ANALYSISOFOZONECONCENTRATIONBEFOREANDAFTEROCCUR RINGOFLAPINDOMUDFLOWINPERIOD 2004-2007 AND 2013 Rochmatul Auwalia1, Sutrisno2, Dian Yudha R.3 1
Mahasiswa Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang 2 Dosen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang 3 Pembimbing Lapangan, Balai Pengamatan Dirgantara, Gempol Jawa Timur Alamat e-mail :
[email protected]
Abstract The analysis ofozoneconcentrationbefore and afteroccurrence ofLapindomudflowin period20042007and2013.The aim of this studyisto identify and analyzethe influence ofthe Lapindo mudflowtoozoneconcentrationsin the atmosphere. The analysis was conducted by making the monthly profileon eachoutcomemeasurementactivitiesozone,searches the altitudeand thencompareeachmeasurement resultwiththe factorsthataffect theozoneconcentrationas, the influence ofseasonandthe influence ofgasesissuedbyLapindo.The results showed the tropospheric ozone concentrations are influenced by the changing seasons and gas from the Lapindo mudflow, otherwise the season does not affect the stratospheric ozone concentration and there was influence of the Lapindo mudflow ozone concentrations but was not sigificantly.
Keyword : Ozon, Lapindomudflow, Troposphere, Stratosphere metana yang keluar di sekitar lumpur Lapindo sangat tinggi. Hasil survei tim geohazard BPLS menyebutkan bahwa di beberapa titik, kadar gas metana atau Lower Explosive Limit (LEL) mencapai 100 persen [6]. Disisi lain tim Bapedal Jawa Timur menyebutkan bahwa kandungan H2S (gas Hidrogen sulfida) sebesar 0,11 mg/L, NO3 (nitrat) 1,33 mg/L, Cl2 (gas Klorida) sebesar 0,02 mg/L, Phenol sebesar 3,5 mg/L, dan Cl(ion klorida) sebesar 13.102 mg/L, jumlah ini akan terus bertambah seiring bertambahnya volume lumpur [5]. Dampak dari kandungan gas yang dikeluarkan oleh semburan lumpur tersebut dapat mempengaruhi jumlah konsentrasi ozon di atmosfer, sehingga dilakukan penelitian di Balai Pengamatan Dirgantara WatukosekLAPAN untuk mendapatkan data konsentrasi ozon sebelum dan sesudah terjadinya semburan lumpur lapindo. Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan dan pengembangan ilmu pengetahuan bagi penelitian selanjutnya dalam rangka upaya pengelolahan lingkungan hidup untuk perlindungan lapisan ozon.Mengingat akan pentingnya lapisan ozon bagi kehidupan di bumi dan pengaruh dari semburan lumpur Lapindomaka perlu usaha untuk melindunginya, yaitu dengan melakukan
PENDAHULUAN Ozon merupakan molekul yang terdiri dari tiga atom oksigen dan mempunyai rumus kimia O3 [1].Ozon di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari matahari pada tingkat yang aman untuk kesehatan.Ozon di stratosfer sangat penting keberadaannya bagi kehidupan di bumi kitakarena peranannya dalam mengabsorbsi sinar ultaviolet.Walaupun susunan kimianya sama, pada lapisan troposfer ozon memiliki efek yang berbeda terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, dimana ozon di troposfer ini bersifat racun. Dengan kata lain, meningkatnya ozondi troposfer yang diestimasi terjadi karena polusi di permukaan bumi mempunyai efek memanaskan permukaan bumi sehingga menyumbang peristiwa efek rumah kaca [5]. Saat aktivitas matahari tinggi, konsentrasi ozon total meningkat karena intensitas matahari yang tinggi mempercepat laju pembentukan ozon, begitu juga sebaliknya. Saat musim hujan terjadi konsentrasi ozon menurun akibat berkurangnya intensitas matahari dan adanya uap air yang merusak molekul ozon [3]. Semburan lumpur lapindo bisa jadi menjadi salah satu penyebab pencemaran lingkungan.Badan Penanggulangan Lumpur Sidoarjo (BPLS) mencatat kandungan gas 1
analisis pengaruhsemburan lumpur Lapindo terhadap konsentrasi ozon. Secara teoritis manfaat dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan dan pengembangan ilmu pengetahuan bagi penelitian selanjutnya dalam rangka upaya perlindungan lapisan ozon. Sedangkan manfaat praktis dengan penelitian ini diharapkan bisa menjadi masukan dan bahan pertimbangan bagi pembaca tentang pengaruh musim dan gasgas polutan dari semburan lumpur Lapindo terhadap ozon, dan memberi informasi tentang perbedaan bentuk grafik ozon pada lapisan troposfer dan stratosfer.
Gambar.1. Sensor ECC Ozonesonde
Sensor ozonesonde bersama dengan radiosonde tipe RS II-80, yang merupakan peralatan yang bertugas untuk membaca parameter-parameter diatmosfer pada setiap lapisan udara secara vertikal dengan frekuensi 403MHz. Data ozon serta data parameter fisis atmosfer lainnya (tekanan, suhu, kelembaban dan beberapa parameter lainnya) ditransmisikan ke bumi dan diterima oleh radio penerima secara bersamaan. Sensor ozon yang dipergunakan pada ozonesonde adalah sel elektrokimia yang bekerja dengan reaksi iodine-iodine redox antara dua keping elektroda platinum. Kedua keping elektroda tersebut diletakkan terpisah pada tabung katoda dan anoda yang kemudian akan diisi cairan katoda dan cairan anoda jenuh. Ozon yang terdapat di udara bebas dipompakan ke tabung katoda yang akan mengakibatkan reaksi kimia dalam tabung elektroda, yaitu reaksi iodine-iodide redox antara dua keping elektroda platinum, yang menimbulkan arus listrik. Arus yang mengalir kemudian diukur.Arus inilah yang kemudian dikonversikan ke harga konsentrasi ozon yang diterima oleh sistem radio.Semakin besar konsertasi ozon semakin besar arus yang ditimbulkan. Teknik pengambilan data ozon yang dilakukan dalam kegiatan penelitian ini adalah melalui proses pemilihan dan seleksi yang dianggap dapat mewakili kegiatan penelitian. Dengan asumsi yang didasarkan pada konsentrasi ozon yang mencapai maksimum pada ketinggian bekisar 25 km sampai dengan 30 km (O’Mara,1980), maka seleksi data dilakukan dengan mengambil data yang mempunyai ketinggian minimum 25 km dengaan maksud bahwa pada ketinggian tersebut sudah diperoleh lapisan lapisan tropopause dan lapisan ozonosfer. Adapun data yang error atau rusak tidak digunakan dalam penelitian ini, kriteria data rusak /error adalah: a. Sensor ozonesonde rusak sehingga menghasilkan data error.
METODE Jenis Penelitian Jenis penelitian ini merupakan penelitian deskriptif yang bertujuan untuk mendeskripsikan apa yang saat ini berlangsung.Dengan kata lain penelitian deskriptif bertujuan untuk memperoleh informasi-informasi yang ada saat ini,dan melihat kaitan antara variabel-variabel yang ada [4].
Sumber Data Sumber data konsentrasi ozon yangdiperoleh dari penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari kantor BPD Watukosek dari hasil pengukuran pada Januari 2004 sampai Oktober 2013. Data pengukuran ini meliputi data temperatur, data tekanan udara, data ketinggian, data kelembaban dan data ozon.Data konsentrasi ozon yang diperoleh dari sensor ozonesonde dalam tekanan parsial dengan satuan milipascal (mPa). Data curah hujan tahun 2004 sampai Desember 2007 adalah data sekunder yang diperoleh dari Dinas Pengairan Provinsi Jawa Timur, sedangkan untuk data curah hujan tahun 2013 diperoleh dari kantor BPD Watukosek.
Alat, Bahan dan Teknik Pengukuran Adapun alat dan bahan yang diperlukan pada saat pengukuran konsentrasi ozon adalah sebagai berikut: 1. Electrochemical Concentration Cell (ECC) Ozonesonde 2. Radiosonde vaisala RS II-80
2
b. Data hasil pengukuran menunjukkan nilai tak terhingga [1]. Seleksi pengambilan data curah hujan yang dilkukan pada penelitian ini berdasarkan jumlah total bulanan dari hasil rekapitulasi setiap tahunnya. Sedangkan jumlah bulanan menunjukkan nilai total curah hujan harian pada bulan tersebut. Nilai nol (0) menunjukkan bahwa pada bulan tersebut tidak ada hujan atau jumlah hujan kurang dari 0,5 mm. Penentuan bulan basah atau hujan berdasarkan jumlah total curah hujan bulanan yang paling besar selama setahun, pada beberapa data curah hujan pemilihan bulan basah dan bulan kering dipergunakan untuk disesuaikan dengan waktu kegiatan pada saat ada pengukuran konsentrasi ozon.
dan 2013 nila curah hujan bulanan tertinggi jatuh pada bulan Maret tahun 2004 dengan nilai sebesar 556 mm, dan curah hujan terendah atau tidak ada hujan terjadi pada bulan Agustus dan September, sedangkan nilai rata- rata curah hujan tertinggi terjadi pada bulan Maret dengan nilai sebesar 330,88 mm. Tb.1. Rekapitulasi Data Curah Hujan Bulanan Tahun 2004-2007 dan 2013 Bulan
Tahunan
Tahun JAN
FEB
MAR
APR
MEI JUN JUL AGS SEP OKT NOV
DES
2004
271
276
556
Total
57
199
19
0
0
0
0
77
126
2005
469
216
1581
324
251
16
138
0
0
0
0
155
467
2006
248
2036
396
198
167
137
0
0
0
0
0
0
145
2007
64
1291
263
225
98
68
14
53
0
0
10
35
145
975
14,8
146,2 1420,8 467
2013
217,4 195,8 351,4 140,4 197,8
157
0
0
0
0
Max
469
157
53
0
0
10
155
Rerata 253,88 269,36 330,88 142,68 123,56 65,6 10,6
0
0
2
56,36 205,84 1460,76
0
0
0
Min
64
396
195,8
556
198
251
57
199
16
0
0
0
126
2036
975
Metode Analisis Data yang diperoleh dari hasil pengukuran konsentrasi ozon meliputi tekanan udara (hPa), ketinggian (m), temperatur (°C), kelembaban (%), dan konsentrasi ozon dalam tekanan parsial (mPa) (Lampiran 12). Penelitian dilakukan dengan mengolah data tahun 2008 – 2013, seleksi data dilakukan dengan mengambil satu kegiatan pengukuran pada tiap bulan yang dianggap mewakili pada periode tersebut.Apabila tidak ada kegiatan pengukuran pada suatu bulan pada periode tersebut, maka dianggap tidak ada data. Dari serangkaian peluncuran ozonesonde yang dilakukan pada musim kemarau dan musim hujan periode 2004-2007 dan 2013 di Watukosek, data yang digunakan hanya data yang mempunyai ketinggian di atas 25 km.Dari hasil yang diperoleh ini, analisis dapat dilakukan pada lapisan troposfer, di sekitar tropopause, dan dilapisan stratosfer.
Pengolahan awal dilaksanakan dengan membuat profil pada tiap-tiap hasil kegiatan pengukuran ozon, profil ozon dibuat dengan menggunakan data ketinggiandan data konsentrasi ozon di atmosfer.Pengaruh dari semburan lumpur Lapindo terhadap konsentrasi ozon dapat diketahui dengan cara membandingkan setiap hasil pengukuran dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhinya, seperti pengaruh musim dan pengaruh gas-gas yang dikeluarkan oleh Lapindo. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian dan Analisis Data Data curah hujan yang didapatkan pada penelitian ini meliputi Informasi jumlah total bulanan dari hasil rekapitulasi setiap tahunnya, jumlah bulanan menunjukkan nilai total curah harian pada bulan tersebut, dan nilai nol (0) menunjukkan bahwa pada bulan tersebut tidak ada hujan atau jumlah hujan kurang dari 0,5 mm. Mulai tahun 2004-2007 dan 2013 diperoleh 5 buah profil data curah hujan, dari hasil yang diperoleh analisis dapat dilakukan untuk menentukan bulan basah dan bulan kering.
Pembahasan Berdasarkan Gb.2, Rekap profil ozon vertikal rata- rata musim hujan dan musim kemarau selama tahun 2004-2007 dan 2013 dapat dijelaskan bahwa, pada lapisan troposfer bawah konsentrasi ozon pada musim hujan lebih rendah daripada saat musim kemarau. Hal ini dikarenakan curah hujan yang tinggi sangat mempengaruhi konsentrasi ozon mulai dari lapisan troposfer bawah (permukaan) sampai dengan ketinggian 10km. Pada musim hujan konsentrasi ozon permukaan saat balon dilpaskan adalah sebesar 2,61 mPa dengan konsentrasi maksimum 14,44 mPa. Nilai
Pada tabel 1 rekapitulasi data curah hujan selama tahun 2004 sampai dengan tahun 2007 dan 2013, Curah hujan tahunan tertinggi jatuh pada tahun 2005 dengan total curah hujan tahunan sebesar 2036 mm/thn, sedangkan Curah hujan terendah terjadi pada tahun 2007 dengan nilai sebesar 975 mm/thn. Selama kurun waktu 2004-2007 3
konsentrasi ozon ini rendah dikarenakan terjadi musim hujan, sehingga terjadi pemisahan molekul ozon oleh air hujan yang berdampak pada penurunan konsentrasi ozon.Sebaliknya pada musim kemarau konsentrasi ozon pada lapisan troposfer bawah sangat tinggi, nilai konsentrasi ozon terkecil saat balon dilepaskan adalah sebesar 4,36 mPa dengan konsentrasi maksimum 14,92 mPa. Nilai konsentrasi ozon permukaan ini tinggi disebabkan karena musim kemarau dimana intensitas sinar matahari cukup kuat sehingga memicu terbentuknya molekul ozon, disisi lain meningkatnya kegiatan manusia pada musim kemarau dapat menimbulkan polusi udara yang dapat meningkatkan konsentrasi ozon troposfer
di atmosfer yang nampak pada profil konsentrasi ozon permukaan. Profil Ozon Vertikal (Musim Hujan) 40 35 30
Altitude ( Km )
25 20 15 10 5 0 0
2
4 30012013 28022006
6 8 10 12 Ozone Pressure ( mPa ) 31032004 28032007
14
16
18
26012005
Gambar.3. Rekap Profil Ozon Vertikal Musim Hujan Tahun 2004-2007 dan 2013
40
Pada gambar 4,didapatkan data konsentrasi ozon rata-rata saat musim kemarau periode sebelum terjadinya semburan lumpur Lapindo pada lapisan troposfer tahun 2004, 2005 dan 2006 sebesar4,001 mPa. Dan pada lapisan stratosfer didapatkan rata-rata konsentrasi ozon sebesar 16,415 mPa. Sedangkan konsentrasi ozon rata-rata pada musim kemarau setelah terjadinya semburan lumpur Lapindo yakni pada tahun 2007 dan 2013, pada lapisan troposfer didapatkan sebesar 4,894 mPa, dan pada lapian stratosfer 14,25 mPa.
Profil Rata- Rata Kemarau dan Hujan
35 30
Altitude ( Km )
25 20 15 10 5 0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Ozone Pressure ( mPa ) Rerata kemarau
Rerata Hujan
Gambar.2. Profil Vertikal Rerata Ozon Pada Musim Hujan dan Musim Kemarau Tahun 2004-2007 dan 2013
Profil Ozon Vertikal (Musim kemarau) 40 35
Pada gambar 3, didapatkan data konsentrasi ozon rata-rata saat musim hujan periode sebelum terjadinya semburan lumpur Lapindo pada lapisan troposfer tahun 2004, 2005 dan 2006 sebesar 2,969 mPa. Dan pada lapisan stratosfer didapatkan ratarata konsentrasi ozon sebesar 14,996 mPa. Sedangkan konsentrasi ozon rata-rata pada musim hujan setelah terjadinya semburan lumpur Lapindo yakni pada tahun 2007 dan 2013, pada lapisan troposfer didapatkan sebesar 2,29 mPa, dan pada lapian stratosfer 13,965 mPa.
30
Altitude ( Km )
25 20 15 10 5 0 0
2
4
22092004 13092007
6 8 10 12 Ozone Pressure ( mPa ) 28092005 26062013
14
16
18
20062006
Gambar.4. Rekap Profil Ozon Vertikal Musim Kemarau Tahun 2004-2007 dan 2013
Bila dianalisis secara keseluruhan, maka sedikit banyak semburan lumpur Lapindo mempengaruhi besarnya kecilnya konsentrasi ozon di atmosfer.Hal ini dikarenakan semburan lumpur Lapindo juga melontarkan banyak gas-gas polutan
Terlihat adanya peningkatan konsentrasi ozon permukaan yang mengindikasikan bahwa adanya semburan lumpur Lapindo dan aktivitas manusia ikut andil dalam meningkatkan konsentrasi ozon permukaan 4
berbahaya seperti CH4, H2S, Cl2 dan juga gas hidrokarbon, yang memicu terbentuknya ozon permukaan. Sehingga semakin banyak gas polutan yang dilontarkan oleh lumpur Lapindo maka konsentrasi ozon permukaan tersebut akan semakin meningkat pula dan semakin membahayakan kehidupan di bumi. Sedangkan pada lapisan stratosfer, konsentrasi ozon musim kemarau terlihat semakin berkurang bila dibandingkan saat sebelum terjadinya semburan lumpur Lapindo. Hal ini bisa jadi dikarenakan gas polutan yang dilontarkan oleh Lapindo terangkat sampai lapisan ini , disisi lain faktor intensitas penyinaran matahari juga mempengaruhi penguraian molekul ozon di lapisan stratosfer. Akan tetapi pada lapisan troposfer (permukaan dekat bumi), kondisi ozon lebih banyak mengalami perubahan jika dibandingkan dengan di lapisan stratosfer.Sehingga peningkatan konsentrasi ozon permukaan tersebut masih dapat diminimalisisr dengan meningkatkan penghijauan disekitar semburan.
PENUTUP Kesimpulan dan Rekomendasi Berdasarkan uraian diatas maka dapat disimpulkan bahwa terlihat adanya pengaruh musim terhadap konsentrasi ozon dimana konsentrasi ozon saat musim kemarau lebih besar bila dibandingkan saat musim hujan. Adanya pengaruh semburan lumpur Lapindo terhadap konsentrasi ozon di lapisan troposfer dan stratosfer walaupun tidak signifikan. Rekomendasi yang bisa disampaikan yakni dengan adanyakecendrungan konsentrasi ozon permukaan yang tinggi dapat diturunkan dengan menggalakkan penghijauan disekitar semburan lumpur Lapindo sehingga gas-gas reaktif yang dilontarkan oleh semburan lumpur dapat diminimalisir dengan baik. Serta perlunya penelitian lebih lanjut mengenai gas-gas yang disemburkan oleh lumpur Lapindo sebagai antisipasi pengaruh kerusakan atmosfer
Daftar Pustaka 1.
2. 3.
4.
Yudha Risdianto,R.2013. Analisis Vertikal Konsentrasi Ozon dalam Upaya Meningkatkan Pengelolaan Lingkungan Hidup di Jawa Timur, Prosiding Seminar nasional VIII Bayong, Tjasyono HK., (2006), Ilmu Kebumian dan Antariksa, ROSDA, Bandung. Ambarsari,Novita. Ninong komala.2011.Variabilitas Ozon Stratosfer Di Wilayah Indonesia Hasil Observasi Instrumen MLS Satelit Aura.(Online)( Mardalis, (1990), Metode Penelitian : Suatu Pendekatan Proposal, Jakarta, Bumi Aksara.
5.
6.
5
Walhi, Jatim. 2006. Walhi Jatim Tolak Pembuangan Lumpur.(Online)(http://walhijatimissue.blogspot.com/2006/09/)(diakses 2 April 2014) BPLS.2011.Kandungan Gas Metana Lumpur Lapindo Berbahaya.Tempo,(online) (http://www.tempo.co/read/news) ,diakses 21Februari2014
