monoksida NO teroksidasi sangat cepat membentuk nitrogen dioksida NO
2
yang pada akhirnya nitrogen dioksida NO
2
teroksidasi secara fotokimia menjadi nitrat. Mekanisme reaksi pembentukannya di udara sebagai berikut :
N
2
+ O
2
↔ 2NO 2NO +
O
2
↔ 2NO
2
2NO
2
+
2 1
O
2
↔ H
2
O ↔ 2HNO
3
Udara yang tercemar oleh gas nitrogen dioksida tidak hanya berbahaya bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berbahaya bagi kehidupan tanaman.
Pengaruh gas NO
2
pada tanaman antara lain timbulnya bintik-bintik pada permukaan daun. Pada konsentrasi lebih tinggi, gas tersebut dapat menyebabkan nekrosis atau
kerusakan pada jaringan daun, dalam keadaan seperti ini daun tidak dapat berfungsi sempurna. Pencemaran udara oleh gas NO
2
juga dapat menyebabkan timbulnya Peroxy Acetil Nitrates yang disingkat dengan PAN. PAN ini menyebabkan iritasi pada
mata sehingga mata terasa pedih dan berair.
2.2.2. Sumber dan distribusi nitrogen dioksida NO
2
Dari seluruh nitrogen dioksida NO
x
yang dibebaskan ke udara, jumlah yang terbanyak adalah dalam bentuk NO yang diproduksi oleh aktifitas bakteri. Akan
tetapi pencemaran NO dari sumber alami ini tidak merupakan masalah karena tersebar secara merata sehingga jumlahnya menjadi kecil. Yang menjadi masalah adalah
pencemaran NO yang diproduksi oleh kegiatan manusia karena jumlahnya akan meningkat pada tempat-tempat tertentu. Kadar NO
x
di udara perkotaan biasanya 10 – 1000 kali lebih tinggi dari pada di udara pedesaan. Emisi NO
x
dipengaruhi kepadatan penduduk karena sumber utama NO
x
yang diproduksi manusia adalah dari pembakaran arang, bensin, minyak dan gas. Berbagai jenis NO
x
dapat dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar minyak BBM dan bahan bakar BB fosil lainnya
pada temperatur tinggi, baik sumber static maupun sumber bergerak seperti pembakaran pada kendaraan bermotor, peleburan besi, pembangkit tenaga listrik dan
proses industri yang dibuang kelingkungan melalui cerobong pabrik-pabrik di daerah kawasan industri.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Gas buang dari cerobong pabrik di kawasan industri Penyebaran dan konsentrasi Berbagai jenis gas NO
x
di lingkungan pada prinsipnya dipengaruhi oleh :
1. Topografi lokal
2. Keadaan meteorologi
Kecepatan Angin
Angin merupakan udara yang bergerak sebagai akaibat perbedaan tekanan udara antara daerah yang satu dengan lainnya. Perbedaan pemanasan udara
menyebabkan naiknya gradien tekanan horizontal, sehingga terjadi gerakan udara horizontal di atmosfer. Oleh karena itu perbedaan temperatur antara atmosfer di kutub
dan di equator khatulistiwa serta antara atmosfer di atas benua dengan di atas lautan menyebabkan gerakan udara dalam skala yang sangat besar. Angin lokal terjadi akibat
perbedaan temperatur setempat. Pada skala makro, Pergerakan angin sangat dipengaruhi oleh temperatur atmosfer, tekanan pada permukaan tanah dan gerakan
rotasi bumi. Angin bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, tetapi dengan adanya gaya Coriollis maka angin akan bergerak tidak sesuai dengan yang seharusnya.
Fenomena ini terjadi sampai jarak ribuan kilometer. Pada skala meso dan mikro keadaan topografi sangat berpengaruh pada pergerakan angin. Perbedaan ketinggian
permukaan tanah mempunyai efek pada kecepatan angin dan arah pergerakan angin. Fenomena skala meso akan terjadi sampai ratusan kilometer dan skala mikro
mencapai 10 kilometer.
Untuk sebuah daerah, efek sirkulasi angin terjadi tiap jam, tiap hari dan dengan arah dan kecepatan yang berbeda-beda. Distribusi frekuensi dari arah angin
Universitas Sumatera Utara
menunjukan daerah mana yang paling tercemar oleh polutan. Salah satu hal penting dalam meramalkan penyebaran zat pencemar adalah mengetahui arah dan penyebaran
zat pencemar. Nurmala, S.D, 2004.
Kecepatan angin dalam data klimatologi adalah kecepatan angin horizontal pada ketinggian 2 meter dari permukaan tanah yang ditanami dengan rumput, jadi
jelas merupakan angin permukaan yang kecepatannya dapat dipengaruhi oleh karateristik permukaan yang dilaluinya.
Kecepatan angin pada dasarnya ditentukan oleh perbedaan tekanan udara antara tempat asal dan tujuan angin sebagai faktor pendorong dan resistensi medan
yang dilaluinya. Hubungan antara kecepatan angin dan karateristik permukaan dapat dilihat pada rumus berikut :
[ ]
[ ]
.
M M
k
Z d
Z Z
Ln k
u u
− +
=
……………………………… 2.1 dengan :
u = kecepatan angin mdet u
= velositas friksi mdet k
k
= konstanta Von karman 0.4 Z = ketinggian dari permukaan tanah
Z
M
= parameter kekasaran momentum momentum rougbness parameter d = ketinggian alihan permukaan zero plane displacement
Lakitan, 1994.
Perubahan arah dan kecepatan angin menunjukan arah penyebaran dan fluktuasi konsentrasi zat pencemar di atmosfer. Perubahan angin juga dipakai untuk
menentukan kelas stabilitas atmosfer. Stabilitas atmosfer yang didefenisikan oleh ASME American society of mechanical engineer’s dibagi menjadi 4 kategori yang
dapat dikaitkan dengan kategori stabilitas PGT Pasquill, Giffort, dan Turner, sebagai berikut :
Sangat labil : kelas A dan B
Labil : kelas C
Netral : kelas D
Stabil : kelas E dan F
Universitas Sumatera Utara
Kelima kelas stabilitas berdasarkan pengamatan meteorologi permukaan dapat dilihat pada tabel
Tabel 2.3. Kategori stabilitas atmosfer Kecepatan
angin permukaan pada
10 m mdetik Siang
Malam Isolasi
Mendung tipis awan permukaan
lebih dari 48 Awan
kurang dari 38
Kuat Sedang
Lemah 2
A A – B
B B
- 2 – 3
A – B B
C D
E 3 – 5
B B – C
C D
E 5 – 6
B C – D
D D
D 6
C D
D D
D
Secara umum, polutan-polutan di atmosfer terdispersi dalam 2 cara yaitu melalui kecepatan angin dan turbulensi atmosfer. Turbulensi atmosfer tejadi akibat
dari gerakan angin yang berfluktuasi dan memiliki frekuensi lebih dari 2 cycleshr. Fluktuasi turbulensi terjadi pada arah vertikal dan horizontal, hal ini merupakan
mekanisme yang efektif untuk menghilangkan polutan di udara. Turbulensi menyebabkan terjadinya aliran udara melalui 2 cara yaitu pusaran termal dan pusaran
mekanis. Pergerakan eddies pergerakan pusaran mempunyai pengaruh yang sangat
besar dalam proses turbulensi. Akibat pergerakan eddies akan menimbulkan pencampuran dan pengenceran konsentrasi zat pencemar di udara, baik secara vertikal
maupun secara horizontal. Pergerakan eddies yang berbeda mengakibatkan perbedaan bentuk penyebaran plume yang diemisikan oleh sumber ke atmosfer. Macam bentuk
penyebaran plume adalah sebagai berikut : 1.
Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang kecil, plume bergerak dengan pusaran kecil dalam garis lurus dan pembesaran pada potongan melintang.
2. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang luas, akan menimbulkan bentuk
yang kecil tetapi mempunyai liuk yang lebar.
Universitas Sumatera Utara
3. Penyebaran plume pada pergerakan eddies yang bervariasi, akan membentuk
plume berukuran besar dan mempunyai liuk yang lebar. Plume ini akan bergerak pada angin permukaan down wind
Perubahan profil kecepatan angin selama siang dan malam hari karena kondisi atmosfer akan berbeda. Pada malam hari kondisi atmosfer lebih stabil
sehingga profil kecepatan angin lebih landai dibandingkan dengan profil pada siang hari.
Untuk mengkaji pencemaran udara, profil kecepatan angin digunakan persamaan profil angin hukum pangkat yaitu :
n z
Z V
V
=
10
10
………………………………………………… 2.2 dengan :
V
z
: kecepatan angin pada ketinggian z V
10
: kecepatan angin pada ketinggian referensi 10 m N
: parameter yang bergantung pada stabilitas atmosfer untuk tujuan praktis diambil 0.2
angin kencang bergejolak kuat sehingga konsentrasi pencemar menjadi encer sedangkan angin reda bergolaknya lemah sehingga konsentrasi pencemar menjadi
pekat Bayong. T, 2004.
2.4. Kelembaban Udara
