Analisis Konsentrasi Karbon Monoksida (CO) dan Sulfur Dioksida (SO2) dari Sumber Transportasi di Jalan S.Parman Medan Menggunakan Box Model “Street Canyon
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara merupakan fakor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya
pembangunan kota dan industri serta bertambahnya jumlah kendaraan bermotor
menyebabkan kualitas udara berubah. Keadaan ini apabila tidak ditanggulangi akan
membahayakan
kesehatan
manusia,
hewan
dan
tumbuhan
serta
mengubah
keseimbangan lingkungan.
Kualitas udara akan mempengaruhi tingkat kesehatan, sehingga efektivitas setiap
kegiatan juga akan dipengaruhi oleh kondisi udara setempat. Pencemaran udara
merupakan kerusakan pada komponen udara kerana adanya kepadatan dan emisi udara
yang tinggi oleh kegiatan industri atau kegiatan transportasi yang mengganggu
keseimbangan ekologi dan berpengaruh negatif dalam kehidupan manusia (Demir,
2015).
Menurut Chandra (2006), udara merupakan zat yang paling penting setelah air dalam
memberikan kehidupan di permukaan bumi ini. Selain memberikan oksigen, udara juga
berfungsi sebagai alat penghantar suara dan bunyi-bunyian, pendingin benda-benda
panas dan dapat menjadi media penyebaran penyakit pada manusia
Di dalam udara terdiri dari beberapa macam campuran gas yang komposisinya tidak
tetap tergantung pada keadaan suhu udara, tekanan udara, dan keadaan lingkungan
sekitarnya. Dalam udara normal terdapat berbagai campuran gas diantaranya nitrogen
(N2) : 78%, oksigen (O2) : 20%, argon (Ar) : 0,93%, karbon dioksida (CO2) : 0,03%
dan sisanya terdiri dari Neon (Ne), helium (He), metan (CH4) dan hidrogen (H2). Gasgas tersebut dapat berubah komposisi apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang
dapat melewati batas nilai yang sudah ditetapkan, maka dapat dikatakan udara tersebut
sudah tercemar ( Sitti, 2011 dalam Mutmainna, 2014 ).
1
Universitas Sumatera Utara
Jenis parameter pencemar udara menurut Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 41 tahun
1999, meliputi sulfur dioksida (SO2), karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2),
oksidan (O3), hidro karbon (HC), PM10, PM2,5, TSP (debu), Pb (Timah Hitam), Dustfall
(debu jatuh).
Pertumbuhan jumlah kendaraan di kota besar hampir mencapai 15% pertahun . Dengan
proyeksi 6-8%, maka penggunaan bahan bakar di Indonesia diperkirakan meningkat
sebesar 2,1 kali dari konsumsi tahun 1990 pada tahun 1998, dan sebesar 4,6 kali pada
tahun 2008 dan 9,0 kali pada tahun 2018 (Sengkey, 2011).
Berdasarkan data DNPI (2010), emisi dari sektor transportasi di Indonesia diperkirakan
meningkat dua kali lipat dalam waktu 10 tahun kedepan, karena permintaan transportasi
global meningkat 2% per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa sektor transportasi
merupakan sumber pencemar utama yang sangat berpengaruh terhadap kualitas udara.
Menurut Yazdi, et al. (2015), penyumbang pencemaran udara terbesar pada daerah
perkotaan terletak pada sektor transportasi. Menurut Zhang et al. (2013), transportasi
darat merupakan sumber terbesar gas rumah kaca yang menyumbang 77% dari total
emisi transportasi yang sebagian besar berasal dari kendaraan mobil pribadi. Mobil
pribadi menghasilkan emisi sebesar 80% dari total kendaraan lalu lintas (Ferreira et al.,
2015).
Dalam penelitian Satria (2006), menyebutkan bahwa kendaraan bermotor berbahan
bakar bensin akan mengemisikan CO dan NOx yang lebih besar dibandingkan
kendaraan dengan bahan bakar solar, tetapi kendaraan yang berbahan bakar solar akan
mengemisikan SO2 dan partikulat yang lebih besar.
Karbon monoksida (CO) adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan juga
tidak berasa ( Fardiaz, 1992). Gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan
bakar fosil dengan udara, berupa gas buangan yang sangat beracun (Mobbs, 1995). Kota
besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO
dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan.
Kendaraan bermotor merupakan sumber polutan CO yang utama yakni sekitar 59,2% .
Kendaraan berbahan bakar bensin menghasilkan gas CO yang lebih banyak daripada
2
Universitas Sumatera Utara
kendaraan berbahan bakar solar (Bardeschi dkk,1991). Konsentrasi CO di udara pada
tempat tertentu dipengaruhi oleh kecepatan emisi (pelepasan) CO di udara dan
kecepatan dispersi dan pembersihan CO di udara.
Menurut Soemarwoto (1992) sekitar 50% SO2 yang ada dalam atmosfer di seluruh
dunia adalah alamiah, dan 50% lainnya adalah antropogenik, yaitu berasal dari kegiatan
manusia, terutama dari pembakaran bahan bakar fosil (BBF).
Sebagai salah satu kota terbesar di Indonesia, Medan memiliki jumlah penduduk
mencapai 2,2 juta jiwa pada tahun 2015 (BPS, 2017), dan mengalami kenaikan sekitar
0,88% dari tahun sebelumnya. Berbanding lurus dengan peningkatan jumlah penduduk
tersebut menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah kendaraan. Berdasarkan Dirlantas
Polda Sumut (2014), jumlah kendaraan yang ada di Kota Medan mencapai 5.531.777,
dari jumlah itu, kendaraan yang tertinggi yakni sepeda motor yang mencapai 86,29%,
mobil penumpang 7,91%, mobil barang 4,50% dan bus mencapai 1,3%.
Tidak seimbangnya pertambahan jumlah kendaraan dengan sarana jalan yang tersedia
mengakibatkan pada beberapa ruas jalan di Kota Medan mengalami kemacetan. Salah
satu jalan utama Kota Medan yang sering terjadi kemacetan yaitu Jalan S.Parman. Jalan
ini merupakan area yang terdapat banyak institusi maupun kegiatan komersil, sehingga
terjadi arus lalu lintas yang tinggi dan menyebabkan kemacetan terutama pada jam
sibuk.
Jalan S.Parman memiliki rasio V/C sebesar 1,5 (Dishub Kota Medan, 2017). Menurut
Yanti (2014) jika rasio V/C lebih besar dari 1, berarti keadaan ruas jalan yang macet,
kecepatan rendah, volume kendaraan lebih besar dari kapasitas jalan yang ada,
kendaraan banyak yang mengambil bahu jalan, antrian panjang dan terjadi hambatan
yang besar, karena volume per kapasitas atau V/C ratio di Jalan S.Parman sebesar 1,5
sehingga terjadi kemacetan dan arus lalu lintas menjadi terhambat.
Dalam penelitian Boediningsih (2011), menyebutkan bahwa kemacetan lalu lintas
terjadi pada jam-jam sibuk, yaitu 07.00 WIB dan 16.00 WIB. Menurutnya kemacetan
lalu lintas tidak dapat dihindari karena para warga melakukan berbagai aktivitas di
antaranya berangkat kerja, berangkat sekolah, dan keperluan lainnya pada pukul 07.00
WIB. Sebaliknya pada pukul 16.00 WIB, saat para warga pulang dari kerja dan berbagai
3
Universitas Sumatera Utara
aktivitas akan kembali memadati arus lalu lintas. Rutinitas ini menimbulkan kemacetan
lalu lintas dan pencemaran udara akibat pembuangan asap melalui knalpot kendaraan
bermotor.
Ada beberapa model atau metode yang dapat digunakan untuk memprediksi kualitas
udara ambien roadside. Beberapa model tersebut seperti gaussian model, sumber garis
tidak terbatas (infinite line source), sumber garis terhingga (finite line source) dan box
model.
Box-model untuk street canyon merupakan model paling sederhana namun telah banyak
digunakan untuk memprediksi konsentrasi polutan inert di jalan yang pada kedua
sisinya berdiri gedung-gedung tinggi dan memiliki hasil yang baik. Seperti prediksi
yang dilakukan oleh Hasan dan Crowther tahun 1979 hasil perhitungannya dibuat grafik
perbandingan dengan hasil observasi dan memiliki hasil yang baik (Hassan dan
Crowther, 1998).
Dalam penelitian Rigby (2012) menggunakan dua model sederhana untuk memprediksi
konsentrasi polutan di kota London menunjukkan bahwa box model memiliki hasil yang
lebih baik daripada model dispersi Gaussian.
Kondisi-kondisi tersebut diatas, melatar belakangi penulis untuk melakukan penelitian
tentang Analisa Konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) dari
Sumber Transportasi di Jalan S.Parman Medan menggunakan Box-Model “Street
Canyon”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah :
1.
Berapa konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) yang
dihasilkan dari sumber transportasi pada Jalan S.Parman Medan ?
2.
Bagaimana perbandingan hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO)
dan sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan?
4
Universitas Sumatera Utara
3.
Bagaimana validasi dari hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO) dan
sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1.
Mengukur konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) yang
dihasilkan dari sumber transportasi di Jalan S.Parman Medan.
2.
Menganalisis perbandingan hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO)
dan sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan.
3.
Menguji validasi dari hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO) dan
sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
Adapun batasan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Metode yang digunakan adalah Box-Model “Street Canyon”.
2.
Sumber polutan berasal dari kegiatan transportasi di Jalan S.Parman Medan.
3.
Pengambilan sampel kualitas udara roadside dilakukan di Jalan S.Parman Medan.
4.
Data meteorologi (kecepatan angin, arah angin dan intensitas matahari) yang
digunakan di dalam penelitian ini adalah data 5 tahun terakhir yang diperoleh dari
Balai Besar Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) stasiun terdekat.
5.
Data rasio V/C jalan di Kota Medan diperoleh dari Dinas Perhubungan Kota
Medan.
6.
Data lebar jalan dan panjang jalan di Jalan S.Parman yang di peroleh dari Dinas
Tata Ruang dan Tata Bangunan Kota Medan
5
Universitas Sumatera Utara
7.
Data volume kendaraan di Jalan S.Parman Medan diperoleh dari pengamatan
langsung.
8.
Titik sampling kualitas udara ambien di Jalan S.Parman berjumlah 3 titik.
9.
Parameter yang diuji adalah karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2).
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini diharapkan dapat:
1.
Memberikan hasil penelitian kepada pihak pemerintah tentang konsentrasi karbon
monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) dari sumber transportasi di jalan
S.Parman Medan sehingga dapat digunakan sebagai evaluasi dan diterapkan dalam
rangka upaya penyempurnaan pengelolaan kualitas udara pada pihak pemerintah.
2.
Menjadi acuan pada penelitian selanjutnya tentang memprediksi kualitas udara dari
sumber transportasi dengan metode Box-Model “Street Canyon”.
Adapun beberapa penelitian terdahulu yang berkaitan dengan penelitian yang akan
dilaksanakan dapat dilihat pada Tabel 1.1
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Studi Penelitian Terdahulu
No
Penulis
Judul
Metode
Hasil
1.
Fabio Murena,2012
Monitoring and Modelling
carbon
monoxide
(CO)
concentrations
in a deep
street canyon: application of a
two-box model
Menggunakan twobox-model. Pemantuan
berlangsung 5 hari pada 11-15 Juli 2011.
Energi kinetik turbulen di rooftop dan arus
lalu lintas juga diukur pada periode yang
sama
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi
karbon monoksida (CO) di deep street canyon dapat
secara efektif dimodelkan dengan asumsi two boxmodel. Diperoleh korelasi yang baik dari data real dan
data hasil pemodelan.
2.
Matthew Rigby,2012
London
Air
Pollution
Climatology
:
Indirect
Evidence for Urban Boundary
Layer Beight and Wind Speed
Enhancement
3.
Sathe Yogesh V.,2012
Air Quality Modeling in Street
Canyons of Kolhapur City,
Maharashtra, India
Menggunakan dua model sederhana : box
model dan model dispersi Gaussian untuk
menggambarkan dampak dari polutan di
daerah perkotaan. Model menggunakan
data batas tinggi lapisan dan kecepatan
angin yang diambil langsung dari analisis
ECMWF. Konsentrasi yang dimodelkan
dibandingkan dengan pengukuran kualitas
udara di London yang memiliki jaringan
pemantau polusi yang baik.
Menggunakan dua model street canyon
yaitu STREET dan STREET box. Hasil
pemodelan didasarkan pada volume lalu
lintas,geometri daerah penelitian dan
kondisi meteorologi daerah penelitian.
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa box model
memiliki hasil yang lebih baik daripada model dispersi
Gaussian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa polusi
klimatologi dapat digunakan untuk menyimpulkan
efek perkotaan pada mixing height dan kecepatan
angin
Diperoleh bahwa konsentrasi polutan tergantung pada
volume lalu lintas, arah angin dan kecepatan angin.
STREET Box Model menunjukkan hasil yang baik dari
konsentrasi polutan sedangkan model STREET kurang
baik. Hal ini mungkin karena akurasi konsentrasi
I-7
Universitas Sumatera Utara
Konsentrasi background didapat dari background yang kurang.
Stasiun Pemantauan Ambient Kualitas
Udara Nasional di Kolhapur.
Lanjutan Tabel 1.1
No
Penulis
Judul
Metode
Hasil
Ahmad Fadzil Ahmad
Shuhaili, 2013
Air Pollution Study of Vehicles
Emission In High Volume
Traffic: Selangor, Malaysia As
A Case Study
Menggunakan metode Operational Street
Pollution Model (OSPM). Lokasi penelitian
dilakukan di beberapa jalan dengan tingkat
lalu lintas yang tinggi di Selangor Malaysia
Analisa yang dihasilkan mengungkapkan bahwa
kendaraan yang bergerak berpengaruh signifikan
terhadap kualitas udara dilokasi tertentu. Didapat
korelasi yang baik antara data yang diukur dengan data
yang dimodelkan. Dampak dari angin,sinar matahari
dan suhu harus dieksplorasi lebih lanjut
Pham Ngoc Ho,2013
Applying Fixed Box Model to
Calculate
the
Temporal
Variance of the Concentration
of PM10 in Thanh Xuan
District, Hanoi (Vietnam)
Menggunakan metode fixed box model 1.Konsentrasi PM10 C(t) adalah berbanding terbalik
untuk menghitung variasi temporal pada
dengan kecepatan angin (U) dan pencampuran tinggi
PM10 di Thanh Xuan District, Hanoi
(H) pada panjang fixed box (L) dan kapasitas sumber
(Vietnam). Parameter input (area kapasitas
daerah (Ms)
sumber PM10, kecepatan angin, tinggi
pencampuran, ukuran sumber area). 2.Grafik menggambarkan variasi temporal terhadap
konsentrasi PM10 memiliki fungsi eksponensial,
Sumber termasuk: sumber jalan, sumber
meningkat bertahap sampai keadaan jenuh
kendaraan, sumber pembangunan, sumber
industri dan sumber domestik rumah tangga
3.Hasil verifikasi data fixed box model dengan data asli
di Thanh District Xuan, Hanoi, Vietnam
memiliki akurasi yang tinggi .
4.
5.
4.Ada waktu konstan tertentu τ untuk polutan dalam
I-8
Universitas Sumatera Utara
setiap kasus
6.
Shilpa B. S.,2013
Pemodelan kualitas udara pada Street
Air Quality Modeling of Canyon
di
Mysore
City
India
Santhepet Street Canyon of menggunakan
Computational
Fluid
Mysore City Using FLUENT
Dynamics (CFD) dengan metode FLUENT.
Polutan Suspended Particulate Matter (SPM), SO2
dan konsentrasi NO2 di stasiun pengambilan sampel 1
adalah 943,89, 15,73 dan 1319,57 mg / m 3.
Konsentrasi polutan di stasiun pengambilan sampel 2
adalah 520,69, 13,93 dan 350.87μg / m3.
I-9
Universitas Sumatera Utara
Lanjutan Tabel 1.1
No
Penulis
Judul
Metode
7.
Yannawar
Vyankatesh B,2014
Prediction of Air Pollution
Concentration Using a Fixed
Box Model
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi
Menggunakan metode fixed box model untuk polutan udara secara signifikan dapat menyimpang,
menghitung konsentrasi PM2,5 di Nanded City hasil verifikasi dari fixed box model dengan data asli
mendapatkan akurasi yang tinggi
8.
Reza
Darma
Fariz, 2017
Al Analisis Konsentrasi Karbon
Monksida (CO) dan Sulfur
Dioksida (SO2) daari Sumber
Transportasi di Jalan S.Parman
Medan menggunakan BoxModel “Street Canyon”
Hasil
Menggunakan box model “street canyon”
untuk menganalisis tingkat konsentrasi CO
dan SO2 di Jalan S.Parman Medan
Membandingkan hasil konsentrasi CO dan
SO2 yang diukur dilapangan dengan hasil
perhitungan menggunakan model box-model
“street canyon”
Mengetahui validasi hasil perhitungan
menggunakan model box-model “street
canyon”dengan Membandingkan
hasil
konsentrasi CO dan SO2 yang diukur
dilapangan
I-10
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara merupakan fakor yang penting dalam kehidupan, namun dengan meningkatnya
pembangunan kota dan industri serta bertambahnya jumlah kendaraan bermotor
menyebabkan kualitas udara berubah. Keadaan ini apabila tidak ditanggulangi akan
membahayakan
kesehatan
manusia,
hewan
dan
tumbuhan
serta
mengubah
keseimbangan lingkungan.
Kualitas udara akan mempengaruhi tingkat kesehatan, sehingga efektivitas setiap
kegiatan juga akan dipengaruhi oleh kondisi udara setempat. Pencemaran udara
merupakan kerusakan pada komponen udara kerana adanya kepadatan dan emisi udara
yang tinggi oleh kegiatan industri atau kegiatan transportasi yang mengganggu
keseimbangan ekologi dan berpengaruh negatif dalam kehidupan manusia (Demir,
2015).
Menurut Chandra (2006), udara merupakan zat yang paling penting setelah air dalam
memberikan kehidupan di permukaan bumi ini. Selain memberikan oksigen, udara juga
berfungsi sebagai alat penghantar suara dan bunyi-bunyian, pendingin benda-benda
panas dan dapat menjadi media penyebaran penyakit pada manusia
Di dalam udara terdiri dari beberapa macam campuran gas yang komposisinya tidak
tetap tergantung pada keadaan suhu udara, tekanan udara, dan keadaan lingkungan
sekitarnya. Dalam udara normal terdapat berbagai campuran gas diantaranya nitrogen
(N2) : 78%, oksigen (O2) : 20%, argon (Ar) : 0,93%, karbon dioksida (CO2) : 0,03%
dan sisanya terdiri dari Neon (Ne), helium (He), metan (CH4) dan hidrogen (H2). Gasgas tersebut dapat berubah komposisi apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang
dapat melewati batas nilai yang sudah ditetapkan, maka dapat dikatakan udara tersebut
sudah tercemar ( Sitti, 2011 dalam Mutmainna, 2014 ).
1
Universitas Sumatera Utara
Jenis parameter pencemar udara menurut Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 41 tahun
1999, meliputi sulfur dioksida (SO2), karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2),
oksidan (O3), hidro karbon (HC), PM10, PM2,5, TSP (debu), Pb (Timah Hitam), Dustfall
(debu jatuh).
Pertumbuhan jumlah kendaraan di kota besar hampir mencapai 15% pertahun . Dengan
proyeksi 6-8%, maka penggunaan bahan bakar di Indonesia diperkirakan meningkat
sebesar 2,1 kali dari konsumsi tahun 1990 pada tahun 1998, dan sebesar 4,6 kali pada
tahun 2008 dan 9,0 kali pada tahun 2018 (Sengkey, 2011).
Berdasarkan data DNPI (2010), emisi dari sektor transportasi di Indonesia diperkirakan
meningkat dua kali lipat dalam waktu 10 tahun kedepan, karena permintaan transportasi
global meningkat 2% per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa sektor transportasi
merupakan sumber pencemar utama yang sangat berpengaruh terhadap kualitas udara.
Menurut Yazdi, et al. (2015), penyumbang pencemaran udara terbesar pada daerah
perkotaan terletak pada sektor transportasi. Menurut Zhang et al. (2013), transportasi
darat merupakan sumber terbesar gas rumah kaca yang menyumbang 77% dari total
emisi transportasi yang sebagian besar berasal dari kendaraan mobil pribadi. Mobil
pribadi menghasilkan emisi sebesar 80% dari total kendaraan lalu lintas (Ferreira et al.,
2015).
Dalam penelitian Satria (2006), menyebutkan bahwa kendaraan bermotor berbahan
bakar bensin akan mengemisikan CO dan NOx yang lebih besar dibandingkan
kendaraan dengan bahan bakar solar, tetapi kendaraan yang berbahan bakar solar akan
mengemisikan SO2 dan partikulat yang lebih besar.
Karbon monoksida (CO) adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan juga
tidak berasa ( Fardiaz, 1992). Gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan
bakar fosil dengan udara, berupa gas buangan yang sangat beracun (Mobbs, 1995). Kota
besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO
dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan.
Kendaraan bermotor merupakan sumber polutan CO yang utama yakni sekitar 59,2% .
Kendaraan berbahan bakar bensin menghasilkan gas CO yang lebih banyak daripada
2
Universitas Sumatera Utara
kendaraan berbahan bakar solar (Bardeschi dkk,1991). Konsentrasi CO di udara pada
tempat tertentu dipengaruhi oleh kecepatan emisi (pelepasan) CO di udara dan
kecepatan dispersi dan pembersihan CO di udara.
Menurut Soemarwoto (1992) sekitar 50% SO2 yang ada dalam atmosfer di seluruh
dunia adalah alamiah, dan 50% lainnya adalah antropogenik, yaitu berasal dari kegiatan
manusia, terutama dari pembakaran bahan bakar fosil (BBF).
Sebagai salah satu kota terbesar di Indonesia, Medan memiliki jumlah penduduk
mencapai 2,2 juta jiwa pada tahun 2015 (BPS, 2017), dan mengalami kenaikan sekitar
0,88% dari tahun sebelumnya. Berbanding lurus dengan peningkatan jumlah penduduk
tersebut menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah kendaraan. Berdasarkan Dirlantas
Polda Sumut (2014), jumlah kendaraan yang ada di Kota Medan mencapai 5.531.777,
dari jumlah itu, kendaraan yang tertinggi yakni sepeda motor yang mencapai 86,29%,
mobil penumpang 7,91%, mobil barang 4,50% dan bus mencapai 1,3%.
Tidak seimbangnya pertambahan jumlah kendaraan dengan sarana jalan yang tersedia
mengakibatkan pada beberapa ruas jalan di Kota Medan mengalami kemacetan. Salah
satu jalan utama Kota Medan yang sering terjadi kemacetan yaitu Jalan S.Parman. Jalan
ini merupakan area yang terdapat banyak institusi maupun kegiatan komersil, sehingga
terjadi arus lalu lintas yang tinggi dan menyebabkan kemacetan terutama pada jam
sibuk.
Jalan S.Parman memiliki rasio V/C sebesar 1,5 (Dishub Kota Medan, 2017). Menurut
Yanti (2014) jika rasio V/C lebih besar dari 1, berarti keadaan ruas jalan yang macet,
kecepatan rendah, volume kendaraan lebih besar dari kapasitas jalan yang ada,
kendaraan banyak yang mengambil bahu jalan, antrian panjang dan terjadi hambatan
yang besar, karena volume per kapasitas atau V/C ratio di Jalan S.Parman sebesar 1,5
sehingga terjadi kemacetan dan arus lalu lintas menjadi terhambat.
Dalam penelitian Boediningsih (2011), menyebutkan bahwa kemacetan lalu lintas
terjadi pada jam-jam sibuk, yaitu 07.00 WIB dan 16.00 WIB. Menurutnya kemacetan
lalu lintas tidak dapat dihindari karena para warga melakukan berbagai aktivitas di
antaranya berangkat kerja, berangkat sekolah, dan keperluan lainnya pada pukul 07.00
WIB. Sebaliknya pada pukul 16.00 WIB, saat para warga pulang dari kerja dan berbagai
3
Universitas Sumatera Utara
aktivitas akan kembali memadati arus lalu lintas. Rutinitas ini menimbulkan kemacetan
lalu lintas dan pencemaran udara akibat pembuangan asap melalui knalpot kendaraan
bermotor.
Ada beberapa model atau metode yang dapat digunakan untuk memprediksi kualitas
udara ambien roadside. Beberapa model tersebut seperti gaussian model, sumber garis
tidak terbatas (infinite line source), sumber garis terhingga (finite line source) dan box
model.
Box-model untuk street canyon merupakan model paling sederhana namun telah banyak
digunakan untuk memprediksi konsentrasi polutan inert di jalan yang pada kedua
sisinya berdiri gedung-gedung tinggi dan memiliki hasil yang baik. Seperti prediksi
yang dilakukan oleh Hasan dan Crowther tahun 1979 hasil perhitungannya dibuat grafik
perbandingan dengan hasil observasi dan memiliki hasil yang baik (Hassan dan
Crowther, 1998).
Dalam penelitian Rigby (2012) menggunakan dua model sederhana untuk memprediksi
konsentrasi polutan di kota London menunjukkan bahwa box model memiliki hasil yang
lebih baik daripada model dispersi Gaussian.
Kondisi-kondisi tersebut diatas, melatar belakangi penulis untuk melakukan penelitian
tentang Analisa Konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) dari
Sumber Transportasi di Jalan S.Parman Medan menggunakan Box-Model “Street
Canyon”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah :
1.
Berapa konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) yang
dihasilkan dari sumber transportasi pada Jalan S.Parman Medan ?
2.
Bagaimana perbandingan hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO)
dan sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan?
4
Universitas Sumatera Utara
3.
Bagaimana validasi dari hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO) dan
sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1.
Mengukur konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) yang
dihasilkan dari sumber transportasi di Jalan S.Parman Medan.
2.
Menganalisis perbandingan hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO)
dan sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan.
3.
Menguji validasi dari hasil perhitungan konsentrasi karbon monoksida (CO) dan
sulfur dioksida (SO2) dengan menggunakan model BOX-MODEL “STREET
CANYON” terhadap konsentrasi karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2)
yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
Adapun batasan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Metode yang digunakan adalah Box-Model “Street Canyon”.
2.
Sumber polutan berasal dari kegiatan transportasi di Jalan S.Parman Medan.
3.
Pengambilan sampel kualitas udara roadside dilakukan di Jalan S.Parman Medan.
4.
Data meteorologi (kecepatan angin, arah angin dan intensitas matahari) yang
digunakan di dalam penelitian ini adalah data 5 tahun terakhir yang diperoleh dari
Balai Besar Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) stasiun terdekat.
5.
Data rasio V/C jalan di Kota Medan diperoleh dari Dinas Perhubungan Kota
Medan.
6.
Data lebar jalan dan panjang jalan di Jalan S.Parman yang di peroleh dari Dinas
Tata Ruang dan Tata Bangunan Kota Medan
5
Universitas Sumatera Utara
7.
Data volume kendaraan di Jalan S.Parman Medan diperoleh dari pengamatan
langsung.
8.
Titik sampling kualitas udara ambien di Jalan S.Parman berjumlah 3 titik.
9.
Parameter yang diuji adalah karbon monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2).
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini diharapkan dapat:
1.
Memberikan hasil penelitian kepada pihak pemerintah tentang konsentrasi karbon
monoksida (CO) dan sulfur dioksida (SO2) dari sumber transportasi di jalan
S.Parman Medan sehingga dapat digunakan sebagai evaluasi dan diterapkan dalam
rangka upaya penyempurnaan pengelolaan kualitas udara pada pihak pemerintah.
2.
Menjadi acuan pada penelitian selanjutnya tentang memprediksi kualitas udara dari
sumber transportasi dengan metode Box-Model “Street Canyon”.
Adapun beberapa penelitian terdahulu yang berkaitan dengan penelitian yang akan
dilaksanakan dapat dilihat pada Tabel 1.1
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Studi Penelitian Terdahulu
No
Penulis
Judul
Metode
Hasil
1.
Fabio Murena,2012
Monitoring and Modelling
carbon
monoxide
(CO)
concentrations
in a deep
street canyon: application of a
two-box model
Menggunakan twobox-model. Pemantuan
berlangsung 5 hari pada 11-15 Juli 2011.
Energi kinetik turbulen di rooftop dan arus
lalu lintas juga diukur pada periode yang
sama
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi
karbon monoksida (CO) di deep street canyon dapat
secara efektif dimodelkan dengan asumsi two boxmodel. Diperoleh korelasi yang baik dari data real dan
data hasil pemodelan.
2.
Matthew Rigby,2012
London
Air
Pollution
Climatology
:
Indirect
Evidence for Urban Boundary
Layer Beight and Wind Speed
Enhancement
3.
Sathe Yogesh V.,2012
Air Quality Modeling in Street
Canyons of Kolhapur City,
Maharashtra, India
Menggunakan dua model sederhana : box
model dan model dispersi Gaussian untuk
menggambarkan dampak dari polutan di
daerah perkotaan. Model menggunakan
data batas tinggi lapisan dan kecepatan
angin yang diambil langsung dari analisis
ECMWF. Konsentrasi yang dimodelkan
dibandingkan dengan pengukuran kualitas
udara di London yang memiliki jaringan
pemantau polusi yang baik.
Menggunakan dua model street canyon
yaitu STREET dan STREET box. Hasil
pemodelan didasarkan pada volume lalu
lintas,geometri daerah penelitian dan
kondisi meteorologi daerah penelitian.
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa box model
memiliki hasil yang lebih baik daripada model dispersi
Gaussian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa polusi
klimatologi dapat digunakan untuk menyimpulkan
efek perkotaan pada mixing height dan kecepatan
angin
Diperoleh bahwa konsentrasi polutan tergantung pada
volume lalu lintas, arah angin dan kecepatan angin.
STREET Box Model menunjukkan hasil yang baik dari
konsentrasi polutan sedangkan model STREET kurang
baik. Hal ini mungkin karena akurasi konsentrasi
I-7
Universitas Sumatera Utara
Konsentrasi background didapat dari background yang kurang.
Stasiun Pemantauan Ambient Kualitas
Udara Nasional di Kolhapur.
Lanjutan Tabel 1.1
No
Penulis
Judul
Metode
Hasil
Ahmad Fadzil Ahmad
Shuhaili, 2013
Air Pollution Study of Vehicles
Emission In High Volume
Traffic: Selangor, Malaysia As
A Case Study
Menggunakan metode Operational Street
Pollution Model (OSPM). Lokasi penelitian
dilakukan di beberapa jalan dengan tingkat
lalu lintas yang tinggi di Selangor Malaysia
Analisa yang dihasilkan mengungkapkan bahwa
kendaraan yang bergerak berpengaruh signifikan
terhadap kualitas udara dilokasi tertentu. Didapat
korelasi yang baik antara data yang diukur dengan data
yang dimodelkan. Dampak dari angin,sinar matahari
dan suhu harus dieksplorasi lebih lanjut
Pham Ngoc Ho,2013
Applying Fixed Box Model to
Calculate
the
Temporal
Variance of the Concentration
of PM10 in Thanh Xuan
District, Hanoi (Vietnam)
Menggunakan metode fixed box model 1.Konsentrasi PM10 C(t) adalah berbanding terbalik
untuk menghitung variasi temporal pada
dengan kecepatan angin (U) dan pencampuran tinggi
PM10 di Thanh Xuan District, Hanoi
(H) pada panjang fixed box (L) dan kapasitas sumber
(Vietnam). Parameter input (area kapasitas
daerah (Ms)
sumber PM10, kecepatan angin, tinggi
pencampuran, ukuran sumber area). 2.Grafik menggambarkan variasi temporal terhadap
konsentrasi PM10 memiliki fungsi eksponensial,
Sumber termasuk: sumber jalan, sumber
meningkat bertahap sampai keadaan jenuh
kendaraan, sumber pembangunan, sumber
industri dan sumber domestik rumah tangga
3.Hasil verifikasi data fixed box model dengan data asli
di Thanh District Xuan, Hanoi, Vietnam
memiliki akurasi yang tinggi .
4.
5.
4.Ada waktu konstan tertentu τ untuk polutan dalam
I-8
Universitas Sumatera Utara
setiap kasus
6.
Shilpa B. S.,2013
Pemodelan kualitas udara pada Street
Air Quality Modeling of Canyon
di
Mysore
City
India
Santhepet Street Canyon of menggunakan
Computational
Fluid
Mysore City Using FLUENT
Dynamics (CFD) dengan metode FLUENT.
Polutan Suspended Particulate Matter (SPM), SO2
dan konsentrasi NO2 di stasiun pengambilan sampel 1
adalah 943,89, 15,73 dan 1319,57 mg / m 3.
Konsentrasi polutan di stasiun pengambilan sampel 2
adalah 520,69, 13,93 dan 350.87μg / m3.
I-9
Universitas Sumatera Utara
Lanjutan Tabel 1.1
No
Penulis
Judul
Metode
7.
Yannawar
Vyankatesh B,2014
Prediction of Air Pollution
Concentration Using a Fixed
Box Model
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi
Menggunakan metode fixed box model untuk polutan udara secara signifikan dapat menyimpang,
menghitung konsentrasi PM2,5 di Nanded City hasil verifikasi dari fixed box model dengan data asli
mendapatkan akurasi yang tinggi
8.
Reza
Darma
Fariz, 2017
Al Analisis Konsentrasi Karbon
Monksida (CO) dan Sulfur
Dioksida (SO2) daari Sumber
Transportasi di Jalan S.Parman
Medan menggunakan BoxModel “Street Canyon”
Hasil
Menggunakan box model “street canyon”
untuk menganalisis tingkat konsentrasi CO
dan SO2 di Jalan S.Parman Medan
Membandingkan hasil konsentrasi CO dan
SO2 yang diukur dilapangan dengan hasil
perhitungan menggunakan model box-model
“street canyon”
Mengetahui validasi hasil perhitungan
menggunakan model box-model “street
canyon”dengan Membandingkan
hasil
konsentrasi CO dan SO2 yang diukur
dilapangan
I-10
Universitas Sumatera Utara