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
