BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan Hujan asam merupakan salah satu indikator terjadinya pencemaran udara. Penyebab terjadinya hujan asam adalah senyawa Sulfur dan Nitrogen Oksida yang masuk ke dalam atmosfer dan mengalami perubahan bentuk menjadi Asam Sulfat dan Nitrat. Senyawa ini kemudian bergabung dengan Hidrogen Khlorida, yang kemudian turun bersama sebagai hujan asam (Pandia, 1996). Beberapa gas seperti Sulfur Dioksida (SO2), Nitrogen Dioksida (NO2), Hidrogen Sulfida (H2S) dan Karbon Monoksida (CO), selalu dibebaskan ke udara sebagai produk sampingan dari prosesproses alami seperti aktivitas vulkanik, pembusukan sampah, makhluk hidup, dan kebakaran hutan. Selain disebabkan oleh pencemaran alami, polusi udara juga dapat disebabkan oleh aktivitas manusia (Fardiaz, 1992). Polusi udara akan mempengaruhi asam atau basa air hujan yang turun ke bumi (Sumarwoto, 1992). Hujan normal yaitu yang tidak tercemar mempunyai ph sekitar 5,6 jadi bersifat agak asam. Hal ini disebabkan karena terlarutnya Asam Karbonat (H2CO3) yang terbentuk dari gas CO2 di dalam air hujan. Asam Karbonat ini bersifat asam lemah sehingga ph air hujan rendah. Apabila air hujan dicemari oleh asam yang kuat, maka ph air hujan yang turun di bawah 5,6 yang dikenal sebagai hujan asam. 1
2 Sifat asam dan basa air hujan yang jatuh di permukaan bumi disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya intensitas kadar pencemaran yang dikeluarkan, keadaan meteorologis udara pada saat hujan turun, bagaimana jaraknya dari sumber pencemaran, dan kapan hujan tersebut mencapai permukaan bumi. Intensitas kadar pencemaran di udara dipengaruhui oleh beberapa faktor yaitu faktor alami dan faktor yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Faktor alami penyebab pencemaran udara mampu dinetralisir oleh alam dalam batasan waktu tertentu, namun aktivitas manusia menjadi penyumbang pencemaran udara terbesar melalui kegiatan industri dan transportasi darat yang intensitas dan kualitasnya meningkat setiap hari. Dampak dari emisi yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor dan industri adalah asap yang mengandung SO2 yang menyebabkan unsur pembentuk hujan asam. Senyawa belerang yang merupakan gas pencemaran udara adalah Oksida Belerang (SO2,SO3) dan gas H2S. Oksida Belerang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor, asap industri, dan pembakaran batu bara. Keadaan meteorologis meliputi curah hujan, kelembaban udara, kecepatan angin, arah angin, dan intensitas penyinaran matahari berperan penting dalam mempengaruhi penyebaran zat-zat pencemar di udara. Kadangkala udara cukup bersih, sangat tercemar. Pada beberapa keadaan, bentuk permukaan bumi akan mempengaruhi penyebaran zat pencemar. Kota-kota yang dikelilingi perbukitan dan berdekatan dengan pantai dapat terkena suatu kondisi yang dinamakan termal inverse atau suhu inverse. Kondisi ini terjadi bila lapisan udara dingin yang datang dari laut terperangkap di bawah lapisan udara panas. Akibatnya pencemar akan terperangkap
3 pada lapisan udara dingin yang apabila berlangsung lama akan menimbulkan efek yang berbahaya (Purbo, 1995). Dampak yang diakibatkan oleh terjadinya hujan asam di suatu wilayah antara lain rusaknya tanaman pertanian dan perternakan, dapat mengganggu pernapasan, saraf dan menimbulkan asma (Tjasjono, 1999). Lebih lanjut Riyadi, (1982) menjelaskan bahwa hujan asam dapat mengakibatkan korosif pada bendabenda logam seperti baja, aluminium, tembaga, seng, maupun besi dan bahan-bahan bangunan. Akibat lain yang ditimbulkan hujan asam antara lain kerusakan pada kehidupan air seperti ikan-ikan teracuni, penurunan produktivitas tanaman dan hutan, kerusakan pada bangunan-bangunan batu kapur dan permukaan tanah (Pandia, 1996). Padang merupakan ibukota Provinsi Sumatera Barat yang memiliki luas daerah 695,03 km 2, dengan ketinggian dari permukaan laut antara 2-1852 meter, dikelilingi oleh perbukitan. Pada bagian timur dibatasi oleh Kabupaten Solok, dan bagian barat dibatasi oleh Samudera Hindia, kondisi geografis ini menyebabkan kota Padang berpotensi terkena efek termal inverse mengingat angin pada siang hari bertiup dari arah laut. Hal ini akan merintangi penyebaran polutan dengan adanya lembah yang menyebabkan terperangkapnya polutan. Arus transportasi yang cukup tinggi dan pesatnya pertumbuhan jumlah penduduk di Kota Padang, menyebabkan terkonsentrasinya arus lalu lintas di jalanjalan utama dalam kota. Hal ini akan menyebabkan semakin tingginya kandungan gas
4 SO2 dan gas NO2 pada daerah yang aktivitas transportasinya tinggi dan berada pada pemukiman padat penduduk. Peningkatan aktivitas industri selain memberikan dampak positif bagi perkembangan ekonomi suatu wilayah, juga menghasilkan tekanan terhadap lingkungan dalam bentuk limbah. Kawasan industri PT. Semen Padang yang terletak di Kecamatan Lubuk Kilangan, dengan luas 85,99 km 2, berdiri sejak tahun 1910 dengan nama NV Nederlandsch Indishe Portland Maatschappij (NV NIPCM) mulai berproduksi pada tahun 1913 dengan kapasitas 22.900 ton per tahun. PT. Semen Padang terdiri dari 2 unit kegiatan, yaitu produksi semen dan penambangan bahan baku (raw material). Lokasi kegiatan perusahaan secara keseluruhan seluas 280 Ha yang terdiri dari pabrik semen Indarung I, II, III, IV dan V, dan saat ini sedang berlangsung pembangunan pabrik semen Indarung VI. Teknologi produksi semen di Indonesia cenderung boros energi dan menimbulkan emisi CO2 yang menyumbang pada kenaikan suhu global. Fakta juga menunjukkan bahwa produksi semen juga menimbulkan dampak tersebarnya abu ke udara bebas sehingga mengakibatkan penyakit ganguan pernafasan. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik tahun 2012, jumlah kunjungan pasien di puskemas Lubuk Kilangan yang menderita Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA) sebanyak 1449 orang. Ditinjau dari keadaan iklim, Kota Padang mempunyai iklim tropis dengan temperatur udara rata-rata 28,5 0 C, kelembapan maksimum rata-rata mencapai angka tertinggi 87% terjadi pada bulan November dan terendah 79% terjadi pada bulan
5 April dan Mei. Hal tersebut berpengaruh terhadap pola distribusi pencemaran dan kadarnya di udara. Berdasarkan pertimbangan bahwa kadar asam tertingggi akan terbentuk pada curah hujan minimal dan konsentrasi pencemar di udara relatif tinggi, sehingga dapat dilakukan analisis kadar asam air hujan yang terjadi di Kota Padang. Berdasarkan fenomena dan masalah di atas, maka penulis tertarik untuk menganalisa unsur-unsur kandungan Asam Sulfat, Asam Nitrat dan ph yang terkandung dalam air hujan di Kota Padang dan penulis tuangkan dalam bentuk tesis yang diberi judul Analisis Kadar Asam Air Hujan di Kota Padang 1.2 Perumusan masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, maka permasalahan dalam penelitian ini dapat dirumuskan dalam beberapa pertanyaan penelitian yaitu : 1. Bagaimana kadar asam air hujan di Kota Padang 2. Bagaimana pengaruh Intensitas hujan terhadap kadar asam air hujan di Kota Padang 3. Bagaimana pengaruh suhu udara, kelembaban udara, tekanan udara, arah dan kecepatan angin terhadap kadar asam air hujan di Kota Padang 1.3 Tujuan Penelitian Sesuai dengan latar belakang dan permasalahan penelitian yang telah dirumuskan, maka penelitian ini bertujuan untuk: 1. mengetahui kadar asam dalam air hujan di Kota Padang 2. menganalisis pengaruh Intensitas hujan terhadap kadar asam air hujan di Kota Padang
6 3. menganalisis pengaruh suhu udara, kelembaban udara, tekanan udara, arah dan kecepatan angin terhadap kadar asam air hujan di Kota Padang 1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Manfaat Teoritis Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan khususnya meteorologi dan klimatologi pencemaran udara dalam hal : a) menemukan pola spasial penyebaran hujan asam pada kawasan kota baik kadar pencemaran di udara maupun faktor-faktor yang mempengaruhi pola penyebaran tersebut. b) menemukan pola temporal tinggi rendahnya kadar pencemaran diudara yang menentukan tingkat keasaman air hujan pada setiap kejadian hujan. 1.4.2 Manfaat Praktis Penelitian ini bermanfaat bagi kebijakan pengembangan wilayah dalam hal: a) Referensi kualitas lingkungan khususnya kualitas udara dimana udara yang tercemar oleh aktivitas industri dan transportasi tidak hanya menimbulkan permasalahan sebatas akumulasi debu di udara, namun berdampak pula pada kualitas air hujan yang turun di kawasan tersebut b) Referensi untuk mengevaluasi kebijakan lingkungan
7 c) Kebijakan pengembangan wilayah bagi para teknokrat untuk merencanakan pola permukiman yang tidak searah dengan pola penyebaran hujan asam. 1.5 Keaslian Penelitian Mantra (2004), mengemukakan bahwa keaslian penelitian masalah yang diteliti belum pernah dipecahkan oleh peneliti terdahulu, atau kalau pernah diteliti, maka penelitian yang akan dilakukan harus menyatakan dengan tegas perbedaan penelitiannya dengan penelitian yang sudah pernah dilakukan. Bethy C Matahelumual (2010) melakukan penelitian tentang Potensi Terjadinya Hujan Asam di Kota Bandung. Dalam penelitian ini dibahas tentang sifat air hujan berdasarkan ph, Konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat dengan menggunakan analisis Standar Methode (APHA-HWA). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bulan Juni 2009 seluruh air hujan memenuhi persyaratan fisika kimia air minum sedangkan bulan Desember 2008-April 2009 terjadi hujan Asam dengan ph< 5,6. Zhang Xiuying (2011) melakukan penelitian tentang Analisis Pola Hujan Asam di China bagian Timur Laut dengan Metode Decission Tree. Penelitian ini Memprediksi terjadinya hujan asam berdasarkan posisi geografis, karakteristik bentang lahan, faktor-faktor meteorologis terhadap konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat dengan Analisis Decision Tree berdasarkan data sekunder. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hujan asam sebagian besar terjadi pada musim
8 panas dan persentasi terkecil terjadi pada musim semi, musim gugur dan musim dingin dengan total akurasi 98,04%. Penelitian yang dilakukan oleh Sudalma Purwanto tahun 2012 tentang Analisis Sifat Hujan Asam di Kota Semarang yang bertujuan untuk Menganalisis hubungan antara jumlah emisi kendaraan bermotor dan curah hujan terhadap konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat menggunakan metode Analisis korelasi pearson. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang kuat antara konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat pada curah hujan > 350mm/jam dengan ph 5,46-4,36 tahun 2009-2010. Nurul Kusuma Wardhani (2014), ) melakukan penelitian tentang Tingkat Keasaman Air Hujan Berdasarkan Kandungan Gas CO2, SO2, dan NO2 di udara dengan studi kasus Balai Pengamatan Dirgantara Pontianak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat Keasaman Air Hujan berdasarkan kandungan Gas CO2, SO2, dan NO2 di udara dengan metode analisis korelasi pearson dan analisis data curah hujan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kadar CO2 berpengaruh kuat terhadap kadar asam air hujan sebesar 40,72%, Sulfat sebesar 18,49%, dan Nitrat sebesar 0,19%. Berikut disajikan beberapa penelitian terdahulu sebagai pembanding untuk mengetahui keaslian penelitian yang peneliti lakukan seperti uraian dalam Tabel 1.1
1.5 Keaslian Penelitian No Nama Judul Penelitian Tujuan Penelitian Metode analisis Hasil 1 Bethy C Matahelumual, 2010 Potensi Terjadinya Hujan Asam di Kota Bandung 2 Zhang Xiuying,2011 Analisis Pola Hujan Asam di China bagian TimurLaut dengan Metode Decission Tree Mengetahui sifat air hujan berdasarkan ph, Konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat Memprediksi terjadinya hujan asam berdasarkan posisi geografis, karakteristik bentang lahan, faktor-faktor meteorologis terhadap konsentrasi Asam Sulfat dan Asam nitrat Standar Methode (APHA-HWA) Analisis Decision Tree berdasarkan data sekunder a. Bulan Juni 2009 seluruh percontohan air hujan memenuhi persyaratan Fisika Kimia air minum b. Bulan mei 2009, percontohan air hujan yang berasal dari Pos Pengamatan Gunung Api Tangkuban perahu, Cihideung dan Buah Batu memenuhi persyaratan air minum c. Desember 2008-April 2009 terjadi hujan Asam dengan ph< 5,6 a. Hujan asam terjadi pada 17 titik dari 81 sampel dengan frequensi hujan asam 0-84,38% b. Hujan asam sebagian besar terjadi pada musim panas dan persentasi terkecil terjadi pada musim semi, musim gugur dan musim dingin 9
10 3 Sudalma, Purwanto, 2012 Analisis Sifat Hujan Asam di Kota Semarang 4 Nurul Kusuma Wardhani, 2014 Studi Tingkat Keasaman Air Hujan Berdasarkan Kandungan Gas CO 2, SO 2, dan NO 2 di Udara (Studi Kasus Balai Pengamatan Dirgantara Pontianak) 5 Sari Nova, 2015 Analisis Kadar Asam Air Hujan di Kota Padang Menganalisis hubungan antara jumlah emisi kendaraan bermotor dan curah hujan terhadap konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat Mengetahui tingkat Keasaman Air Hujan Berdasarkan Kandungan Gas CO2, SO2, dan NO2 di Udara 1. menganalisis kadar asam air hujan di Kota Padang 2. menganaliis pengaruh Intensitas hujan terhadap kadar asam air hujan 3. menganalisis pengaruh suhu udara, kelembaban udara, tekanan udara, arah dan kecepatan angin terhadap kadar asam air hujan Analisis korelasi pearson a.analisis korelasi pearson b. Analisis data curah hujan a. Analisis data iklim b. Regresi linear berganda c. Analisa Deskriptif c. Total akurasi hujan asam dengan menggunakan metode decision tree adalah 98,04% a. Korelasi yang kuat antara konsentrasi Asam Sulfat dan Asam Nitrat pada curah hujan > 350 mm b. Hujan Asam dengan ph 5,46-4,36 terjadi pada tahun 2009-2010 a. Kadar CO 2 berpengaruh kuat terhadap kadar asam air hujan sebesar 40,72% b. Korelasi Sulfat memiliki indeks penentu sebesar 18,49% c. Korelasi Nitrat memilki indeks penentu sebesar 0,19% a. Konsentrasi Sulfat, Nitrat dan ph dalam air hujan di Kota Padang masih dibawah ambang baku mutu air minum b. Intensitas hujan berpengaruh sebesar 49% terhadap kadar Sulfat, 76% terhadap ph, dan 12% terhadap Nitrat c. Kecepatan angin berpengaruh kuat
11 terhadap kadar Sulfat, dengan nilai Beta terkecil yaitu -0,460 d. Suhu berpengaruh kuat terhadap ph, dengan beta terkecil yaitu -0,089 e. Nitrat tidak mempengaruhi kadar asam dalam air hujan di Kota Padang, dengan tidak memenuhi uji asumsi klasik pada regresi Linear Berganda