DAFTAR ISI Kata Pengantar Proses Iklim Kota

DAFTAR ISI
Kata Pengantar
Proses Iklim Kota
Keseimbangan Energi
Karakteristik Radiasi
Keseimbangan Energi di Permukaan Bumi
Karakteristik Radiasi di Perkotaan
Keseimbangan Eneri di Perkotaan
Pulau Panas (heat island)
Karakteristik Angin di Perkotaan
Kecepatan Angin
Pola Angin
Implikasi
Kelembapan Keawanan dan Hujan
Kelembapan
Keawanan
Hujan
Pencemaran Udara di Perkotaan
Komposisi Udara di Perkotaan
Sumber dan Jenis Pencemaran
Pencemaran Udara di Dalam Ruangan (indoor air quality)
Pengaruh Pencemaran Udara Terhadap Manusia dan Lingkungaannya
Kebisingan
Hutan Kota (urban forest)
Daftar Pustaka
KATA PENGANTAR
Mata Kuliah Klimatologi Kota merupakan mata kuliah pilihan bagi mahasiswa
yang akan mengambil minat Klimatologi Lingkungan. Hingga saat ini, pustaka yang
berkaitanan materi kuliah ini hampir semuanya ditulis dalam bahasa Inggris dan sangat
jarang atau bahkan mungkin belum ada, buku acuan yang ditulis dalam bahasa
Indonesia. Dengan pertimbangan ini, bahan ajar ini ditulis untuk memberikan
Kemudanan kepada mahasiswa di dalam memahami berbagai aspek yang
menyangkut iklim kota.
Bagian pertama menerangkan tentang konsep keseimbangan radiasi dan
energi yang menentukan bagaimana iklim di suatu tempat. Selain membahas konsep
juga dibahas aplikasinya terutama di daerah perkotaan. Bagian kedua membahas
tentang pola dan kecepatan angin di perkotaan. Awan, hujan dan kelembaban
merupakan bagian selanjutnya dibahas, termasuk aplikasinya. Pencemaran udara di
daerah perkotaan merupakan bag ian terbanyak yang dibahas karena ruang
lingkupnya yang cukup luas.
Penulis sengaja tidak menggunakan terlalu banyak pustaka. Hal ini agar tidak
terlalu menyulitkan mahasiswa dan memberikan focus yang lebih tajam. Tetapi tidak
berarti mahasiswa tidak boleh membaca buku penunjang yang lain.
Bahan ajar ini merupakan penjelasan yang bersifat singkat karena merupakan
penunjang dan keterangan yang penulis berikan di dalam kelas. Dengan demikian,
penulis yakin bahwa masih banyak kekurangan yang masih perlu dibenahi di masa
mendatang. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang besar
kepada Wakil Rektor Bidang Akademik dan Pengendalian Mutu yang telah
memberikan dana untuk membantu pembuatan bahan ajar ini. Penulis berharap agar
enaaaran buku ajar ini berguna bagi pembacanya.
Dewi Galuh Condro Kirono
PROSES IKLIM KOTA
Semua aspek iklim di permukaan bumi seperti angin, hujan, awan, dan suhu,
adalah sesuatu yang dihasilkan oleh proses; perpindahan dan perubahan energi.
Hukum pertama Thermodinamika mengenai konservasi energi menjelaskan bahwa
energi di alam tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan melainkan
hanya diubah dari suatu bentuk ke bentuk energy yang lain. Dengan demikian, pada
suatu sistem, akan muncul dua kemungkinan pertukaran energi. Pertama, pada saat
pertukaran energi tedarii tidak ada perubahan dari status energi pada sistem yang
bersangkutan, sehingga:
Energi masukan = Energi keluaran
Kemungkinan yang kedua adalah terjadinya perubahan simpanan energi ( ) sehingga
Energi masukan = Energi keluaran + Perubahan simpawn energi
Pada suatu sistem iklim. Semua proses berawal dari energi radiasi yang datang
dari matahari ke atas permukaan atmosfer (udara). Selanjutnya energi ini diteruskan ke
permukaan bumi dimana sepanjang perjalanannya sebagian darinya dipantulkan
kembali ke ruang angkasa. Sebagian lagi terserap oleh udara dan sisanya dipantulkan
kembali ke ruang angkasa. Sebagian lagi terserap oleh udara dan sisanya
ditransmisikan ke permukaan bumi. Radiasi yang dapat sampai ke permukaan bumi ini
pada akhirnya dapat memanaskan permukaan bumi, menguapkan air, melelehkan
salju dan memanaskan tanah. Energi yang sudah berubah tersebut dapat juga
terkirimkan kembali ke ruang angkasa dalam bentuk radiasi. Variasi dari jumlah radiasi
yang ditenima oleh permukaan bumi serta variasi dari interaksi antara bumi dan
atmosfer tersebut dapat menyebabkan variasi keruangan dan waktu dari perubahan
energi yang akhirnya menentukan iklim suatu tempat.
Oleh sebab itu, sebelum kita membicarakan mengenai bagaimana iklim kota itu
sebenamya, maka beberapa pengertian dasar mengenai keseimbangan energi perlu
dipahami terlebih dahulu.
KESEIMBANGAN ENERGI
1. KARAKTERISTIK RADIASI
Radiasi adalah suatu bentuk dari energi yang terjadi karena osilasi suatu
medan elektromagnetik. Di alam ini, semua benda yang memiliki energi (yaitu jika
suhunya diatas nol derajat Kelvin atau -273°C) akan memancarkan radiasi. Dengan
demikian, apakah benda itu kayu, besi, manusia, bahkan es-pun dapat
menghasilkan radiasi sepanjang suhunya lebih besar dari nol derajat Kelvin. Akan
tetapi, besarnya radiasi dan masing-masing benda tersebut akan berbeda satu
sama lain.
Berdasarkan hukum Stefan-Boltzman, besarnya energi yang terpancarkan
dari suatu benda merupakan fungsi dan besarnya suhu permukaan benda tersebut,
yaitu:
Energi yang terpancar = εσTo4
Dimana a adalah konstanta Stefan-Boltzman yang besarnya 5.67 x 108-8 W
m-2 K-4, dan To adalah suhu permukaan benda tersebut dalam derajat Kelvin dan ε
adalah besarnya emisivitas dan benda yang bersangkutan.
Selain menentukan besar kecilnya radiasi yang dihasilkan, suhu permukaan
benda juga menentukan panjang-pendeknya gelombang radiasi yang dihasilkan.
Dalam hal ini, kalau hukum Stefan-Boltzman menyatakan hubungan antara suhu
dan besarnya energi yang terpancar, maka hukum yang menyatakan hubungan
antara suhu dengan panjang gelombang dan radiasi yang dihasilkan adalah Wien’s
Displacement Law. Hukum ini menyatakan bahwa suhu tidak hanya meningkatkan
besarnya energi radiasi yang terpancar melainkan juga meningkatkan proporsi
gelombang pendek dan radiasi tersebut. Dengan kata lain, semakin tinggi suhu
suatu benda maka semakin pendek panjang gelombang (A) radiasi yang
dihasilkan. Bila dinyatakan dengan suatu rumus, maka ujudnya adalah:
λ = 2.88 x 10-3To
Contoh berbagai panjang gelombang ditunjukkan pada Gambar 1.
Berdasarkan persamaan di atas, maka radiasi yang dipancarkan oleh sinar
matahari berkisar sebesar 0.48 gm dan biasa disebut dengan radiasi ultraviolet.
Sementara itu radiasi yang dipancarkan oleh sistem bumi dan atmosfer adalah
berkisar 3.0 gm sampai 100 gm yang biasa disebut dengan radiasi infra merah.
Dalam kalangan ilmuwan iklim, biasanya ada dua tipe panjang gelombang radiasi
yang diperhatikan, yaitu radiasi gelombang pendek (dihasilkan oleh matahari)
dan radiasi gelombang panjang (dihasilkan oleh sistem bumi dan udara).
Radiasi gelombang pendek biasa ditunjukkan dengan simbol K sedangkan
radiasi gelombang pendek ditunjukkan dengan simbol L.
2. KESEIMBANGAN ENERGI DI PERMUKAAN BUMI
Gambar 2 mengilustrasikan bagaimana keseimbangan energi di suatu
permukaan bumi terjadi. Pada suatu lokasi, besarnya radiasi gelombang pendek
yang diterima permukaan bumi (K ) adalah sebesar
K =S+D
Dalam hal ini S adalah besarya radiasi matahari yang sampai ke
permukaan bumi, dan D adalah besarnya radiasi matahari yang sempat
dipencarkan (didifusi) kembali oleh partikel-partikel yang ada di udara. Besarnya S
tergantung kepada sudut azimut dan sudut zenith dari matahari. Dengan kata lain,
kedua sudut ini tergantung kepada lintang dan bujur lokasi setempat serta kepada
jam berapa radiasi itu terjadi. Sementara itu besamya D tergantung kepada ‘bersih’
atau tidaknya atmosfer/udara. Oleh sebab itu, pada suatu kota yang penuh polusi,
D lebih besar dibanding di udara pedesaan yang relative lebih bersih.
Besarnya radiasi gelombang pendek yang dipantulkan oleh permukaan
bumi (K ) tergantung kepada besarnya K
dan albedo dari permukaan yang
bersangkutan.
K =K ( )
Albedo adalah perbandingan antara radiasi matahari yang dipantulkan
kembali oleh sesuatu benda dengan radiasi yang diterima oleh benda tersebut.
Dengan demikian albedo masing-masing benda akan berbeda. Semakin terang
wama benda tersebut maka kemungkinannya semakin besar radiasi yang
terpantulkan kembali, sehingga akan semakin besar albedo benda tersebut.
Contoh nilai albedo yang umum untuk berbagai benda ditunjukkan pada tabel di
bawah ini.
Permukaan
Tanah
Gurun
Rumput
Tanaman pertanian, tundra
Perkebunan
Hutan
a. deciduous
b. coniferous
Air
Salju
Es
Tanda
Gelap, basah
Terang, kering
Panjang (1.0 m)
Pendek (0.02 m)
Sudut zenit kecil
Sudut zenit besar
Lama
Baru
Laut
Glasier
Albedo ( )
0.05 0.40
0.20-045
0.16
0.26
0.18-0.25
0.15-0.20
Emisivitas (εε)
0.98
0.90
0.84-0.91
0.90
0.95
0.90-0.99
0.15-0.20
0.05-0.15
0.03-0.10
0.10-1.00
0.40
0.95
0.30-0.45
0.20-0.40
0.97-098
0.97-0.99
0.92-0.97
0.92-0.97
0.820.92-0.97
0.99
Dengan adanya radiasi yang diterima dan dipantulkan oleh permukaan
bumi ini, maka total radiasi gelombang pendek dapat ditunjukkan dengan
K*= K -K
K*=K(1 -a)
Berbeda dengan radiasi gelombang pendek yang sangat tergantung dari
radiasi matahari, maka radiasi gelombang panjang yang dipancarkan oleh
udara/atmosfer sangat tergantung kepada suhu udara (Ta) dan emisivitasnya (εσ).
Berdasarkan Stefan Bolztman, besarya L adalah
L = εσ Ta4
Sedangkan radiasi gelombang panjang yang dipancarkan oleh permukaan
bumi (L ) tergantung dari suhu (Tb) dan emisivitas (εb) permukaan bumi yang
bersangkutan. Selain itu, besarnya L
juga dipengaruhi oleh besarnya L
yang
dipantulkan kembali ke udara. Oleh sebab itu,
L = εaσTa4 - (1 - εb) L
Perbedaan antara radiasi gelombang, panjang yang datang ke permukaan
bumi dan yang pergi dari permukaan bumi menghasilkan total radiasi gelombang
panjanq (L*).
L*=L L
Total dari kedua radiasi tersebut, yaitu radiasi gelombang pendek dan
panjang menjadi:
Q* = K - K + L - L
= K*+ L*
Total radiasi tersebut adalah berlaku hanya pada siang hari karena pada
malam hari tidak ada sinar matahari, maka
Q* = L - L = L*
Parameter total radiasi, atau Q*, ini sangat penting untuk dipahami. Hal ini
dikarenakan besar kecilnya Q* menentukan ketersediaan energi pada suatu sistim.
Ketersediaan energi dapat digunakan untuk pertukaran energi yang dapat
menentukan bagaimana keadaan iklim di suatu tempat. Pertukaran energi ini dapat
berupa sensible heat (QH), yaitu energi yang menentukan tinggi rendahnya suhu
udara di suatu tempat; latent heat (QE), yaitu energi yang terlibat dalam proses
evaporasi dan storage heat (QG) yang merupakan energi yang berasal dan atau
tersimpan di bawah permukaan bumi/tanah. Dengan demikian, keseimbangan
energi di suatu tempat dapat ditunjukkan dengan:
Q* = QH + QE + QG
Pembagian energi diatas, bisa berupa surplus maupun defisit. Hal ini
tergantung dan sifat alamiah permukaan setempat seperti kemampuan tanah
didalam menyerap energi dan kemampuan udara setempat didalam mentransport
panas/energi.
Pada siang hari, ketersediaan energi pada umumnya digunakan untuk
proses evaporasi dan lengas tanah. Sehingga, QE mendominasi. Jika ketersediaan
air sudah menipis, maka peran QE berkurang dan digantikan dengan QH yang
besar. Dengan demikian, suhu di tempat tensebut akan meningkat.
Pada malam hari, situasi di atas menjadi terbalik. Dalam hal ini Q* menjadi
negatif. Dalam hal ini QH dan QE berkurang. Sementara itu energi yang tersimpan
sebelumnya, akan terbawa ke permukaan. Namun karena QG yang relatif kecil
dibanding QH dan QE maka Q* menjadi negatif. Akibatnya, pada malam hari suhu
udara menjadi turun.
3. KARAKTERISTIK RADIASI Dl PERKOTAAN
Input radiasi gelombang pendek (K ) di perkotaan sangat berbeda dengan
K yang ada di daerah non-perkotaan. Radiasi yang melalui udara perkotaan, akan
mengalami proses pengurangan akibat adanya polutan di daerah perkotaan. Di
suatu daerah industri misalnya, pengurangan ini bisa sampai sebesar 10-20%
dibandingkan dengan radiasi yang jatuh di daerah pedesaan. Di kota yang tidak
memiliki industri namun lalu lintasnya begitu padat, pengurangan dapat berkisar
antara 2-10%. Penelitian dari Hufthy (1970) menunjukkan bahwa di Belgia, pada
hari yang tinggi tingkat polusinya, pengurangan sinar matahari sampai 55 menit
dibanding dengan daerah pedesaan di sekitarnya. Pengurangan-pengurangan ini,
disamping ditentukan oleh ketebalan polutan, juga ditentukan oleh sudut sinar
matahari. Dalam hal ini, pengurangan radiasi matahari terbesar terjadi pada awal
pagi hari dan petang hari (sudut matahari yang kecil).
Selain total K
berkurang, dan sudut pandang spektrumnya, radiasi di
perkotaan juga berbeda dengan yang ada di non-perkotaan. Dalam hal ini,
keberadaan polutan cenderung menyaring gelombang yang lebih pendek. Sebagai
contoh, pada Ultra-violet, pengurangannya bisa sampal sebesar 40%. Hal ini tentu
saja akan berpengaruh terhadap tanaman (ingat photosintesis) dan manusia (ingat
bahwa ultraviolet adalah sumber vitamin D).
Selain menyerap radiasi, polutan juga cenderung memancarkan dan
merefleksikan sinar matahari yang datang. Hal ini berguna di dalam memperbagus
penerangan di suatu gedung akan tetapi dapat mengurangi tingkat visibilitas.
Berbeda dengan K , radiasi gelombang pendek yang dipantulkan kembali
(K ) oleh suatu kota relatif lebih kecil dibanding K di daerah non-perkotaan. Hal ini
disebabkan oleh Albedo perkotaan yang lebih rendah. Seperti diketahui, umumnya
permukaan suatu perkotaan berupa jalan, tembok, dan genteng. Albedo aspalt,
misalnya hanya 0.05 sedangkan albedo genteng sebesar 0.08. Dibandingkan
dengan albedo pedesaan, yang umumnya terdiri dari rerumputan dan pepohonan,
besarnya dapat berkisar antara 0.1 hingga 0.27. Karena albedo perkotaan secara
umum adalah kecil, maka besarnya K juga kecil.
Dengan demikian, secara ringkas dapat dikemukakan bahwa K
di
perkotaan cenderung lebih kecil dibanding di daerah non-perkotaan. Selain itu K
juga relatif lebih kecil. Dengan demikian, perbedaan antara K* di daerah kota dan
non-kota relatif tidak berbeda jauh karena kecilnya K
kecilnya K .
telah dimmbangi oleh
Pada malam hari, karena banyaknya lampu yang menyala di daerah kota
maka suatu kota akan lebih hangat dibanding daerah pedesaan. Dengan demikian,
radiasi gelombang panjang (L ) yang dipancarkan oleh permukaan kota akan Iebih
besar dibanding di daerah pedesaan. Sebaliknya, kehadiran polutan di udara
perkotaan menambah besarnya L . Dari sini bisa dikatakan bahwa, seperti halnya
K*, maka besarnya L* di daerah perkotaan tidak begitu berbeda dengan di daerah
pedesaan. Dengan kata lain, meskipun daerah perkotaan merubah komponen
keseimbangan radiasi, namun total keseimbangan radiasinya akan tetap relatif
sama dengan yang ada di pedesaan.
4. KESEIMBANGAN ENERGI Dl PERKOTAAN
Pada siang hari, di daerah perkotaan, energi yang tersedia kebanyakan
digunakan sebagai QH. Hal ini mengingat kecilnya ketersediaan air untuk evaporasi
di perkotaan. Dengan demikian, OE relatif kecil dibanding dengan yang ada di
pedesaan. Karena energi yang tersedia kebanyakan digunakan untuk OH maka
pada siang hari suhu di perkotaan akan relatif lebih besar dibanding dengan di
daerah pedesaan.
Pada malam hari, dimana angin biasanya tidak terlalu kencang, transport
panas menjadi berkurang sehingga OH juga berkurang. Selain itu, evaporasi juga
mengecil sehingga OE juga berkurang. Disisi lain, radiasi matahari sudah tidak ada,
maka suplai energi ke permukaan kebanyakan berasal dan energi simpanan (OG).
Permukaan kota biasanya didominasi oleh bangunan padat yang memiliki
kemampuan menyimpan energi yang besar. Oleh sebab itu, pada malam hari
besamya OG di daerah kota akan Iebih besar dibanding dengan daerah pedesaan.
Dengan demikian, total energi yang ada juga akan Iebih besar. Akibatnya, udara
perkotaan akan cenderung lebih hangat dibanding didaerah pedesaan baik pada
siang maupun malam hari.
5. PULAU PANAS (HEAT ISLAND)
Penjelasan dimuka menunjukkan kecenderungan suhu di perkotaan yang
lebih tinggi dibanding di daerah pedesaan. Besarnya perbedaan suhu ini, sangat
tergantung pada kondisi sinoptik dari udara pada saat itu. Pada keadaan cerah
(tanpa mendung) dan angin yang tidak kencang, perbedaan suhu kota-desa
biasanya dapat maksimum. Sebaliknya, jika udaranya mendung dan anginnya
relatif kencang, maka perbedaan tersebut akan tidak terjadi.
Dengan adanya perbedaan suhu tersebut, maka isotherm (yaitu garis yang
menghubungkan tititk-titik dengan suhu yang sama) di pusat perkotaan akan
berbeda dengan isotherm di daerah sekitarnya. Isotherms di pusat kota biasanya
relatif lebih rapat isotherm yang ada di daerah sekitamya sehingga menghasilkan
kesan pulau. Hal inilah yang biasa disebut dengan fenomena pulau panas (heat
island) seperti yang terlihat pada gambar di bawah. Gambar tersebut menunjukkan
di pusat kota suhunya relatif lebih besar dibanding suhu yang ada diaerah
Bagaimana bentuk dan intensitas pulau panas ini sangat bervariasi,
tergantung pada beberapa faktor seperti keadaan cuaca, lokasi dan karakteristik
kotanya. Fenomena ini biasanya terlihat sangat jelas pada saat matahari hampir
tenggelam dan atau pada pagi hari saat matahari baru saja terbit. Gambar di
bawah menunjukkan variasi suhu udara diatas penggunaan lahan yang berbeda,
yaitu dari pedesaan, garis pinggir perkotaan dan kota. Terlihat jelas bahwa terdapat
perbedaan yang antara suhu udara di atas penggunaan lahan pedesaan dengan
pusat kota. Bentuk profil suhu itu seolah-olah menyerupai topografi sebuah pulau.
Besarnya perbedaan antara suhu udara di pusat perkotaan dengan suhu didaerah
pedesaan ini disebut dengan Intensitas pulau panas ( T).
Besarnya intensitas pulau panas ini sangat sensitif terhadap kecepatan
angin. Semakin tinggi kecepatan anginnya, maka semakin besar turbulensi dan
aktivitas adveksi udara. Akibatnya semakin kecil intesitas pulau panas yang terjadi
karena proses pembentukan perbedaan suhunya telah terganggu oleh aktivitas
adveksi dan turbulensi tersebut (Gambar berikut).
Selain tergantung kepada kecepatan angin, intensitas pulau panas juga
terkait dengan jumlah penduduk di kota yang bersangkutan. Seperti ditunjukkan
oleh gambar berikut besarnya
T sebanding dengan logaritma dan jumlah
penduduk kota setempat.
Sebuah penelitian di Jepang menunjukkan bahwa sejak tahun 1936 hingga
1965 telah terjadi kenaikan sebesar 0.032°C per tahun di Tokyo. Sementara itu
untuk Osaka dan Kyoto, kenaikan tersebut masing masing sebesar 0.029°C dan
0.032 °C.
KARAKTERISTIK ANGIN Dl PERKOTAAN
Karakteristik geometri kota biasanya terdiri dan gedung-gedung yang jaraknya
rapat satu sama lain serta memiliki ketinggian yang melebihi ketinggian gedung ratarata di suatu desa. Selain itu, jalan-jalan yang sempit dan diapit oleh gedung-gedung
yang tinggi menyebabkan permukaan yang menyerupai sebuah lembah atau canyon.
Karena sturuktur geometri tersebut, sebuah kota dapat memiliki karakteristik angin
yang berbeda dibanding dengan karakteristik angin di suatu desa. Perbedaan tersebut
baik dalam kecepatan maupun pola angin yang ada.
1. KECEPATAN ANGIN
Banyak bukti-bukti empiris yang menunjukkan bahwa kecepatan angin
cenderung menurun di daerah kota. Di Columbia, Amerika Serikat, misalnya,
kecepatan angin di pusat kota tercatat 70% lebih kecil dibanding dengan kecepatan
angin di suatu lapangan udara yang terletak di suatu desa. Selain itu, di kota
Antsevitchi, Rusia, terdapat bukti bahwa selama kota tersebut mengalami
perkembangan telah terjadi penurunan kecepatan angin dari 3.9 m/det di tahun
1945 menjadi 2.5. m/det pada tahun 1971 (lihat gambar di bawah). Contoh yang
lain adalah di daerah Parma, Itali. Sejalan dengan perkembangan kota Parma telah
terjadi penurunan kecepatan angin sekitar 30 sampai 60% (lihat Tabel di bawah).
Interval
1938-1949
1950-1961
1962-1973
Januari
0.5
0.5
0.3
April
1.8
1.4
1.0
Juli
1.8
1.4
1.3
Oktober
1.0
0.7
0.6
Tahun
1.3
1.0
0.8
Selain fenomena di atas, pengukuran kecepatan dan arah angin di kota
juga menunjukkan adanya kemungkinan terjadinya konvergensi atau pertemuan
antara dua aliran udara yang memiliki arah yang berbeda (lihat Gambar dibawah)
Pada lokasi konvergensi ini, biasanya anginnya tinggi dan kadang-kadang dapat
juga memicu terjadinya proses pengangkatan udara yang memungkinkan
terbentuknya awan. Konvergensi ini sebetulnya adalah konsekuensi logis dan
adanya fenomena pulau panas di permukaan kota. Dengan tingginya suhu di kota,
menyebabkan udara dalam kondisi tidak stabil dan menyebabkan naiknya suatu
aliran udara yang melewati permukaan suatu kota. Seperti telah dijelaskan terlebih
dahulu, efek pulau panas sangat sering terjadi pada malam hari. Akibatnya, efek
konvergensi angin seperti ini juga sering muncul pada malam hari. Dalam hal ini,
kecepatan angin di malam hari di suatu kota terkadang bisa lebih kencang
dibanding kecepatan angin di daerah non-urban.
2. POLA ANGIN
Pola aliran angin di sekitar gedung yang tinggi ditunjukkan oleh gambar di
halaman berikut. Terlihat dari gambar tersebut bahwa saat suatu aliran angin
bertumbukan dengan sebuah gedung, sebagian aliran tersebut akan dibelokkan ke
atas, ke bawah maupun ke samping. Selain itu, udara yang membentur gedung
tersebut memberikan tekanan yang relatif besar terhadap gedung yang
bersangkutan. Dalam hal ini tekanan maksimum dapat terjadi di daerah yang
langsung berhadapan dengan arah angin, khususnya di sekitar bagian tengah
sampal atas tembok gedung itu. Jika bentuk gedungnya memiliki sudut-sudut yang
sangat tajam, maka aliran yang melalui atas dan samping gedung akan terpisah.
Karena udara bergerak ke tekanan yang Iebih rendah, di sekitar belakang gedung
akan terjadi aliran yang berlawanan dengan aliran ufara sebelumnya. Proses ini
menyebabkan sebuah sirkulasi kecil di belakang gedung.
Di suatu pusat kota, biasanya gedung-gedung tersebut berdekatan satu
sama lain. Sehubungan dengan hal ini, pola aliran udara yang melewati beberapa
gedung sangat tergantung dari geometni susunan gedung-gedung tersebut.
Utamanya, adalah faktor perbandingan antara jarak atau lebar mendatar
antargedung (L) dengan tinggi rata-rata dan gedung yang berdekatan tersebut (T).
Jika jarak antar gedung relatif sangat berjauhan (misalnya perbandingan antara L
dan T lebih kecil dan 0.4) maka pola alirannya hampir sama dengan pola aliran
yang melewati gedung tunggal dan telah dijelaskan diatas (lihat gambar a). Jika
gedung-gedung tersebut lebih berdekatan (yaitu jika T/L sekitar 0.7) maka aliran
yang dihasilkan akan lebih kompleks seperti terlihat pada gambar b. Jika jarak
antargedung lebih rapat lagi (yaitu jika T/L sekitar > 0.8) maka pola alirannya akan
seperti tampak pada gambar c.
Pola aliran yang sudah dijelaskan tersebut hanya berlaku untuk keadaan
yang normal, artinya bahwa anginnya memiliki arah yang tidak sejajar dengan arah
jalan. Jika arah angin adalah sejajar dengan arah jalan maka efeknya adalah
peningkatan kecepatan angin karena angin yang lewat seperti tersalur kedalam
suatu celah/lembah.
Selain itu, situasi pada gambar di atas tersebut juga akan berbeda jika
gedung-gedung yang ada memiliki ketinggian yang berbeda-beda. Maka pola aliran
yang terjadi akan seperti nampak pada gambar berikut. Pada kondisi yang
demikian, ada lokasi-lokasi berbeda, gedung yang tinggi anginnya sangat tinggi
dan ada pula yang rendah. Dari gambar berikut, misalnya terlihat bahwa kecepatan
angin di depan gedung yang tinggi adalah 1.3 m/s sedangkan kecepatan angin
pada pintu masuk gedung tinggi tersebut dapat mencapai 3.0 m/s. Jadi kira-kira
ada perbedaan sebesar 50%.
3. IMPLIKASI
Pengetahuan mengenai kecepatan dan pola angin sangat berguna di dalam
melindungi
gedung
dari
kerusakan
serta
di
dalam
mengetahui
dispersi
(penyebaran) polusi udara.
Unuk keperluan pembangunan suatu struktur bangunan (seperti gedung
bertingkat, pemancar dan jembatan) perhitungan mengenai kekuatan angin (wind
loads) sangatlah menentukan. Hal ini diperlukan agar struktur bangunan yang ada
mampu tetap bertahan terhadap tekanan angin yang umum terjadi di daerah yang
bersangkutan. Sehingga bangunannya menjadi awet dan tidak mudah roboh.
Angin juga sangat penting di dalam penyebaran polusi udara. Di kota yang
gedung-gedungnya tidak begitu tinggi, maka penyebaran polusi udara yang
dihasilkan kendaraan bermotor sangat tergantung dan perbandingan antara jarak
lebar (L) ketinggian gedung (T). Seperti terlihat pada gambar berikut jika jalan-jalan
yang ada sangatlah sempit maka penyebaran polutan tidaklah begitu bagus dalam
arti bahwa polutan akan tetap berada di permukaan jalan tersebut dan tidak dapat
keluar darinya. Jika T/L relatif lebih besar, maka seperti terlihat pada gambar a dan
b kemungkinan besar dispersi polutannya akan lebih luas. Jika gedung-gedung
yang berdekatan memiliki ketinggian yang berbeda, maka penyebaran polusi akan
seperti tampak pada gambar c dan d.
KELEMBAPAN, KEAWANAN DAN HUJAN
1. KELEMBAPAN
Berbeda dengan suhu dan angin, karakter mengenai kelembapan di
perkotaan belum banyak diketahui. Secara teori, karena perbedaan karakter
fisiknya, maka kelembapan di kota tidak sama dengan kelembapan yang ada di
desa. Dalam hal ini, di daerah perkotaan input uap air tidak terlalu banyak karena
jumlah vegetasi relatif sedikit. Namun demikian, di perkotaan terdapat emisi uap
dan industri dan transportasi seperti tenlihat pada tabel berikut.
Produksi moisture dan beberapa aktivitas manusia
SUMBER
Kendaraan bermotor
Refineries
Cement mills
Steel mills
JUMLAH (108g/jam)
2,3
4,2
1,5
1,8
Contoh perbedaan antara kelembapan di desa dan di kota ditunjukkan oleh
gambar berikut. Dalam gambar itu ditunjukkan adanya perbedaan antara variasi
temporal kelembapan dan sebuah airport yang terletak di desa dibandingkan
dengan kelembapan pada sebuah airport di kota.
Gambar berikutnya menunjukkan bagaimana perbedaan kelembapan
(dalam hal ini diujudkan dalam mixing ratio) di kota dan di desa pada kondisi cuaca
yang berbeda. Terlihat bahwa, di desa terdapat dua puncak kelembapan, yaitu saat
matahari terbit dan sesudah matahari tenggelam. Puncak yang pertama lebih
disebabkan oleh adanya konvergen uap air hasil dan evaporasi yang tetap
berlanjut dan masuk ke dalam atmosfer yang stabil. Sementara itu, puncak yang
kedua merupakan input evaporasi dari permukaan yang melebihi kemampuan
transport dan udara.
Sementara itu, di daerah kota kelembapan relatif tetap. Pada siang hari
kecil karena sedikitnya evaporasi dan pencampuran udara yang dinamis. Pada
malam hari, terdapat peningkatan kelembapan secara perlahan karena masih
terjadinya evaporasi dan ataupun input dan kegiatan antropogenik.
Terkait dengan cuaca yang berbeda, terlihat dalam grafik itu bahwa pada
saat mendung besarnya kelembapan di desa dan di kota tidak jauh berbeda
sementara pada cuaca cerah perbedaan tersebut terlihat nyata. Hal ini
menunjukkan bahwa faktor utama penentu tingkat kelembapan adalah evaporasi.
2. KEAWANAN
Secara teori, ada beberapa hal yang menyebabkan tingginya tingkat
keawanan di daerah perkotaan. Kota yang cenderung bersuhu panas memiliki
potensi konveksi yang tinggi. Selain itu, adanya polusi udara dapat menyebabkan
peningkatan nukleus kondensasi sampai sekitar 54%.
Beberapa penelitian juga telah menunjukkan bahwa awan kumulus
cenderung terjadi lebih dini di kota dibandingkan dengan yang ada di sekitarnya.
Salah satu contohnya adalah yang terjadi kota New York, yaitu bahwa keawanan
pada siang dan tengah hari sangat besar frekuensinya dibandingkan dengan
daerah sekitarnya.
3. HUJAN
Meskipun sudah banyak penelitian yang telah dilakukan di luar negeri,
pengaruh kota terhadap hujan masih sangat sulit untuk dimengerti dan masih
menjadi perdebatan. Hal ini terjadi karena faktor-faktor yang mempengaruhi besar
kecilnya hujan sangatlah kompleks, misalnya topografi. Akibatnya, sulit untuk
melakukan pemisahan antara karakter hujan yang dipengaruhi oleh kota dan yang
dipengaruhi oleh faktor alamiah. BanyaK bukti yang menunjukkan bahwa hujan
meningkat di daerah perkotaan dan sekitarnya. Hipotesa yang menyebabkan
peningkatan jumlah hujan tersebut adalah bahwa (1) adanya fenomena heat island
meningkatkan keawanan; (2) adanya obstacle effect yang menghambat progress
dari sistem cuaca sehingga awan yang tercipta di daerah kota bergerak secara
lambat; (3) dan produk polusi yang dapat meningkatkan nukleous kondensasi.
Dalam hal ini, berbagai bukti yang ada menunjukkan bahwa peningkatan hujan di
perkotaan lebih disebabkan oleh hal nomer 1 dan 2 daripada oleh hal nomer 3.
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk melihat pengaruh kota
terhadap jumlah hujan, yaitu metode perbandingan, analisis spasial, analisis
kecenderungan, analisis harmonis dan analisa data satelit.
Untuk metode perbandingan, yang paling sering dilakukan adalah
membandingkan antara hujan di kota dan di desa (lokasi kontrol). Contoh hasilnya
disajikan pada tabel berikut. Meskipun secara statistik perbedaan itu secara umum
tidak signifikan, namun setidak-setidaknya bukti tersebut dapat menunjukkan
bahwa ada kemungkinan perbedaan antara hujan di kota dan di desa.
Contoh perbedaan hujan tahunan di kota dan di desa atas dasar data 12-30 tahun
Nama Wilayah
Moscow
Urbana
Munich
Chicago
St. Louis
Hujan di Kota (mm)
605
948
906
871
876
Hujan di Desa (mm)
539
873
843
812
833
Perbedaan (%)
11
9
8
7
5
Metode perbandingan yang lain adalah membandingkan hujan yang terjadi
pada hari-hari kerja dan hujan yang terjadi pada hari libur (weekend). Di Paris
misalnya telah ditunjukkan bahwa hujan harian rata-rata pada hari kerja sebesar
2,3 mm sedangkan pada hari kerja sebesar 1 mm. Bagi daerah yang curah
hujannya memang kecil, maka perbedaan itu cukuplah berarti.
Pendekatan analisis spesial memerlukan banyak sekali stasiun pengamatan
yang cukup. Contoh hasil analisa spasial di daerah Urbana, Illionis, ditunjukkan
pada gambar berikut. Terlihat bahwa ada semacam peningkatan hujan di daerah
arah tujuan (downwind) dan angin. Bukti yang sama juga di dapati di Munich,
Jerman, yaitu bahwa hujan yang besar tidak terjadi di pusat kota tetapi di daerah
downwind sesuai dengan arah angin yang dominan.
Pendekatan trend analisis memenlukan data hujan yang cukup panjang
untuk menunjukkan perbedaan antara hujan sebelum urban berkembang dan hujan
sesudah urban tercipta. Ada sebuah penelitian di kota Edwardsville yang
menganalisis hujan pada periode 1910-1940 (sebelum ada kota) dan periode 19411970 (sesudah ada kota). Hasil penelitian tersebut menunjukkan adanya 4,25%
peningkatan yang secara statistik signifikan pada 95% confidence level.
PENCEMARAN UDARA DI PERKOTAAN
1. KOMPOSISI UDARA DI PERKOTAAN
Sudah menjadi rahasia umum bahwa kandungan polusi udara kota lebih
besar dibanding dengan polusi udara di desa. Selain mengandung gas-gas yang
secara normal memang ada di udara, udara di kota umumnya mengandung
beberapa gas lain seperti SO2, NO, NO2, CO dan komponen organik. Ozon, yang
biasanya dihasilkan oleh proses fotokimia juga biasa ditemukan di udara kota.
Padatan yang biasa disebut dengan aerosol juga banyak seperti Al, As, C, Cd, Cr,
Zn dan lain-lain.
Beberapa reaksi kimia terjadi di udara kota akibat adanya kendaraan
bermotor dan industry. Sebagai contoh aalah pembentukan ozon. Ozon (O3)
terbentuk dari proses fotokimia pemisahan nitrogen dioksida karena adanya proses
pembakaran di mesin kendaraan bermotor. Secara ringkas, prosesnya adalah
seperti berikut:
NO2 + hv
O2 + O + M
O3 + NO
NO + O
O3 + M
NO2 + O2
Dimana hv adalah energi matahari, dan M adalah katalis. Reaksi diatas
adalah reaksi yang berkesinambungan. Dalam hal ini, ozon yang merupakan gas
yang sangat reaktif dapat masuk ke dalam reaksi fotokimia yang lain dan
akibatnya, sebagai contoh, adalah terjadinya kabut berwarna merah seperti yang
biasa nampak di daerah industri yang sangat padat (misal di kota-kota di Brazil,
kota Bekasi dan Tangerang, dan lain-lain).
Reaksi lain yang sangat penting adalah pembentukan asam sulfat (SO2).
Secara ringkas, reaksinya adalah:
SO2 + 0
SO3 + H2O
H2SO4
Asam ini bersifat higroskopis dan sering menyebabkan rendahnya vibilitas
(jarak pandang) di kota. Selain itu, terkadang asam ini bereaksi dengan amonia
(NH3) dan membentuk padatan amonium sulfat (NH4)2SO4 Tomasi, C., Guzzi., R.,
Vittori, O., 1975, The “SO2-NH3-solution droplets” system in an urban atmosphere,
Journal of Atmoshperic Science, 32, 1580-1586. Contoh kandungan penyebaran
SO2 di kota Mannheim-Ludwigshafen, Jerman dapat dilihat di gambar di bawah.
Di satu sisi, konsentrasi polusi udara sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca
dan daerah setempat, sebaliknya polutan yang ada di udara dapat mempengaruhi
pola cuaca setempat.
Biasanya, dalam sehari terdapat dua titik maksimum dari emisi polutan yaitu
pada pagi yaitu saat kepadatan lalu lintas meningkat. Pada saat yang sama,
biasanya mencapai titik yang minimum. Dengan demikian disperse tidak bagus.
Efek lain dari polusi udara adalah berkurangnya jarak pandang. Telah
dikemukakan bahwa proses fotokimia didaerah industri dapat menghasilkan
fenomena Tentu saja kehadiran kabut ini dapat mengurangi jarak pandang. Di
Amerika misalnya, dimana kabut industri biasanya sangat tinggi, 10-20% dari
pengukuran menunjukan rendahnya jarak pandang (yaitu <10km). Di kota-kota di
Eropa bahkan ditemukan bahwa jarak pandang kadang-kadang hanya mencapai 1
km. Kenyataan ini juga sering dialami oleh kota Jakarta.
Polutan dapat mempengaruhi tingkat visibilitas di suatu daerah karena
kehadirannya dapat menyebabkan pengurangan radiasi matahari yang diterima
oleh permukaan khususnya radiasi ultraviolet. Selain itu, kehadiran polutan dapat
juga meningkatkan pancaran radiasi yang kembali ke permukaan bumi, oleh sebab
itu matahari menjadi kelihatan ‘pucat’ dan langit kelihatan ‘mendung’.
Perlu diingat, bahwa selain polutan dapat mempengaruhi kondisi cuaca di
suatu daerah, maka sebaliknya kondisi cuaca setempat juga dapat mempengaruhi
konsentrasi polutan. Dalarn hal ini, faktor cuaca yang paling penting diketahui
pengaruhnya adalah hujan dan angin. Pengaruh hujan terlihat jelas pada partikelpartikel polutan. Mekanismenya ada dua jenis, yaitu Rainout dan Washout. Pada
mekanisme Rainout, aerosol bertindak sebagai inti kondensasi dan terbawa ke
permukaan bumi sebagai tetesan hujan. Pada mekanisme Washout, aerosol
terbawa jatuh ke tanah karena bertumbukan dengan tetesan hujan. Untuk daerah
perkotaan, umumnya mekanisme washout inilah yang paling dorninan dalarn
proses ‘pembersihan’ polutan.
Tidak seperti hujan, faktor angin adalah sangat penting didalam mengurangi
kepadatan polutan. Di dalam hal ini, angin membantu pergerakan polutan sehingga
tidak diam di tempat. Gambar a menunjukkan konsentrasi SO2 pada berbagai
kecepatan angin. Tenlihat jelas, bahwa ada hubungan yang tidak linier antara
konsentrasi SO2 dengan kecepatan angin. Semakin besar kecepatan angin, maka
semakin kecil konsentrasi polutan.
Proses penyebaran polutan juga dipengaruhi oleh kondisi stabilitas udara
pada saat itu (untuk memahami mengenai konsep stabilitas udara, silahkan anda
membaca diklat mengenai proses terjadinya hujan yang saya tulis). Untuk
menjelaskan masalah ini, kita melihat sebuah contoh yang sederhana, yaitu suatu
kepulan asap/polusi yang keluar dan sebuah cerobong asap seperti terlihat pada
gambar b. Penyebaran polusi yang keluar dari cerobong tersebut sangat
tergantung dari kondisi turbulensi pada udara di sekitarnya. Berdasarkan stabilitas
udara disekitarnya, ada beberapa proses yang perlu dipahami, yaftu:
1. Looping
adalah fenomena yang biasa terjadi pada siang hari dimana kondisi udara pada
umumnya sedang tidak stabil. Akibatnya, proses konveksi terjadi sangat kuat
dan turbulensi menjadi besar. Sehingga polutan dapat berjalan ketempat yang
relatif jauh tanpa menyentuh permukaan bumi didaerah sekitarnya.
2. Coning
adalah fenomena yang dapat terjadi baik pada siang maupun malam hari.
Proses ini terjadi saat angin relatif besar kecepatannya dan atau udara dalam
keadaan mendung dimana stabilitas udaranya berada pada kondisi netral.
Dalam hal ini tidak transport polusi ke atas sehingga polutan hanya bergerak
mendatar menjauh dari cerobong.
3. Fanning
adalah fenomena yang terjadi pada saat udara berada pada keadaan stabil.
Pada keadaan stabil, udara mengalami Inversi, yaitu suhu yang menurun
karena ketinggian yang meningkat. Kondisi ini biasa terjadi pada malam hari
dimana udaranya sangat cerah. Pada keadaan stabil ini, turbulensi nyaris tidak
ada, sehingga tidak ada gerakan yang berarti yang dapat membantu
penyebaran polutan. Ruang gerak polutan sama persis dengan bentuknya
pertama kali keluar darl cerobong asap, sehingga konsentrasinya relatif tetap
sampal kira-kira 100 km dan cerobong asap. Oleh sebab itu, daerah yang jauh
dan pabrik sekalipun dapat terkena polusi dengan konsentrasi yang hampir
sama dengan konsentrasi polusi yang ada disekitar pabrik.
4. Lofting
adalah fenomena yang paling menguntungkan dilihat dari segi penyebaran
polutan. Fenomena ini biasanya didapati pada awal pagi hari saat matahari
baru saja mulai memanaskan permukaan bumi. Dalam hal ini, udara
mengalami dua kondisi, yaitu udara didekat permukaan tanah pada keadaan
stabil sedangkan udara diatasnya tidak stabil. Pada keadaan ini, polutan yang
keluar dari cerobong asap tidak bergerak ke permukaan bumi melainkan
bergerak jauh dari permukaan bumi, sehingga konsentrasi polutan di muka
bumi sangatlah kecil atau bahkan nol.
5. Fumigation
Adalah kebalikan dari fenomena Lofting. Dalam hal ini, keadaan stabil
didapatkan pada udara di bagian atas sedangkan udarad didekat permukaan
bumi sedang tidak stabil. Sehingga polutan justru tidak pergi keatas tapi malah
hanya ‘berkubang’ di sekitar permukaan bumi. Dengan demikian fenomena ini
adalah yang paling tidak menguntungkan jika, dilihat dan segi penyebaran
polusi.
2. SUMBER DAN JENIS PENCEMARAN
Perubahan lingkungan udara pada umumnya disebabkan oleh pencemaran
udara, yaitu masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energy, dan atau
oleh proses alam, sehingga kualitas udara turun sampai ke tingkat tertentu yang
rnenyebabkan udara menjadi kurang atau tidak berfungsi lagi sesual dengan
peruntukkannya.
Sekali lagi bahwa masuknya zat pencemar ke dalam udara tersebut dapat
terjadi karena proses alam maupun oleh kegiatan manusia. Proses alam dapat
berupa kebakaran hutan yang menghasilkan asap, kegiatan gunung api yang
menghasilkan berbagai macam gas, debu meteorit dan pancaran garam dari laut
dan proses alam lain. Zat pencemar yang berupa atau berasal dari kegiatan
manusia lebih beragam dan kegiatan yang bersumber dari kegiatan di bidang
rumah tangga, lalu lintas kendaraan bermotor sampai ke industri.
Surnber pencemar yang berasal dari faktor alam biasanya mempunyai
kadar yang tinggi, tetapi frekuensinya amat jarang; selain itu lokasinya tidak
menentu, yang menyebabkan sulit untuk diperkirakan. Pencemar yang berasal dari
kegiatan manusia relatif lebih mudah diperkirakan. Pencemar yang bersumber dari
kegiatan manusia relatif lebih mudah diperkirakan karena lokasinya tertentu,
frekuensinya
tertentu
bahkan
sering
berlangsung
terus
menerus,
jenis
pencemarannya dapat diperkirakan berdasarkan kualitas bahan baku maupun
proses yang digunakan.
Sumber utama pencemaran udara di atmosfer dapat dikelompokkan
menjadi 3 (tiga) yaitu :
a. Pembakaran bahan bakar yang menghasilkan energy yang menimbulkan
panas dan tenaga. Ini dilakukan pada sebagian besar industry dan kegiatan
rumah tangga serta perniagaan.
b. Emisi/buangan dari kendaraan yang menggunakan bahan bakar minyak atau
diesel, atau kerosin, termasuk kendaraan di jalan-jalan, lokomotif kereta api
dan pesawat udara.
c. Buangan gas, debu dan panas dan tempat-tempat industri, termasuk industri
kimia, pengecoran besi dan baja, semen dan batubata, penghancuran batu
dan stasiun pembangkit tenaga listrik.
Selain itu ditinjau dari sisi meteorologi maupun geometrinya, sumber
pencemar dapat dikelompokkan menjadi:
a. Sumber titik (point sources), yaitu sumber tidak bergerak (stasioner), yang
mempunyai lokasi tertentu, dapat diidentifikasi dan menambah beban
pencemaran udara, contoh pabrik semen, kilang minyak.
b. Sumber kawasan (area sources) adalah sumber yang mempunyai luasan
tertentu, contoh kumpulan beberapa industri pada kawasan industri,
penimbunan sampah kota di suatu wilayah, atau sekelompok sumber
pencemar titik yang jaraknya saling berdekatan satu dengan lainnya. Dapat
merupakan sumber diam atau sumber bergerak yang relatif sulit ditentukan
lokasi penyebabnya secara pasti kecuali daerah kawasannya, contoh daerah
kota yang padat lalu lintas.
c. Sumber garis (line sources) adalah sumber dengan bentuk memanjang dan
dianggap menimbulkan pencemaran terhadap Iingkungan secara terus
menerus, contohnya jalan raya di luar kota dengan lalu lintas padat.
Berdasarkan Diagram berikut pencemaran udara di perkotaan mempunyai
dua jenis rnenurut materinya yaitu pencemaran oleh partikel dan pencemaran oleh
bahan gas. Pencemaran partikel dihasilkan oleh sumber alami maupun sumber
tidak alami yang menimbulkan smog (kabut asap) yang sangat tebal. Pencemaran
udara oleh bahan bisa juga disebabkan oleh sumber alami maupun tidak alami.
Akibat dan sumber alami ada dua yaitu yang terjadi di atmosfer bagian bawah yang
biasanya dihasilkan oleh penggunaan gas chlorofluorocarbon (CFC) dan di lapisan
atmosfer bagian atas. Pada lapisan ini adalah akibat penggunaan sulfur dioksida
(SC2), nitrogen oksida (NO), karbonmonoksida (CO) dan karbondioksida (CO2).
Yang paling besar jumlahnya dari potensial sumbangannya terhadap
pencemaran udara adalah pencemaran yang dihasilkan oleh akibat pembakaran
bahan bakar.
Bahan bakar terutama berasal dari bahan fosil tumbuhan yang terdiri dari
karbon dan senyawanya. Ikatan ini dibakar di udara dan menghasilkan panas,
energi dan maupun padat. Apabila proses pembakarannya berlangsung sempurna,
Hasil utama pembakarannya adalah CO2, namun apabila pembakarannya
dan proses berlangsung kurang sempurna akan dihasilkan CO (karbonmonoksida)
dan hidrokarbon. Pembakaran yang kurang sempurrna terhadap batubara akan
menghasilkan asap (jelaga) yang terdiri dari partikel-partikel karbon atau
hidrokarbon. Bahan bakar fosil mengandung sekitar 0,5 - 4 % sulfur yang akan
teroksidasi SO2 selama proses pembakarannya berlangsung. Persentase sumber
pencemar di udara disajikan pada Gambar di bawah ini.
Berdasarkan gambar di atas sumber utama karbonmonoksida di atmosfer
adalah kendaraan bermotor di jalan raya (60%), sumber utama nitrogen oksida
juga kendaraan bermotor di jalan raya, tetapi kontribusinya sekitar 30%,
pembakaran pada peralatan listrik merupakan kontribusi terbesar zat SO2 di udara
sebesar 67%.
Alam mempunyai kemampuan untuk mereduksi jumlah unsur atau zat yang
ada di dalamnya sehingga selalu ada penurunan (rosot) kadar gas di atmosfer.
Tetapi yang jadi masalah jumlah yang dapat direduksi tidak sebanding dengan
jumlah gas yang dikeluarkan oleh aktivitas manusia sehingga selalu ada fluks
(aliran) kadar gas di udara. Tabel di bawah menyajikan sumber, rosot dan trend
beberapa gas di atmosfer. Berdasarkan tabel dapat disimpulkan bahwa ada aliran
gas CO2 setiap tahunnya sebesar 1,4 ± 1,5 Gt C, sedangkan gas nitrogen dioksida
yang ada di udara sebesar N-N2O setiap tahunnya dn yang di lapisan stratosfer
sebesar 12,3 Tg N-N2O. Methan atau CH4 yang terkandung di udara cukup besar
yaitu 20 Tg CH4/th.
3. PENCEMARAN UDARA Dl DALAM RUANGAN (INDOOR AIR QUALITY)
Udara pernapasan yang dihirup dan dihembuskan diperoleh saat seseoranq
suatu tempat, misalnya di dalam rumah, kendaraan bermotor, kapal taut, kapal
rumah sakit, ruangan pertunjukan dan berbagai jenis lainnya yang dibatasi oleh
ruangan disebut udara ruangan (indoor air). Kualitas udara ruangan ditentukan
pula oleh berbagai faktor antara lain pencemaran udara dan ventilasi udara.
Diperkirakan dari 24 jam aktivitas manusia, 80% berada dalam ruangan dan
sisanya di udara bebas.
Pencemaran udara ruangan terutama berasal dari asap rokok, asap dapur,
campuran udara bebas, partikel dan alat rumah dan hewan piaraan rumah, dan
dan manusia sendiri. Gambar menunjukkan sumber-sumber pencemar di dalam
rumah, yaitu : ac kotor dan humidifier kotor, kamar mandi dan dapur tanpa ventilasi
atau jendela, lemari pendingin yang kotor, ruang cuci tanpa pengering, langit-langit
kamar, karpet, tempat tidur, pemanas, dan hewan piaraan.
Berdasarkan unsur-unsur utama penyebab pencemaran udara di dalam
ruangan disajikan pada tabel berikut:
Unsur
Radon (Rn)
Asap rokok
Biologi
Sumber
Tanah dan batuan di rumah, air
bersih dan bahan bangunan
Rokok, cerutu
Dinding lembab, karpet, mebel;
ac, pemanas; tempat tidur;
hewan piaraan
CO
Pembakaran tidak sempurna,
pemanas air, cerobong asap,
kompor gas, rokok
NO2
Kompor minyak tanah, kompor
gas dan pemanas, rokok
Gas organik
Tingkat
Rerata I ,3 pCi/L (indoor)
dan 0,4 pCi/L (outdoor)
Kadar jamur dan serbuk
sari di dalam ruang Iebih
rendah dan di luar ruang;
kadar debu di dalam ruang
Iebih tinggi dan di luar
ruang
0,5 - 5 ppm (tanpa kompor
gas), 5 - 15 ppm (ada
kompor gas) > 30 ppm
(dekat kompor gas)
Bila tidak ada pembakaran
kadarnya seperempat dan
di luar ruang, jika ada
pembakaran kadarnya bisa
melebihi kadar di luar ruang
2 - 5 kali Iebih tinggi dan di
luar ruang
Produk rumahtangga termasuk
cat, pernis, aerosol spray,
pembersih, desinfektan, oh dan
produk kendaraan, dry-clean
pakaian
Partikel
Tungku kayu, perapian dan
pemanas menggunakan minyak
tanah
Formalde hyde
Produk kayu olahan dan mebel Konsentrasi rata-rata tanpa
air dan kayu olahan, pupuk, pupuk dibawah 0,1 ppm,
tekstil, rokok dan lem
jika terdapat produk kayu
olahan
baru
maka
konsentrasi bisa mencapai
diatas 0,3 ppm
Asbes
Langit-langit, atap, lantai dan Jika ada bahan asbes di
materi akustik
dalam
ruangan
sangat
berbahaya
Pestisida
Produk pembasmi hama, bahan Penelitian
awal
kimia untuk berkebun
memperlihatkan
adanya
residu di dalam ruang
Besi
Cat berbahan dasar besi, tanah
terkontaminasi, debu, air minum
Asap rokok merupakan salah satu pencemaran partikulat. Hasil pengukuran
di lnggris menunjukkan adanya variasi harian dan konsentrasi asap. Gambar
memperlihatkan bahwa konsentrasi asap rokok dalam satu hari berdasarkan
musim yaitu musim dingin, semi, gugur dan panas. Konsentrasi asap rokok
tertinggi mulai jam 18.00 GMT sampai menjelang tengah malam mencapai 0,26
mg/rn3. Hal ini disebabkan karena orang telah selesai bekerja dan merupakan jam
istirahat melepas lelah dan salah satu cara yang dilakukan adalah menghisap
rokok. Selain itu pada saat jam istirahat siang, konsentrasi asap rokok juga tinggi
sekitar 0,22 mg/m3. Konsentrasi terendah sebesar 0,03 mg/m3 terjadi sekitar jam
04.00-05.00 GMT. Jika berdasarkan musim, maka pada musim dingin tingkat
konsentrasi asap rokok paling tinggi. Hal ini dimungkinkan untuk memanaskan
badan. Konsentrasi terendah terjadi pada musim panas. Udara yang panas
membuat orang untuk tidak ingin merokok.
Diurnal variation in smoke at Kew, 1937-9
hour of day (GMT)
Hasil penelitian antara NASA dan Asosiasi Kontraktor Bentang lahan AS
memperlihatkan bahwa tanarnan hijau merupakan salah satu cara alami
mengurangi tingkat pencemaran udara di dalam ruangan. Beberapa tanaman hijau
yang diyakini mampu mengurangi antara lain Sri rejeki, Palem bambu, Bunga Ivy
dan Daisy.
4. PENGARUH
PENCEMARAN
UDARA
TERHADAP
MANUSIA
DAN
LINGKUNGANNYA
Pengaruh pencemaran udara dibedakan menjadi pengaruh terhadap
mahluk hidup dan bukan mahluk hidup. Pengaruh terhadap mahluk hidup sebagai
berikut
1. Terhadap kesehatan
Pencemaran udara berpengaruh terhadap angka kesakitan (morbidity) dan
angka kernatian (mortality) dan berbagai jenis penyakit. Pencemar udara dapat
menjadi sumber penyakit virus, bakteri dan beberapa jenis cacing. Dapat
memperparah keadaan penyakit sehingga menambah angka kematian
beberapa jenis penyakit tertentu. Pencemar dengan udara panas juga
menimbulkan beberapa jenis penyakit karena manusia tidak dapat mentoleransi
suhu udara lebih dari 50 °C. Sebaliknya, pada suhu udara yang dingin tertentu
akan memberikan gairah bekerja pada manusia. Kelembaban udara akan
mempengaruhi kehidupan dan mengakibatkan terjadi banyak keringat. Udara
lembab yang bertambah akan mempercepat pertumbuhan bakteri.
2. Terhadap produktivitas mahiuk hidup lain
Peningkatan suhu udara akan berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman,
musim kering menurunkan atau bahkan memberhentikan produksi beberapa
jenis tanaman. Sementara itu, udara yang panas akan menurunkan produksi
sapi perah dan unggas. Musim kering akan mengurangi pertumbuhan rumput
sebagai bahan makanan hewan memamah biak sehingga terjadi penurunan
produksi.
3. Mempengaruhi aktivitas manusia secara Iangsung
Udara yang tercemar dengan SO2 di suatu daerah pariwisata mengakibatkan
kunjungan pariwisata akan berhenti sebab dapat mengakibatkan keracunan.
Kabut tebal dan uap air yang mengalami pengembunan akan mempengaruhi
penglihatan seseorang yang dapat membahayakan kendaraan atau pesawat
terbang.
4. Mempengaruhi aktivitas manusia secara tidak langsung
a. Terhadap produk, pencemar udara menyebabkan kerusakan alat-alat mesin
sehingga dapat menurunkan produksi. Bahan pencemar juga dapat
memasuki pori tanah sehingga mengakibatkan pencemaran tanah yang
dapat mengganggu pertumbuhan
b. Terhadap rumahtangga mendorong kerusakan alat-alat rumah tangga
c. Terhadap iklim dan cuaca, karbondioksida, partikel dan zat pencemar udara
melalui atmosfer atau mempengaruhi kadar ozon akan mempengaruhi iklim
dan cuaca
Di alam, pengaruh bahan pencemar udara yang paling berbahaya adalah
hujan asam (acid rain). Hujan dikatakan asam apabila pHnya dibawah 5,6. Hujan
asam merupakan deskripsi dari beberapa jalan asam jatuh dari atmosfer yang
biasanya dikenal sebagai acid deposition. Ada dua jenis acid deposition yaitu wet
(basah) dan dry (kering). Wet deposition biasanya merujuk kepada hujan asam,
kabut asam dan hujan salju asam. Dalam istilah ini air yang mengandung asam
jatuh dan mengalir di sepanjang permukaan bumi. Efek yang ditimbulkannya
bermacam-macam tergantung jenis tanaman dan binatangnya.
Dry deposition merupakan asam yang berbentuk gas dan partikel. Hampir
seperempat unsur asam yang ada di atmosfer jatuh kembali ke bumi sebagai dry
deposition. Aliran angin membawa partikel dan ags asam ini ke bangunan, mobil,
rumah dan pohon-pohon. Hujan yang turun mencuci asam yang melekat pada
berbagai bentuk material ini sehingga menimbulkan aliran asam yang pengaruhnya
Iebih besar dibandingkan hujan asam itu sendiri. Secara garis besar proses
pembentukan acid deposition disajikan pada Gambar di bawah ini. Dalam proses
terjadinya hujan asam di atmosfer sinar matahari turut mempercepat terjadi reaksi
kimia.
Kebanyakan ilmuwan setuju bahwa sulfus dioksida (SO2) dan nitrogen
oksida (NO) merupakan gas utama yang menyebabkan hujan asam. Di Amerika,
dua pertiga dan seluruh SO2 dan seperempat dan NO berasal dari pembangkit
tenaga listrik yaitu pada proses pembakaran bahan bakar fosil batubara.
Untuk mengetahui bagaimana pembentukan hujan asam dalam skala kecil,
akibatnya terhadap tanaman (lingkungan biotik) dan batuan (lingkungan abiotik),
maka dilakukan demonstrasi sebagai berikut:
a. Pengamatan Hujan Asam
Bahan:
-
jeruk nipis
-
Es batu
-
2 buah tutup gelas
-
gelas ukur besar dan kecil
-
sendok pengaduk
-
kertas pH
Cara kerja:
-
Campurlah perasan jeruk nipis dengan sedikit air hangat dan masukkan ke
dalam gelas ukur kecil
-
Masukkan gelas ukur kecil tadi ke dalam ke dalam gelas ukur yang besar
setelah diisi dengan pecahan es batu. Tutup
-
Tunggu selama 1 jam.
-
Setelah terjadi pengembunan pada tutup gelas periksa pH air yang
mengembun!
b. Pengaruh Hujan Asam pada Tanaman
Bahan:
-
4 buah cangkir/gelas ukur kecil
-
aquades
-
asam cuka
-
sendok pengaduk
-
2 potong philodendron
-
2 potong begonia
-
pensi dan buku catatan
Cara Kerja:
-
Tuangkan 1 sendok teh asam cuka kedalam dua cangkir yang berisia
aquades dan cek pH menggunakan kertas pH. PH berkisar empat, jika
dibawah 4 tambahkan baking soda atau tambahkan ammonia, kocok dan
ukur kembali. Jika diatas 4, tambahkan asam cuka dan cek kembali.
-
Cek pH aquades menggunakan pH kid. Jika pH di bawah 7, tambahkan 1/8
sendok teh baking soda atau ammonia, aduk dan cek kembali. Jika masih
asam, ulangi proses hingga mencapai pH 7.
-
Letakkan
label
bertuliskan untuk
setiap
cangkir/gelas
ukur:
water
philodendron (1), acid philodendron (2), water begonia (3), dan acid begonia
(4).
-
Masukkan aquades kedalam gelas water philodendron dan water begonia
-
Masukkan campuran cuka kedalam acid philodendron dan acid begonia
-
Potong philodendron dan masukkan kedalam gelas berlabel, tutupi batang
dan daunnya dengan cairan
-
Potong begonia dan masukkan kedalam gelas berlabel, tutupi batang dan
daunnya dengan cairan.
-
Simpan ditempat teduh dan tidak terkena matahari langsung
-
Setelah dua hari, amati bahwa tanaman masih di dalam cairan air dan asam
cuka. Jika kering tambahkan!
-
Setelah seminggu bandingkan keduanya!
Pertanyaan:
1. Yang manakah yang mengalami pertumbuhan yang paling cepat?
2. Apakah sebabnya?
c. Pengamatan Pengaruh Hujan Asam pada Batuan
Bahan:
-
Batu kapur yang sudah dihancurkan (bisa diperoleh di toko tanaman hias)
-
Batu granit atau batu hias yang sudah dihancurkan (bisa diperoleh di toko
tanaman hias)
-
2 buah botol Coca Cola besar
-
1 botol plastik ukuran I galon
-
2 buah baskom atau mangkuk plastik
-
Asam sulfat
-
Larutan indikator pH
-
Air murni
-
pH meter, atau kertas lak warna penunjuk asam dan basa
Cara Kerja:
-
Potong bagian dasar botol Coca Cola. Letakkan terbalik, dan ganjal bagian
bawahnya agar tidak mudah jatuh. Masukkan remahan batu kapur pada
botol pertama, dan remahan batu granit pada botol kedua. Isi masingmasing botol sampai 2/3 bagian.
-
Letakkan baskom atau mangkuk plastik di bawah masing-masing botoll
untuk menampung air larian dan botol berisi batu.
-
Persiapkan air murni (bisa dibeli di toko), masukkan dalam kontainer bersih,
dan cek pHnya. Masukkan asam sulfat dengan hati-hati ke dalam air murni
sampai mencapai pH 4.3 atau 4.5. Kau sudah berhasil membuat “hujan
asam”!
-
Letakkan larutan indikator pH dalam masing-masing baskom penampung
air larian
-
Pelan-pelan tuangkan “hujan asam” ke dalam masing-masing botol berisi
batu. Perhatikan bagaimana air pelahan-lahan mengalir melalui batu-batu
untuk kemudian keluar di baskom penampung.
-
Cek pH masing-masing baskom penampung.
Jawab pertanyaan di bawah mi:
a. Manakah pH tertinggi antara “hujan asam”: air larian setelah melalui granit,
dan air larian setelah melalui batu kapur?
b. Air dalam baskom penampung yang manakah yang berubah warna?
5. KEBISINGAN
Terjadi Kebisingan
Kebisingan adalah bunyi yang tidak dikehendaki karena tidak sesual
dengan konteks ruang dan waktu sehingga dapat menimbulkan gangguan
terhadap kenyamanan dan kesehatan manusia.
Bunyi yang menimbulkan kebisingan disebabkan oleh sumber suara yang
bergetar. Getaran sumber suara ini mengganggu keseimbangan molekul-molekul
udara di sekitarnya sehingga molekul-molekul udara ikut bergetar. Getaran sumber
ini menyebabkan terjadinya gelombang rambatan energi mekanis dalam medium
udara menurut pola rambatan longitudinal. Rambatan gelombang di udara ini
dikenal sebagai suara atau bunyi.
Laju rambat gelombang suara di udara bergantung pada suhu udara
sekitar. Pada suhu 20°C laju rambat suara sekitar 344 m/detik. Setiap kenaikan
suhu udara 1°C maka laju rambat suara di udara bertambah sekitar 0,61 m/detik.
Dalam pengendalian kebisingan selalu diasumsikan bahwa laju rambat suara di
udara tidak tergantung pada frekuensi dan kelembaban udara.
Suara merupakan gangguan fisis dalam suatu medium, dan merupakan
besaran yang dapat dideteksi dan diukur. Sebagai suatu besaran fisis, suara dapat
didengar oleh telinga manusia. Medium udara tempat suara merambat harus
memiliki massa dan sifat elastis sehingga suara tidak mungkin merambat dalam
ruang hampa.
Suara yang merambat melalui medium udara berlangsung melalui pola
mampatan-renggangan molekul-molekul udara yang dilalui. Gelombang yang
merambat dengan pola seperti ini disebut gelombang longitudinal. Banyaknya
mampatan dan renggangan yang terjadi dalam suatu interval waktu tertentu disebut
frekuensi suara. Satuan frekuensi suara ini dinyatakan dalam hertz (Hz) jika satuan
interval waktu kejadian dinyatakan dalam detik.
Respons telinga manusia terhadap tekanan suara memiliki jangkauan yang
sangat lebar, yaitu antara 2 x 10-5 Pa sampai 200 Pa. Pada frekuensi 1.000 Hz,
tekanan suara terkecil yang masih dapat didengar oleh telinga manusia adalah
sekitar 2 x10-5 Pa (kondisi tekanan suara ini disebut ambang pendengaran) dan
tekanan suara terbesar yang masih dapat didengar telinga manusia tanpa
menimbulkan rasa sakit adalah sekitar 200 Pa (kondisi tekanan suara ini disebut
ambang rasa sakit).
Satuan tingkat kebisingan
Satuan tekanan suara sebagai satuan tingkat kebisingan atau suara kurang
praktis karena daerah pendengaran manusia memiliki jangkauan yang sangat lebar
(2 x 10-5 Pa sampai 200 Pa) dan respons telinga manusia tidak linier terhadap
tekanan suara, tetapi bersifat logaritmis. Berdasarkan alasan ini maka ukuran
tingkat kebisingan biasanya dinyatakan dalam skala aras tekanan suara (sound
pressure level = SPL) dengan satuan decibel (dB). Aras tekanan suara ini
dirumuskan menurut persamaan:
SPL = 10 log (P/Po)2
= 20 log (P/Po) ……………….……………….……………….……… (2)
adapun:
SPL = aras tekanan suara (dB)
P
= tekanan suara (Pa)
PO
= tekanan suara acuan (2 x Pa)
Alat ukur tingkat kebisingan adalah sound level meter, yang dapat
mengukur aras tekanan suara (tingkat kebisingan) secara langsung.
Sumber dan Kriteria Kebisingan
Dari
sudut
pandang
lingkungan,
kebisingan
adalah
masuk
atau
dimasukkannya energi (suara) ke dalam lingkungan hidup sedemikian rupa
sehingga mengganggu peruntukkannya. Dari sudut pandang lingkungan maka
kebisingan lingkungan termasuk kategori pencemaran karena dapat menimbulkan
gangguan terhadap kenyamanan dan kesehatan manusia. Sumber kebisingan dan
persentase kontribusinya disajikan pada tabel berikut:
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Jenis Sumber Kebisingan
Kendaraan bermotor
Pesawat terbang
Suara
Radio dan televisi
Alat-alat rumah tangga
Konstruksi
lndustri
Lain-lain
Persentase
55
15
12
2
2
1
1
12
Pengaruh Kebisingan
Pengaruh kebisingan terhadap manusia tergantung pada karakteristik fisis,
waktu berlangsung, dan waktu kejadiannya. Pengaruh tersebut berbentuk
gangguan yang dapat menurunkan kesehatan, kenyamanan, dan rasa aman
manusia. Beberapa bentuk gangguan yang diakibatkan oleh kebisingan adalah
sebagai berikut:
1. Gangguan Pendengaran
Pendengaran manusia merupakan salah satu indera yang berhubungan
dengan komunikasi audio/suara. Alat pendengaran yang berbentuk telinga
berfungsi sebagai fonoreseptor yang mampu merespons suara pada kisaran
antara 0-140 dB tanpa menimbulkan rasa sakit. Frekuensi yang dapat
direspons oleh telinga manusia antara 20 sampai 20.000 Hz dan sangat sensitif
pada frekuensi antara 1.000 sampai 4.000 Hz.
Sensitivitas pendengaran manusia yang dikaitkan dengan suara paling lemah
yang masih dapat didengar disebut ambang pendengaran sedangkan suara
paling tinggi yang masih dapat didengar tanpa menimbulkan rasa sakit disebut
ambang rasa sakit. Kerusakan
pendengaran
(dalam
bentuk
ketulian)
merupakan penurunan sensitivitas yang berlangsung secara terus menerus.
Tindak pencegahan terhadap ketulian akibat kebisingan memerlukan kriteria
yang berhubungan dengan tingkat kebisingan maksimum dan lamanya
kebisingan yang diterima.
Lebarnya interval tekanan suara dan frekuensi yang dapat diterima oleh telinga
manusia membuat telinga manusia memiliki kawasan-kawasan yang peka
suara yang jika dipetakan pada suatu grafik frekuensi versus aras tekanan
suara akan memperlihatkan adanya auditory sensation area. Kawasan tersebut
di bagian atas dibatasi oleh ambang pendengaran yaitu suatu aras tekanan
suara maksimal yang masih bisa direspons oleh pendengaran tanpa merusak
pendengaran, sedangkan bagian bawah dibatasi oleh ambang pendengaran
minimum yaitu aras tekanan minimal yang dibutuhkan untuk merangsang
pendengaran.
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Lama Kebisingan yang Diperbolehkan
per hari (jam)
8
6
4
3
2
1,5
1
0,5
0,25
Tingkat Kebisingan
(dBA)
90
92
95
97
100
102
105
110
115
2. Gangguan Percakapan
Kebisingan bisa mengganggu percakapan sehingga mempengaruhi komunikasi
yang sedang berlangsung (tatap muka/via telepon).
Tingkat kenyaringan suara yang dapat mengganggu percakapan perlu
diperhatikan secara seksama karena suara yang mengganggu percakapan
sangat bergantung kepada konteks suasana.
3. Gangguan Tidur
Kualitas tidur seseorang dapat dibagi menjadi beberapa tahap mulai dan
keadaan terjaga sampai tidur lelap. Kebisingan bisa menyebabkan gangguan
dalam bentuk perubahan tahap tidur. Gangguan yang terjadi dipengaruhi oleh
beberapa faktor antara lain motivasi bangun, kenyaringan, lama kebisingan,
fluktuasi kebisingan dan umur manusia. Standar kebisingan yang berhubungan
dengan gangguan sulit ditetapkan karena selain tergantung faktor-faktor
tersebut di atas, gangguan kebisingan terhadap tidur juga berhubungan dengan
karakteristik individual.
EPA menetapkan secara tentatif bahwa tingkat kebisingan harian rerata 45 dBA
cukup untuk melindungi seseorang dan pengaruh kesehatan karena tidak bisa
tidur.
4. Gangguan psikologis
Kebisingan bisa menimbulkan gangguan psikologis seperti kejengkelan,
kecemasan, dan ketakutan. Gangguan psikologis akibat kebisingan tergantung
pada intensitas, frekuensi, perioda, saat, dan lama kejadian, kompleksitas
spektrum/ kegaduhan dan ketidakteraturan kebisingan. Faktor-faktor tersebut
digabungkan dalam suatu skala kebisingan yang disebut perceived noiseness
level (PNL) dan dianyatakan dalam satuan PN dB.
5. Gangguan Produktivitas Kerja
Kebisingan dapat menimbulkan gangguan terhadap pekerjaan yang sedang
dilakukan seseorang melalui gangguan psikologi dan gangguan konsentrasi
sehingga menurunkan produktivitas kerja. Gangguan ini sulit dinyatakan secara
kuantitatif karena sulit untuk menentukan kriterianya.
6. Prediksi Kebisingan
Reaksi orang terhadap kebisingan tergantung pada beberapa faktor seperti
kenyaringan, lama, frekuensi, dan interaksi kebisingan dengan sumber
kebisingan lain. Karena kebisingan tidak hanya tergantung pada besaran fisis
saja tetapi juga melibatkan faktor lingkungan maka diperlukan beberapa cara
untuk menyatakan tingkat kebisingan sebelum membuat prediksi kebisingan.
1. Tingkat Kebisingan Statistik
Pernyataan
tingkat
kebisingan
statistik
merupakan
model
yang
dipergunakan untuk menyatakan distribusi kebisingan selama interval waktu
pengukuran tertentu secara lebih mendalam. Data pengukuran tingkat
kebisingan dikelompokkan dalam interval tingkat kebisingan tertentu untuk
kemudian dicatat frekuensi kejadiannya dalam tabel frekuensi kejadian.
Hasil pengukuran kebisingan sebagai berikut (dalam dBA):
61, 62, 65, 69, 68, 64, 59, 58, 61, 64
67, 72, 77, 82, 80, 76, 72, 67, 62, 61
Untuk memperkirakan tingkat kebisingan statistik L10 L50 dan L90:
L10 = tingkat kebisingan yang dicapal selama 10% dari waktu ukur,
L50 = tingkat kebisingan yang dicapai selama 50% dari waktu ukur,
L90 = tingkat kebisingan yang dicapal selama 90% dari waktu ukur.
2. Tingkat Kebisingan Ekivalen
Pernyataan
tingkat
kebisingan
ekivalen
merupakan
model
yang
dipergunakan untuk menyatakan tingkat kebisingan yang merupakan tingkat
tekanan suara rerata dalam interval waktu tertentu. Model matematisnya
disajikan dalam persamaan:
L ek = 10 log((
f1 ).10
nL1 / 10
i =1
) dBA …………………………………… (6)
adapun:
Lek = tingkat kebisingan ekivalen (dBA)
F1 = faksi waktu terjadinya tingkat kebisingan pada interval waktu
pengukuran tertentu
L1
= nilai tengah tingkat kebisingan pada interval waktu pengukuran
tertentu (dBA)
3. Tingkat Kebisingan Sesaat
Pernyataan tingkat kebisingan sesaat merupakan model yang dipergunakan
untuk menyatakan tingkat kebisingan pada keadaan tertentu dalam interval
waktu yang sangat singkat seperti kebisingan yang ditimbulkan aktivitas
tinggal landas pesawat terbang. Model matematis yang dipergunakan
disajikan menurut persamaan:
t2
L1 = 10 log 10
L ( t ) / 10
t1
dt dBA
……………………………………… (7)
adapun:
L
= tingkat kebisingan sesaat (dBA)
L(t) = tingkat kebisingan rerata dalam interval waktu pengukuran tertentu
(dBA)
dt
= interval waktu pengukuran t1 ke t2 (detik)
4. Tingkat Kebisingan Siang-Malam
Pernyataan tingkat kebisingan siang-malam merupakan model tingkat
kebisingan
ekivalen
yang
dipergunakan
untuk
menyatakan
tingkat
kebisingan terutama di daerah permukiman. Pengukurannya dilakukan
selama 24 jam, yang dibagi dalam interval waktu malam (22.00 - 06.00) dan
interval waktu slang (06.00 - 22.00). Model matematisnya disajikan menurut
persamaan:
Lsm = 10log(1/ 24)
16
( Lek )i10
10
+
i =1
8
10(( Lek) j +10) / 10
j =1
dBA…………… (8)
adapun:
Lsm = tingkat kebisingan siang-malam (dBA)
Lek = tingkat kebisingan ekivalen
Baku Tingkat Kebisingan
Pada Pasal 1 Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor KEP48/MENLH/11/1996 diuraikan definisi dari istilah-istilah yang sering digunakan
dalam kebisingan lingkungan.
a. Kebisingan, adalah bunyi yang tidak diinginkan dari usaha atau kegiatan dalam
tingkat dan waktu tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan
manusia dan kenyamanan lingkungan;
b. Tingkat Kebisingan, adalah ukuran energi bunyi yang dinyatakan dalam satuan
decibel disingkat dB;
c. Baku Tingkat Kebisingan, adalah batas maksimal tingkat kebisingan yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan dan usaha atau kegiatan sehingga tidak
menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan kenyamanan lingkungan
Peruntukan Kawasan/Lingkungan Kegiatan
Tingkat Kebisingan
(dBA)
A. Peruntukan Kawasan
1. Perumahan dan Permukiman
55
2. Perdagangan dan Jasa
70
3. Perkantoran dan Perdagangan
65
4. RuangTerbuka Hijau
50
5. Industri + Portable Compesor
70,85
6. Pemerintahan dan Fasilitas Umum
60
7. Rekreasi
70
8. Khusus
- Bandar Udara*
- Stasiun Kereta Api*
- Pelabuhan Laut
70
- Cagar Budaya
60
B. Lingkungan Kegiatan
1. Rumah sakit atau sejenisnya
55
2. Sekolah atau sejenisnya
55
3. Tempat ibadah atau sejenisnya
55
Keterangan *) disesuaikan dengan Ketentuan Menteni Perhubungan
Metoda Pengukuran
Pengukuran tingkat kebisingan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
a. Cara Sederhana
Dengan sebuah sound level meter biasa diukur tingkat tekanan suara/bunyi
dB(A) selama 10 (sepuluh) menit untuk tiap pengukuran. Pembacaan dilakukan
setiap 5 (lima) detik.
b. Cara Langsung
Dengan sebuah integrating sound level meter yang mempunyai fasilitas
pengukuran LTM5 yaitu Leq dengan waktu ukur setiap 5 detik, dilakukan
pengukuran selama 10 (sepuluh) menit.
Waktu pengukuran dilakukan selama aktivitas 24 jam (LSM) dengan cara pada
siang hari tingkat aktivitas yang paling tinggi 16 jam (Ls) pada selang waktu pukul
06.00 - 22.00 dan aktivitas malam han selama 8 jam (Lm) pada selang waktu pukul
22.00 - 06.00.
Setiap pengukuran harus dapat mewakili selang waktu tertentu dengan
menetapkan paling sedikit 4 waktu pengukuran pada slang han dan paling sedikit 3
waktu pengukuran pada malam hari. Contohnya adalah sebagai berikut.
-
L1 diambil pada jam 07.00, mewakili interval jam 06.00 - 09.00
-
L2 diambil pada jam 10.00, mewakili interval jam 09.00 - 11.00
-
L3 diambil pada jam 15.00, mewakili interval jam 14.00 - 17.00
-
L4 diambil pada jam 20.00, mewakili interval jam 17.00 - 22.00
-
L5 diambil pada jam 23.00, mewakili interval jam 22.00 - 24.00
-
L6 diambil pada jam 01.00, mewakili interval jam 24.00 - 03.00
-
L7 diambil pada jam 04.00, mewakili interval jam 03.00 - 06.00
Keterangan:
-
Le
= Equivalent Continous Noise atau Tingkat Kebisingan Sinambung
Setara ialah nilal tingkat kebisingan yang berubah-ubah (fluktuatif)
selama waktu tertentu, yang setara dengan tingkat kebisingan dan
kebisingan yang ajeg (steady) pada selang waktu yang sama
-
LTM5 = Leq dengan waktu sampling tiap 5 detik
-
Ls
= Leq selama siang hari
-
LM
= Leq semala malam hari
-
LSM
= Leq selama siang dan malam hari
Metoda Evaluasi
Nilai LSM yang dihitung dibandingkan dengan nilai baku tingkat kebisingan yang
ditetapkan dengan toleransi + 3 dBA.
6. HUTAN KOTA (URBAN FOREST)
Definisi
Komunitas vegetasi berupa pohon dan asosiasinya yang tumbuh di lahan kota
atau sekitarnya, berbentuk jalur, menyebar atau bergerombol (menumpuk),
struktur
meniru
(menyerupai)
hutan
alam,
membentuk
habitat
yang
memungkinkan kehidupan bagi satwa liar dan menimbulkan kehidupan sehat,
suasana nyaman, sejuk, dan estetis (Zoer’aini Djama Irwan, 1994)
Suatu hamparan lahan yang bertumbuhan pohon-pohon yang kompak dan
rapat di dalam wilayah perkotaan baik pada tanah negara maupun tanah hak,
yang ditetapkan sebagai hutan kota oleh pejabat yang berwenang (PP No 63
Tahun 2002)
Tumbuhan atau vegetasi berkayu di wilayah perkotaan yang memberikan
manfaat lingkungan yang sebesar-besarnya dalam kegunaan-kegunaan
proteksi, estetika, rekreasi dan kegunaan khusus lainnya (Fakuara, 1987)
Pendekatan Pembangunan Hutan Kota (lokasi tertentu):
1. Persentase
2. Perhitungan perkapita
3. Isu utama yang muncul
Luas satu hamparan kompak
0,25 hektar.
Persentase luas paling sedikit 10% dan wilayah perkotaan dan atau disesuaikan
dengan kondisi setempat.
Tujuan membangun hutan kota adalah untuk kelestarian, keserasian, dan
keseimbangan ekosistem perkotaan yang meliputi unsur lingkungan, sosial dan
budaya. Adapun fungsi hutan kota antara lain:
1. memperbaiki dan menjaga iklim mikro dan nilai estetika;
2. meresapkan air;
3. menciptakan keseimbangan dan keserasian Iingkungan fisik kota; dan
4. mendukung pelestarian keanekaragaman hayati Indonesia
Keuntungan dan mempunyai hutan kota :
1. Meningkatkan nilai property
Keberadaan hutan kota berperan dalam stabilitas ekonomi pada suatu
komunitas
yaitu
dengan
meningkatkan
niali
properti.
Banyak
orang
menganggap bahwa lingkungan dengan pepohonan di sekitarnya akan Iebih
menarik untuk ditempati daripada rumah dengan Iingkungan tanpa pepohonan
di sekitarnya. Rumah dengan lingkungan seperti ini memiliki nllai atau harga
yang lebih tinggi daripada rumah yang di sekitarnya tidak terdapat pepohonan
(Morales 1980; Morales et al. 1983; Anderson and Cordell 1988). Keberadaan
lingkungan yang hijau atau di sepanjang jalan ditumbuhi pepohonan turut
meningkatkan nilai properti benda-benda yang ada di sekitarnya (Kitchen and
Hemdon 1967; More et al. 1983; Correl et al. 1978). Para pengembang
(developer) akan memberikan harga yang lebih tinggi untuk rumah yang
Iingkungan sekitarnya banyak ditumbuhi pepohonan, hal tersebut didasari oleh
beberapa hal, salah satunya adalah dipengaruhi oleh biaya yang telah
dikeluarkan selama masa perbaikan untuk memelihara pepohonan tersebut
adalah lebih rendah daripada untuk membersihkan daerah tersebut (Seile and
Anderson 1982). Faktor-faktor yang perlu untuk diperhatikan adalah waktu
tambahan untuk merencanakan dan teknik khusus untuk memellharanya agar
dapat diperoleh keuntungan yaitu dapat meningkatkan nilai properti untuk
jangka menengah maupun jangka panjang. Keberadaan pepohonan yang
umurnya telah cukup dewasa atau tua menyebabkan rumah atau bangunan tua
yang tidak bernilai lagi menjadi lebih bernilai atau berharga.
2. Menurunkan biaya pengeluaran energi
Pepohonan dapat menurunkan energi yang diperlukan untuk memanaskan atau
mendinginkan ruangan. Hal yang perlu diperhatikan sebelum melakukan
penanaman pohon yang bertujuan untuk menurunkan biaya energi adalah jenis
pohon, lokasi pohon, tipe bangunan, dan kondisi iklim yang terjadi sepanjang
tahun pada daerah tersebut. Penurunan kebutuhan listrik juga turut
menurunkan emisi karbon yang diakibatkan oleh pembakaran bahan bakar
fosil. Namun apabila penanaman pohon yang salah kemungkinan justru akan
meningkatkan biaya energi.
3. Memperbaiki kualitas udara
Polusi udara yang terjadi menyebabkan beberapa gangguan kesehatan
manusia, berkurangnya jarak pandang, dan kerusakan pada vegetasi dan
benda-benda buatan manusia. Beberapa jenis pohon melepaskan senyawa
kimia (emisi biogenik) yang dapat menjadi sumber pencemar (polutan). Jumlah
senyawa kimia yang dihasilkan tergantung pada jenis dan ukuran pohon. Suhu
udara yang tinggi dapat meningkatkan produksi senyawa kimia ini. Terjadinya
fenomena “heat island” juga meningkatkan terjadinya polusi tipe ini. Walaupun
keberadaan pepohonan di kota memberi sumbangan terhadap total emisi polusi
sebanyak 10 persen (Nowak 1992), namun terdapat keuntungan yang
diperoleh yaitu dapat menurunkan polusi udara lebih banyak.
Pepohonan dan vegetasi dapat meningkatkan kualitas udara dalam tiga cara,
yaitu :
1. Menyerap dan menurunkan zat pencemar udara
2. Menyerap karbon
3. Menurunkan emisi karbon
4. Mengurangi water runoff (aliran permukaan)
5. Menurunkan erosi tanah
6. Memperbaiki kualitas air
Saluran air dan danau/kolam di daerah sekitar kota mengalami pencemaran
akibat terjadinya erosi tanah dan aliran air permukaan (water runoff) yang
mengandung pupuk dan pestisida yang digunakan pada tanaman, minyak, dan
sampah.
Pepohonan
dan
tanaman
dapat
membantu
menanggulangi
permasalahan kualitas air yaitu dengan menurunkan koefisien aliran air
permukaan dan erosi tanah. Masyarakat dapat memperoleh air yang lebih
bersih dengan cara mengatur keberdaan vegetasi alami, menambah tanaman
atau pepohonan yang telah ada, dan mengurangi penggunaan pestisida dan
pupuk.
Di beberapa daerah rata-rata dan volume aliran air permukaan (water runoff)
mengalami peningkatan sehingga melebihi daya tampung (kapasitas) DAS
(daerah aliran sungai) nya. Hal tersebut berkembang dengan cepat seiring
dengan pembangunan yang banyak dilakukan, antara lain adalah pengerasan
jalan dan permukaan tanah, sehingga menyebabkan kelebihan air tersebut
tidak meresap ke dalam tanah dan menjadi aliran air permukaan.
Banjir merupakan salah satu masalah yang sering terjadi selama musim hujan,
yang disebabkan oleh meluapnya saluran air karena saluran tersebut sudah
tidak mampu lagi untuk menampungnya. Salah satu akibat yang ditimbulkan
adalah meningkatnya bakteri yang ada di dalam air. Maka untuk mengatasinya,
masyarakat harus membuat sistem sanitasi yang baik dan memadai dan untuk
memeliharanya. Untuk mewujudkan hal tersebut diperlukan biaya yang tidak
sedikit. Namun apabila pada terdapat pepohonan atau vegetasi dan daerah
yang basah dapat membantu untuk mengatasi masalah ini yaitu dengan
menyerap aliran air permukaan (water runoff) tersebut.
7. Sebagai tempat hidup satwa liar
Hutan kota menyediakan tempat hidup, makanan dan air. bagi satwa liar antara
lain kijang, kelinci, tupai, reptil, dan berbagai jenis burung. Keberadaan satwa
liar tersebut secara tidak langsung meningkatkan kesempatan untuk rekreasi
dan
belajar
bagi
masyarakat.
Selain
itu
juga
membantu
dalam
perkembangbiakan satwa liar tersebut.
8. Meningkatkan rasa bangga (community pride)
Keberadaan pepohonan pada suatu daerah memiliki beberapa keuntungan
yang tak terukur, salah satunya adalah meningkatkan rasa bangga bagi
masyarakat atau orang-orang yang tinggal di daerah tersebut.
Lingkungan dengan pemandangan yang menarik dapat meningkatkan rasa
memiliki bagi orang yang tinggal di tempat tersebut (Dwyer et al. 1991). Pohon
dapat dihubungkan dengan tempat-tempat yang khusus, sehingga dapat
menjadi kenangan bagi orang yang mengalaminya. Selain bernilai sejarah
keberadaan pohon juga dapat menurunkan tingkat kejahatan pada suatu
daerah, sebagaimana penelitian yang telah dilakukan oleh Sullivan dan Kuo
(1996), ia memperkirakan bahwa suatu lingkungan yang ditumbuhi pepohonan
akan menurunkan tingkat kejahatan yang terjadi, karena di sekitar pohon yang
ada biasanya banyak digunakan untuk bertemu oleh masyarakat yang
bertetangga
sehingga
mereka
saling
mengenal
dan
mengeratkan
persahabatan.
9. Meningkatkan kesempatan untuk rekreasi
Di beberapa daerah keberadaan hutan kota dapat dijadikan sebagai tempat
untuk rekreasi. Pepohonan tersebut di sekitarnya dapat ditambah dengan
berbagai fasilitas, misalnya dibangun kolam dan jalan-jalan setapak, sehingga
akan tercipta suatu taman kota yang menarik. Taman tersebut dapat
dimanfaatkan untuk berbagai aktivitas, misalnya untuk bersepeda, bermain,
atau sekedar jalan-jalan untuk melepas lelah dan kesibukan yang telah dilalui.
10. Memperbaiki gaya hidup menjadi Iebih sehat
Menetap di kota dengan tingkat kesibukan yang tinggi dapat meningkatkan
tekanan (stress) fisik dan mental. Namun dengan adanya pepohonan dapat
membantu untuk mengatasinya, sehingga kesehatan dapat terjaga dengan
baik, karena sebagaimana telah dijelaskan di depan bahwa adanya hutan kota
(pepohonan) dapat meningkatkan kualitas udara dan kualitas air.
Keberadaan hutan kota juga dapat digunakan sebagal media untuk membantu
penyembuhan (terapi) bagi orang-orang yang baru saja mengalami operasi.
Berdasarkan suatu penelitian di Ultrich (1984) menunjukkan bahwa pasien
yang baru saja dioperasi akan sembuh lebih cepat apabila ditempatkan pada
ruangan yang terbuka (melalui jendala dapat melihat secara langsung
pemandangan atau pepohonan yang ada di luar) daripada pasien yang
ditempatkan di ruang yang tertutup oleh dinding.
11. Mengurangi kebisingan
Pepohonan dan vegetasi dapat menurunkan tingkat kebisingan apabila pohon
dan vegetasi tersebut tinggi, ditanam secara rapat, pada area luas dan dekat
dengan sumber kebisingan.
12. Menciptakan area penyangga
Keberadaan pepohonan tersebut dapat digunakan untuk menutupi obyek-obyek
yang kurang menarik, misalnya area yang dipenuhi oleh tumpukan sampah.
Selain itu pepohonan juga dapat digunakan sebagai pelindung suatu area agar
tidak terkena sinar matahari secara langsung.
Pembiayaan yang harus dikeluarkan untuk hutan kota:
1. Penanaman (planting)
Biaya penanaman tergantung pada jenis, ukuran, penyiapan tempat, dan
upah untuk pekerja. Penanaman pohon biasanya berdasarkan banyaknya
persentase dan total biaya (McPherson I 994a). Biasanya semakin besar
pohon maka biaya penanamannya makin besar.
2. Perawatan dan peremajaan pohon (maintenance and removal)
Biaya perawatan sangat tergantung pada jenis dan lokasi. Dengan
menyediakan perawatan yang teratur, biaya dapat diantisipasi jika terjadi
peningkatan nilai/harga pohon di masa mendatang. Hal-hal lain yang
dilakukan dalam perawatan antara lain adalah irigasi, dan pengontrolan
penyakit
yang
disebabkan
oleh
insekta,
peremajaan
pohon
dan
pencegahan dan bahaya kebakaran.
3. Perbaikan infrastruktur (infrastructure repair)
Pertumbuhan tanaman dapat menyebabkan kerusakan pada infrastruktur
misalnya kerusakan pada jalan dan pipa air. Kadang-kadang biaya yang
diperlukan untuk memperbaiki infrastuktur tersebut adalah lebih rendah
daripada biaya untuk memindahkan pohon tersebut. Pemilihan tempat dan
jenis pohon yang tepat akan meminimalkan kemungkinan terjadinya
permasalahan terhadap infrastruktur di masa mendatang.
4. ligitation and liability
5. storms
Badai yang terjadi dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada
pepohonan dan fasilitas (properti) di sekitarnya. Biaya yang diperlukan
untuk membersihkan dan memperbaiki kerusakan yang terjadi setelah
terjadi badai dapat diminimalkan dengan perawatan yang teratur atau rajin.
6. Administrasi program (program administration)
Dalam pengelolaan hutan kota diperlukan perencanaan program-program
yang dapat menunjang sehingga perlu untuk dilakukan perencanaan dan
inventarisasi secara baik. Untuk mewujudkan hal tersebut diperlukan
partisipasi masyarakat baik berupa dana maupun bahan-bahan yang lain.
Jenis pepohonan tertentu yang dapat menyebabkan alergi bagi beberapa
orang, maka diperlukan adanya suatu pengontrolan mengenal jenis
pepohonan yang ditanam.
Pengelompokan Hutan Kota
a. Bentuk: bergerombol, menyebar dan manjalur
b. Struktur: berstrata dua dan berstrata banyak
Kenyamanan dan Kenikmatan
Kenyamanan
Indeks Ketidaknyamanan (Dl) atau THI:
Dl = 0,4 (T+Td) + 15
Dl = T - 0,05 (1 - 0,01 Rh) (T - 58)
Adapun
Dl =
indeks ketidaknyamanan
T
temperatur udara dalam °F
=
Td =
Temteratur titik embun dalam °F
Rh =
kelembaban udara dalam %
Kriteria
IT
ARTI
<70
Orang merasa nyaman
70 - 75
Beberapa orang merasa tidak nyaman
75
50%orang merasa tidak nyaman
> 75
80%orang menunjukkan tanda ketidaknyamanan
Sumber: US. National Weather Service (1967)
Kenikmatan
RN =
RH +T+S+ D+ E+JV+TV+JB+TB
Adapun
RN = rasa nikmat, RH = kelembaban, T = suhu,
S = kebisingan, D = debu, E = estetika
JV = jumlah jenis vegetasi, TV = jumlah vegetasi,
JB = jumlah jenis burung, TB = jumlah burung
Kriteria:
KLAS
I
II
III
IV
V
Tidak nikmat
Kurang nikmat
Cukup nikmat
Nikmat
Sangat nikmat
ARTI
SKOR
< 15
16 - 22
23 - 29
30 - 36
>37
DAFTAR PUSTAKA
Bell, PA, 1996, Environmental Psychology: Fourth Edition, Harcourt Brace College
Publishers, Fort Worth.
Lansberg, HE, 1981, The Urban Climate, Academic Press, New York.
Oke, TR, 1978, Boundary Layer Climate, Methuen & Go, London.
Prawiro, RH, 1983, Ekologi Lingkungan Pencemaran, Satya Wacana, Salatiga.
Sasongko, DP, 2000, Kebisingan Lingkungan, Badan Penerbit Universitas Diponegoro,
Semarang.
Thompson, RD & Perry, A, 1997, Applied Climatology, Routledge, kondon.
http://www. us-epa.com
http://www.nasa.com