MINGGU 10 Pokok Bahasan : Pendekatan ekologi terhadap sumberdaya udara Sub Pokok Bahasan : a. Polusi udara b. Polusi udara ruang dalam c. Polusi udara global d. Perubahan iklim kota Polusi udara Keinginan manusia untuk hidup dan bekerja di dalam kota telah menciptakan perubahan kualitas atmosfer urban. Berbagai bentuk polusi udara timbul akibat adanya kegiatan urban, atau kegiatan yang mensuplai kebutuhan kota, seperti pembangkit tenaga listrik. Dibawah kondisi cuaca tertentu, polusi udara dapat mencapai tingkat yang membahayakan kesehatan dan kesejahteraan manusia, merusak bangunan, serta merusak atau mematikan tanaman. Miller (1991) menjelaskan bahwa sebanyak seperempat kematian anakanak dibawah usia lima tahun diseluruh dunia dimungkinkan akibat langsung dari polusi udara. Bahkan di kota Meksiko, sebanyak 45.000 anak di usia tersebut meninggal setiap tahun karena polusi udara. Miller selanjutnya memperkirakan bahwa 60% penduduk Amerika Serikat bernapas dengan udara yang tidak bersih. Lebih jauh lagi, di Amerika Serikat paling tidak 11% sampai 21% penyakit kanker paru-paru disebabkan oleh polusi udara. Daerah urban hampir selalu diasosiasikan dengan tingkat polusi udara yang tinggi, dan hal ini menggambarkan adanya resiko lebih besar bagi penduduk kota terkena penyakit sistem pemapasan. Sebagai contoh di beberapa kota di Cina, kematian akibat kanker paru-paru empat sampai tujuh kali lebih tinggi daripada di kota-kota lain di dunia; sementara di Calcuta, India, 60% penduduknya menderita penyakit karena polusi udara seperti bronchitis dan paru-paru basah (WCED, 1997). Polutan udara di perkotaan dapat berasal dari berbagai sumber, terutama dari kegiatan manusia. Sumber polutan terbanyak berasal dari kegiatan-kegiatan yang memakai bahan bakar. Beberapa sumber polutan di perkotaan terlihat pada Kotak 10.1.
Kotak 10.1 Sumber polutan di daerah perkotaan Emisi (gas buang) industri, pembangkit tenaga listrik; Lalu lintas, termasuk mobil, sepeda motor, truk, bis, yang memakai bahan bakar bensin dan disel; Kegiatan pelabuhan, termasuk emisi dari kapal-kapal besar, perahu motor, kegiatan bongkar muat barang; Kereta api, termasuk emisi kereta api yang memakai tenaga disel dan kegiatan perkereta apian alinnya; Kegiatan rumah tangga, termasuk emisi dari kegiatan memasak, pemanasan dan pendinginan rumah, pemakaian penyemprot rambut, nyamuk, pengharum ruang; Permukaan tanah terbuka, termasuk tanah bekas galian, jalan tanpa perkerasan maupun dengan perkerasan yang banyak mengandung polutan partikel; Emisi alamiah dari vegetasi, tanah dan air terbuka; Sumber-sumber Iainnya, seperti pompa bensin, penyimpanan bahan bakar, pendingin dan pemanas kegiatan komersial. Ada berbagai kelompok polutan udara, yang masing-masing terdiri dari berbagai jenis polutan seperti terlihat pada Tabel 10.1. Kelompok polutan udara seperti terlihat di Tabel 10.1 adalah penyebab timbulnya berbagai penyakit, sedang akibat dari polutan-polutan yang berupa logam toksik terhadap kesehatan terlihat pada Tabel 10.2. Perlu untuk dicatat bahwa pembakaran bahan bakar fosil, seperti batu bara, akan menghasilkan semua kelompok polutan. Batu bara masih banyak dipakai sebagai bahan bakar di dunia, baik untuk pembangkit tenaga listrik, industri maupun kendaraan bermotor. Emisi-emisi CO 2 merupakan penyumbang utama polusi udara, khususnya yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil. Sedang CO merupakan polutan udara terbesar di daerah urban (Singh, 1990). Lebih dari 90% emisi CO berasal dari sektor transportasi, terutama dari gas buang kendaraan bermotor. Emisi CO umumnya lebih terkonsentrasi di pusat-pusat kota dengan kepadatan kendaraan tinggi serta sepanjang jalan raya.
Tabel 10.1 Kelompok dan jenis polutan udara Kelompok polutan Jenis polutan Karbon oksida Karbon monoksida, karbon dioksida Sulfur oksida Sulfur dioksida, sulfur trioksida Nitrogen oksida Nitrit oksida, nitrogen dioksida, nitrous oksida Senyawa-senyawa organik volatil (VOCs): Metan, butan, etilen, bensin, bensopiren - Hidrokarbon (gas dan senyawa cair Formaldehida, kloroform, metil klorida, etil mengandung karbon dan hidrogen) diklorida, trikloroetil, vinil klorida. karbon tetraklorida, etil oksida - Senyawa organik lainnya - Partikel-partikel tersuspensi: - Partikel padat Debu tanah, karbon, asbes, lead, kadmium, arsen, berilium, nitrat dan garam sulfat - Butiran cair Asam sulfur, asam nitrit, minyak, pestisida Oksida-oksida fotokimia yang dibentuk di Ozon, peroksiacetil nitrat, formaldehida, atmosfer oleh reaksi oksigen, nitrogen acetaldehida, hidrogen peroksida, radikaloksida dan VOCs dibawah pengaruh sinar radikal hidroksi matahari Sumber: Miller, 1988 Tabel 10.2 Beberapa logam toksik, somber emisi dan efek utama terhadap kesehatan Logam Sumber emisi utama Efek terhadap kesehatan Organik Pestisida; katalisator untuk produksi kimia Karsinogen, teratogen. sebagai anorganik; campuran kaca dan campuran arsen logam bukan besi. trioksida Berilium Pembakaran batu bara dan minyak; Dapat menyebabkan dermatitis,
pertambangan; produksi logam berilium; iritasi kulit, karsinogen pabrik semen dan keramik. Kadmium Proses produksi seng: dalam plastik, Karsinogen; teratogen; baterai; buangan limbah pembakaran; kerusakan hati, ginjal, paruproses pembuatan pupuk; pembakaran paru dan kurang darah. batu bara. Timah Pembuatan baterai, cat yang mengandung Kerusakan syaraf. timah; pembakaran bensin. Merkuri Peralatan listrik; pembuatan soda kaustik Penyakit kronis tingkat rendah dan klorin; produk obat-obatan dan yang berhubungan dengan pembakaran batu bara. kebingungan, sakit kepala, kelelahan dan tremor. Source: OECD 1985a Polutan udara yang berupa partikel ukurannya sangat kecil dan dapat berpenetrasi sangat dalam di paru-paru. Kanker paru-paru dapat disebabkan karena penderita menghirup partikel-partikel asbes, berilium, arsen, krom dan nikel (Miller, 1988). Selain berbahaya bagi kesehatan manusia, polutan partikel dapat menyebabkan kerusakan bangunan, patung, pakaian, lukisan dan kendaraan. Sifat asam dari beberapa polutan partikel (terutama garam sulfat dan nitrat) diperkirakan telah merusak dan membuat berkarat bangunan Taj Mahal di Agra, India (Joshi dalam Naughton dan Hunter, 1994). Sedangkan tanaman akan terganggu melakukan fotosintesa apabila daun-daun tertutup oleh polutan partikel. Pembakaran bahan bakar fosil oleh industri, listrik, dan kendaraan di berbagai kota besar di dunia seperti London dan Chicago, telah mengakibatkan tertutupnya kota dengan kabut sulfur, terutama dimusim dingin. Di kota-kota besar di Indonesia, khususnya Jakarta, gas buang kendaraan bermotor merupakan sumber polutan udara terbesar, dan tampaknya dari tahun ke tahun tingkat emisi kendaran tersebut semakin tinggi, sejalan dengan semakin bertambah banyaknya jumlah kendaraan bermotor. Gambar 10.1 menunjukkan emisi kendaraan bermotor di kota Jakarta yang berupa polutan partikel.
Gambar 10.1 Gas buang kendaraan bermotor di Jakarta (World Bank, 1994) Polusi Udara Ruang Dalam Permasalahan polusi udara kota tidak dapat dilepaskan dari polusi udara di dalam bangunan, karena kualitas udara ruang dalam berkaitan dengan atmosfer luar. Polusi udara di dalam bangunan mempunyai kontribusi terhadap polusi udara di kota. Konsentrasi polutan di Iingkungan ruang dalam, seperti NO2, CO dan VOC, diyakini dapat beberapa kali lebih tinggi daripada konsentrasi polutan di luar ruangan (Bridgman, Warner dan Dodson, 1995). Jadi sebenarnya polusi ruang dalam bisa lebih buruk daripada polusi ruang luar. Kenyataan menunjukkan bahwa sebagian besar penduduk kota menghabiskan waktunya di dalam ruang; bahkan di Amerika Serikat hampir 90% penduduk kotanya menghabiskan waktu seharian di dalam ruang, sehingga otomatis kondisi udara ruang dalam sangat berpengaruh. Di kota-kota besar, untuk menghemat energi dibangunlah gedung-gedug tinggi yang tertutup, tanpa jendela dan ventilasi udara, serta memakai pengkondisian udara buatan, baik berupa pendingin ruang (AC) maupun pemanas ruang (heater). Akibatnya penghuni seperti terperangkap dalam ruang dengan udara yang terkontaminasi, yang menyebabkan terganggunya kesehatan. Situasi seperti ini dikenal sebagai sick building syndrome atau sindrom bangunan tinggi. Gejalanya adalah penghuni mengeluh masalah
pernapasan, iritasi, pusing, dan kelelahan selama berada da bekerja di gedung tersebut. Menurut Pilatowicz (1995) ada dua sumber utama polusi ruang dalam, yaitu: bangunan itu sendiri pemakai bangunan Sumber polusi dari bangunan berasal dari eksterior (ruang luar), bahan bangunan yang dipakai, sistem konstruksi, sistem HVAC (pemanasan, ventilasi, pendinginan ruang), atau masalah pemeliharaan bangunan. Sedangkan sumber polusi yang berasal dari pemakai bangunan berhubungan dengan pemakai itu sendiri, karena tubuh manusia mengandung banyak partikel polutan terutama dari kulit yang menghasilkan sejumlah besar 002. Selain dari tubuh, kegiatan pemakai seperti memasak, pembakaran gas atau minyak, merokok, dan sebagainya akan menghasilkan polutan partikel dan gas di dalam ruang. Asap rokok, gas dari kompor, gas dari pemanas air untuk mandi merupakan sumber polutan udara. Asap rokok mengandung polutan partikel, NO 2, logam dan senyawa lorganik, hidrogen sulfida, formaldehida, nikotin dan senyawa-senyawa berbahaya lainnya. Asap rokok merupakan residu, yang dapat menempel di tirai, karpet, sofa dan bahan-bahan lainnya. Gas dari kompor dan pemanas air mengandung polutan partikel, VOC, NO 2, dan CO. Pada beberapa kasus, konsentrasi polutan-polutan tersebut beberapa kali lebih tinggi daripada polutan di ruang luar. SO2 dan 03 dapat masuk ruangan melalui pertukaran udara. Kedua gas tersebut dapat cepat bergerak dan bereaksi dengan permukaan-permukaan interior: SO2 dengan karpet dan kulit; 03 dengan karet, plastik dan bahan-bahan lainnya. Polutan partikel seperti debu, spora, asbes, menempel di permukaan, yang dapat menimbulkan masalah bagi saluran pemapasan, asma, dan alergi. Polutan-polutan di dalam ruang mempunyai konsentrasi lebih tinggi di siang hari, ketika banyak terjadi kegiatan. Senyawa-senyawa organik yang dapat berupa senyawa toksik, yang sangat berbahaya bagi kesehatan, banyak dikandung oleh bahan bangunan, perabot, obat pembersih ruang, cat, dan sebagainya. Sebagai contoh adalah formaldehida, terutama pada bangunan baru, dihasilkan atau dikeluarkan oleh bahan perekat atau lem serta resin urea-formaldehida yang banyak dipakai pada konstruksi bangunan.
Konsentrasi tinggi formaldehida dapat merusak saluran pernapasan dan mengiritasi mata. Sumber lain polusi udara dalam ruang adalah bakteri, jamur, lumut, bulu binatang, dan debu-debu yang sangat kecil. Jumlah polutan tersebut semakin tinggi di ruangan yang lembab dan pengap. Sumber lain yang juga berbahaya adalah radon, gas radioaktif yang muncul dari dalam tanah. Radon masuk ke dalam ruangan melalui lantai saat terdapat perbedaan tekanan sangat kecil antara atmosfer ruang luar dan ruang dalam. Udara di dalam ruang menjadi lebih hangat daripada udara di luar. Radon mempunyai efek jangka panjang, terutama dapat menyebabkan kanker paru-paru. Gambar 10.2 menunjukkan jenis polutan yang banyak dijumpai di dalam ruang. Gambar 10.2 Polutan di dalam ruang Polusi Udara Global Telah lama diketahui bahwa polusi udara di daerah urban dapat mempunyai efek terhadap lingkungan lokal, regional dan bahkan lingkungan secara global. Kerusakan lapisan ozon dan pemanasan global (sering disebut'efek rumah hijau') dianggap sebagai ancaman utama terhadap keberlanjutan proses alamiah dalam
skala global. Kota mempunyai peran penting dalam mengurangi terjadinya kerusakan lapisan ozon dan pemanasan global. Lapisan ozon merupakan pembatas alamiah bagi masuknya radiasi ultraviolet dari matahari ke atmosfer bumi. Meningkatnya jumlah radiasi ultraviolet yang diterima bumi akibat rusaknya lapisan ozon dapat mempengaruhi kesehatan manusia dan fungsi ekosistem, serta perubahan iklim. Perusak ozon utama adalah atom-atom klor dan brom di lapisan stratosfer, yang berasal dari senyawa-senyawa kimia buatan manusia, terutama CFCs (chlorofluorocarbons). CFCs yang ditemukan oleh perusahaan kimia Du Pont di tahun 1930an, banyak dipakai pada alat pendingin ruang (AC), almari es, bahan-bahan pembersih elektronik, pembuatan foam yang banyak dipakai untuk gelas, piring, pembungkus hamburger, yang setelah dipakai dapat langsung dibuang, dan sebaginya. Diestimasikan bahwa penurunan 1% lapisan ozon mengakibatkan 1-2% peningkatan radiasi ultraviolet, dan ini dapat meningkatkan 3-4% penderita kanker kulit (Turner, Pearce dan Bateman, 1994). Pemakaian CFCs tidak hanya membawa efek pada kerusakan lapisan ozon, tetapi juga pada pemanasan global. Bumi dikelilingi oleh lapisan alamiah `gas-gas rumah hijau', khususnya partikel air, karbon dioksida, metan dan nitrogen oksida. Secara normal gas-gas tersebut membiarkan transmisi radiasi sinar matahari ke bumi dan dari bumi kembali keatas. Adanya emisi-emisi kimia seperti CO 2, CFCs atau metan menyebabkan gas-gas rumah hijau terperangkap radiasi gelombang panjang yang dibentuk oleh emisi-emisi tersebut, menyebabkan timbulnya `efek rumah hijau' yang dapat meningkatkan temperatur udara global. Pemanasan global mengakibatkan perubahan iklim, perubahan pola angin dan hujan, serta tinggi permukaan air laut. Perubahan iklim Kota Kota dapat menyebabkan terjadinya perubahan iklim lokal akibat adanya struktur fisik dari kota, pemakaian artifisial energi, polusi udara, serta reaksi dari elemen-elemen iklim (angin, sinar matahari, dan sebagainya) terhadap permukaan urban. Perubahan iklim ini menyebabkan iklim kota menjadi sangat berbeda dengan iklim perdesaan di sekitamya. Sementara di negara maju polutan udara tradisional di kota-kota dimonitor secara berkala, di negara sedang berkembang sangat jarang hal
itu dilakukan, sehingga sangat sedikit data tentang kecenderungan polusi yang terjadi setiap saat. Hampir semua aspek dari iklim kota dapat berubah, termasuk keseimbangan panas radiasi, kecepatan angin, kelembaban dan karakteristik hujan. Menurut Bridgman, Warner dan Dodson (1995) perubahan iklim di daerah urban dapat disebabkan oleh lima hal: 1. Digantinya permukaan rumput, tanah dan pepohonan dengan perkerasan aspal, semen atau beton, dan kaca; 2. Digantinya area hijau pohon-pohon dan semak dengan blok-blok bangunan beton; 3. Dikeluarkannya sisa udara pendingin ruang, pemanas buatan bangunan, industri, dan kendaraan; 4. Mengalirnya air hujan langsung kedalam jaringan air hujan, dan hanya sedikit air yang terserap kedalam tanah; 5. Adanya polutan-polutan dari berbagai sumber, yang bereaksi dengan kandungankandungan kimia di udara membuat udara urban menjadi tidak normal. Tabel 10.4 menunjukkan gambaran pengaruh kota terhadap iklim lokal, dibandingkan dengan daerah perdesaan. Tabel 10.4 Pengaruh kota terhadap iklim lokal Elemen iklim Perbandingan dengan daerah pedesaan Rata-rata temperatur pertahun 0,5-3,0' C lebih tinggi Rata-rata kelembaban pertahun 6% Iebih rendah Awan 5-10% Iebih banyak Radiasi matahari: - Total, permukaan horisontal 0-12% lebih sedikit - Durasi sinar matahari 5-15% lebih sedikit Rata-rata kecepatan angin 20-30% lebih rendah pertahun 5-10% lebih besar Jumlah curah hujan Sumber: Bridgman, Warner dan Dodson, 1995 Adanya perubahan iklim tersebut menjadikan daerah perkotaan mempunyai temperatur yang lebih tinggi daripada daerah pedesaan disekitarnya. Kondisi ini dikenal sebagai urban heat island yang dapat terjadi di semua kota didunia, besar maupun kecil. Bagian-bagian kota yang padat bangunan, terutama bangunan tinggi
cenderung mengalami urban heat island. Apalagi jika disekitar bangunan-bangunan tersebut banyak perkerasan dan bukannya taman atau area penghijauan. Meskipun demikian urban heat island tidak terus menerus muncul. Apabila ada hembusan angin yang cukup kuat atau pada waktu hujan turun, tingginya temperatur dapat berkurang. Efek urban heat island akan muncul dengan semakin padatnya bangunan dan kendaraan di jalan. Oleh karenanya, pusat-pusat perbelanjaan, pusat bisnis, dan area-area padat dengan bangunan tinggi di kota sering mempunyai temperatur lebih tinggi daripada taman-taman kota atau kawasan dengan kepadatan bangunan rendah (Gambar 10.3). Pemakaian batu bata untuk material bangunan di negara tropis dapat menambah ketidak nyamanan penghuni, meskipun pohon dan orientasi timur-barat bangunan dapat mengurangi masalah ini (Sani, 1984). Ironisnya, kenyamanan penghuni membutuhkan cukup besar biaya dan energi, yaitu dengan pemakaian AC. Gambar 10.3 Kanopi iklim termal kota Penutupan vegetasi dan ruang terbuka hijau sangat penting untuk mengurangi panas di daerah-daerah terbangun. Pada malam hari, panas lebih banyak hilang, sedangkan di slang hari tanaman penutup tanah dapat membantu proses evapotranspirasi, menjadikan efek dingin di atmosper paling bawah. Vegetasi juga dapat mereduksi suara serta penyaring polutan dari udara. Jadi, perancangan urban yang memperhatikan alam dapat membawa keuntungan bagi penduduknya.