7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Udara Ambient Udara dapat di kelompokkan menjadi dua jenis, yaitu udara ambient dan udara emisi. Udara ambient adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan troposfir yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya (SNI 19-7119.7-2005). Udara emisi adalah udara yang mengandung zat, energi, dan komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan atau dimasukkan ke dalam udara ambien yang mempunyai dan atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar (Soedomo, 2001). 2.2. Pencemaran Udara Kendaraan bermotor dapat mengeluarkan emisi gas buang antara lain SOx, NOx, CO, HC dan partikulat debu. Konsentrasi CO dan NO2 merupakan parameter pencemaran udara yang sangat perlu diperhatikan karena merupakan dampak dari kepadatan lalu lintas kendaraan bermotor. Apabila diatas standar baku mutu maka gas tersebut cukup berbahaya bagi kesehatan manusia bahkan dapat mengakibatkan kematian. Kendaraan bermotor merupakan sumber utama CO dan NO2 terutama pada kendaraan yang sudah tua, sehingga mesin kendaraan kurang berfungsi secara baik. Kepadatan lalu lintas dapat mengakibatkan konsentrasi CO dan NO2 total yang ada di dalam atmosfer sebanding. Daya ikat CO terhadap Hb (darah) sangat besar yaitu 240 kali dibandingkan dengan daya
8 ikat CO terhadap O2, hal ini menyebabkan efeknya terhadap kesehatan sangat diperhitungkan. Kejang-kejang akibat gangguan urat syaraf dapat disebabkan oleh konsentrasi NO2 yang tinggi, dapat pula mengakibatkan kelumpuhan bila keracunan berlanjut (Basuki, Setiawan dan Nurimaniwathy, 2008). Wilayah perkotaan, termasuk Kota Bogor, merupakan pusat pemukiman dan aktivitas non pertanian masyarakat. Selain penduduknya yang lebih padat, pada umumnya polusi udara di perkotaan lebih tinggi dibandingkan di pedesaan. Sebagian besar polusi udara di perkotaan disebabkan oleh emisi karbondioksida (CO2) dari aktivitas manusia. Kualitas udara dan lingkungan dapat menurun akibat peningkatan aktivitas manusia memanfaatkan bahan bakar minyak (BBM), membangun, dan menghasilkan sampah. Gas CO2 yang dihasilkan tersebut dapat diserap oleh vegetasi yang terdapat diruang terbuka hijau (RTH), namun selama 5 tahun terakhir luasan RTH Kota Bogor semakin menurun akibat pembangunan pemukiman. Emisi karbon dari perubahan tutupan lahan dan penggunaanya sendiri mencapai 12,5% dari total emisi yang dihasilkan tahun 2000-2009, sedangkan emisi terbesar berasal dari sektor energi. Maka dibutuhkan alternatif upaya pengendalian emisi CO2 dan meningkatkan serapan CO2 kota (Nur dan Purnomo, 2015). Menurut Qadri, Maghfurah dan Yulianto (2013), beberapa hasil penelitian telah menyebutkan bahwa 65% kematian di Asia disebabkan oleh polusi udara. Jakarta sebagai ibukota negara Indonesia bahkan dianggap sebagai kota dengan polusi udara terburuk ke tiga dunia, dimana sekitar 70% polusi diperoleh dari emisi gas buang kendaraan bermotor dan sisanya dari industri. (Analisa
9 Perbandingan Emisi Gas Buang Bahan Bakar LGV Dengan Premium Pada Daihatsu Grand Max Standar) Sebagai mana diketahui bahwa sumber polutan dapat dibedakan yaitu polutan primer atau polutan sekunder. Polutan primer seperti misalnya sulfur oksida (SOx), nitrogen oksida (NOx) dan hidrokarbon (HC) langsung dibuang ke udara bebas dan mempertahankan bentuknya seperti pada saat pembuangan. Sedangkan polutan sekunder adalah polutan yang terbentuk di atmostfer melalui reaksi fotokmia, hidrolisi atau oksidasi, seperti misalnya pembentukan ozon (O3) dan peroksiasetil nitrat (PAN). Berdasarkan komposisi polutan juga dapat dibedakan menjadi zat organik dan zat anorganik. Polutan organik mengandung karbon dan hidrogen, dan juga terdapat beberapa unsur seperti oksigen, nitrogen, sulfur atau fosfor. Sebagai contoh misalnya hidrokarbon, keton alkohol, ester dan lain-lain. Sedangkan jenis polutan anorganik dapat berupa seperti misalnya karbon monoksida (CO), karbonat, nitrogen oksida, ozon dan lainnya (Hamdani, Jalaluddin dan Khairil, 2011). Zat pencemar kimia yang paling banyak terdapat di udara berupa karbon monoksida (CO), nitrogen oksida (NOx), sulfur oksida (SOx) dan hidrokarbon. Selain gas-gas tersebut, partikulat atau TSP dan timbal juga merupakan zat pencemar yang sangat berbahaya bagi manusia karena bersifat karsinogen. Pencemaran tersebut tidak hanya berdampak langsung terhadap manusia tetapi juga dapat merusak lingkungan. Pada manusia, pengaruh zat pencemar ini pertama-tama ditemukan pada sistem pernapasan dan kulit serta selaput lendir. Selanjutnya apabila zat pencemar dapat memasuki peredaran darah, maka efek sistemik tidak dapat dihindari (Huboyo dan Syafrudin, 2007).
10 Salah satu bahan pencemar udara adalah debu yang mempunyai diameter 0,1 sampai 100 µm dan menjadi perhatian bersama khususnya debu yang dihasilkan oleh pengolahan bahan padat dari industri. Partikel udara dalam wujud padat yang berdiameter kurang dari 10 µm yang biasanya disebut dengan PM10 (particulate matter) dan kurang dari 2,5 µm di dalam rumah (PM2,5) diyakini oleh para pakar lingkungan dan kesehatan masyarakat sebagai pemicu timbulnya infeksi saluran pernafasan, karena partikel padat PM10 dan PM2,5 dapat mengendap pada saluran pernafasan daerah bronki dan alveoli. Partikel debu yang berdiameter kurang dari 10 µm (PM10) sangat memprihatinkan, karena memiliki kemampuan yang lebih besar untuk menembus ke dalam paru-paru. Rambut di dalam hidung dapat menyaring debu yang berukuran lebih besar 10 µm. PM10 diperkirakan berada diantara 50 dan 60% dari partikel melayang yang mempunyai diameter hingga 45 µm (total suspended particulate). Partikel yang lebih besar dari 10 µm, seperti TSP, tidak terhirup ke dalam paru-paru. Partikel dibawah 2,5 µm (PM2,5) tidak disaring dalam sistem pernapasan bagian atas dan menempel pada gelembung paru-paru, sehingga dapat menurunkan pertukaran gas (Gindo dan Hari, 2007). 2.3. Hidrogen Sulfida (H 2 S) Hidrogen sulfida (H2S) merupakan gas yang dapat menghasilkan bau tidak sedap. Gas tersebut bersifat toksik bagi manusia dan ternak, dapat meningkatkan kerentanan terhadap penyakit, dan dapat mengganggu efisiensi aktivitas para pekerja yang berada di sekitar kawasan tersebut. Hidrogen sulfida diproduksi oleh pembusukan mikrobiologi dari senyawa sulfat dan resuksi mikroba dari sulfat, uap panas bumi, serbuk kayu, aktivitas antropogenik seperti pembakaran batu bara
11 dan residu minyak bumi. Gas hidrogen sulfida yang masuk ke atmosfer secara cepat diubah menjadi senyawa SO2 melalui reaksi berikut (Achmad, 2004): 2 H2S + 3 O2 2 SO2 + 2 H2O 2.4. Sulfur Dioksida (SO 2 ) Pencemaran udara oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua komponen gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) dan keduanya disebut sebagai SOx. Sulfur dioksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar di udara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak reaktif. Pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur akan menghasilkan kedua bentuk sulfur dioksida, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Meskipun udara tersedia dalam jumlah cukup. Sulfur dioksida selalu terbentuk dalam jumlah terbesar. Jumlah SO3 yang terbentuk dipengaruhi oleh kondisi reaksi, terutama suhu yang bervariasi dari 1 sampai 10 % dari total SO2 (Rusmayadi, 2010). 2.5. Amoniak (NH 3 ) Amoniak adalah salah satu indikator pencemar udara pada bentuk kebauan. Gas amoniak adalah gas yang tidak berwarna, memiliki bau yang menyengat. Biasanya, amoniak berasal dari aktifitas mikroba, industri amoniak, perngolahan limbah dan pengolahan batu bara. Amoniak di atmosfer bereaksi dengan nitrat dan sulfat sehingga terbentuk garam amoniak yang sangat korosif. Amoniak yang menguap akan mencemari udara dan mengganggu pernapasan. Titik leburnya ialah -75 C dan titik didihnya ialah -33.7 C. Larutan amoniak
12 sebanyak 10 % dalam air mempunyai ph 12. Sumber amoniak adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amoniak disintesis dengan reaksi reversibel antara hidrogen dengan nitrogen (Pohan, 2002). 2.6. Nitrogen Dioksida (NO 2 ) Nitrogen oksida (NOx) adalah kelompok gas yang terdapat di atmosfer yang terdiri dari gas nitrogen oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Pembentukan NO dan NO2 mencakup reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara sehingga membentuk NO. Reaksi selanjutnya antara NO dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2. Persamaan reaksinya sebagai berikut (Achmad, 2004): N2 + O2 2NO 2NO + O2 2NO2 Nitrogen dioksida (NO2) merupakan bahan polutan udara terpenting, yaitu sebagai salah satu komponen utama yang memberikan kontribusi terhadap kualitas udara maupun kualitas air hujan (hujan asam) yang terjadi, disamping sulfur dioksida (SO2). Sumber pencemaran gas NOx dapat berasal dari sumber alami seperti dari aktivitas bakteri. Disamping itu, aktivitas manusia juga merupakan penyebab terjadinya pencemaran udara oleh gas NOx. Sumbangan terbesar dari kegiatan manusia terhadap polusi NOx bersumber dari hasil kegiatan kegiatan yang menggunakan proses pembakaran pada temperatur yang cukup tinggi. Pembentukan NO pada suhu kamar dihasilkan dari reaksi antara gas oksigen dan gas nitrogen akan berlangsung sangat lambat. Sedangkan pada suhu
13 tinggi, diatas 1200 o C gas oksigen dan gas nitrogen akan bereaksi sangat cepat untuk menghasilkan nitrogen oksida (Prasetyanto, 2011). 2.7. Impinger Rangkaian impinger dibagi menjadi empat bagian penting, yaitu tabung impinger atau midget impinger (Gambar 2.1). Tabung impinger merupakan botol tempat pengambilan contoh uji yang dilengkapi dengan ujung silinder gelas yang berada di dalam labu dengan maksimum diameter dalam 1 mm, pompa penghisap, berfungsi untuk menarik contoh udara ke dalam impinger, flow meter digunakan untuk mengukur kecepatan udara saat pengambilan sampel, tabung penyerap uap air, digunakan sebagai pengaman pompa pada saat pengambilan sampel udara (SNI 19-7119.1-2005). Menurut Hadi(2005), terdapat uap air yang turut masuk ke dalam pompa karena dapat menyebabkan pompa menjadi lembab dan jika hal itu berlangsung akan menyebabkan kerusakan pada pompa.
14 Gambar 2.1 Alat Impinger Teknik pengambilan sampel parameter gas dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu teknik tangkapan dan pemekatan. Teknik pemekatan dilakukan dengan menangkap sejumlah volume udara yang ditarik kedalam container khusus, seperti flexible bags, steel caniste, dan glass boms. Teknik pemekatan dilakukan dengan memekatkan sejumlah volume contoh yang ditarik ke dalam media tertentu, seperti cairan, reagen kimia atau filter. Teknik pemekatan dilakukan dengan dua cara, yaitu absorpsi cairan (impinger) dan adsorpsi desorpsi. Absorpsi atau penyerapan dalam kimia adalah suatu fenomena fisik atau kimiawi suatu atom, molekul, atau ion yang memasuki suatu fase lain yang bisa berupa gas, cairan, ataupun padatan. Udara dalam jumlah tertentu ditarik melalui impinger dengan laju alir tertentu yang stabil. Larutan absorber yang spesifik bereaksi dengan komponen gas yang tertangkap dan membentuk substansi spesifik dan stabil (Hadi, 2005). 2.8. Spektrofotometri Spektrofotometri UV-Vis adalah metode analisis spektroskopik yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik UV dekat (200-400 nm) dan sinar tampak (400-750 nm) dengan menggunakan instrumen spektrofotometer. Radiasi UV jauh (100 190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah tersebut, udara juga mengalami absorbsi radiasi. Radiasi di daerah UV-Vis diserap melalui eksitasi elektron-elektron yang terlibat dalam ikatan antara atom-atom pembentuk molekul, sehingga awan elektron menahan atom bersama-sama mendistribusikan kembali atom-atom itu sendiri dan orbital yang ditempati oleh elektron-elektron
15 pengikat tidak lagi bertumpang tindih. Sinar melewati suatu senyawa, energi dari sinar digunakan untuk mendorong perpindahan elektron dari orbital ikatan atau orbital non-ikatan ke salah satu orbital anti-ikatan yang kosong (Supratman 2010). Cara kerja alat spektrofotometer sinar tampak (Gambar 2.2) yaitu sinar dari sumber cahaya diteruskan menuju monokromator. Cahaya dari monokromator diarahkan terpisah melalui sampel dengan sebuah cermin berotasi.detektor menerima cahaya dari sampel secara bergantian secara berulang-ulang, sinyal listrik dari detektor diproses, diubah ke digital dan dilihat hasilnya (Supratman, 2010). Sumber Cahaya Monokromator Sampel Detektor Spektrum Gambar 2.2 Bagan Spektrofotometer Sinar Tampak