Pencemaran Udara: Definisi, Konsentrasi, Kasus

Pencemaran Udara:
Definisi, Konsentrasi, Kasuskasus, dan Regulasi
Kuliah Minggu I
Laboratorium Pencemaran Udara dan Perubahan Iklim (LPUPI)
Jurusan Teknik Lingkungan FTSP ITS
Pembahasan
Atmosfer dan Komposisinya
 Definisi pencemaran udara
 Jenis-jenis kasus pencemaran udara yang
menjadi perhatian utama di dunia
 Perhitungan konsentrasi gas di udara
 Regulasi yang berkaitan dengan
pencemaran udara dan baku mutu udara

Atmosfer dan Komposisi
Definitions
Atmosphere: The thin envelope of gases surrounding
the earth, Highly compressible, Density decreases
rapidly with height
Air: A mechanical mixture of gases and aerosols


The atmosphere is a mixture of gas molecules,
microscopically small suspended particles of solid
and liquid, and falling precipitation.
Meteorology is the study of the atmosphere and
the processes that cause what we refer to as the
“weather.”
THE RESERVOIR FOR GAS
If we think of the atmosphere as
a reservoir for gas, the gas
concentration in the reservoir will
remain constant so long as the
input rate is equal to the output
rate.
Under such conditions, we say
that the concentration of the gas
exists in a steady state.
Residence time
The average length of time that individual
molecules of a given substance remain in
the atmosphere
 found by dividing the mass of the
substance in the atmosphere (in
kilograms) by the rate at which the
substance enters and exits the
atmosphere (in kilograms per year).

Permanent gases
Variable gases

Variable gases are those whose
distribution in the atmosphere varies in
both time and space.
Vertical structure
Definisi Pencemaran Udara
Latar Belakang





pencemaran udara sudah menjadi masalah sejak abad ke13  perhatian serius tahun 1945.
Sebelum 1945, asap industri  masalah industri dan asap
industri
Di Amerika, di Pittsburgh, Los Angeles dan St. Louis tahun
1945 – 1969 pencemaran udara mulai meningkat 
negara bagian membuat undang-undang pencemaran
udara.
Di Indonesia Undang-undang tentang lingkungan hidup
sejak 1974
Jawa Timur : SK Gubernur No. 129 tahun 1996, jo SK No.
188 tahun 1988, tentang Baku Mutu Udara.
Difinisi Pencemaran Udara

SK Menteri LH.
 Masuk
atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,
energi dan atau komponen lain ke udara dan
berubahnya tekanan udara oleh kegiatan manusia
atau proses alam sehingga kualitas udara turun
sampai pada tingkat tertentu yang menyebabkan
udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi
sesuai dengan peruntukannya.
 Beberapa pengertian penting:
 Bahan atau zat
 Asal bahan
 Nilai ambang batas
 Akibat
Udara Ambient

udara ambient adalah udara bebas
dipermukaan bumi pada lapisan troposfir
(yang berada di dalam wilayah yurisdiksi
Republik Indonesia) yang dibutuhkan dan
mempengaruhi kesehatan manusia,
makhluk hidup dan unsur Lingkungan
hidup lainnya
Peraturan Pemerintah No. 41 Tahun 1999,
Tentang : Pengendalian Pencemaran Udara





Mutu udara ambien adalah kadar zat, energi, dan/atau komponen
lain yang ada di udara bebas;
Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar
udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya;
Emisi ada zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan
dalam suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya ke
dalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai
potensi sebagai unsur pencemar;
Mutu emisi adalah emisi yang boleh dibuang oleh suatu kegiatan
udara ambien;
Sumber emisi adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang
mengeluarkan emisi dari sumber bergerak, sumber bergerak
spesifik, sumber tidak bergerak, maupun sumber tidak bergerak
spesifik;
Kriteria Polutan Udara



Kontaminan atau parameter umum yang menyusun
pencemaran udara dikelompokkan dalam 6 prinsip atau
kriteria polutan: karbon monoksida, nitrogen dioksida,
sulfur dioksida, lead, partikulat, dan Ozon (atau smog)
Kriteria ini didasarkan pada pengaruh suatu kontaminan
pada 1) Kesehatan manusia, 2) kesehatan lingkungan
dan 3) pengaruh pada properti
Dasar kriteria pada kesehatan manusia menjadi dasar
penetapan standar primer, sedangkan dampak ke
lingkungan dan properti akan menjadi dasar
penentuan standar skunder
Kasus-Kasus Pencemaran
Udara
Contoh Kasus Pencemaran Udara








Pencemaran udara di Pensylvania-Amerika Serikat,
SO2 dari industri (Peristiwa Donora, 1948)
Pica Rica – Mexico, 1950, SO2 dr Industri
pengolahan sulfur
Kabut SO2 di lembah Meuse – Belgia 1923, bahan
bakar batu bara
Kabut SO2 di London 1952, dari industri
Peningkatan produksi gas dari gunung
Kebocoran gas, krn kecelakaan industri, Bhopal
1984, Chernobil 1986
Perusakan lapisan Ozon, Efek rumah kaca,
kenaikan suhu
dll
Photochemical smog differs from industrial smog in
that it:*

is formed in the presence of sunlight
Perhitungan Mixing Ratio
dan Konsentrasi Spesies di
Udara
Perhitungan Fasa Gas

Gas Ideal

Konsentrasi dan Densitas
Mixing ratio



Mixing ratio (εi) gas di atmosfer  rasio jumlah spesies (massa)
tertentu terhadap total jumlah (massa) semua spesies (konstituen)
dalam volume tertentu atmosfer.
Konstituen suatu volume tertentu atmosfer  semua spesies gas
yang ada di atmosfer, termasuk uap air, tetapi tidak termasuk
partikulat atau air dalam fasa terkondensasi.
Mixing rasio ini dapat juga dinyatakan sebagai fraksi jumlah (massa)
terhadap total atmosfer.

fraksi mol (mol zat i/mol total),
 fraksi massa (massa zat i/massa total),
 fraksi volume (volume zat i/volume total) dan
 fraksi tekanan (tekanan zat i/tekanan total) di atmosfer.

angka mixing ratio akan berbeda jika dinyatakan dengan cara
(satuan) berbeda, sehingga ketelitian dalam konversi satuan
menjadi hal yang sangat penting
Beberapa derivative persamaan untuk menghitung
mixing rasio

mixing ratio konsentrasi molar (fraksi konsentrasi)

mixing ratio tekanan parsial (fraksi tekanan), pada temperatur tetap

mixing ratio mol (fraksi mol), pada volume dan suhu yang dijaga tetap maka

mixing ratio massa (fraksi massa), karena massa suatu zat = jumlah mol x
berat atom atau berat molekul, m = n x BA atau m = n x M, maka
Konsentrasi Gas di Atmosfer

konsentrasi udara di atmosfer adalah

Berdasarkan persamaan gas ideal,
hitunglah jumlah molekul tiap cm3 udara di
permukaan laut (z = 0 km)!
Satuan konsentrasi


Satuan massa per volume (mg/m3, g/m3, dst), tidak dapat langsung
dikonversikan ke satuan jumlah volumetrik (ppm, ppb, pphm, dst)
karena perbedaan berat molekul unsur atau senyawa, serta
perbedaan kondisi lingkungan (tekanan dan temperatur).
1 ppm (part per million volume) adalah pada kondisi standart 25 C
dan 760 mmHg
ppm
g/m3
26
= ( g/m3 24,5 * 10-3) M
= (ppm * M) / (24,5 * 10-3)
atau :
g/m3
= ppm * 1000 * [(P*M)/(R*T)]
di mana :
P
T
M
R
: Tekanan udara (mmHg)
: Temperatur absolut ( Kelvin)
: Berat molekul senyawa/unsur
: Konstanta gas universal
Tugas I




Turunkan satuan ppm (mixing ratio) ke satuan molar (M),
dan ug/m3
Tugas latihan konversi satuan dari Baku mutu (ppm,
berat/volume, volume/volume, %, mg/m3) dengan variasi
suhu dan tekanan (Sesuai lampiran Pergub Jatim No. 10
tahun 2009)
Dalam baku mutu udara ambien RI dituliskan SO2= 0,34
ppm dan NO2= 0,21 ppm (pengukuran 1 jam). Nyatakan
baku mutu tersebut dalam satuan ug/m3!
Hitunglah konsentrasi (dalam ug/m3) untuk spesies gas
dengan mixing ratio 0,08 ppm ozone dan 26 ppm CO,
pada tekanan 1 atm 25 0C!
Regulasi dan Baku Mutu
Udara
Perundang-undangan








Undang-undang No. 5 Tahun 1974
Undang-undang No.4 Tahun 1984
Undang-undang No. 15 Tahun 1985
Peraturan Pemerintah N0. 51 Tahun 1993
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP
13/MENLH/3/1995
Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 10 Tahun 2009
Tentang Baku Mutu Udara Ambien dan Emisi Sumber
Tidak Bergerak di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa
Timur
Peraturan Pemerintah No. 41 tahun 1999, tentang
Pengendalian Pencemaran Udara
Dll.








PERATURAN DAERAH KOTA SURABAYA NOMOR 3
TAHUN 2008 TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN
UDARA
Undang Undang No. 32Tahun 2009 Tentang : Perlindungan
dan Pengelolaan Lingkungan Hidup
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 15 Tahun
1996 Tentang : Program Langit Biru
PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA
NOMOR 41 TAHUN 1999 TENTANG PENGENDALIAN
PENCEMARAN UDARA
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 13 tahun 1995
tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak dan
Keputusan Menteri No. 141 tahun 2003 dan No. 35 tahun 1993
tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor
KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN REPUBLIK
INDONESIA NOMOR 1407/MENKES/SK/XI/2002 TENTANG
PEDOMAN PENGENDALIAN DAMPAK PENCEMARAN
UDARA
International Maritime Organization (IMO) mengatur standar
minimum emisi NOx dan SOx dalam ANNEX VI regulasi 13 dan
14
The Montreal Protocol on Substances that Deplete the
Ozone Layer
Baku Mutu Udara


Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas
atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang
ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur
pencemar yang ditenggang keberadaannya
dalam udara ambien;
Baku mutu emisi sumber adalah batas kadar
maksimal dan/atau beban emisi maksimum
yang diperbolehkan masuk atau dimasukkan ke
dalam udara ambien
Heirarki Regulasi Berkaitan dengan
Udara di Indonesia
UUD
1945
UU No 32 2009
dan UU no 23
1997
PP RI No 41
Tahun 1999
• Lingkungan hidup yang baik dan sehat
• Hak asasi dan hak konstitusi setiap warga negara
• Baku Mutu Lingkungan
• Air,….udara ambien, emisi,……gangguan, lainnya
• Pengelolaan Lingkungan hidup
• Pengendalian Pencemaran Udara
• Lampiran  Baku Mutu Udara Ambien Nasional
• Kepmen LH No. 15/1996 Program Langit Biru / PROPER
• Permen LH No. 4/2009 tentang ambang batas emisi gas buang bagi kendaraan bermotor
Permen LH
Dasar dan Metode Penetapan Baku Mutu
Udara



studi hubungan dosis – respon suatu pencemar pada kesehatan
manusia
studi hubungan konsentrasi, waktu pajanan dari suatu pencemar
serta respon ekosistem (lingkungan) dan property
penetapan baku mutu udara ambient didasarkan pada 3 aspek:

Aspek perlindungan kesehatan manusia (golongan populasi manusia
sehat dan populasi manusia sensitif (balita, anak-anak, wanita
hamil/menyusui, dan orang-orang tua/manula))  toksikologi dan
epidemilogi
 Aspek perlindungan ekosistem dan lingkungan (critical load atau critical
level)
 Aspek pertimbangan lain (Ketersediaan teknologi dalam pemantauan,
Kemampuan pengendalian pencemaran (teknologi dan ekonomi),
Kemampuan sumber daya manusia, Konsentrasi background atau latar)
Penetapan Baku Mutu Emisi




nilai baku mutu ambien yang menjadi media
pelepasan emisi
kondisi background ambien dan nilai rata-rata
konsentrasi ambien
hasil simulasi perhitungan atau pemodelan
pelepasan dari sumber emisi dan kajian dispersi
pencemar. atau
Kemampuan pengendalian pada sumber emisi
Baku Mutu Kualitas Udara