Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 OP-00 Uji Validasi Program terhadap Dispersi Gas NO dari Sektor Transportasi di Kota Padang Vera Surtia Bachtiar, Siti Hariani Ritonga Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Andalas e-mail : Vera_sb@ft.unand.ac.id, Sitihariani.Ritonga@yahoo.co.id ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis penurunan konsentrasi gas NO berdasarkan jarak penerima (reseptor) menggunakan Software dan membandingkan dengan pengukuran langsung di lapangan. konsentrasi NO di udara ambien dilaksanakan dengan jarak tertentu dari pinggir jalan pada beberapa ruas jalan Kota Padang. Gas NO diukur dengan metode Griess Saltzman, dengan alat sampling menggunakan impinger dan analisis menggunakan alat spektrofotometer. Program bertujuan untuk melihat pola penurunan konsentrasi sampai jarak 00 meter. Proses mendapatkan nilai konsentrasi dari program adalah dengan cara memasukkan data kondisi meteorologi masing-masing lokasi pengukuran titik di ruas jalan Kota Padang, konsentrasi udara ambien, kondisi jalan, volume, faktor emisi, dan jarak reseptor yang diinginkan. Konsentrasi yang terdapat pada dibandingkan dengan konsentrasi yang didapatkan dari pengukuran langsung di lapangan, sehingga terlihat perbedaan dari kedua konsentrasi tersebut. Konsentrasi dari program cenderung lebih rendah dibandingkan dengan hasil pengukuran langsung di lapangan. Kata kunci:, dispersi, nitrogen dioksida (NO ). PENDAHULUAN Emisi dari berbagai gas dan partikel dari kegiatan transportasi ke dalam atmosfer menimbulkan berbagai masalah yaitu menurunnya mutu lingkungan. Umumnya pertambahan jumlah akan mengakibatkan pertambahan dampak lingkungan negatif. Peningkatan jumlah sebanding dengan peningkatan jumlah emisi yang dihasilkan, sehingga dapat mengancam kesehatan manusia khususnya pada paruparu. (Hickman, 999). Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Padang tahun 0 terjadi peningkatan jumlah bermotor yang cukup pesat dalam tahun terakhir yaitu dari 9.967 unit pada tahun 0 menjadi 7. unit pada tahun 0. Meningkatnya jumlah di Kota Padang berdampak pada peningkatan konsentrasi polutan di udara ambien, salah satunya gas Nitrogen dioksida (NO ). Parameter gas NO paling banyak dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar. Nitrogen oksida (NO) yang dihasilkan dari buangan proses pembakaran bahan bakar transportasi akan segera teroksidasi di atmosfer membentuk NO. Parameter pencemar NO dan NO merupakan yang menjadi perhatian dalam pengendalian pencemaran udara yang kemudian diklasifikasikan sebagai NO x. NO x dapat terbentuk melalui sekurang-kurangnya proses reaksi terpisah dalam bentuk gas, yang mana diklasifikasikan sebagai thermal NO x, prompt NO, fuel NO, NO reburning (Smoot, 000). NO x adalah senyawa gas yang terdapat di udara bebas (atmosfer) yang sebagian besar terdiri atas NO dan NO serta berbagai jenis oksida dalam jumlah yang lebih sedikit. Kedua macam gas tersebut mempunyai sifat yang sangat berbeda dan sangat berbahaya bagi kesehatan. Gas NO yang mencemari udara secara visual sulit diamati karena gas tersebut tidak bewarna dan tidak berbau. Sedangkan gas NO bila mencemari udara mudah diamati dari baunya yang sangat menyengat dan warnanya merah kecoklatan. Sifat racun (toksisitas) gas NO empat kali lebih kuat dari pada toksisitas gas NO (Fardiaz, 99). adalah program untuk memodelkan dispersi emisi udara dari sumber garis yang dikembangkan oleh California Departemen of Transportation (Caltrans). Progam ini menggunakan konsep zona pencampuran untuk membuat perkiraan dispersi polutan di sekitar jalan raya. Program ini memperkirakan sebaran polutan yang berada dekat dengan jalan raya dengan memasukkan beberapa parameter seperti, volume lalu lintas per link, faktor emisi, meteorologi, dan geometri lokasi. dapat memprediksi polutan di titik reseptor hingga 00 meter dari sumber. Polutan yang diprediksi adalah polutan yang relatif bersifat inert (tidak mudah bereaksi dengan senyawa kimia lain) seperti NOx, CO, dan PM0 (Benson, 989). Berdasarkan beberapa hal di atas, pada penelitian ini akan dihitung konsentrasi NO di beberapa ruas jalan Kota Padang menggunakan Software. Nilai konsentrasi yang didapatkan akan divalidasi dengan pengukuran langsung di lapangan, sehingga terlihat pola penurunan berdasarkan jarak reseptor. 68
Jumlah Kendaraan (Unit) Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06. METODOLOGI Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis dan uji validasi dispersi pencemaran gas NO di beberapa ruas jalan Kota Padang dengan Software. Dispersi konsentrasi tersebut menggambarkan penyebaran konsentrasi berdasarkan jarak reseptor dari pinggir jalan.. Tahapan Penelitian Tahapan penelitian meliputi studi literatur, survei pendahuluan, pngambilan data primer, analisis laboratorium, dan analisis data. Selanjutnya uji validasi dan menganalisis dispersi gas berdasarkan jarak reseptor dengan Software. Studi literatur memberikan informasi dan teori yang berkaitan dengan penelitian. Studi literatur laporan ini dikaji tentang pencemaran udara, transportasi, pembentukan gas NO, dampak NO, perbandingan dengan baku mutu, dan dispersi konsentrasi berdasarkan jarak reseptor. Survei pendahuluan ini berupa pengumpulan data sekunder, pemilihan lokasi dan waktu sampling, dan penentuan parameter yang akan diukur.. Pengambilan Data Primer a. Sampling Kondisi Meteorologi Data kondisi meteorologi yang diperlukan untuk perhitungan konsentrasi NO yang diukur adalah:. Temperatur (K) dan tekanan udara (mmhg) dengan alat digital pocket weatherman;. Arah angin dengan kompas;. angin dengan alat anemometer. b. Sampling Konsentrasi NO Sampling dilakukan untuk pengambilan data primer yang dilakukan selama jam pengukuran untuk masingmasing titik sampling menggunakan alat impinger. Metode Gries Saltzman adalah metoda yang digunakan dalam menentukan konsentrasi NO di udara. Gas NO di udara direaksikan dengan pereaksi Griess Saltman (absorbent) membentuk senyawa yang berwarna merah muda. Langkah-langkah dalam pengambilan sampel dan analisis laboratorium gas NO disesuaikan dengan SNI 79.-00 tentang cara uji kadar Nitrogen Dioksida (NO ) dengan metode Griess Saltzman menggunakan spektrofotometer. gas NO dilakukan jarak alat sampling m dari pinggir jalan pada titik A dan titik B divariasikan dengan jarak m, 0m, 0m, 0m dan 00m. Data pengukuran konsentrasi gas NO ini berfungsi untuk menentukan besarnya penurunan konsentrasi NO berdasarkan jarak penerima. c. Karakteristik Lalu Lintas Karakteristik lalu lintas yang diukur adalah volume, kecepatan, dan kepadatan lalu lintas. karakteristik lalu lintas dimaksudkan untuk 69 menentukan hubungannya dengan konsentrasi gas NO yang diperoleh pada pengukuran lapangan dan dari Software di Kota Padang. Kendaraan yang dihitung jumlahnya dibagi menjadi tiga jenis yaitu Heavy Vehicle (HV), Light Vehicle (LV), dan Motorcycle (M).. HASIL DAN PEMBAHASAN. Jumlah Kendaraan Sumber polutan gas NO diperkirakan berasal dari aktivitas transportasi yang mengemisikan polutan udara akibat proses pembakaran pada mesin menggunakan bahan bakar fosil. jumlah dihitung dengan menggunakan counter selama sampling berlangsung. Jumlah dihitung berdasarkan jenis untuk mengetahui karakteristik lalu lintas. jumlah dilakukan dengan mengelompokkan berdasarkan jenisnya yaitu light vehicle ( ringan), heavy vehicle ( berat), dan sepeda motor. Pengelompokan ini bertujuan untuk memudahkan dalam penghitungan volume lalu lintas yang dinyatakan dalam satuan mobil penumpang (smp) dan kepadatan lalu lintas (smp/km). jumlah dapat dilihat pada Gambar. Gambar. Jumlah Kendaraan Berdasarkan Jenis Kendaraan Berdasarkan Gambar didapatkan jumlah light vehicle tertinggi sebesar.678 unit di Jl. Khatib Sulaiman III, heavy vehicle 0 unit di Jl. Adinegoro I, dan motor cycle 6.0 unit di Jl. Khatib Sulaiman III. Jumlah minimum light vehicle sebesar 96 unit di Jl. M.Yunus, heavy vehicle unit di Jl. Lubug Begalung, motor cycle 97 unit di Jl. Wahidin. Bervariasinya jumlah tersebut karena aktivitas dan jam pengukuran yang berbeda pada setiap lokasi sampling.. Karakteristik Lalu Lintas LV HV MC Jumlah yang melintas pada lokasi sampling akan dikonversi ke dalam bentuk smp/jam. lalu lintas dipengaruhi oleh volume dan kecepatan lalu lintas. lalu lintas diperoleh dari hasil pembagian volume lalu lintas dengan kecepatan. diperoleh dari hasil pengukuran langsung di lapangan.
Lalu Lintas (smp/km) Kendaraan (km/jam) Konsentrasi NO (µg/nm ) Lalu Lintas Konsentrasi NO (µg/nm) Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 Gambar. Lalu Lintas (smp/km) 6 Gambar. Konsentrasi NO Titik m Gambar. Kendaraan (km/jam) Gambar. Lalu Lintas (smp/km) Berdasarkan Gambar, Gambar dan Gambar dapat dilihat volume lalu lintas tertinggi sebesar.6, smp/jam dan kepadatan lalu lintas tertinggi sebesar 99, smp/km terdapat di Jl. Khatib Sulaiman III. lalu lintas terendah sebesar 67,80 smp/jam dan kepadatan lalu lintas terendah sebesar,9 smp/km terdapat di Jl. Wahidin. tertinggi diperoleh sebesar 6,0 km/jam terdapat di Jl. Lubug Begalung dan kecepatan terendah sebesar 0,0 km/jam di Jl. Khatib Sulaiman II. Bervariasinya angka volume, kepadatan, dan kecepatan lalu lintas tersebut dipengaruhi oleh jumlah yang berbeda-beda dan waktu pengukuran yang berbeda di lokasi sampling.. Analisis Konsentrasi NO konsentrasi NO dilakukan selama jam di setiap titik sampling. konsentrasi NO di udara ambien dilakukan dengan menggunakan alat impinger sebanyak dua buah tiap titik. Alat impinger titik A diletakkan m dari pinggir jalan, sedangkan impinger titik B ditempatkan secara bervariasi dengan jarak m, 0 m, m, 0 m, dan 00 m. Penempatan alat impinger yang berbeda di titik B untuk mengetahui dispersi dari konsentrasi NO berdasarkan jarak dari jalan. Hasil pengukuran konsentrasi NO di lokasi penelitian dan fluktuasi konsentrasinya dapat dilihat pada Gambar, Gambar 6, Gambar 7, Gambar 8, dan Gambar 9. Konsentrasi NO (µg/nm Konsentrasi NO (µg/nm Konsentrasi NO (µg/nm Gambar 6. Konsentrasi NO Titik m Gambar 7. Konsentrasi NO Titik 0m Gambar 8. Konsentrasi NO Titik m Gambar 9. Konsentrasi NO Titik 0m 70
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 Konsentrasi NO (µg/nm Gambar 0. Konsentrasi NO Titik 00m (µg/nm ) Berdasarkan Gambar, Gambar 6, Gambar 7 Gambar 8, dan Gambar 9 dapat dilihat bahwa di setiap lokasi penelitian memiliki konsentrasi gas NO yang berbedabeda. Hasil pengukuran konsentrasi gas NO tertinggi pada titik A jarak m terdapat pada Jl. Khatib Sulaiman III diperoleh sebesar 8,6 µg/nm. konsentrasi NO di Jl. Khatib Sulaiman I dengan jarak 00 m juga masih terukur sebesar 60,9 µg/nm. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi NO masih terdispersi dan terukur sampai jarak 00 m. Dispersi konsentrasi NO dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti kondisi meteorologi dan karakteristik lalu lintas. Konsentrasi NO Konsentrasi NO. Perbandingan Konsentrasi NO dengan Baku Mutu Data konsentrasi NO yang telah diperoleh dibandingkan dengan baku mutu yang terdapat pada PPRI No. /999. Konsentrasi maksimum pencemar NO di udara ambien yang masih ditoleransi adalah 00 µg/nm untuk waktu pengukuran selama jam. hasil perbandingan dengan baku mutu dapat dilihat pada Gambar. Konsentrasi NO Gambar. Perbandingan Konsentrasi NO pada titik A dan titik B dengan Baku Mutu PPRI No. /999 Berdasarkan Gambar data konsentrasi NO baik di titik A maupun titik B pada lokasi sampling masih berada di bawah baku mutu. Hal ini menunjukkan konsentrasi NO di Kota Padang masih aman dan tidak membahayakan kesehatan.. Analisis Perbandingan Konsentrasi NO di Lapangan dengan Software Konsentrasi NO yang didapatkan dari pengukuran lapangan akan dibandingkan atau validasi terhadap software. Hasil perbandingan dari kedua konsentrasi tersebut dapat dilihat pada Gambar, Titik a Titik b Baku Mutu 7 Gambar, Gambar, Gambar, Gambar 6, dan Gambar 7. Konsentrasi NO Gambar. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m Gambar. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m Gambar. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 0m Konsentrasi NO Gambar. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m Konsentrasi NO Gambar 6. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 0m
Konsentrasi NO Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 Gambar 7. Perbandingan Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 00m Berdasarkan Gambar, Gambar, Gambar, Gambar, Gambar 6, dan Gambar 7 memperlihatkan bahwa konsentrasi NO yang didapatkan dari pengukuran di lapangan dan hasil perhitungan output software memiliki nilai yang berbeda. Perbedaan yang dihasilkan dari kedua metode ini disebabkan karena ada beberapa faktor yang tidak diperhitungkan oleh software. Secara keseluruhan, konsentrasi NO hasil output memiliki nilai yang lebih rendah daripada hasil pengukuran di lapangan. Tingginya konsentrasi NO hasil pengukuran di lapangan dibandingkan hasil output dikarenakan terdapat sumber NO selain aktivitas transportasi yang berkonstribusi terhadap hasil pengukuran NO di lapangan. Perhitungan menggunakan hanya memperhitungkan emisi NO akibat aktivitas transportasi dan mengabaikan sumber lain, sedangkan pada pengukuran di lapangan NO yang terukur adalah NO pada titik reseptor yang berasal tidak hanya dari kegiatan transportasi tapi juga dari sumber lain seperti NO dari hasil penguraian senyawa organik..6 Analisis Korelasi Konsentrasi NO Analisis korelasi bertujuan untuk memperlihatkan hubungan antara tingkat konsentrasi NO dengan karakteristik lalu lintas dan kondisi meteorologi yang melewati titik sampling di Kota Padang. Hubungan korelasi ini didapatkan dari program Microsoft Excel maka akan terlihat hubungan korelasi yang berbedabeda dari dua jenis parameter. Hasil rekapitulasi nilai korelasi dari pengukuran pada titik m, 0m, m, 0m, dan 00m dapat dilihat pada Tabel. Tabel. Rekapitulasi Nilai Korelasi Titik Korelasi R r Interpretasi m 0,8 0, 7 Cukup kuat 0, 98 0, 60 Lemah 0, 7 0, 6 Lemah 0,0 76 0, Sangat lemah 7 Titik m 0m m 0m 00m Korelasi R r Interpretasi 0,9 0,7 7 Kuat 0,89 0,9 7 7 Sangat kuat 0,67 0,8 6 Sangat kuat 0,0 0,7 8 Kuat 0, 0, 9 Cukup kuat 0,0 0, 7 7 Lemah 0,08 0, 6 9 Lemah 0,00 0,0 Sangat 8 89 lemah 0,68 0,8 8 Sangat kuat 0,98 0,9 9 Sangat kuat 0,67 0,8 8 0 Sangat kuat 0,6 0, 07 Cukup kuat 0, 0, 8 9 Lemah 0,00 0,0 Sangat 06 lemah 0,0 0, Lemah 0,70 0,8 66 Sangat kuat 0, 0,6 8 77 Kuat 0,7 0,8 0 Sangat kuat 0,7 0,6 9 6 Kuat 0,6 0, 98 9 Cukup kuat Berdasarkan Tabel nilai korelasi hasil yang didapatkan bervariasi yaitu sangat lemah, lemah, cukup kuat, kuat, dan sangat kuat. Terjadi perbedaan yang cukup jauh dengan pengukuran lapangan. Terlihat bahwa korelasi pengukuran lapangan lebih tinggi dibandingkan korelasi. Hal ini disebabkan pada konsetrasi hanya memperhitungkan emisi akibat aktivitas transportasi dan mengabaikan sumber lain..7 Analisis Korelasi Konsentrasi NO antara dan Konsentrasi pengukuran lapangan dan hasil dari output akan dikorelasikan untuk mengetahui keterkaitan kedua konsentrasi tersebut. Hasil korelasi konsentrasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 8, Gambar 9, Gambar 0, Gambar, Gambar, dan Gambar.
NO NO NO NO NO NO Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 y = 0,0887x + 0,0 R² = 0,0 NO Gambar 8. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m y =,0067x - 0,07 R² = 0,769 NO Gambar 9. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m y = 0,69x + 0,06 R² = 0,077 NO Gambar 0. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 0m y = 0,98x - 0,008 R² = 0,0 NO Gambar. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik m y = 0,7x + 0,009 R² = 0,6 y = 0,87x + 0,007 R² = 0, NO Gambar. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 00m Berdasarkan Gambar 8, Gambar 9, Gambar 0, Gambar, Gambar, dan Gambar menunjukkan bahwa korelasi Konsentrasi NO hasil pengukuran dan hasil output memiliki hubungan berbanding lurus, artinya ketika output menghasilkan angka yang tinggi pengukuran di lapangan juga didapati memiliki hasil yang tinggi. Hasil rekapitulasi nilai korelasi antara penguran lapangan dan dapat dilihat pada Tabel. Tabel. Rekapitulasi Nilai Korelasi dan Output Titik R r Interpretasi m 0,0 0,80 Sangat lemah m 0,769 0,877 Sangat kuat 0m 0,077 0,66 Sangat lemah m 0,0 0,7 Kuat 0 m 0,6 0,7 Cukup kuat 00m 0, 0,70 Cukup kuat Berdasarkan Tabel dapat dilihat korelasi antara pengukuran lapangan dan bervariasi dengan interpretasi sangat lemah, cukup kuat, kuat, dan sangat kuat. Korelasi yang sangat kuat terdapat pada titik m..8 Analisis Penurunan Konsentrasi NO berdasarkan Jarak Reseptor dengan Program dapat memperlihatkan konsentrasi sampai jarak 00m (Benson, 989). Namun pada penelitian ini hanya menguji validasi penurunan konsentrasi sampai jarak 00 meter. Proses mendapatkan nilai konsentrasi dari program adalah dengan cara memasukkan data kondisi meteorologi masing-masing lokasi pengukuran ruas jalan Kota Padang, konsentrasi udara ambien, kondisi jalan, volume, faktor emisi, dan jarak reseptor yang diinginkan. Rekapitulasi nilai konsentrasi yang didapatkan dari program dapat dilihat pada Gambar. NO Gambar. Korelasi Konsentrasi NO Lapangan dan Titik 0m 7
Konsentrasi NO Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn -880 Padang, 9 Oktober 06 0, 0, 0,08 0,06 0,0 0,0 Sutomo P.Kemerdekaan Adinegoro V Hamka V Bagindo AC IV M. Yunus Adinegoro IV Hamka IV Bagindo AC III Sudirman II Wahidin Sutan Syahrir Adinegoro III Hamka III Khatib S. III Adinegoro II Hamka II Khatib S. II Bagindo AC II Sudirman I 0 0 0 0 0 0 0 60 70 80 90 00-0,0 Jaral Reseptor Gambar. Prediksi Penurunan Konsentrasi NO dengan Berdasarkan Gambar data konsentrasi tertinggi terukur di Jl. Hamka II dengan penurunan konsentrasi yaitu 0,07 ppm, 0,0 ppm, 0, ppm, 0,06 ppm, 0,0 ppm dan 0,0 ppm hingga 00 meter. Sedangkan konsentrasi terendah terdapat di Jl. M. Yunus dengan penurunan nilai konsentrasi yaitu 0,0 ppm hingga 0,00 di jarak 00 meter. nilai konsentrasi pada pada titik m lebih rendah dibandingkan dengan m. Hal ini menunjukkan bahwa pengukuran hanya dapat memprediksi dispersi gas NO dari jarak m hingga 00m.. PENUTUP. Kesimpulan Berdasarkan hasil dan pembahasan yang didapatkan, penelitian mengenai uji validasi program terhadap dispersi gas NO dari sektor transportasi di Kota Padang yaitu:. Penurunan konsentrasi NO berdasarkan jarak penerima (receptor) di lapangan dipengaruhi oleh karakteristik lalu lintas dan faktor lainnya, sedangkan pada penurunan konsentrasi dipengaruhi oleh faktor emisi dan volume per jam;. Konsentrasi NO hasil pengukuran lapangan dan hasil output memiliki hubungan berbanding lurus, artinya ketika output menghasilkan angka yang tinggi pengukuran di lapangan juga didapati memiliki hasil yang tinggi.. Penurunan konsentrasi di lapangan cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan output.. Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, beberapa hal yang dapat disarankan adalah:. konsentrasi di lapangan pada titik B sebanding dengan pengukuran pada titik A;. konsentrasi gas NO dengan alat digital. DAFTAR PUSTAKA Badan Pusat Statistik Padang, 0. Padang Dalam Angka 0. Benson, P. 989. CALINE -A Dispersion Model for Predicting Air Pollutant Concentrations Near Roadways. California Department of Transportation: Sacramento, CA. Fardiaz, Srikandi. 99. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Kanisius Hickman, A.J. 999. Methodology for Calculating Transport Emisssions and Energy Consumption. Transport Research Laboratory Pemerintah Republik Indonesia. 999. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. Tahun 999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Sekretaris Kabinet Republik Indonesia. Jakarta Smoot, D. 000. Modeling of Nitrogen oxides formation and destruction in combustion system. Progress in Energy and Combustion Science 6,7-8. u Diakses tanggal 7 Maret 06 SNI 9-79.-00. 00. Udara Ambien Bagian : Cara Uji Kadar Nitrogen Dioksida (NO ) dengan Metoda Griess Saltzman menggunakan Spektrofotometer 7