Meteorologi dalam Kajian Pencemaran Udara


(Konsultan Survey dan Pemetaan Lahan) – Peranan meteorologi dalam mengkaji pencemaran udara adalah membantu dalam memperkirakan kemampuan udara untuk menyebarkan pencemar. Atmosfer merupakan tempat berkumpulnya semua jenis pencemar baik berupa gas, cair, maupun padat, karena itu pencemaran udara dapat merugikan kehidupan. Pencemaran udara lokal biasanya dapat dihamburkan atau dapat dihindari oleh adanya sirkulasi udara umum, tetapi kemungkinan besar pencemar tersebut akan diendapkan di tempat lain. Peranan atmosfer pada pencemaran udara adalah sebagai pengencer konsentrasi pencemar atau bertindak sebagai yang menyingkirkan pencemar udara, tetapi ada kalanya justru bertindak sebagai sumber pendauran (perputaran) kembali dari pencemar tersebut.

Sumber Pencemar Udara

Konsentrasi pencemar yang berbeda di permukaan tanah bergantung pada kondisi cuaca dan iklim setempat. Secara umum senyawa kimia yang ditinjau sebagai pencemar mempunyai kosentrasi sangat kecil di dalam udara bersih. Akan tetapi dalam keadaan cuaca tercemar maka senyawa tersebut mempunyai konsentrasi yang besar. Adapun sumber-sumber polusi udara adalah sebagai berikut:

1.       Emisi Kendaraan Bermotor

Kendaraan bermotor merupakan salah satu sumber pencemaran udara yang penting di daerah perkotaan. Kondisi emisi kendaraan bermotor sangat dipengaruhi oleh kandungan bahan bakar dan kondisi pembakaran dalam mesin. Pada pembakaran sempurna, emisi paling signifikan yang dihasilkan dari kendaraan bermotor berdasarkan massa adalah gas karbon dioksida (CO2) dan uap air, namun kondisi ini jarang terjadi. Hampir semua bahan bakar mengandung polutan dengan kemungkinan pengecualian bahan bakar sel (hidrogen) dan hidrokarbon ringan seperti metana (CH4). Polutan yang dihasilkan kendaraan bermotor yang menggunakan BBM antara lain CO, HC, SO2, NO2, dan partikulat.

2.       Emisi Industri

Pembakaran bahan bakar untuk berbagai kegiatan industri termasuk pembangkitan listrik, produksi kimia dan produk lainnya, pengolahan logam, insinerasi, penggunaan bahan bakar industri, dan lain-lain merupakan sumber pencemar industri yang utama. Jenis bahan bakar yang digunakan industri, berdasarkan klasifikasi energi Indonesia, meliputi batu-bara (batu bara, kokas, dan kayu), dan bahan produk minyak [Marine Fuel Oil (MFO), High Speed Diesel (HSD), minyak tanah, bensin, minyak sisa, industrial diesel oil (IDO), dan liquified petroleum gas (LPG) ], serta gas alam. Kualitas bahan bakar, bersamaan dengan jenis bahan baku, proses industri, dan kontrol emisi sangat mempengaruhi kualitas emisi industri. Sebagai contoh, kandungan belerang dalam MFO di Indonesia lebih tinggi dari dalam HSD, minyak tanah, dan IDO, sehingga MFO menghasilkan polutan SO2 per satuan volume yang lebih tinggi dibanding bahan bakar minyak lainnya.

Selain itu, kontribusi industri-industri manufaktur yang dikelompokkan berdasarkan Kelompok Lapangan Usaha Industri (KLUI) atau Internatinal Standard of Industrial Code (ISIC) terhadap pencemaran udara juga signifikan secara agregat. Fasilitas-fasilitas di industri yang mengemisikan zat-zat pencemar udara diantaranya adalah: boiler, generator, cement dan ceramic kiln, turbin gas, pengering tanah liat atau deterjen, tungku pemanasan logam dan kaca, insinerator, oven, dan lain-lain.

Berdasarkan jumlah energi yang dihasilkan, komposisi terbesar penggunaan bahan bakar di industri (termasuk pembangkit listrik) adalah gas alam. Namun demikian pemakaian bahan bakar minyak dan batubara juga cukup tinggi, yaitu 51% dari total energi sehingga kontribusi bahan bakar yang mengandung ‘zat kotoran’ yang lebih banyak dibanding gas alam ini terhadap emisi pencemar udara juga tinggi.

Dalam perhitungan beban emisi, sumber industri dibagi atas 1) sumber titik besar (large point sources – LPS) dan 2) sumber industri kecil yang dikelompokkan menjadi sumber area industri (industrial area sources). Yang termasuk dalam LPS diantaranya adalah pembangkit listrik, industri semen, logam dan baja, keramik, pulp dan kertas, dan lain-lain, dengan catatan bahwa data spesifik setiap industri tersebut diperoleh. Sedangkan industri-industri lain yang tidak termasuk dalam LPS dikelompokkan ke dalam sumber industri area. Perhitungan beban emisi ditentukan oleh diantaranya faktor emisi, volume aktivitas, dan efisiensi kontrol emisi suatu sistem/teknologi pereduksi emisi (jika digunakan di industri). Faktor emisi untuk fasilitas dan kegiatan tertentu dapat berbeda-beda.

3.       Sumber Pencemar Lainnya

Disamping jalan raya dan sumber-sumber industri, di daerah perkotaan terdapat berbagai sumber anthropogenik lainnya yang dapat memberikan kontribusi yang cukup berarti pada total beban suatu jenis pencemar. Aktivitas domestik dan penggunaan bahan bakar untuk keperluan rumah tangga dapat mengemisikan NOx, partikulat, CO, dan senyawa organik yang mudah menguap (VOC).

Pengelolaan sampah pada saat ini menjadi tantangan besar di berbagai kota besar. Karena minimnya sumber daya untuk mengelola sanitary landfill yang memenuhi syarat, pada umumnya sampah ditimbun secara terbuka (open dumping). Praktek ini menimbulkan masalah lingkungan yang kompleks, termasuk masalah pencemaran udara. Proses dekomposisi aerob dan anaerob memproduksi emisi gas CO2 dan CH4, gas-gas yang penting peranannya sebagai gas rumah kaca (GRK). Adanya akumulasi gas metana juga menyebabkan terbakarnya timbunan sampah sehingga terjadi emisi partikulat, CO dan HC.

Jenis Polutan

1.       Partikulat

Partikulat adalah pencemar padat atau cair yang berukuran antara 0,001-500 µm, dan mempunyai waktu tinggal di udara antara beberapa detik sampai beberapa bulan. Berdasarkan ukurannya, partikulat dapat digolongkan menjadi:

Asap (fumes)             : 0,001-1 µm

Kabut (mist)              : 1-10 µm

Debu halus                 : ≤ 100 µm

Debu kasar                 : > 100 µm

Sumber utama parikulat adalah pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan dan pembakaran sampah pertanian.

2.       Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida adalah pencemar primer berbentuk gas yang sangat stabil di udara, mempunyai waktu tinggal 2-4 bulan. Sumber uatam CO berasal dari kendaraan bermotor. Karbon monoksida mempunyai daya gabung (afinitas) dengan hemoglobin 210 kali besar dibandingkan dengan oksigen. Jika udara tercemar CO, maka hemoglobin yang ada tidak dapat mengikat oksigen.

3.       Oksida Sulfur (SO)

Sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) merupakan bentuk oksida sulfur yang banyak dijumpai. SO2 merupakan pencemar primer yang di atmosfer bereaksi dengan pencemar lain membentuk senyawa sulfur yang mengakibatkan hujan asam.

4.       Oksida Nitrogen (NOx)

Oksida nitrogen (NOx) merupakan pencemar primer

5.       Hidrokarbon (HC)

Hidrokarbon merupakan komponen yang sangat penting dalam kabas fotokimia. Sumber utama hidrokrabon diemisikan oleh kendaraan bermotor. Selain itu juga dari emisi proses industri.

6.       Radioaktif

Radioaktif yang diemisikan ke atmosfer sebagai hasil dari pengoperasian reaktor nuklir relatif sangat kecil jika dibandingkan dengan radiasi alam melalui sinar kosmik sebagai akibat reaksi radiasi matahari dengan atmosfer bumi.

Parameter Meteorologi yang Berpengaruh Terhadap Pencemaran Udara

1.       Angin

Perubahan arah dan kecepatan angin menunjukkan arah penyebaran dan fluktuasi konsentrasi pencemar di atmosfer. Perubahan angin juga dipakai untuk menentukan klas stabilitas atmosfer.

2.       Gradien Suhu Vertikal

Gradien suhu vertikal adalah perubahan suhu terhadap ketinggian. Parameter ini menyatakan tingkat stabilitas atmosfer dan lapisan inversi suhu yang berpengaruh pada kualitas udara. Inverse berbahaya, yaitu lapisan dengan konsentrasi pencemar di permukaan tanah sangat tinggi.

3.       Tinggi Campuran

Tinggi campuran adalah puncak lapisan atmosfer tempat terjadinya percampuran vertikal yang nisbi kuat dan penurunan suhu mendekati adiabatik kering. Pada musim dingin, tinggi campuran berkisar antara 500 dan 1500 m sedangkan dalam musim panas antara 600 dan 4100 m.

4.       Curah Hujan

Curah hujan bertindak sebagai pencuci atmosfer dan menurangi penyebaranm pencemar di atmosfer. Air hujan dapat bergabung dengan sulfur menjadi asam sulfat yang dikenal sebagai hujan asam.

5.       Kabut

Kabut dapat mengurangi radiasi matahari yang jatuh ke permukaan bumi, sehingga menghalangi terjadinya pencampuran pada siang hari. Kabut yang bercampur dengan asap atau pencemar disebut kabas.

6.       Radiasi Matahari

Parameter ini dipakai untuk membandingkan pengurangan radiasi yang diterima di daerah tercemar dan daerah bersih.

– – – ETA 2007 – – –

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s