10 dengan penggunaan bahan bakar fosil yang umumnya digunakan pada aktivitas industri
serta transportasi.
2.2 Karakteristik Pencemar dan Dampaknya terhadap Kesehatan Masyarakat
Jenis pencemar udara yang dominan berasal dari emisi industri bergantung pada berbagai aktivitas yang terjadi dalam industri, baik aktivitas produksi maupun aktivitas
lain seperti penggunaan bahan bakar untuk pembangkit tenaga listrik. Pada umumnya pencemar yang dominan atau selalu terkandung dalam emisi industri adalah partikel PM
dan sulfurdioksida SO
2
. Partikel dan gas memiliki karakteristik berbeda, sehingga akan mempengaruhi pola penyebarannya. Hal tersebut melandasi dipilihnya PM
10
dan SO
2
dalam penelitian ini.
2.2.1 Partikulat Particulate Matter
Partikulat merupakan bahan padat atau cair dengan diameter bervariasi mulai ukuran 0.001µm fumes hingga lebih dari 100 µm debu kasar bercampur dengan gas
yang keluar dari sumber pencemar dan masuk ke atmosfer Wark Warner 1981, Cooper Alley 2011, Ostro 2004, WHO 2006. Sumber utama partikulat di lingkungan
perkotaan dapat berupa kendaraan bermotor maupun industri. Namun demikian partikulat juga dapat terbentuk secara sekunder di atmosfer, sebagai akibat teroksidasinya
SO
2
menjadi aerosol sulfat Wallace Hobbs 2006. Menurut Yerramilli et al 2011, di daerah urban, partikulat sekunder terdapat dalam bentuk sulfat dan nitrat dalam kisaran
konsentrasi 10 – 40 µg m
-3
bahkan dapat mencapai 100 µg m
-3
. Secara fisik untuk penentuan kualitas udara ambien, partikulat dikelompokkan
menjadi PM
10
yaitu partikulat dengan ukuran 10
m, PM
2,5
yaitu partikulat dengan ukuran 2,5
m, dan TSP Total Suspended Particulate yaitu seluruh partikel yang
tercampur di udara KLH 2002, WHO 2006. Secara kimia partikel dapat dikelompokkan menjadi partikel anorganik garam-garaman, berbagai oksida, senyawa nitrogen, senyawa
sulfur, berbagai logam, dan radionuklida dan fly ash sisa debu dari sistem cerobong industri yang menggunakan bahan bakar fossil; komposisi kimia dan ukurannya akan
bergantung pada sumber bahan bakar. Kandungan partikel seperti logam dan radionuklida dapat mengakibatkan timbulnya penyakit lain yang sama sekali tidak
berkaitan dengan penyakit pernafasan, tetapi terkait dengan penyakit kronis seperti kanker, akibat kandungan kimia di dalam partikulat yang terhisap dan masuk ke dalam
tubuh melalui peredaran darah, kemudian terakumulasi.
11 Dampak partikulat terhadap gangguan saluran pernafasan menjadi hal yang paling
umum muncul, seperti radang paru, penurunan fungsi pernafasan hingga pada kasus kronis timbul kanker paru WHO 2006. Partikulat yang terdapat di udara perkotaan dan
lingkungan industri merupakan faktor penting untuk pemicu penyakit jantung kronis dan kematian, dengan mekanisme berawal dari hypoxia, radang paru, penurunan fungsi paru,
viskositas plasma darah meningkat dan laju jantung meningkat Pope 2001. Menurut Bacarelli et al. 2011, partikulat berdampak pada peningkatan tekanan darah. PM
10
dapat meningkatkan produksi dahak kronis dan sesak napas pada orang dewasa non- perokok selain itu, dapat memicu asthma juga menimbulkan eczema dan alergi rhinitis
pada anak-anak di lingkungan perkotaan Zemp et al. 1999, Pénard-Morand et al. 2010. Dampak terhadap lingkungan, partikulat terutama yang berukuran kecil bersifat
mampu menyerap dan memencarkan cahaya sehingga dapat menurunkan jarak pandang visibility, mudah masuk ke pernafasan serta mampu menyerap substansi lain di atmosfer
yang menyebabkan kerusakan bahan bangunan, tekstil, tanaman dan kesehatan manusia dan hewan. Partikel dengan ukuran yang lebih besar cenderung tersaring oleh rambut-
rambut di saluran pernapasan dan dapat keluar melalui dahak atau tertelan Manahan 1992. Selain itu pada skala global, jika jumlah partikulat di atmosfer terus meningkat,
dapat menghalangi masuknya radiasi matahari, sehingga efeknya adalah penurunan suhu udara permukaan.
2.2.2 Sulfurdioksida SO
2
Sulfurdioksida SO
2
merupakan gas yang tidak berwarna dengan bau menyengat, dapat mencair ketika diberi tekanan, mudah larut dalam air dan tidak mudah terbakar US
Departement of Health and Human Services 1998.
Sumber senyawa sulfur di atmosfer adalah penghancuran secara biologi biology decay, pembakaran bahan bakar fossil dan
bahan organik, dan percikan air laut serta industri peleburan logam. Aktivitas antropogenik melepaskan sulfur terutama dalam bentuk SO
2
, yang selanjutnya teroksidasi menjadi SO
3
, kedua senyawa tersebut dikenal sebagai oksida sulfur SOx. SO
2
bersifat larut dalam air dan dapat mengiritasi mata, kulit, selaput lendir dan sistem pernafasan
serta pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kanker paru hingga kematian Seinfeld 1986, Abbey et al. 1999. Jika membentuk kabut haze dari reaksi fotokimia aerosol,
SO
2,
oksida nitrogen dan hidrokarbon di atmosfer, senyawa sulfur dapat menurunkan jarak pandang
;
jika bereaksi dengan air hujan akan meningkatkan keasaman air hujan yang dapat menyebabkan asidifikasi sumber air serta penurunan unsur hara tanah; juga
12 menyebabkan korosi logam dan bahan bangunan lain.
Waktu tinggal SO
2
dapat mencapai 6 hari, sehingga memungkinkan adanya akumulasi sebelum bereaksi dengan zat lain.
Sifat SO
2
yang mudah larut menyebabkan SO
2
mudah diserap oleh bagian yang lembab pada sistem pernafasan bagian atas. Pada konsentrasi di atas 1 ppm dengan
periode pemaparan 5 menit saja sudah dapat mengakibatkan gangguan kesehatan terutama pada saluran pernafasan. Periode pajanan
1 hari dapat menyebabkan penurunan kesehatan pada pasien dengan gejala penyakit bronchitis, bahkan dapat
meningkatkan kematian, pajanan singkat tetapi mencapai 40 ppm juga dapat berakibat kematian Seinfeld 1986, US Departement of Health and Human Services 1998. Pajanan
dengan konsentrasi kecil tetapi lama sebagai contoh terpapar 0.4 – 3.0 ppm selama 20
tahun, dapat menyebabkan perubahan fungsi paru.
2.3 Pengaruh Faktor Meteorologi terhadap Dispersi Pencemar Udara
Pencemaran udara terjadi pada lapisan terendah atmosfer yang disebut lapisan perbatas atmospheric boundary layer
– ABL. Lapisan perbatas adalah lapisan atmosfer yang sifat-sifat dan karakteristiknya sangat ditentukan oleh kondisi permukaan di
bawahnya, tempat terjadinya pertukaran momentum, panas ataupun massa, yang diakibatkan oleh interaksi antara permukaan dengan lapisan udara di atasnya Arya 2001.
Ketebalan lapisan ini sangat dipengaruhi oleh laju pemanasan ataupun pendinginan permukaan, kekuatan angin, kekasapan permukaan, serta karakteristik topografi. Lapisan
ini juga dikenal sebagai lapisan pencampuran mixing layer. Secara spasial ketebalan lapisan pencampuran rata-rata 1 km dengan kisaran 0.2
– 5 km, bergantung pada lokasi geografisnya di permukaan bumi. Secara temporal,
ketebalan lapisan pencampuran berfluktuasi sesuai dengan besaran radiasi yang diterima permukaan Gambar 2. Pada pagi hari intensitas radiasi matahari masih rendah,
pemanasan belum intensif. Semakin siang pemanasan makin intensif dan lapisan udara semakin mengembang sehingga ketebalan lapisan pencampuran pun meningkat hingga
mencapai maksimum beberapa saat setelah tengah hari, sesuai dengan fluktuasi suhu udara permukaan. Menjelang sore radiasi matahari menurun maka suhu udara juga
menurun, dan lapisan pencampuran menipis hingga mencapai ketebalan terendah pada malam hingga pagi hari. Fluktuasi ketebalan lapisan ini berimplikasi terhadap proses
pencampuran pencemar udara, sehingga pada siang hari proses pencampuran intensif dan berpotensi menurunkan konsentrasi pencemar. Sebaliknya pada malam hari volume
pencampuran berkurang dan konsentrasi pencemar berrpotensi meningkat.
13
Gambar 2 Fluktuasi ketebalan lapisan pencampuran berdasar waktu Sheng 2004 Konsentrasi pencemar di udara selain dipengaruhi oleh ketebalan lapisan
pencampuran juga dipengaruhi laju emisi dari sumber, laju perubahan baik fisik maupun kimia dari pencemar, serta dispersi dan transportasi pencemar dari dan ke suatu wilayah
lainnya Yerramilli et al. 2011. Menurut Arya 1999, mekanisme dispersi pencemar dari suatu sumber emisi dipengaruhi oleh karakteristik sumber emisi dan karakteristik
meteorologi dan topografi setempat. Faktor meteorologi terdiri dari unsur-unsur radiasi matahari, suhu dan tekanan
udara, angin, curah hujan, kelembaban, serta evaporasi. Faktor meteorologi yang berpengaruh langsung terhadap dispersi pencemar adalah angin arah dan kecepatan
serta stabilitas atmosfer. Kelembaban dan curah hujan lebih berpengaruh pada proses removal
atau penghilangan pencemar. Sementara itu bentuk topografi akan turut mempengaruhi karakteristik meteorologi setempat, terutama pola angin Turyanti 2005.
Radiasi tidak secara langsung mempengaruhi dispersi, tetapi mempengaruhi fluktuasi
suhu dan tekanan yang akan mempengaruhi angin dan stabilitas atmosfer.
Stabilitas atmosfer adalah kecenderungan udara untuk bergerak secara vertikal. Stabilitas atmosfer dibagi 3 kelompok utama yaitu: stabil, netral dan tidak stabil. Pada
saat atmosfer tidak stabil, suhu menurun terhadap ketinggian ditandai dengan laju penurunan suhu udara lebih tajam, terutama jika dibandingkan dengan laju penurunan
suhu udara kering atau dikenal sebagai Dry Adiabatic Lapse Rate DALR yang diasumsikan sebesar 6-7 ºCkm Wallace Hobbs 2006. Kondisi atmosfer netral
ditunjukkan oleh laju penurunan suhu udara sama dengan DALR. Kondisi stabil terjadi ketika suhu udara meningkat terhadap ketinggian, atau dikenal pula dengan istilah inversi.
Contoh paling mudah untuk melihat gambaran stabilitas atmosfer dan hubungannya dengan dispersi pencemar adalah pergerakan kepulan asap plume industri pada berbagai
