I.
Pendahuluan
Lingkungan merupakan suatu sistem kompleks yang
berada diluar individu yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
organisme. Setiap organisme hidup dalam lingkungannya masing-masing,
faktor-faktor yang ada dalam lingkungan selain berinteraksi dengan organisme,
juga berinteraksi antar sesama faktor tersebut, sehingga sulit untuk memisahkan
dan mengubahnya tanpa mempengaruhi bagian lain dari lingkungan itu sendiri. Lingkungan juga dapat diartikan
sebagai satuan sistem yang meliputi Abiotic, Biotic dan Culture.
Faktor abiotic diantaranya sinar matahari, tanah, air, udara. Faktor ini
merupakan komponen dasar dari kegiatan dalam kehidupan sehingga dapat
berlangsung.
Aktivitas manusia yang semakin kompleks sehingga
dapat menyebabkan adanya pencemaran baik itu pada air, tanah maupun udara.
Pencemaran yang terjadi di udara mendapatkan perhatian yang lebih dalam kasus
ini. Faktor meteorologis memberikan peranan yang sangat penting dalam
menentukan kualitas udara di suatu daerah. Atmosfer merupakan salah satu medium
penerima yang dinamis yang menunjukkan kemampuan penyebaran (dispersi),
pengenceran (dilusi), difusi (antar molekul gas dan atau partikel/aerosol), transformasi
fisika-kimia dalam proses dan mekanisme kinetik atmosferik. Kemampuan atmosfer
ditentukan oleh kecepatan arah angin, kelembaban, temperatur, tekanan, aspek
permukaan (Soedomo, 2001).
Waktu adalah salah satu faktor yang mempengaruhi perubahan
dari faktor meteorologis dalam skala waktu pagi, siang dan malam. Kondisi
atmosfer yang dinamis ini dilihat kontribusinya dalam mempengaruhi variasi
kadar pencemaran khususnya debu di udara terutama dalam udara ambien.
Situasi pengaruh dari bahan pencemar merupakan suatu
harapan dari masyarakat untuk dapat diketahui sehingga dapat dipilih lokasi yang
memungkinkan untuk memperoleh udara yang tak tercemar sehingga menunjang
kesehatannya. Memperoleh hal tersebut dilakukan dengan jalan menganalisis
sejauh mana faktor-faktor meteorologis dapat mempegaruhi terhadap pencemaran
udara ambien.
II.
Pengertian Udara Ambien
Udara ambien merupakan udara bebas di permukaan bumi
pada lapisan troposfir yang berada di dalam wilayah yuridis Republik Indonesia
yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur
lingkungan hidup lainnya (PP No. 41 Th 1999). Baku mutu udara ambien adalah batas
ambang zat, energy dan/atau komponen yang seharusnya ada dan/atau unsur pencemar
yang ditenggang keberadaannya dalam udara ambient. Baku mutu udara ambient
untuk wilayah Indonesia untuk parameter debu sebesar 0,06 μg/m3 dalam waktu
pengukuran 24 jam.
III.
Sifat dan Karakteristik Debu
Debu (dust) merupakan salah satu
jenis aerosol padat yang terbentuk, karena proses pernisahan suatu bahan secara
mekanik, seperti proses penghancuran, penggilingan dan peledakkan. Proses ini dapat terjadi, karena gesekan bahan
dengan angin yang kencang atau pergeseran dengan bahan lain. Contohnya adalah
debu semen (cement dust) dan debu dari unsur logam (metallurgical). Debu
dianggapsebagai partikel bahan padat yang terbagi asecara halus dengan ukuran
berkisar dari 0,1 hingga 100. Material
yang berukuran kasar yang melayang-layang di udara yang bersifat toksik bagi
manusia. Debu merupakan partikel-partikel zat hasil pengolahan, penghancuran, pelembutan,
pengepakan dari bahan-bahan organic maupun anorganik. Jenis
parameter pencemar udara menurut Peraturan Pemerintah Nomor 41 tahun 1999, meliputi Sulfur dioksida (SO2),
Karbon monoksida (CO), Nitrogen dioksida (NO2), Oksidan (O3), Hidro
karbon (HC), PM 10, PM 2,5, TSP (debu), Pb (Timah Hitam), Dustfall (debu jatuh)
(http://www.depkes.go.id).
Sifat-sifat
partikel debu di udara menurut DekKes RI yaitu :
a. Sifat
pengendapan. Debu lebih banyak mengendap daripada melayang di udara.
b. Sifat
permukaan basah. Debu cenderung selalu basah karena dilapisi oleh lapisan air
yang sangat tipis.
c. Sifat
pengumpulan. Karena sifatnya yang selalu basah, maka debu dapat menempel dengan
debu yang lainnya sehingga membentuk gumpalan.
d. Sifat
listrik statis. Sifat listrik statis yang dimiliki debu dapat menarik partikel
lain yang berlawanan arah sehingga mempercepat penggumpalannya.
e. Sifat
optis. Partikel debu yang basah/lembab dapat memancarkan sinar sehingga dapat
terlihat di ruangan yang gelap.
Partikel debu yang masuk ke adalam tubuh manusia
melalui system pernapasan akan menimbulkan gangguan pada kesehatan manusia.
Debu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia dikelompokkan menjadi
dua, yaitu debu organic dan anorganik.
Debu yang terdapat di dalam udara terbagi dua, yaitu
deposite particulate matter adalah partikel debu yang hanya berada
sementara di udara, partikel ini segera mengendap karena ada daya tarik bumi. Suspended
particulate matter adalah debu yang tetap berada di udara dan tidak mudah
mengendap (Yunus, 1997). Sumber-sumber debu dapat berasal dari udara, tanah,
aktivitas mesin maupun akibat aktivitas manusia yang tertiup angin.
IV. Tabel 1. Data
hasil pengukuran kadar debu di udara ambient dari pencemaran udara suatu pabrik
di kota A
|
Waktu & lokasi
Parameter
|
Periode Pagi
|
Periode Siang
|
||||||
|
06.00
|
07.00
|
08.00
|
09.00
|
15.00
|
16.00
|
17.00
|
18.00
|
|
|
1000
|
700
|
400
|
100
|
1000
|
700
|
400
|
100
|
|
|
Debu (ug/m3)
|
61,438
|
76,232
|
170,32
|
149,543
|
152,63
|
169,942
|
172,21
|
184,33
|
|
Suhu (0C)
|
25,5
|
26,3
|
28
|
30
|
29,1
|
29
|
28,5
|
28,9
|
|
Kelembaban (Rh)
|
95
|
95
|
92
|
90
|
70
|
70
|
71
|
71
|
|
Kec. Angin (m/det)
|
0,6
|
0,5
|
0,2
|
1,1
|
1
|
1,1
|
1
|
1,1
|
|
Arah Angin
|
S
|
S
|
TL
|
BL
|
T
|
T
|
TL
|
TL
|
V.
Pembahasan
V.1.
Variasi Kadar Debu di Udara pada Kondisi Waktu dan Meteorologis
Dari tabel 1 dapat dijelaskan bahwa antara periode pagi
dan siang hari kadar debu di udara ambien menunjukkan adanya perbedaan. Variasi
dari kadar debu tersebut tentunya dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi
pada wilayah tersebut seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin dan arah angin.
Analisis mengenai variasi kadar debu di udara pada
berbagai kondisi waktu dan meteorologis.
Kadar debu pada tiap lokasi pengamatan:
Gambar 1. Kadar Debu pada Waktu
Pengamatan Pagi Hari dan Siang Hari
Berdasarkan gambar di atas dapat dilihat bahwa terjadi
variasi kadar debu di udara. Ambien di pagi hari lebih rendah daripada siang
hari. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kondisi waktu, perbedaan suhu
dan kelembaban udara serta kecepatan dan arah angin. Pengukuran kadar debu
dilakukan pada empat titik, yaitu pada jarak 1000 meter, 700 meter, 400 meter,
dan 100 meter dari pabrik. Pengukuran dilakukan sebanyak dua periode (pagi dan
siang)
Hasil pengukuran Kadar debu di udara ambien di
daerah sekitar pabrik pada periode pagi mencapai 61,438 μg/m3 pada jarak 1000
meter, meningkat pada kadar 76,232 μg/m3 pada jarak 700 meter, semakin
mendekati pabrik pada jarak 400 meter meningkat lagi dengan kadar 170,320
μg/m3, dan pada jarak 100 meter dari pabrik menurun pada kadar debu 149,543
μg/m3. Sedangkan hasil pengukuran pada periode siang, kadar debu meningkat
sampai 152,630 μg/m3 pada jarak 1000 meter, pada jarak 700 meter meningkat lagi
dengan kadar debu 169,942 μg/m3, dan meningkat lagi pada kadar debu 172,210 μg/m3
pada jarak 400 meter serta 184,330 μg/m3 pada jarak 100 meter. Dari hasil pengukuran
ini diperoleh gambaran bahwa semakin jauh jarak dari pabrik, maka semakin rendah
kadar debu yang diperoleh. Hal tersebut dapat dijelaskan dengan penjelasan
faktor-faktor meterologis yang mempengaruhi variasi kadar debu sebagai berikut.
Kecepatan angin dapat menentukan lama waktu perjalanan
partikel ke reseptor dan juga laju dispersi bahan polutan atau bahan pencemar.
Semakin tinggi kecepatan angin atau semakin kencang angin tersebut, maka
semakin jauh dampak polutan debu yang bisa dijangkau. Berdasarkan hasil
pengukuran pun dapat dilihat bahwa angin dominan bertiup ke arah timur laut
sehingga debu lebih banyak terdistribusi ke wilayah timur laut pabrik.
Pengukuran pagi hari (Gambar 1), kadar debu di
daerah yang berjarak 1000 meter dari
pabrik
rata-rata lebih rendah dari daerah yang lebih dekat jaraknya dari pabrik
tersebut. Hal ini dipengaruhi oleh waktu pengukuran/ pengambilan data yang
dilakukan pada jam 06.00 pagi, dimana pada saat itu suhu udara masih rendah
yaitu 25,5 0C dengan kondisi angin relatif tenang, yaitu kecepatan
0,6 m/det ke selatan.
Perbedaan suhu di udara ambien akan menimbulkan
perbedaan tekanan udara dan perbedaan tekanan udara akan mempengaruhi arah dan
kecepatan angin di suatu wilayah. Hal ini terjadi karena pada prinsipnya angin
bertiup dari wilayah yang bertekanan tinggi ke wilayah yang bertekanan rendah.
Semakin rendah suhu ambien suatu wilayah, maka semakin tinggi tekanan udaranya.
Suhu yang rendah menyebabkan tekanan udara tinggi, kekuatan angin yang bertiup
ke lokasi ini pun berkurang sehingga partikel debu yang terbawa sedikit.
Sudut datang sinar matahari, semakin tegak arah
sinar matahari (siang hari) akan semakin panas. Tempat yang mendapat penyinaran
matahari yang datangnya miring (pagi dan sore hari) lebih luas daripada yang
tegak (siang hari). Suhu tertinggi terjadi pada pukul 1 atau 2 siang, sedangkan
suhu terendah biasa terjadi pukul 4 atau 5 pagi.
Gambar
2. Kadar Debu dan Suhu Periode Pagi
Pada jarak 400 meter, kadar debu semakin tinggi
(170,320 ug/m3) merupakan kadar debu tertinggi diantara tiga lokasi pengukuran
lainnya. Pengukuran dilakukan pada pukul 08.00. Tingginya kadar debu di lokasi ini
dipengaruhi oleh kecepatan angin yang
sangat rendah, yaitu 0,2 m/det sehingga partikel tidak dapat terbawa jauh dari
lokasi. Penyebab lain kemungkinan
karena pada saat itu pabrik mulai beroperasi.
Kadar debu pada jarak 100 meter dari pabrik berkisar
149,543 μg/m3. Pada lokasi ini proses deposit kering lebih tinggi karena
jaraknya dekat dari pabrik. Kadar debu di lokasi ini lebih rendah dari lokasi
III (pengukuran pada pukul 07.00 dengan jarak 700 m). Hal ini dipengaruhi oleh
kecepatan angin yang tinggi sehingga partikel-partikel debu di udara cepat
terdistribusi ke wilayah lain (daerah yang jauh).
Pengukuran kedua dilakukan pada siang hari (Gambar 3).
Pada periode ini terjadi peningkatan kadar debu yang signifikan dari pengukuran
pertama (pagi hari). Pada jarak 1000 meter dari pabrik, kadar debu mencapai
152,630 μg/m3, meningkat menjadi 169,942 μg/m3 pada jarak 700 meter, meningkat
lagi menjadi 172,210 μg/m3 pada jarak 400 meter, dan meningkat lagi sampai
184,330 μg/m3 pada jarah 100 meter. Dari hasil pengukuran kedua ini dapat
dipaparkan bahwa peningkatan kadar debu dipengaruhi oleh kondisi suhu udara dan
angin pada saat itu.
Pada pengukuran periode kedua ini, dapat dilihat
bahwa semakin mendekati pabrik kadar debu semakin tinggi. Di siang hari suhu
udara meningkat, namun di sore hari suhu udara akan menurun. Pencemaran debu
paling berat terjadi pada jarak 100 meter karena merupakan daerah terdekat dari
pabrik. Suhu udara menurun akan menyebabkan kelembaban udara meningkat sehingga
partikel debu terikat sehingga partikel debu semakin berat.
Meningkatnya berat partikel maka dapat mengurangi
kecepatan pergerakannya, sehingga partikel dengan jumlah 184,33 μg/m3 ditemukan
pada jarak pengamatan terdekat dengan pabrik. Arah angin yang dominan adalah
antara timur dan timur laut. Berdasarkan data tersebut menunjukkan bahwa
wilayah yang dipengaruhi oleh pencemaran pada wilayah timur dan timur laut.
Gambar
3. Kadar Debu dan Suhu Periode Siang
V.2.
Perbedaan antara pagi hari dan siang hari
Pada pagi dan siang hari perbedaan kondisi
meteorologis baik dari suhu udara, kecepatan angin, kelembaban maupun arah angin
dominan sehingga mempengaruhi kemampuan mengangkat partikal. Kemampuan mengangkat
serta memindahkan partikel ini mempangaruhi variasi debu di di udara ambien. Pada
siang hari cenderung lebih banyak terjadi pencemaran daripada pagi hari karena
dengan peningkatan suhu mengakibatkan
kelembaban menurun sehingga kondisi partikel debu menjadi ringan. Kondisi
ini mudah untuk dipengaruhi oleh faktor angin sehingga sebarannya bervariasi sesuai
dengan arah, tenaga pengangkatan dan jika energi telah habis maka diendapkan pada
tempat tersebut.
Gambar 4. Hubungan Suhu (Pagi dan Siang)
dan Konsentrasi Debu di Udara
Gambar 5. Hubungan Kelembaban (Pagi dan
Siang) dan Konsentrasi Debu
Gambar 6. Hubungan Kecepatan Angin (Pagi dan Siang)
dan Konsentrasi Debu
V.3.
Pengaruh antara Faktor Meteorologis terhadap Pola Pencemaran Udara
Pola pencemaran ditentukan oleh arah angin dan
intensitasnya dipengaruhi oleh faktor meteorologis diantaranya suhu,
kelembaban, kecepatan angin. Pada pagi hari cenderung menyebar pada arah barat
laut, timur laut dan selatan sedangkan pada siang hari cenderung menuju arah
yang hampir seragam yakni pada arah timur dan timur laut. Pada masing-masing
jarak pengamatan pada pagi hari kandungan debu cenderung lebih memiliki variasi
yang lebih tinggi dibandingkan siang hari yang cenderung seragam namun dalam
konsentrasi debu yang lebih tinggi.
V.4
Pola Dispersi
Faktor
iklim mikro yang mempengaruhi terhadap pola dispersi debu yaitu suhu, kecepatan
dan arah angin. Ketiga faktor tersebut mempengaruhi terhadap sebaran dari debu
yang dihasilkan dari cerobong asap. Kondisi suhu pada pagi hari yang masih
fluktuatif dengan stratifikasi suhu yang beragam pada tiap lapisan atmosfer
menyebabkan pada saat pagi hari kondisi stabilitas awan masih belum stabil
sehingga kecenderungan adanya pola angin vertikal masih menungkinkan terjadi.
Hal ini menyebabkan persebaran debu secara horizontal dipengaruhi oleh pola
angin vertikal sehingga sebaran secara horizontal menunjukkan perbedaan
konsentrasi debu yang cukup besar pada setiap jarak titik pengamatan.
Lain
halnya saat siang hari dimana stratifikasi suhu di atmosfer cenderung kecil
sehingga kondisi stabilitas awan dapat dikatakan stabil. Hal ini menyebabkan
pola angin cenderung bergerak secara horizontal dan menyebabkan konsentrasi
debu pada berbagai jarak pengamatan memiliki nilai perubahan yang konstan
dengan nilai yang tidak terpaut jauh. Saat siang hari kecepatan dan arah angin
sangat berpengaruh terhadap sebaran debu karena pengaruh angin vertikal yang
relatif kecil. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa arah angin saat siang hari
cenderung mengarah ke timur laut sampai timur, kondisi ini menyebabkan debu
cenderung mengarah ke timur laut sampai timur sehingga daerah – daerah yang
berada dibagian timur laut dan timur cerobong sangat rawan terhadap pencemaran
debu.
DAFTAR
PUSTAKA
Soedomo,
M. 2000. Pencemaran Udara. Bandung: ITB
Tjasjono.Bayong.
1999. Klimatologi Umum. Bandung: ITB
