Kecepatan angin meningkat seiring dengan meningkatnya suhu udara. Setiap SUF mempunyai pola kecenderungan kecepatan angin dengan jam yang sama, yaitu kecepatan angin terendah dan konstan terjadi antara jam sampai jam 7, dan kecepatan angin tertinggi terjadi pada jam atau jam. RATAAN KEC. ANGIN PER BULAN SUF- RATAAN KEC. ANGIN PER BULAN SUF- RATAAN KEC. ANGIN PER BULAN SUF RATAAN KEC. ANGIN PER BULAN SUF- RATAAN KEC. ANGIN PER BULAN BULAN Gambar 5. Plot antara rataan kecepatan angin per bulan dengan jam di setiap SUF pada bulan Januari Desember Pada Gambar dan Gambar 5 terlihat bahwa pola kecenderungan kecepatan angin dan suhu udara terhadap jam tampak mirip. Besarnya kecepatan angin beragam antar SUF. Kecepatan angin pada SUF-, SUF-, SUF- lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan angin pada SUF dan. Pada SUF terdapat kelompok, yaitu kelompok rendah yang terjadi pada bulan Juli sampai Agustus dan kelompok tinggi yang terjadi pada bulan Januari sampai Juni. mempunyai rataan kecepatan angin tertinggi dibandingkan dengan keempat SUF-lainnya, hal ini disebabkan lokasinya berada dekat pantai Kenjeran.

10 c. Arah Angin Arah perjalanan pencemar udara dari sumber ke penerima ditentukan oleh arah angin. Plot antara modus arah angin per bulan dengan jam disajikan pada Gambar. Pola kecenderungan modus arah angin dengan jam pada setiap SUF beragam antar bulan. MARET PEBRUARI JANUARI JULI AGUSTUS SEPTEMBER JUNI MEI APRIL OKTOBER NOPEMBER DESEMBER SUF 5 Gambar. Plot antara modus arah angin per bulan dengan jam di setiap SUF pada Januari- Desember Pada bulan Januari dan Pebruari modus arah angin umumnya berada antara arah barat dengan utara. Arah angin pada bulan Maret beragam antar jam, yaitu antara jam sampai jam dan antara jam sampai jam berada antara arah selatan dengan barat, antara jam 9 sampai berada antara arah timur dengan tenggara, sedangkan antara jam sampai jam arah angin bervariasi antar SUF. Pada bulan April sampai Nopember, pola kecenderungan arah angin pada semua SUF tampak mirip, yaitu pada jam sampai jam 9 arah angin berada antara arah selatan dengan barat, dan pada jam sampai jam arah angin berada antara timur dan selatan. Arah angin pada bulan Desember mirip dengan

11 7 arah angin pada bulan Maret, yaitu antara jam sampai jam dan antara jam sampai jam berada antara arah selatan dengan barat laut, sedangkan antara jam 9 sampai arah angin bervariasi antar SUF. d. Curah Hujan Plot rataan curah hujan harian per bulan pada stasiun pemantau di kota Surabaya disajikan pada Gambar 7. Pola kecenderungan rataan curah hujan pada stasiun tampak mirip. Pada bulan Januari sampai Juni tampak curah hujan cenderung menurun, pada bulan Juni sampai Oktober tidak ada curah hujan, dan pada bulan Nopember sampai Desember curah hujan cenderung meningkat. Perbedaan rataan curah hujan di stasiun pemantau tidak besar. Pada umumnya musim kemarau berawal pada bulan Mei dan berlangsung sampai bulan Oktober. Peralihan antara musim kemarau dengan musim hujan terjadi pada bulan Nopember. Musim hujan terjadi pada bulan Desember sampai bulan Maret. Rataan Curah Hujan per Bulan Lokasi Variable Pe rak- Pe rak- Juanda 5 7 Bulan 9 Gambar 7. Plot rataan curah hujan harian per bulan di stasiun pemantau pada bulan Januari Desember.5.. Pencemar Udara PM Deskripsi tentang pola sebaran PM antar SUF dari bulan Januari sampai Desember dan identifikasi model deret waktu untuk PM sebagai berikut : a. Pola Sebaran Konsentrasi PM Diagram kotak-garis konsentrasi PM di lima stasiun pemantau (SUF) mulai bulan Januari sampai Desember disajikan pada Gambar. Pada umumnya pola sebaran data di setiap SUF tidak simetrik dengan banyak pencilan di nilai besar. Pada Gambar tampak lebar kotak kuartil antar SUF tidak sama,

12 hal ini menunjukkan keragaman data antar SUF tidak homogen. Oleh karena itu agar konsentrasi PM antar SUF mempunyai pola sebaran yang simetrik dengan ragam yang lebih homogen, maka dilakukan transformasi. Bulan = Bulan = Bulan = Bulan = Konsentrasi PM- Bulan = 5 Bulan = Bulan = 7 Bulan = Bulan = 9 Bulan = Bulan = Bulan = SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- Gambar. Diagram kotak garis konsentrasi PM di setiap SUF pada bulan Januari sampai Desember Bentuk transformasi data ditentukan dengan metode transformasi Box-Cox dan hasilnya disajikan pada Gambar 9. Nilai lamda sebesar. dekat dengan, sehingga bentuk transformasi yang tepat adalah ln (logaritma bilangan dasar e). Diagram kotak-garis konsentrasi PM yang telah ditransformasi ln disajikan pada Gambar. Pola sebaran pada data transformasi sudah simetrik dengan pencilan yang menyebar baik di nilai besar maupun nilai kecil. Keragaman antar SUF pada data transformasi juga sudah lebih homogen. Secara umum rataan konsentrasi PM pada SUF- SUF, dan lebih rendah dibandingkan rataan pada SUF-, dan SUF-. Hal ini wajar mengingat SUF- terletak di kawasan pergudangan pelabuhan Tanjung Perak, sedangkan SUF- terletak pada jalur penghubung antara kota Surabaya dengan kota Sidoarjo dan kota Malang, dimana aktifitas industri atau transportasi pada kedua SUF ini lebih tinggi dibandingkan pada SUF-, SUF dan.

13 9 Lower CL Upper CL Lam bda (using 95.% confidence ) Estim ate. Low er CL. Upper CL.9 StDev Rounded Value. Lim it - Lambda Gambar 9. Transformasi Box-Cox untuk PM Bulan = Bulan = Bulan = Bulan = Konsentrasi Ln(PM-) Bulan = 5 Bulan = Bulan = 7 Bulan = Bulan = 9 Bulan = Bulan = Bulan = SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- Gambar. Diagram kotak garis logaritma konsentrasi PM di setiap SUF pada bulan Januari sampai Desember b. Pola Kecenderungan Rataan konsentrasi PM per Bulan dengan Jam Pola sebaran rataan konsentrasi PM selama jam di lima SUF pada bulan Januari sampai Desember disajikan pada Gambar. Secara umum pola kecenderungan konsentrasi PM dengan jam pada setiap SUF tampak mirip, yaitu mempunyai puncak yang terdapat pada jam dan jam. Kedua waktu puncak tersebut terutama disebabkan oleh rutinitas transportasi yang berhubungan dengan waktu berangkat kerja dan pulang kerja. Rataan konsentrasi PM tertinggi beragam antar jam, pada pagi hari antara jam sampai jam, rataan tertinggi

14 terdapat pada SUF-, akan tetapi antara jam 5 sampai jam 9 di bulan Juni sampai Oktober, rataan tertinggi terdapat pada SUF-. JANUARI JULI MARET PEBRUARI SEPTEMBER AGUSTUS MEI APRIL NOPEMBER OKTOBER SUF 5 JUNI DESEMBER Gambar. Plot antara rataan konsentrasi PM per bulan dengan jam di setiap SUF pada Januari- Desember Rataan konsentrasi PM antar bulan beragam, pada bulan Januari, Pebruari, Maret, dan Desember relatif lebih rendah dibandingkan dengan rataan di bulan lainnya. Hal ini disebabkan oleh curah hujan yang tinggi pada bulan tersebut seperti dijelaskan pada subbab.5.. butir (d). Musim hujan menyebabkan partikel-partikel berukuran kecil mengalami proses penyisihan dari atmosfer melalui mekanisme deposisi basah dan kering sehingga konsentrasi PM pada musim hujan mengalami penurunan (Chamida, ). c. Plot Autokorelasi dan Plot Autokorelasi Parsial Plot ACF dan PACF untuk konsentrasi PM disajikan pada Gambar. Setiap SUF mempunyai plot ACF dan PACF yang mirip. Pada plot ACF tampak nilai ACF yang turun lambat pada lag,, dan kelipatan lainnya. Hal ini menunjukkan terdapat pengaruh musiman dengan panjang musiman jam.

15 Sedangkan pada plot PACF tampak nilai PACF yang nyata di lag, dan sekitar lag. Nilai PACF yang nyata di sekitar lag menunjukkan adanya pengaruh musiman. Dari plot ACF dan PACF ini diduga model deret waktu untuk konsentrasi PM pada setiap SUF adalah autoregresif lag-() atau disingkat AR() dengan musiman jam. A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F P A C F S U F A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F -5 P A C F S U F -5 Gambar. Plot ACF dan PACF dari rataan konsentrasi PM

16 .5.. Pencemar Udara Ozon Deskripsi tentang pola sebaran Ozon antar SUF dari bulan Januari sampai Desember dan identifikasi model deret waktu untuk Ozon sebagai berikut : a. Pola Sebaran Konsentrasi Ozon Diagram kotak-garis konsentrasi Ozon di lima stasiun pemantau (SUF) mulai bulan Januari sampai Desember disajikan pada Gambar. Pada umumnya pola sebaran konsentrasi Ozon di setiap SUF tidak simetrik dengan banyak pencilan di nilai besar. Lebar kotak kuartil antar SUF tidak sama, hal ini menunjukkan keragaman data antar SUF tidak homogen. Oleh karena itu agar konsentrasi Ozon antar SUF mempunyai pola sebaran yang simetrik dengan ragam yang lebih homogen, maka dilakukan transformasi. Bentuk transformasi data ditentukan dengan metode transformasi Box-Cox dan hasilnya disajikan pada Gambar. Nilai lamda sebesar. dekat dengan, sehingga bentuk transformasi yang tepat adalah ln. Diagram kotak-garis konsentrasi Ozon yang telah ditransformasi ln disajikan pada Gambar 5. Pola sebaran data transformasi sudah simetrik dengan pencilan yang menyebar baik di nilai besar maupun nilai kecil. Secara umum rataan konsentrasi Ozon pada dan SUF- lebih tinggi dibandingkan ketiga SUF lainnya. Sedangkan rataan konsentrasi Ozon pada SUF- paling rendah dibandingkan dengan SUF-lainnya. Bulan = Bulan = Bulan = Bulan = Konsentrasi Ozon Bulan = 5 Bulan = Bulan = 7 Bulan = Bulan = 9 Bulan = Bulan = Bulan = SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- Gambar. Diagram kotak garis konsentrasi Ozon di setiap SUF pada bulan Januari sampai Desember

17 Lower CL Upper CL Lam bda (using 95.% confidence ) Estim ate. Low er CL. Upper CL.5 Rounded Value. StDev Lim it - Lambda Gambar. Transformasi Box-Cox untuk Ozon Bulan = Bulan = Bulan = Bulan = Konsentrasi Ln(Ozon) Bulan = 5 Bulan = Bulan = 7 Bulan = Bulan = 9 Bulan = Bulan = Bulan = SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- SUF- SUF- SUF SUF- Gambar 5. Diagram kotak garis logaritma konsentrasi Ozon di setiap SUF pada bulan Januari sampai Desember b. Pola Kecenderungan Rataan Konsentrasi Ozon per Bulan dengan Jam Plot antara rataan konsentrasi Ozon per bulan dengan jam di setiap SUF pada bulan Januari sampai Desember disajikan pada Gambar. Secara umum pola kecenderungan rataan Ozon dengan jam di setiap SUF tampak mirip. Rataan konsentrasi Ozon bernilai rendah pada pagi hari antara jam sampai jam dan pada malam hari antara jam sampai jam. Rataan Ozon meningkat tajam antara jam 7 sampai jam dan mencapai nilai tertinggi antara jam sampai jam, kemudian menurun perlahan-lahan sampai jam. Hal ini disebabkan Ozon

18 terbentuk dari reaksi-reaksi yang melibatkan beberapa polutan primer (NO, CO, dan lain-lain) dengan bantuan sinar matahari, sehingga konsentrasi Ozon akan meningkat ketika suhu udara juga meningkat. Pada hampir setiap jam, mempunyai rataan Ozon yang tertinggi dibandingkan dengan rataan Ozon pada empat SUF lainnya. Sedangkan SUF- mempunyai ratan Ozon terendah, kecuali pada bulan Desember antara jam sampai 5 mempunyai rataan Ozon paling tinggi dibandingkan dengan rataan Ozon pada empat SUF lainnya. Pada bulan Januari sampai Juli rataan Ozon lebih rendah dibandingkan dengan bulan-bulan lainnya. Mulai bulan Agustus tampak ada peningkatan rataan konsentrasi Ozon. JANUARI PEBRUARI MARET JULI AGUSTUS SEPTEMBER APRIL MEI JUNI OKTOBER NOPEMBER DESEMBER SUF 5 Gambar. Plot antara rataan konsentrasi Ozon per bulan dengan jam di setiap SUF pada Januari- Desember c. Plot ACF dan Plot PACF Plot ACF dan PACF untuk konsentrasi Ozon disajikan pada Gambar 7. Setiap SUF mempunyai plot ACF dan PACF yang mirip. Dari plot ACF tampak bentuk nilai ACF yang turun lambat pada lag,, dan kelipatan lainnya.

19 5 Hal ini menunjukkan terdapat pengaruh musiman dengan panjang musiman jam. Sedangkan dari plot PACF tampak nilai PACF nyata di lag, dan sekitar lag. Nilai PACF yang nyata di sekitar lag menunjukkan adanya pengaruh musiman. Dari plot ACF dan PACF ini diduga model deret waktu untuk konsentrasi Ozon pada setiap SUF adalah AR() dengan musiman. A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F P A C F S U F A C F S U F - P A C F S U F - A C F S U F -5 P A C F S U F -5 Gambar 7. Plot ACF dan PACF dari rataan konsentrasi Ozon

20 .5.. Hubungan antara Pencemar Udara dengan Faktor Meteorologis Untuk mengetahui keeratan hubungan antara pencemar udara dengan faktor meteorologis digunakan plot. Plot antara konsentrasi PM dengan suhu udara dan kecepatan angin disajikan pada Gambar, sedangkan untuk Ozon disajikan pada Gambar 9. Nilai lag-(k) menunjukkan korelasi antara konsentrasi PM pada waktu-t dengan suhu udara atau kecepatan angin pada waktu-(t+k).. SUF- (a). SUF- (f) SUF- (b)..5 SUF- (g) SUF (c). SUF (h) SUF- (d)..5 SUF- (i) (e). (j) Gambar. (a)-(e) Plot antara PM dan suhu udara, (f)-(j) Plot antara PM dengan kecepatan angin pada tiap SUF

21 7. SUF- (a). SUF- (f) SUF- (b)..5 SUF- (g) SUF (c). SUF (h) SUF- (d)..5 SUF- (i) (e). (j) Gambar 9. (a)-(e) Plot antara Ozon dengan suhu udara, (f)-(j) Plot antara Ozon dengan kecepatan angin pada setiap SUF Pada Gambar tampak antara PM dengan suhu udara dan kecepatan angin pada setiap SUF mempunyai pola yang sama. Korelasi antara PM dengan kecepatan angin lebih tinggi dari pada dengan suhu udara. Dengan demikian konsentrasi PM lebih cenderung dipengaruhi oleh kecepatan angin dari pada suhu udara. Nilai korelasi antara konsentrasi PM dengan kecepatan angin bernilai negatif dan korelasi tertinggi terjadi pada lag-(-) atau lag-(-), artinya peningkatan kecepatan angin pada waktu-(t-) atau waktu-(t-) cenderung

22 menurunkan konsentrasi PM pada waktu-(t). Pola hubungan ini disebabkan kecepatan angin bersama-sama dengan arah angin membantu penyebaran konsentrasi PM dari satu lokasi ke lokasi lainnya Pada Gambar 9 tampak pola antara Ozon dengan suhu udara dan kecepatan angin pada setiap SUF mempunyai pola yang sama. Berbeda dengan PM, Ozon lebih besar dipengaruhi oleh suhu udara dari pada kecepatan angin. Hal ini tampak dari nilai antara Ozon dengan suhu udara lebih tinggi dari pada dengan kecepatan angin. Suhu udara pada lag-() paling berpengaruh terhadap konsentrasi Ozon, artinya suhu udara pada waktu-(t) berpengaruh positif terhadap konsentrasi Ozon waktu-(t). Pola hubungan ini disebabkan sinar matahari berperan penting dalam proses pembentukan Ozon Hubungan Spatial antar Pencemar Udara Plot untuk PM antar SUF disajikan pada Gambar dan untuk Ozon disajikan pada Gambar. Pada kedua gambar tampak nilai tertinggi terdapat pada lag-(), artinya konsentrasi PM dan Ozon antar SUF memiliki hubungan yang erat pada waktu-(t) yang sama. Nilai pada Ozon umumnya lebih tinggi dibandingkan pada PM. Hal ini kemungkinan disebabkan Ozon berbentuk gas yang lebih mudah menyebar di udara dari pada berbentuk partikel debu halus berukuran kurang dari mikron. PM yang Jarak antara dua stasiun pemantau ditentukan dengan menggunakan jarak geodesi (Smith dan Kolenikov ). Misalkan ( φ,θ ) dan ( φ,θ ) masingmasing adalah koordinat (longitude, latitude) dari dua stasiun pemantau, maka jarak antara kedua stasiun adalah : ( B) Jarak = 7. arcsin (km), dengan ( ) ( ) ( ) B = cosθ cosφ cosθ cosφ + cosθ sinφ cosθ sinφ + sinθ sinθ Plot antara nilai dengan jarak antar SUF dan persamaan garis regresinya untuk PM disajikan pada Gambar (a) dan untuk Ozon disajikan pada Gambar (b). Dari kedua Gambar ini tampak terdapat hubungan yang erat antara nilai dengan jarak antar SUF, yaitu bila jarak antar SUF semakin jauh maka nilai antar SUF semakin kecil. Dengan demikian konsentrasi PM dan Ozon pada satu lokasi mempengaruhi konsentrasi pada lokasi lainnya atau.

23 9 mempunyai hubungan spatial. Model yang terbaik untuk menerangkan hubungan spatial pada PM dan Ozon adalah model eksponensial.. SUF- vs SUF-. SUF- vs SUF SUF- vs SUF. SUF- vs SUF- vs SUF-. SUF vs SUF SUF- vs. SUF vs SUF- vs SUF. SUF- vs Gambar. Plot konsentrasi PM antar SUF

24 . SUF- vs SUF-. SUF- vs SUF SUF- vs SUF. SUF- vs SUF- vs SUF-. SUF vs SUF SUF- vs. SUF vs SUF- vs SUF. SUF- vs Gambar. Plot konsentrasi Ozon antar SUF

25 C C F x y =.e R =.7 C C F x y =.e R = (a) Gambar. Plot antara dengan jarak antar SUF dan persamaan garis regresinya untuk (a) PM dan (b) Ozon.. Simpulan Pada data konsentrasi PM dan Ozon terdapat korelasi temporal dengan model deret waktu AR() dan mengandung pengaruh musiman dengan periode jam. Di samping itu konsentrasi PM dan Ozon pada waktu-(t) yang sama mempunyai hubungan spatial yang erat. Dengan demikian pada data PM dan Ozon terdapat korelasi temporal dan korelasi spatial dan disebut sebagai data spatio-temporal. J a r a k Konsentrasi PM antar bulan beragam, pada musim hujan konsentrasinya lebih rendah dibandingkan pada musim kemarau. Konsentrasi (b) PM juga dipengaruhi oleh kecepatan angin pada lag-(-) atau lag-(-) dengan korelasinya bernilai negatif. Sedangkan konsentrasi Ozon dipengaruhi oleh suhu udara pada lag-() dengan korelasinya bernilai positif. Sehingga faktor meteorologis berperan penting dalam menentukan konsentrasi PM dan Ozon di suatu lokasi. Berdasarkan uraian di atas, maka pemodelan untuk PM dan Ozon di kota Surabaya adalah menggabungkan model deret waktu dengan model spatial, dan menambahkan faktor meteorologis yang berpengaruh sebagai peubah penjelas. Model ini dapat digunakan untuk menduga PM dan Ozon lokasi yang tidak terdapat stasiun pemantau kualitas udara pada waktu tertentu J a r a k

26 Daftar Pustaka Biro Pusat Statistik.. Surabaya dalam Angka. Jakarta : Biro Pusat Statistik. Chamida.. Strategi Pengendalian Pencemaran Udara berupa Kebijakan berdasarkan Pemanfaatan Model Matematik Pencemar Udara PM di Kota Surabaya [tesis]. Surabaya : Pascasarjana Studi Teknik Lingkungan ITS. [Din LH Surabaya] Dinas Lingkungan Hidup Kota Surabaya.. Laporan evaluasi : Hasil pemantauan kualitas udara ambien tahun. Surabaya : Din LH Surabaya [Dinhub Surabaya] Dinas Perhubungan Kota Surabaya.. Laporan kegiatan : Perhitungan dan analisa persimpangan yang dilengkapi dengan APILL maupun yang direncanakan. Surabaya : Dinhub Surabaya. [GTZ-SUTP]. GTZ-Sustainable Urban Transportation Project.. Transportasi yang Berkelanjutan dan Kualitas Udara di Surabaya. Surabaya : Bappeda KMS. [KLH] Kementrian Lingkungan Hidup.. Status Lingkungan Hidup Indonesia. Jakarta : KLH. [SARPEDAL KLH] Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan Kementrian Lingkungan Hidup. a. Indeks Standar Pencemar Udara (ISPU) -. Jakarta : KLH. [SARPEDAL KLH] Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan Kementrian Lingkungan Hidup. b. Air Quality Monitoring. Jakarta : KLH. Smith RL, Kolenikov S.. Spatiotemporal modeling of PM.5 data with missing values. J Geophysical Research STS : Soedomo M.. Pencemaran Udara. Kumpulan Karya Ilmiah. Bandung : Penerbit ITB.