Pendekatan ekologi terhadap sumberdaya udara Sub

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.
Universitas Gadjah Mada
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 CO2 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.
Universitas Gadjah Mada
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
atmosfer oleh reaksi oksigen, nitrogen
oksida dan VOCs dibawah pengaruh
sinar
Ozon, peroksiacetil nitrat, formaldehida,
acetaldehida, hidrogen peroksida, radikalradikal hidroksi
matahari
Sumber: Miller, 1988
Tabel 10.2 Beberapa logam toksik, somber emisi dan efek utama terhadap
kesehatan
Logam
Organik
sebagai
arsen
Sumber emisi utama
Pestisida; katalisator untuk produksi
kimia
Efek terhadap kesehatan
Karsinogen, teratogen.
anorganik; campuran kaca dan
campuran
logam bukan besi.
trioksida
Berilium
Pembakaran batu bara dan minyak;
Dapat menyebabkan
dermatitis,
Universitas Gadjah Mada
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, paru-
proses pembuatan pupuk; pembakaran
paru dan kurang darah.
batu bara.
Pembuatan baterai, cat yang
Timah
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.
Universitas Gadjah Mada
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
Universitas Gadjah Mada
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, NO2, 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, NO2, 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.
Universitas Gadjah Mada
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
Universitas Gadjah Mada
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 CO2, 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
Universitas Gadjah Mada
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
Rata-rata kelembaban pertahun
0,5-3,0' C lebih tinggi
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
Universitas Gadjah Mada
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.
Universitas Gadjah Mada