Bab IV Metodologi Penelitian
Alur penelitian yang dilakukan terdiri atas survei lapangan, pengumpulan data primer dan sekunder, analisis partikulat, serta analisis paparan unsur-unsur kimia. Metodologi penelitian ini juga dilengkapi dengan diagram alir untuk menggambarkan alur penelitan yang dilaksanakan.
IV.1 Survei Lapangan
Survei lapangan perlu dilakukan sebelum pengambilan sampel partikulat udara di lapangan untuk mengetahui keadaan di lokasi yang akan dilakukan pengambilan sampel. Hal-hal yang perlu diketahui antara lain pertimbangan dalam penetapan lokasi studi, jenis peruntukkan lokasi, perkiraan sumber pencemar utama, serta keberadaan objek studi, sehingga dapat diketahui hal-hal yang dapat dimungkinkan atau tidak dimungkinkan untuk dilakukan dalam mendukung perolehan data. Lokasi pengambilan sampel partikulat udara dilakukan di empat lokasi yang berbeda. Penentuan lokasi berdasarkan kepada perbedaan tataguna lahan dengan asumsi bahwa dengan perbedaan karakteristik lokasi dapat terlihat perbedaan sumber polutan yang memapari masyarakat di lokasi tersebut. Di samping itu penentuan lokasi juga disesuaikan dengan lokasi stasiun tetap yang dipergunakan oleh BPLHD Provinsi Jawa Barat untuk memantau kualitas udara Kota Bandung perbulan tiap tahunnya dan beberapa penelitian yang terkait hal yang sama. Hal tersebut dilakukan untuk memperoleh data sekunder mengenai partikulat yang dapat mendukung penelitian ini. Lokasi-lokasi tersebut adalah : Daerah Aria Graha
: mewakili kawasan pemukiman
Daerah Cisaranten Wetan
: mewakili kawasan industri
Daerah Tegalega
: mewakili kawasan bisnis, keramaian transportasi, pasar, dan pertokoan
Daerah Dago Pakar
: mewakili kawasan bersih
IV.2 Pengumpulan Data
Informasi serta data-data yang dibutuhkan dalam penelitian ini meliputi data primer dan data sekunder. Data primer berupa konsentrasi paparan partikulat terespirasi serta unsur-unsur kimia yang terkandung di dalamnya. Data sekunder yang dibutuhkan adalah data kejadian penyakit ISPA di Kota Bandung, data pencemaran udara, serta data tingkat emisi di Kota Bandung.
IV.2.1 Pengumpulan Data Primer
Data primer dalam penelitian ini adalah data partikulat terespirasi di tiap-tiap lokasi yang ditentukan. Pengambilan sampel menggunakan alat Hi Flow Personal Sampler Gilian HFS-513A yang dilengkapi dengan filter Mixed Cellulose Ester (MCE) diameter 25 mm, kerapatan 0,8μm, dan SKC alumunium cyclone 225-0101/02 (SKC Catalog, 2003/2004). Alat tersebut di pasang pada responden selama waktu yang ditentukan yaitu 8 jam kerja sesuai aktifitas responden dan kemampuan alat. Responden di masing-masing lokasi diambil secara sukarela. Responden adalah orang-orang yang melakukan kegiatan dan berada pada lokasi tersebut sepanjang hari seperti pedagang kaki lima, pemilik warung-warung, satpam dan lain sebagainya dengan pertimbangan responden tersebut bekerja di area terbuka sehingga berpotensi terpapar polutan partikulat terespirasi dari udara ambien. Responden yang dipilih adalah orang-orang yang tidak merokok atau yang dipastikan tidak akan merokok selama proses pengambilan sampel berlangsung. Pengambilan sampel dilakukan dua hari dalam satu minggu di setiap lokasi dengan perbedaan hari berdasarkan aktivitas keramaian. Penentuan hari berdasarkan aktivitas yang diamati dan hasil wawancara dengan responden mengenai kondisi daerah tersebut. Adanya perbedaan aktifitas dan keramaian pada waktu-waktu tersebut diperkirakan dapat membuat perbedaan paparan polutan pada masyarakat.
Pengambilan sampel dilakukan dalam tiga kali pengulangan, dengan jumlah responden satu hari yaitu tiga orang sehingga dalam satu lokasi akan diperoleh 24 sampel sehingga dari keseluruhan lokasi akan terkumpul sejumlah 72 sampel. Jumlah sampel yang diperoleh dari masing-masing lokasi diperlihatkan pada Tabel IV.1. Tabel IV.1 Jumlah sampel di setiap lokasi Lokasi Tegalega Aria Graha Dago Pakar Cisaranten Wetan Total
Jumlah sampel Hari kerja Akhir pekan 9 9 12 6 9 9 9 9 39 33
Pada hari kerja jumlah sampel di Aria Graha lebih banyak jika dibandingkan dengan akhir pekan. Hal tersebut didasarkan pada tidak ada perbedaan aktifitas yang mencolok di kawasan tersebut pada hari kerja dan akhir pekan, sehingga diupayakan pengambilan sampel lebih banyak pada hari kerja. Sampel yang terkumpul kemudian dilakukan analisis, yaitu analisis konsentrasi, dan analisis kandungan unsur-unsur. Analisis kandungan unsur-unsur dilakukan dengan tiga cara yaitu analisis elemental dengan INAA, analisis Pb dan Hg dengan AAS, analisis black carbon dengan reflektometer. Analisis konsentrasi dan black carbon dilakukan terhadap seluruh sampel, sedangkan tidak seluruh sampel dianalisis dengan INAA dan AAS. Hal tersebut dikarenakan sampel yang telah dianalisis dengan INAA akan bersifat radioaktif sehingga tidak bisa dilakukan analisis dengan AAS, begitu pula sebaliknya sampel yang telah dianalisis dengan AAS telah mengalami proses destruksi sehingga tidak dapat dianalisis dengan INAA. Dengan demikian sebagian sampel dianalisis dengan INAA dan sebagian dengan AAS. Jumlah sampel yang dianalisis dengan INAA sebanyak 25 sampel dengan masing-masing dipilih tiga sampel pada hari kerja dan akhir pekan dari masing-masing lokasi. Di Aria Graha diambil lima sampel dan akhir pekan dua sampel karena jumlah sampel pada hari kerja diperoleh lebih banyak dibandingkan dengan pada akhir pekan. Jumlah sampel yang dianalisis
dengan AAS adalah sebanyak 47 sampel, dengan di masing-masing lokasi sebanyak 6 sampel pada hari kerja dan akhir pekan, kecuali di Aria Graha dipilih sebanyak 7 sampel pada hari kerja dan 4 sampel pada akhir pekan.
IV.2.2 Pengumpulan Data Sekunder
Data sekunder dibutuhkan untuk menunjang analisis dan pembahasan data paparan partikulat terespirasi sebagai data primer. Data sekunder tersebut diantaranya yaitu data monitoring kualitas udara di kota Bandung yang dilakukan di stasiun-stasiun pemantau kualitas udara BPLHD dan data-data dari penelitian sebelumnya yang menunjang tentang polutan partikulat di udara kota Bandung. Data monitoring khususnya untuk partikulat yang diperoleh dari stasiun pemantau milik BPLHD tidak lengkap mengingat karena berbagai keterbatasan sehingga operasi stasiun pemantau ini tidak maksimal. Data yang digunakan hanya data monitoring dari tahun 2001 hingga 2002 yang dianggap cukup lengkap dibandingkan tahun-tahun sesudahnya. Data sekunder lainnya adalah data kejadian penyakit saluran pernafasan di tiaptiap puskesmas di kota Bandung yang diperoleh dari Dinas kesehatan Kota Bandung. Data ini diperlukan untuk memberikan informasi mengenai jumlah serta perkembangan kejadian penyakit saluran pernafasan dari tahun ke tahun yang terjadi di kota Bandung. Data kejadian penyakit yang digunakan adalah dari tahun 2003 hingga 2006. Data meteorologi, khususnya data kecepatan dan arah angin juga diperlukan untuk mengetahui gambaran umum kondisi meteorologi khususnya arah dan kecepatan angin di kota Bandung dalam satu tahun terakhir. Hal ini diperlukan sebagai pendukung dalam penentuan perkiraan sumber pencemar. Data ini diperoleh dari pencatatan yang dilakukan BMG kota Bandung, serta Lanud Husein Sastranegara Bandung. Data tingkat emisi di kota Bandung, diperlukan untuk mengetahui potensi-potensi pencemaran yang ada di kota Bandung sehingga dapat mendukung dalam proses interpretasi karakteristik perkiraan sumber pencemar. Data emisi ini diperoleh
dari penelitian serta kajian-kajian mengenai emisi dan tingkat emisi yang pernah dilakukan di kota Bandung. Pengukuran serta observasi kondisi lingkungan juga dilakukan pada waktu dilakukan pengambilan sampel partikulat. Parameter yang diukur adalah temperatur kering, temperatur basah, arah angin, cuaca, dan kecepatan angin. Pengukuran temperatur kering dan temperatur basah sekaligus untuk menghitung kelembaban udara menggunakan sling psychrometer. Kecepatan angin diketahui dengan menggunakan anemometer. Arah angin ditentukan dengan menggunakan kompas, sedangkan keadaan cuaca ditentukan dengan mengamati kondisi lingkungan sekitar.
IV.3 Analisis Partikulat Terespirasi
Partikulat terespirasi di analisis untuk mengetahui konsentrasi, unsur-unsur kimia yang terkandung dalam partikulat terespirasi tersebut.
1. Analisis Konsentrasi Partikulat
Analisis gravimetri dilakukan untuk mengetahui konsentrasi partikulat pada sampel yang terukur di setiap lokasi penelitian. Konsentrasi partikulat terespirasi dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Wight, 1994): Cs =
Ms V
Keterangan: CS
: Konsentrasi partikulat tersuspensi (µg/m3)
Ms
: Massa yang terkumpul (μg)
V
: Volume udara (m3)
2. Identifikasi Unsur-unsur Kimia dalam Partikulat Terespirasi
Metoda ini menggunakan tiga alat yaitu EEL smokestain reflectometer, Analisa Pengaktifan Neutron (APN) atau dikenal juga sebagai Instrumental Neutron
Activation Analysis (INAA), dan dengan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS).
A. Pengukuran black carbon
Pengukuran black carbon dilakukan setelah penimbangan berat sampel partikulat sebelum dilakukan analisis dengan INAA atau dengan AAS. Pengukuran black carbon ini menggunakan metode refleksi cahaya dengan alat EEL smokestain reflectometer. Pengukuran black carbon dilakukan di PTNBR BATAN Bandung. Perhitungan konsentrasi black carbon menggunakan rumus (Cohen et al., 2000): BC =
A ⎧100 ⎫ ⎡ Ro ⎤ ⎨ ⎬ ln V ⎩ 2ε ⎭ ⎢⎣ R ⎥⎦
keterangan : BC
: Konsentrasi black carbon (μg/m3)
A
: Luas permukaan sampel (cm2)
V
: Volume udara (m3)
R0
: Reflektansi filter kosong
R
: Reflektansi sampel
ε
: Koefisien absorbsi (m2/g) = 7 untuk aerosol
B. Analisis Unsur dengan INAA
INAA merupakan analisis unsur-unsur menggunakan neutron yang diaktivasi. Pemanfaatan INAA diantaranya untuk mengkarakterisasi partikel-partikel di udara dengan ketelitian hingga nanogram (Santoso, 2006). Proses iradiasi sampel partikulat udara dilakukan di BATAN Serpong, dan proses pencacahan unsur dilakukan di Serpong dan Bandung. Kadar unsur dalam sampel yang telah diiradiasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Susetyo, 1984):
At = Ao .ε C=
t −0, 693. T
Ao W std x Aostd V
Keterangan: At
: Aktivitas radioaktif unsur setelah diiradiasi (cps)
Ao
: Aktivitas radioaktif unsur sebelum diiradiasi (cps)
Aostd
: Aktivitas radioaktif standar sebelum diiradiasi (cps)
t
: Waktu iradiasi (s)
T
: Waktu paruh unsur (s)
Wstd
: Berat standar (μg)
V
: Volume udara (m3)
C. Analisis Pb dan Hg
Beberapa elemen logam tidak dapat dikarakterisasi menggunakan INAA, karena itu dilakukan analisis dengan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry) untuk mengetahui keberadaan logam Pb dan Hg baik secara kualitatif dan kuantitatif. Analisis dengan AAS ini dilakukan di PTNBR BATAN Bandung. Dasar perhitungan kadar unsur Pb dan Hg menggunakan persamaan berikut (Sumber: GBC, 1993): C=
Ks D
Keterangan: C
: Kadar unsur (ppm)
Ks
: Konsentrasi sampel dari kurva yang terbaca (ppm)
D
: Densitas (berat sampel/pengenceran) (mg/ml)
IV.4 Analisis Sumber Pencemar
Analisis faktor digunakan sebagai alat untuk memperkirakan sumber yang berkontribusi dalam pencemaran partikulat. Software yang digunakan dalam penelitian ini adalah SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) ver.11.5. Interpretasi terhadap hasil yang diperoleh didasarkan atas unsur-unsur penanda pada profil sumber yang dikeluarkan oleh US EPA dan dilengkapi dengan literatur-literatur lain serta hasil penelitian terdahulu mengenai karakterisasi
partikulat. Langkah-langkah dalam analisis sumber ini ditampilkan dalam Lampiran K.
IV.5 Analisis Paparan Unsur-unsur Kimia
Analisis paparan partikulat dilakukan dengan perhitungan nilai IEC (Inhalation exposure concentration). Perhitungan nilai IEC dilakukan sebagai gambaran awal untuk mengetahui potensi paparan dari unsur-unsur kimia terhadap manusia melalui jalur inhalasi di lingkungan umum (udara ambien), dengan menggunakan persamaan berikut (Foster, 1994):
IEC = Ca ×
ET EF ED × × × BIO 24 365 70
Keterangan: IEC
: Inhalation exposure concentrations atau konsentrasi paparan melalui inhalasi (mg/m3)
Ca
: Konsentrasi unsur kimia di udara (mg/m3)
ET
: Waktu paparan (jam/hari)
EF
: Frekuensi paparan (hari/tahun)
ED
: Durasi terpapar (tahun)
BIO
: Faktor bioavailibility = 1,0
Dalam perhitungan IEC, waktu paparan ET yang digunakan untuk seluruh lokasi adalah 8 jam disesuaikan dengan rata-rata aktivitas di luar ruangan dari penduduk di keseluruhan lokasi. Frekuensi paparan (EF) yang digunakan adalah 365 hari, sedangkan durasi terpapar (ED) adalah selama 67,8 tahun yang merupakan ratarata usia harapan hidup penduduk Indonesia baik laki-laki maupun perempuan pada periode 2000-2005 (Statistik Indonesia, 2008) Hasil dari perhitungan IEC merupakan gambaran yang akan merujuk pada estimasi rata-rata paparan polutan partikulat terespirasi pada masyarakat selama kurun waktu tersebut. Dengan demikian dapat dijadikan sebagai dasar untuk studi
epidemiologi dengan menghubungkannya dengan data kejadian penyakit saluran pernafasan. IV.6 Diagram Alir
Alur kerja yang dilakukan dalam penelitian ini digambarkan secara sederhana dalam diagram alir. Diagram alir tersebut ditampilkan pada Gambar IV.1
Identifikasi Permasalahan
Survei Lapangan
Pengumpulan Data di Lapangan
Pengumpulan Data Primer: Sampel partikulat terespirasi
Pengumpulan Data Sekunder: - Data monitoring kualitas udara BPLHD Provinsi Jawa Barat - Data Kejadian ISPA di kota Bandung
Penentuan Konsentrasi Partikulat Terespirasi
Penentuan Unsur-unsur Kimia
Analisis Elemental
Analisis Pb dan Hg
Analisis black carbon
Penentuan Sumber Pencemar
Analisis Paparan Terhadap Reseptor
Kesimpulan
Gambar IV.1 Diagram alir garis besar penelitian
