Pengantar Pelatihan Pemantauan Kualitas Udara Ambien “Breathe Easy, Jakarta” 20 Maret – 22 Maret 2012
Selamat Datang! • Para instruktur – Ed Carr, ICF International – Seth Hartley, ICF International – Rakhi Kasat, U.S. EPA • Aturan dasar • Sasaran pelatihan • Pembagian materi pelatihan • Pastikan untuk mendaftar • Perkenalan peserta 2
Hari Pertama • Sesi 1: Gambaran dan pengantar pemantauan pencemaran kualitas udara. • Sesi 2A: Peraturan dan Undang-undang yang mendorong pengembangan program pemantauan kualitas udara ambien. • Sesi 2B: Ulasan mengenai metode pengambilan sampel udara ambien. • Sesi 3A : Metode pengambilan sampel partikulat. • Sesi 3B: Metode pengambilan sampel gas. • Session 4: Analisa dan pengukuran meteorologi 3
Hari Kedua – Sesi 5: Quality Assurance and Quality Control dari operasi pemantauan dan pengambilan sampel melalui kalibrasi, verifikasi, dan pemeliharaan. – Sesi 6: Langkah untuk mendesain dan melaksanakan program pemantauan udara. – Sesi 7: Prosedur pemilihan lokasi pemantauan udara ambien. – Sesi 8: Studi kasus 1 – Desain untuk melaksanakan program pemantauan udara di kota-kota yang berbeda di Indonesia. – Sesi 9: Studi kasus 2 – Analisa Data
4
Hari Ketiga – Sesi P: Program perizinan udara di Amerika Serikat. – Sesi 10: Mengkomunikasikan hasil. – Sesi 11: Studi kasus 3 – Langkah-langkah untuk mengembangkan program indeks kualitas udara di Indonesia
5
Sesi 1: Gambaran dan Pengantar Pemantauan Pencemaran Kualitas Udara Sasaran: 1. Peran dari pemantauan kualitas udara di rencana pengelolaan kualitas udara. 2. Gambaran pemantauan pencemaran udara i. Peristiwa Sejarah. ii. Ulasan kriteria/prioritas pencemar udara. iii. Pencemar udara yang berbahaya (HAPs) di Amerika Serikat. iv. Klasifikasi dari sumber pencemar udara. v. Perpindahan dan transformasi pencemar udara. 6
Istilah Penting • Udara Ambien – udara luar ruangan yang berada di sekitar seseorang di atau dekat zona pernafasan • Pencemar Udara – gas dan partikel-partikel yang merugikan kesehatan atau dampak ekologis. • Pemantauan Pencemaran Udara – penentuan adanya pencemar udara dengan melakukan pengukuran. • Pemantauan Perseorangan – penentuan jumlah pencemar udara di dekat seseorang. 7
(1) Komponen Utama dari Program Pengelolaan Kualitas Udara Aturan dan Undang-undang (contoh: Program U.S. EPA). Mengidentifikasi sumber-sumber emisi.
Pengukuran emisi dan pengembangan inventarisas emisi. Pemantauan Kualitas Udara. Pemodelan Kualitas Udara.
Analisa data dan proses pengelolaan kualitas udara. Perencanaan strategi pengendalian.
Partisipasi Masyarakat. Risk assessment. 8
Peran Pemantauan dalam Program Pengelolaan Pengembangan Aturan dan UU Sumber-sumber pencemar udara Inventaris Emisi
Pemantauan Kualitas Udara
Pemodelan Pencemaran Udara Analisa dan Interpretasi Data
9
Perencanaan dan Pengembangan Strategi Pengendalian
(2) Gambaran Pemantauan Pencemaran Udara Peristiwa-peristiwa sejarah. Ulasan Kriteria/prioritas pencemar udara
Pencemar Udara Berbahaya (Hazardous Air Pollutants
(HAPs)) di Amerika Serikat. Klasifikasi sumber-sumber pencemar. Perpindahan dan transformasi polutan.
10
(i) Peristiwa-Peristiwa Sejarah Pencemaran Udara Muese River Valley, Belgia (1930)
Donora, Pennsylvania (1948) Poza Rica, Meksiko (1950) London Fog (1952)
New York City (1953) Bhopal, India (1984)
11
London Fog (1952)
12
Bhopal, India (1984)
13
Apakah Jakarta Mempunyai Contoh Peristiwa Pencemaran Udara?
14
Kualitas Udara Jakarta, 2005 - 2011 PM10 concentration (µg/m3) 160 140 120 100 80 60 40 20 0
70
60 50
68.5
74.07
58.34
53.92
68.88
52.01
48.88
36
37.08
32.58
30
24.35
23.92
22.2
20.22
2007
2008
2009
2010
10 0 2006
PM10
2007
2008
2009
PM10 Standard
2010
2011
Linear (PM10)
6
4 1.67
1.31
1.11
2006 CO
2007 2008 CO Standard
0.94
0.77
0.7
1.29
0 2005
2005
2006 NO2
NO2 Standard
2011
Linear (NO2)
• Pemantauan kualitas udara di Jakarta menunjukkan bahwa kualitas udara untuk parameter karbonmonoksida, debu (PM10) dan nitrogen dioksida membaik dari 2005 sampai 2010.
CO concentration (mg/m3)
8
2
40 20
2005
10
NO2 concentration (µg/m3)
2009 2010 Linear (CO)
2011
• Ditunjukkan juga bahwa Standar Kualitas Udara berdasarkan Keputusan Gubernur Nomor 551 tahun 2005.
Clean Air Scorecard di 7 kota, CAI-Asia, 2010
Berdasarkan studi CAI tahunan (2010), hasil penilaian kualitas udara (Clean Air Scorecard) dari 7 kota, dengan 3 indeks, yaitu indeks pencemaran udara dan indeks kesehatan, indeks kapasitas pengelolaan kualitas udara, serta kebijakan dan pelaksanaan indeks udara bersih (CAI). Jakarta memiliki kategori BAIK.
(ii) “Kriteria” Pencemar U.S. EPA Partikulat (TSP, PM10, and PM2.5) Ozon (O3)
Sulfur Dioksida (SO2) Nitrogen Dioksida (NO2) Carbon Monoksida (CO)
Timbal (Pb)
17
Partikulat (PM) Pengertian: Partikel padat dan cair yang dilepaskan ke atmosfer dari kegiatan manusia dan alam; juga terbentuk di atmosfer dari gas precursor. Total PartikelTersuspensi (TSP) –25 sampai 50 µm PM10 – ≤10 µm
PM2.5 – <2.5 µm
18
Diameter massa rata-rata
Sumber-Sumber Partikulat Emisi knalpot kendaraan berbahan bakar gas dan diesel. Pembakaran kayu dan arang kayu yang digunakan untuk memasak.
Pembakaran sampah. Debu tertiup angin di jalan dan sumber lainnya.
Reaksi kimia di atmosfer Setiap jenis bahan bakar (batu bara, minyak, dan gas bumi Pembakaran
19
Debu Jalan
Emisi Knalpot
Akibat dari Partikulat Meningkatkan tingkat kematian manusia di perkotaan
20
berhubungan dengan pencemaran partikulat diatas batas normal. Akibat pernafasan kronik mengacu pada penyumbatan partikulat di paru-paru. Mengganggu kemampuan tumbuhan untuk menyerap karbondioksida dan melepaskan uap air karena pengendapan debu. Debu berat dapat mengganggu pernafas hewan. Partikulat dari proyek konstruksi besar dapat membunuh organisme dan merusakkan banyak area, mengubah komposisi spesies, mengubah rantai makanan, dan secara umum berpengaruh bagi ekosistem. Partikulat menghalangi sinar matahari menyebabkan perubahan iklim, mengakibatkan perubahan di lingkungan Partikel yang lebih kecil (PM2.5) mengendap lebih dalam di paruparu dan terkait dengan akibat yang lebih besar bagi kesehatan.
Ozon (O3) Pengertian: Gas yang tidak berwarna dengan sedikit berbau wangi; oksidan fotokimia paling umum di udara. Atmosfer tinggi – lapisan alami dari ozon dan melindungi
kita dari radiasi berbahaya Ultraviolet matahari. Atmosfer lebih rendah – O3 dianggap pencemar ketika melebihi standar kualitas udara.
21
Sumber-sumber ozon Emisi dari semua kendaraan berbahan bakar bensin dan
diesel. Pembakaran bahan bakar fosil. Pelarut . Tumbuh-tumbuhan. Ozon merupakan bentuk pencemar sekunder dari precursor. NO2 + UV light NO + O O + O2 O3 NO2 + VOC + O2 + UV light O3
22
Akibat dari Ozon Iritasi mata dan sistem pernafasan. Akibatnya tergantung pada dosis atau konsentrasi dari
paparan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada tanaman dan hewan, serta bahan-bahan seperti karet, cat, dan tekstil.
23
Sulfur Dioksida (SO2) Pengertian: Gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang biasanya muncul di atmosfer bumi pada konsentrasi rendah; terkonversi menjadi partikulat sulfat melalui reaksi kompleks.
24
Sumber-sumber SO2 Pembuangan dari kendaraan berbahan bakar bensin dan diesel
tergantung pada kandungan sulfur di dalam bahan bakar. Kilang minyak Pabrik Semen, pabrik aluminium. Pembakaran batubara. US SO2 Emission Inventory (2008, NEI) Industrial Processes 8%
Mobile 7%
Fuel Combustion 85%
25
Akibat SO2 Akibat negatif tergantung pada dosis atau konsentrasi SO2. SO2 is dapat menyebabkan kerusakan pada paru-paru
manusia dan hewan, terutama dalam bentuk sulfat. Korosi metal dan cat. Luka atau kematian pada hewan dan tumbuhan. SO2 merupakan precursor hujan asam.
26
Nitrogen Dioksida (NO2) Pengertian: Gas berwarna kuning kecoklatan sampai merah kecoklatan yang dikonversi oleh reaksi kompleks di dalam atmosfer menjadi asam nitrat (HNO3) dan anion nitrat (NO3-).
27
Sumber-sumber NO2 Emisi knalpot kendaraan bermotor sebagai oksida nitrat, yang
teroksidasi menjadi NO2 di atmosfer Pembakaran bahan bakar fosil US NOx Emission Inventory (2008, NEI)
Fuel Combustion 30%
Mobile 62%
Industrial Processes 7% Miscellaneous 1%
28
Akibat NO2 Iritasi mata, hidung, tenggorokan, dan paru-paru. Terpapar NO2 dalam jangka waktu yang lama dapat
29
meningkatkan kerentanan terhadap infeksi virus, seperti influenza. NO2 menekan pertumbuhan tanaman dan merusak jaringan daun. Menurunkan sistem kekebalan tubuh hewan. NO2 memiliki peran dalam menghasilkan ozon yang mengandung kabut fotokimia. Berkontribusi atas terjadinya hujan asam sebagai asam nitrit, berakibat pada tanah dan tumbuhan.
Carbon Monoksida (CO) Pengertian: Gas yang tidak berwarna, tidak berbau yang beracun bagi manusia dan hewan pada konsentrasi rendah; banyak orang hidup dan beraktifitas di dekat koridor lalu lintas padat dan hal yang demikian sangat rentan terhadap polusi CO.
30
Sumber-sumber CO Emisi dari pembakaran bahan bakar yang sebagian besar dari
kendaraan berbahan bakar bensin; kendaraan yang tidak dipelihara dengan baik menghasilkan konsentrasi lebih besar. Pembakaran bahan bakar dari proses industri. Pembakaran arang untuk masak (pembakaran tidak sempurna). US CO Emission Inventory (2008, NEI) Fires 2%
Fuel Combustion Industrial Processes 6% 3% Miscellaneous 2%
Mobile 87%
31
Akibat CO CO berikatan dengan hemoglobin di dalam darah lebih cepat
dari oksigen (250 kali lebih cepat) dan tidak mudah dilepaskan. Akibat dari menghirup CO tergantung dari dosis atau konsentrasi paparan dan beragam dari pusing sampai sakit kepala yang menyebabkan kematian. Orang dengan penyakit jantung, anemia, atau penyakit pernafasan sangat rentan terhadap efek CO. Dapat menyebabkan cacat lahir, termasuk keterbelakangan mental dan gangguan pertumbuhan janin. 32
Timbal (Pb) Pengertian: Logam berat dan halus; konstituen utama dari aki mobil dan merupakan (sebelum tahun 2006 di Indonesia) zat aditif penting “anti knock” untuk bensin; sesekali digunakan di cat. Kilang timbal sekunder Daur ulang baterai/aki Armada penerbangan umum Amerika Serikat - Avgas
33
Sumber-sumber Timbal Peleburan timbal primer dan sekunder. Operasi pertambangan.
Daur ulang baterai/aki Pesawat penerbangan umum – masih menggunakan bensin
bertimbal.
34
Akibat Timbal Mengganggu perkembangan saraf yang normal. Dapat menyebabkan kesulitan belajar, mengurangi kepintaran
dan rentang perhatian, dan kerusakan permanen pada otak anak-anak dan sistem saraf. Menggantikan kalsium pada tulang yang dapat terjadi seumur hidup.
35
(iii) Pencemar Udara Berbahaya (HAPs) Ratusan spesies. Diketahui mengakibatkan atau dicurigai menyebabkan kanker atau
akibat serius terhadap kesehatan manusia atau kerusakan ekosistem. Di Amerika Serikat, HAPs tidak dianggap sebagai kriteria (tidak tersebar luas) pencemar. HAPs dikategorikan dibawah aturan lainnya: Standar Emisi Nasional untuk Pencemar Udara Berbahaya. Aturan-aturan Pencemar Udara Berbahaya.
Dipancarkan dari banyak jenis sumber yang berbeda dan industri Fasilitas industri besar yang tidak dapat bergerak atau titik sumber
utama (contoh: pabrik pembangkit listrik atau utilitas merkuri) Area sumber yang lebih kecil (contoh: dry cleaner - perchlorethylene). Sumber bergerak (contoh: mobil – bensin, diesel PM).
36
HAPs di Amerika Serikat. 37
Benzena Toluen Vinyl Klorida Naphthalen Timbal Partikulat diesel 1,3 butadiena Chromium VI Formaldehid Acrolein 179 HAPs lainnya.
(iv) Klasifikasi Sumber-Sumber Pencemar Udara Sumber biogenik Sumber Antropogenik
38
Sumber bergerak Sumber tidak bergerak Sumber yang lekas hilang Sumber area Sumber titik.
Review – Pencemar penting PM10 and PM2.5 PM mengandung timbal
Carbon monoksida (CO) Ozon (O3) and precusor VOC Oksida Nitrogen (NOx)
Oksida Sulfur (SOx) Lainnya Benzena Diesel PM 1,3 butadiene
39
Sumber-Sumber Biogenik
40
Sumber-Sumber Antropogenik, termasuk: sumber bergerak
41
Sumber Tidak Bergerak Pencemar udara dari sumber tidak bergerak dihasilkan dari
dua aktifitas utama:: Pembakaran bahan bakar seperti batubara dan minyak pada
fasilitas pembangkit listrik. Proses industri yang melepaskan pencemar ke udara.
42
Sumber-Sumber yang Lekas Hilang Pembakaran sampah di ruang terbuka.
Pembukaan lahan. Tumpukan penyimpan bahan kimia. Tangki terbuka dan wadah bahan kimia.
Debu di pinggir jalan. Agrikultur dan pertanian. Emisi Alam.
43
Sumber-Sumber Titik dan Area Sumber titik Sumber emisi tidak bergerak yang
melepas pencemar dengan jumlah diatas ambang batas emisi. Sumber Area Sejumlah fasilitas atau aktifitas yang
secara individu melepas sejumlah kecil pencemar, dan secara kolektif melepas pencemar dalam jumlah yang signifikan. 44
Sumber-Sumber Area Debu yang lekas hilang mengandung total partikulat
(TPM), partikel PM10 and partikel PM2.5 VOCs mengandung beberapa jenis bahan kimia termasuk hidrokarbon dan HAPs. Logam kerak bumi ditemukan didalam partikulat yang lekas hilang.
45
(v) Perpindahan dan Transformasi Pencemar Udara Faktor meteorologi
Faktor topografi Perubahan kimia dan fisika
46
Faktor-Faktor Meteorologi Kecepatan dan Arah Angin Stabilitas Atmosfer InversiTemperatur
Awan/Sinar Matahari
47
Kecepatan dan Arah Angin Panjang jari-jaring
mengindikasikan frekuensi arah Angin yang berlaku adalah
SSE Pusat dari diagram
mengindikasikan frekuensi tanpa angin Angin tidak
terdeteksi, kurang dari 1% periode pengukuran. 48
Wind Rose
Stabilitas Atmosfer
Pergerakan udara vertikal. Pemanasan berbeda-beda. Konduksi vs konveksi. Turbulensi Termal Mekanik
Laju perubahan lingkungan/adiabatik.
49
Diagram Tipe Cerobong
50
Plume Rise
Ts and Ta 51
Momentum and Buoyancy
Atmospheric Conditions
Inversi Temperatur Fenomena meteorologi dimana temperatur udara meningkat
dengan ketinggian. Dapat mengakibatkan beratnya permasalahan pencemar terkait cuaca Pencemar udara dapat terperangkap di bawah
inversi, memungkinkan untuk bertambah.
52
Faktor-faktor topografi Lautan, Sungai Lembah Pegunungan
53
Perubahan Kimia dan Fisika dari Pencemar Reaksi fotokimia dan oksidasi Pembentukan Ozon NO2 + hν → NO + O∙ | O2 + O∙ → O3 Oksidasi dari S menjadi SO2 menjadi SO3 | SO3 + H2O → H2SO4 Pembentukan Partikulat Uap amonium nitrat | NH3 + HNO3 → NH4NO3 (padat) Deposisi Asam dan Presipitasi Komponen dari “hujan asam” dari precursor NOx dan SOx
54
Review Pemantauan kualitas udara merupakan bagian penting
dari keseluruhan program pengelolaan kualitas udara. Stakeholder dan pimpinan masyarakat harus dilibatkan. Gambaran pencemaran udara dan pemantauan. Klasifikasi, perpindahan, dan transformasi dari pencemar udara.
55
