PEMETAAN KONSENTRASI PARTIKULAT DI KAWASAN RSU Dr. SOETOMO SURABAYA A MAPPING OF PARTICULATE CONCENTRATION IN AREA RSU Dr. SOETOMO SURABAYA Rachmat Boedisantoso, IDAA Warmadewanthi and Rr. Windarizti Yuniastried Putri Environmental Engineering of Civil Engineering and Planning - Institute of Technology Sepuluh Nopember Surabaya
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrak Salah satu sumber dari pencemaran udara adalah partikulat. Partikulat ini berdiameter kurang dari sepuluh mikron (PM10). Kawasan di Surabaya yang potensial konsentrasi partikulatnya tinggi (PM10) adalah di sekitar RSU Dr. Soetomo. Hal ini karena RSU Dr. Soetomo memiliki insinerator yang tidak dilengkapi dengan alat pengendali udara dan kawasan RSU Dr. Soetomo merupakan kawasan dengan aktivitas transportasi yang tinggi. Pencemaran partikulat yang melebihi standar baku mutu udara ambien dapat membahayakan kesehatan bagi makhluk hidup. Tujuan penelitian ini memetakan konsentrasi partikulat di kawasan RSU Dr. Soetomo dan menganalisis pengaruh dari aktivitas transportasi dan aktivitas insinerator. Penelitian dilakukan dengan melakukan sampling udara ambien serta pengambilan beberapa data primer pada 30 titik sampling di kawasan RSU Dr. Soetomo Surabaya. Alat yang digunakan yaitu HVS (High Volume Sampler) dan Haz Dust. Penelitian ini dilakukan di indoor dan outdoor dengan pengambilan sampel pada waktu pagi, sore dan malam hari. Parameter yang diukur adalah PM10 dan hasil analisis akan dipetakan menggunakan Surfer 8. Padatnya aktivitas kendaraan bermotor di kawasan RSU Dr. Soetomo menyebabkan tingginya konsentrasi PM10 pada beberapa titik sampling sehingga melebihi baku mutu udara. Konsentrasi PM10 tertinggi pada pagi hari di Jalan Airlangga dimana tingkat konsentrasi PM10 mencapai angka 211,363 µg/m3 dengan total jumlah kendaraan mencapai 4929 kendaraan.
Pada sore hari konsentrasi PM10 tertinggi terdapat di Jalan Karang Menjangan dimana tingkat
konsentrasi partikulat mencapai angka 325,458 µg/m3 dengan total jumlah kendaraan mencapai 1177 kendaraan. Hasil penelitian di indoor menunjukkan kondisi udara ambien yang bersih. Hal ini ditunjukkan dengan konsentrasi partikulat
1
yang kecil yaitu di bawah standar baku mutu udara ambien. Selain berdasarkan hasil pengukuran di wilayah studi juga dilakukan perhitungan menurut Hukum Gauss dari cerobong insinerator RSU Dr. Soetomo. Berdasarkan Hukum Gauss di beberapa lokasi sampling ada yang melebihi standar baku mutu udara ambien dan berbeda dengan hasil pengukuran langsung. Hal ini terjadi karena di kawasan RSU Dr. Soetomo terdapat barier-barier yaitu pohon-pohon angsana dan taman yang dapat menyerap PM10 serta adanya bangunan yang dapat membelokkan arah angin. Kondisi ini mempengaruhi penyebaran partikulat di lokasi indoor RSU Dr. Soetomo Surabaya.
Abstract Particulate (PM10) is one of the air polutions source among the other sources. The potential area that has high possibility content high concentration of PM10 is RSU Dr. Soetomo Surabaya. Because the hospital have incinerator with no equipment for air pollution control. Otherwise, the area in RSU Dr. Soetomo have high transportation activities. Increasing of particulate concentration is higher than that ambient air standard can cause healthy effect to organism. The purpose of this research is to mapping the concentration particulate (PM10) surrounding RSU Dr. Soetomo Surabaya area and analyzing the transportation activitiy also incineration activitiy effect. The research was conducted by sampling the ambient air and collected was primary data in thirty sampling points in area RSU Dr. Soetomo with HVS (High Volume Sampler) and Haz Dust. The research was conducted indoor and outdoor sampling in the morning, afternoon and evening. The parameter was measured and the result was mapped by Surfer 8. The dense activities of motorized vehicles, cause the high level of PM10 concentration in several sampling points so and it exceeds the ambient air quality standard. The maximum concentration showed 211,363 µg/m3 with volume vehicles of 4929 at Airlangga Street in the morning. In the evening, the high level of particulate concentration showed 325,458 µg/m3 with volume vehicles of 1117. The result from indicating conditions ambient air was cleaner than the outdoor. This was indicated by small concentrations of particulates below ambient air quality standard. In addition the measurements of PM10 dispertion, this study also carried out calculations according to Gauss plume equation of the stack. Based on the calculation of PM10 concentration in several sampling locations (indoor) exceeds the standard ambient air of quality. The Gauss result was different compare with the direct measurment by air quality equipment, because of some barriers arround of RSU Dr. Soetomo efective decrease the concentration PM10; such as angsana trees, gardens and building that can deflect the wind. It influences the PM10 dispertion in indoor area of RSU Dr. Soetomo Surabaya.
2
Keywords : Gauss plume equation, incinerator, particulate (PM10), transportation.
PENDAHULUAN Kawasan RSU Dr. Soetomo merupakan lalu lintas padat dengan aktivitas transportasi yang tinggi. Kendaraan bermotor mengeluarkan zat-zat berbahaya yang dapat menimbulkan dampak negatif, baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan manusia. Gas yang sering dikeluarkan oleh kendaraan bermotor adalah NOx, SOx, CO dan partikulat.
Seiring dengan
meningkatnya jumlah kendaraan bermotor, jumlah zat pencemar berupa gas maupun partikel akan meningkat pula. Kualitas pencemaran udara sangat bergantung pada ukuran dan komposisi kimianya. Salah satu parameter terjadinya pencemaran udara adalah kandungan partikulat dari PM10 yang tinggi. Udara yang tercemar oleh partikel dapat menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan. Organ target yang terganggu terutama pada fungsi faal dari organ tubuh seperti paruparu, gangguan sistem syaraf, pembuluh darah dan terjadinya iritasi pada mata dan kulit. Rumah sakit merupakan sarana kesehatan yang menyelenggarakan kegiatan pelayanan kesehatan. Salah satunya RSU Dr. Soetomo Surabaya yang merupakan Rumah Sakit terbesar di Jawa Timur. RSU Dr. Soetomo dalam mengelola limbah padat sama seperti rumah sakit lainnya yaitu dengan menggunakan incinerator. Incinerator tersebut tidak dilengkapi alat pengendali udara sehingga partikulat yang dihasilkan langsung dibuang begitu saja melalui cerobong asap. Hal ini tentu saja mengakibatkan partikulat yang dibuang ke udara tidak memenuhi standar baku mutu udara ambien.
Berdasarkan hasil data uji emisi incinerator RSU Dr. Soetomo menunjukkan
konsentrasi partikulat yang melebihi standar baku mutu udara ambien yaitu 150 µg/m3 (Hasil uji emisi incinerator RSU Dr. Soetomo Surabaya, 2009). Penelitian ini dibuat untuk mengetahui beban pencemar udara dengan parameter partikulat dan pola persebarannya pada wilayah penelitian yaitu pada kawasan RSU Dr. Soetomo Surabaya. Telah
3
dijelaskan sebelumnya, bahwa sumber pencemaran partikulat disebabkan oleh aktivitas kendaraan bermotor dan aktivitas incinerator di kawasan RSU Dr. Soetomo Surabaya.
Pencemaran oleh Partikulat Partikulat merupakan partikel dalam bentuk padat/liquid yang tersuspensi dalam gas dengan diameter antara 0,0002-500 µm. Umumnya partikel yang terbentuk di atmosfer melalui proses kondensasi atau transformasi dari gas-gas yang teremisi seperti sulfur dioksida. Pada partikulat, kita mengenal beberapa substansi yang berupa fase cair dan padat di atmosfer yang berada di bawah kondisi normal. Partikulat mempunyai ukuran yang mikroskopis atau submikroskopis tetapi lebih besar dari dimensi molekul (Seinfield, 1975). Karakteristik Partikulat Partikulat merupakan salah satu unsur di udara yang paling berpengaruh. Partikulat berada di atmosfer dalam bentuk suspensi, yang terdiri dari partikel-partikel padat dan cair yang berukuran dari 100 mikron dan tergantung di udara ambien, dapat memudarkan cahaya dan berperilaku seperti gas. Menurut Anonim (2009) partikel secara umum dapat dibagi ke dalam dua bagian, yaitu: 1. Partikel halus (Fine partikel): Partikel berukuran lebih kecil dari 2,5 m . 2. Partikel kasar (Coarse partikel): Partikel berukuran lebih besar dari 2,5 m . Stabilitas Atmosfer Stabilitas atmosfer merupakan kecenderungan atmosfer untuk menahan gerakan vertikal atau untuk menekan turbulensi yang ada, yang mempengaruhi kemampuan atmosfer untuk mendispersikan polutan-polutan yang teremisikan ke atmosfer. Penentuan stabilitas atmosfer suatu wilayah dapat ditentukan menggunakan Tabel 1.
4
Tabel 1. Klasifikasi Stabilitas Atmosfer Day Incoming Solar Radiation Surface Wind Speed (m/s) Strong Moderate Slight <2 A A–B B 2–3 A–B B C 3–5 B B–C C 5–6 C C–D D .> 6 C D D Sumber: Cooper dan Alley, 1994
Night (Cloudliness) Cloudy 48 Clear 38 E F E F D E D D D D
Keterangan: A = Sangat Labil C = Agak Labil
E= Agak Stabil
B = Labil
F = Stabil
D = Netral
Penentuan Konsentrasi Pencemar di Udara Ambien Untuk menentukan penyebaran pencemaran udara yang bersumber dari sumber titik (point source), dapat digunakan model matematis yang disusun berdasarkan persamaan Gauss Dispertion Model. Persamaan Gauss untuk penyebaran pencemar di udara sebagai berikut (Wark dan Warner, 1981): C( X ,Y , 0) =
2 Q − y 2 (− H ) exp exp ………………………………………………….( 2.1) πuτ yτ z 2τ y 2 2τ z 2
Keterangan: C (X,Y,0)= konsentasi pencemar di udara ambient (g/m3) Q
= laju air massa emisi dari sumber kontinyu (gr/dt)
U
= kecepatan angin rata-rata pada arah x (m/dt)
H
= tinggi efektif cerobong (m)
y
= koefisien dispersi arah horizontal (m)
z
= koefisien dispersi arah vertikal (m)
y
= jarak crosswind dari cerobong (m)
x
= jarak downwind dari cerobong (m) 5
z
= ketinggian topografi (m)
dimana
vs.d Ts − Ta −3 H = h + 1,5 + 2,68(10) .P d ........................................................................(2.2) Ta u Keterangan: H
= tinggi efektif cerobong (m)
h
= tinggi fisik scerobong (m)
d
= diameter dalam cerobong (m)
P
= tekanan atmosfer (mbar)
Ts
= temperatur dalam cerobong (K)
Ta
= temperatur atmosfer (K)
Vs
= kecepatan gas didalam cerobong (m/dt)
METODA PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di dua tempat yaitu di dalam kawasan RSU Dr. Soetomo Surabaya dan di luar kawasan RSU Soetomo.
Penelitian di luar kawasan RSU Dr. Soetomo tepatnya
dilakukan di Jl. Karang Menjangan, Jl. Prof. Dr. Moestopo, Jl. Dharmawangsa, dan Jl. Airlangga. Penelitian dilakukan hanya pada saat tingkat konsentrasi partikulat berada pada nilai maksimum (kritis) dan pada saat tingkat konsentrasi partikulat berada pada nilai minimum (rendah). Penelitian ini dilakukan dengan 2 (dua) alat yaitu High Volume Sampler (HVS) dan Haz Dust. HVS digunakan di luar kawasan RSU Dr. Soetomo sedangkan Haz Dust dilakukan di dalam kawasan RSU Dr. Soetomo. HASIL DAN DISKUSI Hubungan Konsentrasi Partikulat dengan Jumlah Kendaraan
6
Setelah pengambilan sampling di 30 titik selesai kemudian dilakukan kalibrasi alat antara HVS dengan Haz Dust untuk mendapatkan nilai keakuratan yang sama. Berikut kurva kalibrasi HVS dengan Haz Dust dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Kurva Kalibrasi HVS dengan Haz Dust
Gambar 6. Grafik Perbandingan Antara Jumlah Kendaraan dengan Konsentrasi Partikulat pada Hari Senin Pagi
Gambar 7. Grafik Perbandingan Antara Jumlah Kendaraan dengan Konsentrasi Partikulat pada Hari Senin Sore 7
Pada Gambar 6 dan Gambar 7 dapat dilihat bahwa jumlah kendaraan yang melintas dengan tingkat konsentrasi partikulat yang dihasilkan adalah relatif berbanding lurus, dimana untuk tingkat konsentrasi partikulat yang tinggi pada saat dilakukan pengukuran volume kendaraan yang melintas juga tinggi. Analisis Pola Persebaran Partikulat di Kawasan RSU Dr. Soetomo Surabaya Berdasarkan Gambar 8. dapat dilihat tingkat konsentrasi maksimum terletak di titik sampel AA yaitu terletak di Jalan Airlangga dimana tingkat konsentrasi partikulat mencapai
211,363
µg/m3 dengan total jumlah kendaraan mencapai 4929 kendaraan, sedangkan untuk titik dengan tingkat terendah yaitu 13,045 µg/m3 berada pada titik sampling K dengan total jumlah kendaraan mencapai 1177 kendaraan yang berlokasi di Jalan Dharmawangsa.
Gambar 8. Peta Sebaran Partikulat Pada Hari Senin Pagi Berdasarkan Gambar 9 dapat dilihat pada sore hari tingkat konsentrasi yang paling maksimum terletak di titik sampling Y yaitu terletak di Jalan Karang Menjangan dimana tingkat konsentrasi partikulat mencapai
angka 325,458 µg/m3 dengan total jumlah kendaraan
mencapai 5526
kendaraan, sedangkan untuk titik dengan tingkat terendah yaitu 13,707 µg/m3 berada pada titik sampling A dengan lokasi di Jalan Prof. Dr. Meostopo dengan total jumlah kendaraan 1438. 8
Gambar 9. Peta Sebaran Partikulat Pada Hari Senin Sore Penentuan Dispersi Partikulat Cerobong Insinerator Berdasarkan hasil uji emisi insinerator RSU Dr. Soetomo menyebutkan bahwa RSU Dr. Soetomo memiliki diameter cerobong 0,4 m, tinggi cerobong 12 m, temperatur gas dalam cerobong 140°C, laju air massa emisi 60,68 g/detik dan kecepatan aliran dalam gas 12,5 m/detik. Perhitungan konsentrasi ini dilakukan untuk kondisi yang terjadi pada pagi hari dan sore hari. Temperatur udara sekitar cerobong yaitu 31°C dan kecepatan angin 1,9 m/detik.
9
Gambar 10. Kontur Penyebaran Partikulat Incinerator pada Pagi Hari
Gambar 11 Kontur Penyebaran Partikulat Incinerator pada Sore Hari
Berdasarkan hasil perhitungan dan perbandingan antara Gambar 10 dan Gambar 11 diketahui bahwa stabilitas atmosfer mempengaruhi besarnya konsentrasi partikulat di udara, Hal ini dapat dilihat dari perbandingan besarnya konsentrasi maksimum partikulat pada pagi hari dan sore hari untuk cerobong insinerator RSU Dr. Soetomo. Pada pagi hari konsentrasi partikulat tertinggi sebesar 12912,592 µg/m³ sedangkan pada sore hari konsentrasi partikulat sebesar tertinggi 5317,594 µg/m³, Setelah dilakukan perhitungan penyebaran konsentrasi partikulat dari cerobong insinerator dengan Hukum Gauss kemudian dilakukan perbandingan dengan konsentrasi partikulat dari hasil pengukuran di wilayah studi. Berikut Tabel 2 perbandingan konsentrasi hasil pengukuran di wilayah studi dengan hasil perhitungan dengan Hukum Gauss dari cerobong insinerator RSU Dr. Soetomo Surabaya.
10
Tabel 2 Perbandingan Konsentrasi Partikulat Titik Sampel
Pagi Hari C (µg/m³)
C Gauss (µg/m³)
A
71,009
0,062
B
36,842
0,000
Titik Sampel
Sore Hari C (µg/m³)
C Gauss (µg/m³)
A
13,707
0,000
B
50,041
0,000
C
40,741
0,000
C
216,332
0,000
D
36,718
0,000
D
109,687
0,000
F
149,494
918,452
F
156,673
0,000
G
49,000
220,790
G
14,000
0,000
H
18,000
5,306
H
10,000
0,000
I
8,000
0,000
I
26,000
0,000
K
13,045
5720,216
K
85,904
5317,594
L
11,000
9639,727
L
45,000
932,390
M
13,000
12912,592
M
10,000
16,222
N
18,000
9,864
N
149,000
0,000
P
195,416
918,452
P
102,171
0,000
Q
28,000
220,790
Q
26,000
0,000
R
26,000
5,306
R
11,000
0,000
S
10,000
0,000
S
2,000
0,000
U
170,658
1,796
U
39,478
0,000
V
50,000
0,001
V
5,000
0,000
W
7,000
0,000
W
31,000
0,000
X
9,000
0,000
X
4,000
0,000
Z
28,302
0,000
Z
94,871
0,000
AA
211,363
0,000
AA
106,170
0,000
AB
22,107
0,000
AB
128,817
0,000
AC
22,353
0,000
AC
203,264
0,000
Sumber: perhitungan, 2009
Titik sampel F, G, K, L, M, dan Q pada pagi hari dan titik sampel K dan L pada sore hari berdasarkan hasil pengukuran tidak melebihi standar baku mutu udara ambien, tetapi berdasarkan hasil perhitungan dengan Hukum Gauss dari cerobong insinerator menunjukkan hasil konsentrasi partikulat melebihi standar baku mutu udara ambien yaitu 150 µg/m³. Hal ini dapat terjadi karena di kawasan RSU Dr. Soetomo terdapat barrier berupa pohon-pohon dengan jenis pohon angsana dan bangunan.
11
KESIMPULAN Kesimpulan dari penelitian ini adalah: a. Tingkat konsentrasi PM10 yang dihasilkan dari aktivitas transportasi ini mengikuti perubahan jumlah kendaraan, b. Tingkat konsentrasi PM10 yang dihasilkan melebihi baku mutu udara ambien yaitu 150 µg/m3 disebabkan karena kegiatan transportasi. c. Arah angin, kecepatan angin dan stabilitas atmosfer juga berperan dalam penyebaran tingkat konsentrasi PM10.
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1997. Surat Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I Jawa Timur Nomor 128 Tahun 1997 tentang Baku Cara Pengambilan Contoh Udara Ambien. Dinas Lingkungan Hidup Kota Surabaya. Surabaya. Anonim. 1999. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Dinas Lingkungan Hidup Kota Surabaya. Surabaya. Anonim. 2004. Pencemaran Udara dan
Permasalahannya.
Anonim. 2006. Pengaruh Bahan Bakar Transportasi terhadap Pencemaran Udara dan Solusinya. Anonim. 2008. Pencemaran Udara. Anonim. 2009. Pengantar Pencemaran Udara. . Anggono, M. B. 2001. Kondisi Meteorologis Surabaya dan Jawa Timur. BAPEDALDA. Jawa Timur. Boedisantoso, R. 2002. Teknologi Pengendalian Pencemar Udara. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Press, Surabaya. 12
Cooper, C. D. dan Alley, F.C. 1994. Air Pollution Control a Design Approach. 2 nd Edition. Waveland Press. Inc. United States. Goldsmith, J. R dan Friberg, L. T. 1977. Effects of Air Pollution on Human Health. In Air Pollution (edited by Sten A. C.). Vol. II. 3 rd Edition. Prasasti, S. 2006. Pemetaan Tingkat Konsentrasi Partikulat Akibat Aktivitas Transportasi dan Pengembangan Barrier di Wilayah Surabaya Pusat. Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya. Seinfield, H. J. 1975. Air Pollution Control, Phisical and Chemical Fundamental. Mc. GrawHill. Inc. United States of America. Simpson, R. 1994. Air Pollution Notes on Lectures Devision of Environmental Science. Grifith University. Queensland. Slamet, J. S. 1994. Kesehatan Lingkungan. Universitas Gadjah Mada Press. Jogjakarta. Soedomo, M. 1999. Kumpulan Karya Ilmiah Mengenai Pencemaran Udara. Penerbit ITB. Bandung. Tamin, R. D. 2005. Assistant Deputy for Vehicles Emissions Pollution Control Policy and Regulation of Air Pollution in Indonesia. Paper Presented in Training of Trainer Basic Urban Air Quality Management Cai Net. September 19-23. Bandung. Wark, K. dan Warner, C.F. 1981. Air Pollution It`s Origin and Control. Harper dan Row Publishers. New York Hagerstown San Fransisico, London.
13
