11. TINJAUAN PUSTAKA
-
El. Pabrik Semen Di Citeurnup Bogor
P h km
n di Citeweup Makasi sekilm # inn di wlatan Jakarta Pttbrik ini
krletak di k m t a n Citeureup, CiIemgsi dm G u n q P u ~ kabupaten , bgor, Jawa
Barat Luas tatd 4.030,60 fia, s d q k m 3.782,12 ha rnmpakan p r d i a a n d m g a n Wan baku (PT ITP, 2000). Gambar l o h i pabrik s&en di Citeweup - Bogor ditampilkan pada Lampiran 1.
Pabrik semen di Citeweup - Bogur &b;angun p d a tahm 1972 dm rnulsti beropmsi padrr tahun 1975. Pabrik semen ini terdiri dari 9 unit psrbnk d e n p k-apasitas produksi I1,6
juta toxt pada &un
20Ql tern memm sian&mdam dan kdnggian &ng
-
dm 60 m di atas bmgmm m ma 20 m. Sebagm besar keb*
antara SO
semen s M a nasiod
(9,2 juta ton p r tahun) dipnuhi oieh pslbrik semen di Cikureup - Bogor.
Keberadam @rik se&Wp.Oleh
semen ini rnernMkm dampak penting tmbfap l i n g h m w
wilayah yang cfikumi =gat
Iuas dm lokasinya b e d pada
daerzth krxamatan Citeweup yang krpendduk sangat padat y h i 154.280 orang dengan lw 165,81 km2 (PEMDA Bogor, 2Q00). Disamping itu aktivitas prduksinya pknshl mencemari lingkungm sekimya.
-
Kegiatan pbrik semen di Citeweup Bugor mencakup p m k n g m W a n baku sampai d e n w proses pradulai semen. Proses prnbuatan semen pa& prinsipnya krdiri
dari 4 &hap yaihr : tahap pengeringm dan penggiliogan. h h n MU ( r w mill), tahap pembahm dan pendinginan terak, trthap pen@ lingan akhir semen @ish mill), dm taaarlp
pengantongm semen (packaging). Semen yang diproduksi meliputi por6Iund cement (PC),
oil well cement (QWC), dm white cement
(WC).PC dipairan. untuk k~rntdcsimum
dan pekerjaan beton. OWC digunakan khusus untuk pengdmfan minyak bumi dan gas
a h , baik di m imaupun lepas pmtai. WC menrpdm PC yang hndungan Fe&
re&
- nya
dibawah 0,3 %, bistsanya d i p a k m untuk &on cur dan estetika. B a b b k u
semen terdiri dari batu kapur (limestom), tanah iiat ( c l ~ ~ py s] i, r besi, pasir silika dm ~psum.
Pemantrtuan dan pngukuran &bu TSP frotizl suspended parliculale
-
mike1
melstyang) menggunaIratt ESP (efektrostatic precipitufor) di lingkwgan masyardcat
-
dilakukan pabrik semen di Citeweup Bogor secara kontinyu setiap semester di delapm
arah angin (setiap 45" dari u&Ira) &ngm radius 1000, 1500 dan 2500 m dari p semen. Pengukuran debu PMlo &&ur
t @rik
wiap semester sekali pada jwak 2500 m di SLTP
Banmati (arrtX1, timur), desa Bmtarjati (mh timw iaut), Penunahan G i y a P e h farah k
t daya), dm kccuali di SLTP Puspsu~gam(stiah trarat daya) d i u h pzadaj
d 15W m
dari p u t @rik semen.
Pencemaran udara diartikm sebagai hadimya kuntaminasi atmosfir oleh gas, cairan atau limbah padat serta produk samping dalam konsentmi dan waktu yang sedemikim rupa, sehingga menciptakan ganggum, kenrgian aku rnerniliki potensi merugikan terhadap
kexhatan dan kehidupan manusia, hewan, tumbuh-tumbufran atau bnda serb menciptakm ketidak nyamanan, Pencemaran udara &pat membabyakan kesehatan manusia, kefestarian tanaman dan hewn, &pat merusak hhan-Man, menurunkan daya pcngIihtan, dm
menghasitkan bau yang tidak: menyemgkan ( W E D A L , 1999).
PeruWm lingkungan udara
umumnya disbabkan d5kt pwmaran d a m
yaitu m b y a zat pnwmar (t>ert>entukgas dm partikel kecil ymg dinamdcm aemt) ke
dalam udara (Scwbrno11999)- A e m l dikfinisikan benxpa partrXEel cair maupm padat yang temspensi di dalm gas (Hiads, 1982, dm Colbk, 1998). Ukuran partikc1 aerosol
a n m0,001 dm 100 p.
Kmheristik pwhkuiat temasuk dimtarmy8 ukuran, distribusi ukuran, bentuk kepadatan, kelengicetan, sifat korusif, mktivitas
da;r toksisitas.
Sdat.1 satu bmkten'stiic
yang paling prttirg rfari suspnsi partikeI adafah distribusi &wan partiire1 musot. UIcuran
partxkel mewpkm parameter kqmting untuk memberi cifi @I&
aexosoI. h u a sifat
aerosol bergantug sangat kuat pada ukuran pzdkel. ParEikel-partikel yang berdiameter kwmg dari 2-5 pm pacia umumnya dimgap ixaIw dm pzlrtikef y m g bediameter I&ih
ksar dari 2,5 pm dianggap h. S u d m aemo1 dig01onglr;an
adaIafr
a e m l primer dm s e W . Aerosol primer
YWlg diw~arkanhIlgS;~ngdari kb@l ~UrnbW,seperb d&u v g khW8
oleh udara s emi &bat h y a angin atau partikel-@kc1
asap ymg dipancarkm dari
ambong asap. Aerosol sekun.&r menrjuk padrn Wkel-partikei yang &hasilkan di dalam atmosfir y q mengalmi r&i-r&i
kmia &ri komponen-komponen gas. Beberapa
isti:& bafran parEikuIat udara adalah sebagai beriht (Ends, 1982, Cdbeck, 1998, Samuel, 1973,dm Saeni, 1989) : 1. Asap ( d e ) yaitu aerosol yang dihasiikan dari proses pembhran tidak sempuma,
misafnya pembakarm balm babr minyak foil smoke) dm ternbhu (tobacco smoke). Aerosol, ini dapt bertindak
zat pencemar, karma m e n p d m g gas CO ymg
dapat mengikat hemoglobin di dalam udara. Pmikl-parhkel asap &pat knxpa baixan padat a m cair dan biasanya hrdiametm kurang dari I vm. 2. Uap air ( m i 4 dan kabut: flog) r n m p a h wrusui cair yang dihasilkan dan- proses
ataminasi (pmacairan cairn) atau kondensasi. Jika &m partikelnya antam 5 dm 40 pada ukuran lebih dari 40 ern disebut u q air. Sebagai
prn disebut. kabut, &ngkan
wntoh adaiah uap air yang rnengandmg sdfur dioksida (SQ2 misf). Agmbila kadar
aeruwl, cukup tin@ dapat menyekbkan radang paru-paru dan bpwatan pada damdam tanaman Gas SQ di atmosfir sbagaian ksar berasal dari hasil pernbkaran rninyak: bumi dm batu bra. 3. Debu (dmq menlpkan aerosol padat yang terbentuk, karena proses pmisahan smtu
b h scam melranik, *perti menghimurkan, menggiling dm melekkbn.. P r m ini &pat wadi, karena gesekan bahan den*
angin yang kenwg #tau vrgeseran dmgm
t>ahota lain. Co~rbhnyad a h debu semen (cement dw dm M u dari uflsw fogam (tnefn'IIurgic(xI).Debu di-p
s e w patrbkeI bFRan padat yang terbagi secm M u s
&figan u k m berkisar dari Q,l hingga 100 pm.
4. Uap flume) adalafi aerosat padat yang terkntuk. dari proses kondensasi uap, sublirnasi atau hasil pmbaic;t~~an suatu gas. Aerosol jenis ini banyak mengmdung unsur logam
alkali. P A umumnya ukrrran partikel uap kurmg dari 1 pm. 5. Kabut asap (smog
-
smoke
fartdalah aerosol ymg knrp kabut tipis berwama coklat
k e r n e h yang mengandung zat-zatyang dapat memerihkan rnztta dan menyesakkan hidung. Aerosol ini merupakan campuran dari aksida-ahida nitrogen dm azon &lam kadar yang cukup tin@, Kabut asap ablah prod&-pruduk d s i futukimia yang
digbung dengan uap air. Partikel kabut asap b e d w a n febih kecil dari 1 atau 2 gun.
P e d i a n bahan ini teiatt rnuIai, dikwmgi atau d i m d a p hidrokrtrbon. Hal ini
disehbkm h a r m q w a labon yang mmgandung Hor, j i b mencapQti lapism o m &an krtindak. sebagai kataIis yang &pat menguraikan fapisan ozon.
7. A m adaiah, uap yang dibentuk pada ternpat yang 'tin@.
Awan dm kabut
W u t asap
Virus f---------.-----,
4
Bakteri
b
Uapair
Wmis
dari h h a n tanannafi, M
u menjadi keprifiatim u
~ adalah a d e h ymg difaasilkan a 1 h
pengoidmn irahan padat &lam industri. Partikel debu ymg kusang &ri 10 gm met rnemprlhatidcm, k
m rnemiliki kemampuan yartg febih besar untuk. menembus ke dsllam
p - p a w . Rambut-rambut di ddam hidung &pat m p r i n g d&u yang
lebih
besar dari f Q w, dan bulu getar (siiia) serta fendiryang menutupi saluran pernapasand a p t menghiiangkm partxkei-partikl bruk:uian B i h dari 2,s pm (ISO, 1991). Partikei lebih
kmil yang memperlihatkan gerak Brawn, ti&
&pat rnernixntur sisi dinding dan dapat
rnemnsuki gdembung paru-pam. PartikeI-partikel &hawah 2,5 pm (P&)
tidak disarirtg
&lam sistern pernapasan sekfah atas dan menempi pada gelembung paw-pan, sehingga &pat m e n d p e r t k m n gas. Bafran partikulat PMramenyertairan partikel-partikc1
yang krdiameter aeradinamika lebih kecil dari 10 pm. Partiktrf-pr?ikeI ini yang banyak
menyebbkan efek k e s e W buruk &pat
mencap~itoraks aiau daerafi saluran pernapasan
seklafi b a d . PMio diprkimkan be&
mbm 50 dan 60 % TSP (US EPA, f 9921, TSP
(prtikulat mdayag) berdiameter hingga 45 gm p d a filter =rat. Partikel ymg lebih besar
dari fO pm, seperti TSP, tidak terhimp kc M a m paru-paru. Oleh k n a itu US EPA
mengubah stnndar kwlitas udaranya dwi I'SP menjadi PMlo pada tafxun 1987. Standar PMlo juga telab diterapkan di Jepang, Filipina dm Brasil.
11,3, Xm pa ktor hrtingka t (CascadeImpactor)
Impaktar pQda dasamya berupa nozel atau jet ymg diarahkan pada piringan &tar atau biasa disebut plat impaksi. Aerosol yang dialirkan melalui nozel diarahkm pada plat
impalcsi dan alirnnnya dibelokkan 90' yang rnernbentuk garis alir. Partikel dengan diameter 13
p g k a s a n & karena kekmbsrmmya Eidak: &pat rnewkuti garis alix, partlke1 tersebut
&an m e d m k pht i m w i dan mengendap. Partihi dengan diameter lebih kacil dari diameter partgkamya &an mengikuti garis dir dan loios dari plat i m w i (#unbar 4) (Hinds, 1982, Maple, et.al., 1993).
Gambar 4. Penampang garis alir im-r Kebolehjadian ini tiW akan selalu kbp, k n a @kef
dengan ukuran diatas
diameter panghnya s h g i a n idcan lalos dari piat impalrsi rnengikuti @s dir, Efisiensi
pt&el ymg mmumbuk plat i m w i merupkm fungsi aErar kudmt dari bilmgan Stake's atau parameter plat im-i
ymg dij*
unhrk s u m impktor s e w
~~
anbra jarak: pemberhentim mike1 pada ra&-rab kmpatan keluaran n o d dengan
diameter nozel (Gambar 5).
f Gambar 5 . Grafik efisiensi kaleksi impaktor
Koleksi kmktetistik; i m p b r &ah
k;olek;si dengan efisiensi 50 % yang artinya 50
% partihi
diameter tertentu mengendap pada plat impaksi dan selebihnya lolos.
Diameter te&t
dinamakm diameter paatgkrls pa& efisimsi 50 O/s yang dilambngkan
DpW( A n d a n Sampkr h., 1982). Pada impktor bertingkat, partikel yang lalos dari tingkat pertam
akan mas& ke i m w r tingkat - krikumya. Tiap thgkat impahor
mempunyai ukuran diameter pang&
p g kbeda. Diameter pmgkas pada suatu tingbt
lebih besar dibandingbn diameter pan*
pada 'tingkat beiikutnya. Pada tiap tingkat
dipasang foil mylar yang krfungsi unnik mengendapkm partikel aerosol d m pada tingkat
terakhir dipasary: suatu filter (Garnbar 6 )(Hinds, 1982). Impktor krtingkat rnerupakan slat pncuplik aerosol yang cukup populer, karma
mudah diaperasikan, sederhnna, ringan dibawa, dm resolusi pngdcmmya tinggi. Ada bekmpa im-r
bertingkat y m g bc:dar di p a s m yaitu impaktor Be:mr &ngm I t
tingkat yang mampu menentukan diameter p r I k e 1 amosai dengan ren%angantara 0,03 dm 16 pm, dan impaktor Maudi dengan 1 1 tin#$& ymg mampu rnmgdau diameter partikel
aerosol an&ra O,O5 dan 18
(Ruslaxlto, et d.,1896).
I m p a ! r yang digunakan dalam penelitian ini adalafi impaktor krtingkat Andenen
dengan 9 tingkat yang marnpu rncnen&km diameter partiket aerosol Iebih kecil dari 0,43 sampai I0 pm. Impaktor bertingkat Andersen terdiri dari 8 tingkat (tingkat O hingga tingkat
7) masing-masing dipsang foil mylar dm satu tingkat paling bawah dipaszrng filter.
Hubungm diameter partikel pada impaktar bertingkat:dengan pruu-paru diampi fkan pa&
Cambar 7.
Diameter partrkel dalm i r n p b x m m p h diameter d i n a m i s p-tikel.
(sphere) dengan densitas sama dengan 1 (p, pengen-
=
i g/cm3) dan mempunyai kecepatan
(settling) y m g sam" s h g i u p d k I . J i b tinit densitas Mat,dari @keg
sebenamya, dan k q t a n pngendapmya scmgm s e w 1JsutiIce1,maka
mendebti diameter fisiknya &pat dihitung &gai
~g
diameter Stoke's (4).Jika p b k e l
aerosol tidak: humogen, malca diameter stoke's tidak berhku. Pasamam hubungan diameter Stoke's (4)dm diameter aerortinamis (a)sebagai brikut :
Keterangm : 'b =
kernpatan bahan terbesar (hulk, dari parhkel (g/cm3)
Po - keraptan unit = 1 @cm3
sangat jeIas tejadi di daiam mmah-mah prokak a&u rumah yang kadar radonnya t i n e .
ruangan. Bafian bakar kayu dan minyak berupa partikel padat, NOx, SOx, dan lain-lain rnewpakan penyumbang pencemaran yang paiing besar dibandingkan dengm gas.
perekat yang dipbi pada plywOQd,rnisalnya mengeI&m
formaidehid. Kaqxt Iateks
mmpakm s u m k dari vii1 sikloena. Cat, semen, h y u Iapis, ubin g m i G dan gipsum merupairan penyumtlang pencemaran udara yang h p M a n partikel, Mesin pengisap
debu dan mesin futukupi menrpakan pnyumbaxlg p n c e m m mkel
anarganik dan
jamur. 3. Gas-gas yang bersifat toksik (seperti radon) terlepas ke daiarn m g a n mmah yang
berasal dari ruangan bawah tanah untuk gudang, ternpat mencuci pakaian dan lain-lain. 4. Prod&- produk &gang, seperti p g k i lap perabot, perekat, bahan-hhmn prnhrsi h,
kosrne~ik,penghilang h u , pestisida dm planit-plant yang dipapnakan di mafi
5. Asap rokok merupah pencemar ddm m g a n yrtng serius. R w g m yang tidak
melarang mmg m & o k merupaitan do= dalam pncemafan udara nrangan, bentpa partiice1 &N&, SOX,dm lain-iar'n. 6. Hewan p3me1bram atau morlrfii&-mMduk hidup ymg lain r n e m k h sumbangan hqy pencemarstn udara ruangan, berupa virus dan &bu yang bersifat alergx's.
7. Manusis sendiri sebgm p n y w n b g parbkel. Mrusus pcemaxan udartr yang menyebrtbh kkrapa jenis pnyakit, s e F i vi& protozoa, dan cacing.
U.5. Efek d m Dampgilr Peacemaran Udam pada Kwehatitn Mornusia
Efek pencemaran d m &pat dilxqg menjadi 4 kelornpk yitu (Sikpoe, 1997, Smjani, 1993, Kusnoputmto, 1995) : A. Efek j-
p&k atau akut tedmdq s a l m
Terdapat 4 efek d u r a n pernorEasan akut aki&
~~ pencemaran udara,yaitu :
1. Serangan asmatis
Serangan asmatis dihubungkan den@ own dan pencmaran partiirulat. 2. Ser-
nafas ymg hiper &if.
Efek ini terjadi apbila s a l m u d m menyempit jauh lebih c q ~ dibandingkan t rata-rata respon numat terhadap bahan asing. Tidak seperti asma, beberap
pnyumbatm salufan u d m menrpajrm mekmisme pertahanan normal uneuk:
mencegah tertiimpnya Man-Mank W y a Gejalanya sama dengm asma : nafas
pendek, bat& rfan nafas krbwnyi. SO2, omn dan NO2 d i k e d dapat merangsang reaktivitas s a l m nafas.
3.
Infkbisalmpmfasaxt
Imiden d m p d a s a n meningkt, terutama pala d - a n a k , h m adanya pencemaran udara, Infeksi saluran pernafasan bagian atas (ISPA) berupa demam, inflwnsa dm &it tenggurakm dihubungkan dengm S@ dan partikuiat di udara
lw. NOz yang brasa1 dari kompor m d gas di M a m nrangan d i h u h m g b dengan lebih saingnya flu dari a&-&
di bawah usia 10 tahuxr, dibnndingkan
dengan pada an&-an& yang tinggal dengan pkralatztn l istrik (kampor Iistri k). 4.
Pewbafran funpi paru-panr yang reversikl Pembahan. fungsi paru-paru yang reversibel dm untuk jangka waktu yang singkat juga d i s e b a b h oteb zat pencemar tidam. Misalnya :jumlah rnaksirnum udara yang &pat dihinrp atau dihembuskan &lam satu detik krkurang pa&
mak-anak dan
orbg d e m what, jika terpajan pada kosentrasi a t pencemar yang rneningkat, tetapi &an kemtrali normal, jika p e m a j m hilang.
B. Efck jangka panjang atau honik tcrhzdap saf u r n p~trnafasan Dua efek kronik utama akibat ppemajanan jangka panjang terfiadap pencemaran udara, disamping W e r pru-pans, yaitu pnyaki t pam-pm obsruktif kronik (COPD), dan penrbahan &lam prkembangm dan proses penuaan dari paru-pan. COPD
seknamya adalah suatu kelompok yang memi tiki gejala umum dari sesair nafas. Kelompok itu meiiputi bronchitis krunik, emphysema dan penyakit a l u m pernafasan yang kecil. Penyebab utnma COPD h l a h rnerokok, terpajan karma pekejaan terhadap
b&m-trahm seperti debu, barn bar%debu hp,konsentrasi yang tinggi dari partikuiat
d m SO2, dan Faktor-faktor genetis. Perkernbangan pam-paw juga dipengakhi oleh
penmaran udara. Paru-pam umunrnya brkmbang sampai usia 20 tahun, 1du secara
perlahan menurun kemmpuannya m e n a h d a m sejaian dmgm Ianjumya usia.
P m b W pw-pam krt,ukti lambat p d a W-anak usia a nm 6 dm 12 &un dihubungk;an & n p beberap pencemar
m t u
di &dam
mmgm. Penrbahm ini
menjadi Iebih prah krjadi di rumah ymg dihuni prakuk. Ukuran p m - p m yang lebih
kmii pada orang dewasa brarti h m g siap mmghadapi wnyusutan panr-pm di usia tanjut y q tidak terelakkm, dan terhadap serrtn@ mnyakit p - p a w ubsmktif yang
emakin sering terjadi
usia lanjut.
C. Kanker pafu-pam
h n k e r pamparu rnempah W e r utsma yang mematikan baik terhuhp @a penyetwb utama dari h k e r paw-paru.
maupun wanita Merakuk mew-
Pence-
udara menyebabh wbagan dari h i k e r
pztne-panr.
Sr:nyerwa
hirmogenik: t e i w di udara ddam m g a n dm di d a m Iw di b m h perkotaan yang mengdami w n c e m m . Adisis Irirnia dari ikdara menunjddm hhwa terdapt
prxyebab W e r sebaga h i 1 samping dari pembakaran semi diaksin, mt-sexat =perti asbestos, dan logam seprti m e n i k dm kadmium. Penelitian pada manusia
membuktikm jwnlah W e r di sekitar irmdustri pe1eburan atrtu pabrik-pabrik lebih tin@ &bandingIan d e w daecah pdesaan. Pendeita kaxrker Iebih banyak te&ukl:i, j i b terpajan lebih lama terhadap pncemar. D. Efek terhadap b u h n d u r n p r n a f m
Pencemaran u$rtra mernpen-
organ-organ lain &tam tub&, =lain panx-paw.
Selrstli hinrp, pencemar &pat. diabsursi ke drtIam a1im darafi dm &pit mencapai
wmua w a n tukh. Pb di udaaa @at rnenimbu%m ~~ m f pada amk-mak, termasuk: kurangxlya kemzunpuan belajar (penwnan IQ) dan hipraktivitas, Bauena
adaiah &ah satu pnyebab leukirnia pnda pekerja di industri W dm bahm kjrnia. lhzem terdapat di u Konsentrasi be-
h dari h i l kdatan pnyutixlgm pem'bakaran minyak: bumi.
di udara rendah, maira suk;ar untuk mmgetahui efeknya tertradoap
populasi mum. Ekbagi planrt wganik lain dihubungh h g a n pgguan sistem saraf di kalmgm pkerja.
Dampak pencemaran u&ra terdiri dari (Sitepoe, f 997, ConneI1, et af .,1995) : A. Alat pernafam M a t pemfasan bagian atas dimulai
dari hidung, mgga hidung, pharynx -Pa;
ke tenggorokan, Hidung memiliki bulu yang krgwa untuk merryafing ucfara y m g ditiisap. Udara yang meiewati run=
hidung yang dipersempit akm m q a I a m i
p b a h a n aexodimik. Pharynx dm se1wuh p m h tenggorolcan memiliki bulu gem $an cairn yang bersifat mucous fseperti lendir), Semua pencemar yang
berdiameter lebih besar dari 10 prn dikenlbalikan ke udara. Bila kontak &ngan lapisan mukosa, maka pncemw ini dilinaupi oleh rnukosa dzngan traniuan bufugetar partikulat yang diselimuti oleh mukosa, kemudian dibawa menuju ph2lrynx. knl;;an getaran refleks
(batuk) udara dikeluarkan kembali ke udarst. AIat pmafasan bagian bawah dimulai dari bronkus, brorkiuli sampai Ice alveof i ahu salr;u udara. Di sini tmjadi pertuiraran gas antam O2yang dihisap dm C 0 2 yang
dikembalikan ke bradiati dan bronkus, tern m e n j d nafs yang a h dikmbuskan
melaiui d u r n pemafasan, s e w wak& m e w d a s . Pewmar yang rnmggmggu
1. Bronkkitis atm kongesti da-i brmkhioli, sefiingga dim udara p d a s t t t n brhritng
2. Emfrsema atau krefirsakan aiveoli, sehingga terjadi ganggum pertukaran gas 6 dan
co,. 3. Kader paru-paru ymg akan m e d panr-paw+
Bebrapa pencemar mengaklbatkm h u yang spifik yang m e n y e m g h atau
ymg men@trab
dergi. Sumber pewmaran udm dari baw AIah b e d dari
hewan, h i 1 p e m b d a m pernbuatan traXran makanan, dan @rik cat. B&m kimia' yang m e m t r i h bau bras1 dari limbah.
Pencemar yang m e n v g i daya penglibtan adalah k&ut t&d dan iritasi mukosa matm. Pencemar ymg Iangsung men-
adalah CO ( b h n mono oksida).
kebjaman penglihatan, misalnya
inhttlasi (terhinxp), ingesti (teHeIan), dan k o a atau adsodxi melatui kuXit. Sesungguhnya
ada cara lain yang jmng terjadi, sehingga dapat diabaikan yaitu melalui injeksi (surttikan) (Bunawas, et a1., 1999).
Permmar a h mengikuti aliran h
h dm mas& ke berbgai organ dalam tutrufi,
misalnya ginjal, hati, tulang, dan sebagainya. Selanjutnya, tubuh a h n mengeIuarkan
pnwrnax ( e k s h i ) melaliri air seni, tinja, udara ekspirasi dan sekresi. Jumlah pencemar
diabaikan. Bahan pencemar dapat d i e k s h i melahi air susu, k i k AS1 rnaupun susu =pi, whixingga dapat memiPahayaEEan memka yang mernx'nbya, contufi : DDT dan tirnah hitam
(Pb).Cam mas& yang terpexlting dan terbanyak ia1ah melalui inhalasi,
tiap
a t
manusia seialu bemafas dan mexxghinrp udara culnrp banyak (volume tidal pnapasm manusis 5QO ml udara). Kmkten'stik udara yang mas& melalui saluran prnapwm dipngamhi oleh
morfologi sistem pernapasan (Gambar 7). Model morfometrik yang ditetapkan ICRP Pntetnafional Cummission on Radiotogical Protection) terdiri dari em pat daemh matomi
1.
Dxmh ekstmtoraks f extrathoracic, ET),terdiri &ri : a. Hidung (EYl)
b. Hidung belakang (ET2), yaitu larynx, pharynx, dan rnufut, 2.
Daerah Brankhial (Bronchial, BB), terdiri dari : a. Tenggorokm (trachea)
b. Brunkhi (bronchi)
Pa&
saat
udrnra m a s k ke daiam saluran prnapasan, maka teriebih dahulu
mengalir meialui rongga hidung yaw a h n dihngatkan, dilemwkm, dan disaring. Bulubdu hidung sebagai pnyaring p d a pintu mas& lubang hidung pnting W
mengeluarkan partikel-prtikel be=.
lapisan tipis mu&,
Semua pemukaan hidung diiapisi den*
k
suatu
yang diwkresi aleh membran rnukosa yang melapisi pemukaan
tersebut. w p u i a , epitel saluran hidung bersilia, dm siXia ini tern menenrs bergetar
ke
arslh phqnx. Setelah parttkel terjerat di dab, m&s-rnukus ini digemkkan sepc:rti suatu lembran yang mmuju ke pharynx dm akhirnya dikeluarkan atrtu dibatukbn atau j u g ditelnn. U k m n mike1 yang mengendap di &lam saiuran pernapasan, d a behgai m e h i s m e proses pyaringan zstt pencemar yaitu intersepsi, i m p h i inertid, sedirnentasi,
dan difusi abu gerak Brown, Mekanisme intempi terjadi pa& partikel berukm I&ih dari 10 pm, partikel ini krada di daerah ETf . Mekaitisme ini merupairan yang te~penting
dmrlam fungi penyaringan udam yang ditakukan 01th hidung. Mekanisme impaksi terjadi,
karena tidak furusnya aluran pernapasan yang diialui oteh u&ra dengan kecepatan tinggi
(lebih besar dari 180 cddetik), sehingga partllcel y m g
~~ 2 sampai 5 pm tidak
mudah mernbeiak, melainkan tern dan akhirnya menumbuk pa& daerafi BB (trachea). M e h i s m e d i m e n m i berhubmgm era$ dengan pvitasi, sehingga partikei ymg Ixmhm 1 sampai 2 pm &an mencapari h r a h bb (bronkhiulus) dm mewmpeX di sana
b g m keceptan sekitac 1 sampai 130 cddetik). Sistem ventx'lasiyang paling W n g dasi
~-~
adalah memp':h&mi udara s e e m terus-menewsdi
paru yap, menjadikan u&ra dan dzmh d i n g berdekatan. Daer&&ra%l
perhbran gas pini adatah dvmli,
kantong a1veolus, duktus alveolaris, bronkiot us respimtorius. Kecepatan udara barn yang
mauk pa& daerah ini disebut ventilasi alveotus. Seiama pmpasan normal dan knang, vafme tidal hanya cukup untuk mengisi safuran nafas bagian bawah sarnpai terminal
~onkialus,dengarr hanya sebagian kecil udarn yang dihisap mas& ke &lam alveoli. Udara yang barn ini krgerak dari terminal bronkiatus ke datam alveoli dengatl melalui jarak y g pildek dengati cam difisi. Dihsi disebablan oleh gecakm kinds mdehl-mulekul, tiap
makkd gas kgcrrtk; dexrgm kmpatan yang tin& dimtam muiekd yang lainnya.
Kecepam get& molehl Mam udam pernapasan sdemikian b w melahi jarrsk: ymg kgitu pendek yaitu dari terminal bmnkioius ke alvedi, p d h l gas hw& &lam m
ti&
u
sampai satu M k . Untuk: itu mekanisme yang teqadi di daersh alveoli addah
mehisme difusi yang merupdm g m k olcak dari prt~kelyang bedcuran Cnrrang d3nri I pm yang krjadi di dm& Al dengan kewpettm sangat md&dibawatr I cm/deEik P h k e l yang k r d h e t e r
di b w a h 0,s pn biasanya sebqqan tetap tersuspensi di dstlam udara
alveolus clan dikeluarkan dari panrparu selama ekspiki. Patii kel yang benar-benar tejerat di Mm alveolus seem pr1d-m-lafman d i k e l w h oIeh rndaofig. Partikei ini bi1a
mengen8ap berlebihm menyebabkan prtumbuhan jaringan fibrow di &tam septum
alveolus, sehingga rnenimbulkan cacat pemm (Arthur dan Guytun, 1994). Penyakit asma texjadi, h n a pnyempitan d m &am di damh bb. Hd ini
mudah dipahmi, bahw abstnhi s a l m p a p a n dapat m e n d hpasitas
maksimum stsemang T a h m d m udara mumm n;teningbt pEtda d w
pe-
penyakit yang merusk bronkiotus yaih asma dan emfisema Pada k d u a peny&t ini, atiran udara krgmggu di &lam bmnk:iolus kecil yang menyebabkan usaha pernapasan jauh
Bib atot-otot prnapasm mengernbngkan pam-paw proses pengembangan tersebut ti&
m a rnembuira alveolus, tekpi juga rnengembangkm bronkialus kecil pa&
saat k m w . Qleh karma itu u
h rnengalir d e n w mudah ke &lam alveolus,
mengkompresi alveolus, tetitpi j u g mengkompresi bronkiolus kecil. Cam ini mmprkecil diameter utot-utot pernapasan. Dengan demikian meningkatkm tahanan salucan udara
~etaiiaekspiizii, k&xg-kndailg
penir~ghtmini menjadi h h r a p a h l i mhman setma
inspimi, dm ek;spiFasi memanjang pi& saat krsamm. Oleh karena perkdamn diantara
tahanan ekspimi dm inspimi ini, p - p m menjadi
sangat mengembang dengm
p n i n g b t m ymg m n y ~ l o kdaim bpasitas residual fungional d m volume tidai.
II.7.1. Prinaip Spektrometer Pendar Sinar-X (Jenskin, et d.,1931 dan Woldesth, 1973)
SpActronaeter wndar sinar-X fXRF
-
X-Kay Flu~re~scence Spectroscopy) adalah
suatu alat yang dapat digunakm untrtk: identifikasi komposisi unsur-unsur dalam suatu
bahan. Baharr tersebut diiradiasi d e n p suatu sumber r a d i d i f pemancar sinar-X yang
fotolistrik hamburan cornpion, dan pernbentukan pasangan eiekrroft. Entemksi fatof istrik
kompsisi unsur-unsur dalam suahr bahan dapat diidentifihi. Proses eksitasi oleh sumber
D m r analisis XRF adalah pncaca)lan sinar-X sekunder p n g dipancarkart oleh suatu unsur, &bat pengisinn kembali kekosongm eiektron pa& orbital yang lefiih debt
dengan inti oleh elekoft ymg terletak: pa& orbital yang Iebih luar. Peesian kembaIi
e1ekQon pada orbital K aican menghasilhn s p e b s i w - X Wit K, pada orbital
berikumya menghasilirstn spktrum sim-X kulit L, kulit M,kJit N,dan sekmnya. Wisp mur akan menmcakan s i w - X s e k m k r dengan energi h k e r j s t i k yang
a h d i g u d m untuir analisis kuaiitatif. b g i sim-X sekundtx ymg dipmwrkm, dideteksi dengan d e k k p m n g b p sim-X yang kmudian Qiuhh mmjadi pulsa listrik. Pulsa ini diprkuat oieh p n p a t awal mta pengmt aIrkir, sehingga krbentuk set,& s p e h . Luas masing-masing puncak: pada swktmi~digunakan unhik analisis truantitatif
Sumber sinar-X untuk mengeksitasi d i d a s a h pQda jenis unsur y m g dianaiisis, yaitu sumber &mi
primer txanrs mempunyai energi ymg lebih be=
elektron yang diehimi. Eksitasi diisinax-X yaitu 55Fe,
Mpada energi ikat
dmgan m e n g g u d m radiaisotop pmancar
1W
Cd, dan "'h. Sumber pengeksitasi ' 5 ~ untuk e mengindentiftkasi
WUT-unsur ringan dari " ~ sampai i ')v dalam sistirn piodik Sumber pgehitasi '%d m-nhtifikasi
UUW-WISE
benrt dari I4cr~ampai"MU,
untula mengindentifihi unsw-ufxsw cfari. 4 Ada beberap pen&
3
SWIXX
~8fnp.i ~ ~ 9 2 dalam ~ sistim periak.
analisis seas humtitatif ymg perln m a d a p t perhatian
Mxusus, anma Iain efek gmmetri tian efek heter~getlitas.Pengar& heterogenitas matriks dam diatasi dengan menggunaican stmdar yang rnemplmyyi sifat fisika dan komposisi kimia yang mirip dengan contob, sehingga diperoleh keseksamaan dan ketelitian yang tinggi. tlntuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka IAEA serta bebrapa bira lainnya,
misalnya NlBS (hruciontrl Bureau Sfandurd)klah mengeluariran balm acuan standar ynitu bahrtn stan&
pen&
referemi (SRM). Pemntuaxl kadar unsur ddam cantoh wars spehometri
sinar-X dilakukan =cam kualitatif dm kuantitsitif, berdmarkan pengukuran pmjang
gelambang (A) sinar-X sekunder dm inknsitasnya. A d i s i s seem Witatif k r d a s a r h
pengukuran pouljang geIomhg (A) garis s p b simr-X yang dipanarkan, &bat intemksi sumbr rrtdi&f
sinar-X dengan b a h . Anaiisis kuantita~ifbrdawkan
pengukurarr intensitas sinar-X skunder yang d i p a n d a n , akibat interaksi sumber radioaidif dengan khan. Besamysr intensim sinar-X sekunder yang dipancadcan oIeh mhi
umur yafig bergaxttung p d a kanwrrtrasi mur tersebut &lam Wm. Makin tinggi konsentntsi unsur &lam suatu bahan, m&in tinggi intensitas sinar-X sekunder yang
fL7-2. Sistem Instrumerihsi Spektrometer Pendarr Sinrmr-X (Ewing, 1985 ; fensirin, et
al., 198 t ;Willard, et nl,, 1974; WoIdesfh, 1973)
a Sumber tegangm tingi (High VaI~age) Sumbr tegmgan tinggi yang dihubunglraxl
detektor a h ~ n i r n b u l k m
medm listrik &lam dekktar. Selma pigmpulan muatan ini terjadi arus listrik yang Iemah, dart j u g terjadi
tegangan yang menimbutkan pulsa list&.
!
ADC MCA L
Gambar 9.Skema afat spektrurneter pendar sinar-X
b. Detektor semikonduktor
pndar d i g m a b &ehw Si (Li) atau SiXiiron Lithium. Detekur ini dioperasikan p d a
suhu y q sangat rendah, irarena XRF kkerja psdol -&an
yang sangat tinggi (1 100
Volt), mPrka d d c t o r & m a s h dalm wadah hmp yang Msi ni-a &fsebut dinamakan "Krios6af".
in^^ an-
sW-X
&r, sistem d e t e h akan
mmghilkorn pulsa Tinggi pdsa ymg dihasilkm h b r s u a i dengan me@ sim-
X yang &hasilkan.
d Pen&uatalrhir (AmpI$eer) Pulsa yang keluar telah diufiah menjadi tegmgan. oleh pengut awal, kemrPdiarr diperkuat hingga menc~tpaiamplitudo yang riapat d i d i s i s dengan aiat pri1isiisis tinggi pulsa Iistrik Fungsi lain dari p e n p t akhir adalah memberi dan mempdnggi p u b fistn k.
e. ADC (Analog to DigicuI Convencer), Pulsa yang dikelurkan pengwt akhir dikirirn mmuju kc ADC.Pufsa yang masuk ke &lam
ADC akan diuW rnenjjadi biIm&an ymg d d i n g d e w tin@ pdsa
Bilangm ini mc~c1pkannomot saiur atau damat mmori yang akan dimasddm ke
dafm-@cat
karnputw. Msa dengzin ringg* tertentu dicatat sesuai &ngan namer
d ~ y 8 .
milah puIsrt yang mas& sesuai dengan tinggi pulsa. Xlata numerik hasil pncacahm setiap saat diakumulasi dengan saluran pncacah. Hasif akhir berupa spekrntm
ditampi l kan pa& layar monitor komputer.
Metode XRF mmpunyai beberap kelebhn dibdingkm dengan metode
analisis lain, sehngga dijadikan
ditasnrx
t b m p prxeliti untuk; mempefajari dan
m e n g g w h y a . Bekrapa kelebihan itu addah metode tidak memak, &pat mengandisis dengm *rent&
metode analisisnya relatif sederhana, mempurryai
sensitivitas relatif lebih baik, dapt diterapkan pda krbagai macam jenis contah (cair, padat &n gas), pengopemian dat sderhana, cepnt, mudah, jumlah contoh minimum,
mampu menganalisis unsur Iogarn kcl~mi t (truce rnetuo, dan biaya aperasionai lebih rnurah.
Pada analisis unsur %cam konvensional untuk. contoh padat biasanya mernerlukan p r e p m i kimia lebih dahulu, tetapi pada analisis kuafitatif dengan rnetade XRF untuk
contoh padat tidak rnemerlukan prepmi kimia terlebih dahulu, cukup dengan menghalush cuntofr pa& u k m 200 mesh, kemudian dibuat pellet (seperti umg logam 31
tipis brdiameter f 2$
cm). Untuk m m h air d11-an
pengendapan h n g a n
mengompleks APDC (ammonium pirolydine dithio mrbmt) Untuk cotrtoh udara dilakuknn penyaringan udasa dengan srmatu filter yang rnernpunyai ukuran ~ ~ t u , kemudian diukur d e n w XRF. b i l analisisnya dims-
Ire &lam p g m m kompter
MAESTRO dm AXIL, sehingga &pat diketahui jenis p a m a r udara dari udara yang tersraring pada filter tersebut.
Andisis x c m kualitettif dan k u a n t i ~ idari f &ur
secara serentalc den*
XRF. Metode XRF
yang diinginkm &pat dilakukan
mampu me@w
kowntrasi suatu unsur
m p a i satuan ppb dan %. Metode XRF dihndingkan cfengan spektrometri Vnyerapan atom ( A M ) mempwyai kelebihan iaI& untuk &isis
kwlitEttifnya tanpa p r e p 1
cantofi, dan dapat mengdm konsmmi WUC-m secara uf wren& d a m Entang me@ krkntu, AAS m
k digimkm untuk pmntuan unsur tun&.
fibanding den-
metode
analisis &wi neutron (NAA), metorfe XRF lebih sededmm dm lebih m d . Adisis dengan aktivasi neutron, mesk-ipua me-
reaktor yang opmsi-nya m&l,
unsw sexam semntak, memerlhn fasilitas
xrta membmhkan w d m yang lama. Terutama untuk
unsw lagam ymg radioisotapnya mernpwyai umur pan& panjang, membutuhkan w a h
irradiasi dm W u pndinginan yang cukup lama, yaitu 1 minggu, Analisis kuantitatif pada
pengulcuran secara langsung dengan metode XRF mempunyai kepekaan pads konsentm£ ppm. Untuk mernpeainggi sensitivitas met& ini, rnafca pr1u dilakuirn prakonxntrasi
terhadap -pel
terlebih dahufu. Proses prako~lsentmsi adalah proses pmekatan
kandungm unsur dari sejurnlah vuIume ymg besax. Proses ini a h meningbtkan k - h n batas deteksi dm jugs mennmbah ketepatan hasil Iralibrasi, sehingga diperoieh kepkaan ymg cukup tinggi denjyn kansentrasi ppb.
