3
ppm pada individu yang lebih sensitif. Jika kadarnya mencapai 6-12 ppm, SO
2
mudah diserap oleh selaput lendir pernapasan bagian
atas dan bersifat iritan. Apabila kadarnya semakin bertambah maka akan terjadi
peradangan pada selaput lendir disertai dengan paralycis cilia, dan jika berkelanjutan
dan terjadi berulang kali akan menyebabkan hyper plasia yang berpotensi menyebabkan
timbulnya kanker Fardiaz 1992. Dampak yang lain dari polutan SO
2
juga dapat terjadi pada material. Material, contohnya gedung,
dapat mengalami korosi yang lebih cepat pada bagian luarnya yang menyebabkan kerusakan
secara fisik.
Sebagai tambahan, dampak yang ditimbulkan oleh polutan SO
2
seperti yang dijabarkan sebelumnya, khususnya oleh
aktivitas manusia adalah akibat dari distribusinya yang tidak merata melainkan
terpusat pada daerah tertentu saja sehingga konsentrasinya menjadi tinggi. Hal inilah
yang berbahaya bagi makhluk hidup dan material di sekitarnya.
2.1.3 Faktor yang Mempengaruhi
Pencemaran Udara
Menurut Soenarmo 1999, faktor- faktor yang mempengaruhi mekanisme
penyebaran pencemaran udara antara lain sumber emisi dan atmosfer lokal.
2.1.2.1 Sumber Emisi
Sumber emisi merupakan tempat atau lubang dikeluarkannya zat pencemar menuju
ke dalam atmosfer. Sumber emisi tersebut memiliki karakteristik dan bentuk fisik yang
berbeda-beda mulai dari segi luas, bentuk, dan tinggi lubang. Karakteristik dari sumber emisi
antara lain laju pancaran Q, kecepatan pengeluaran, geometri sekitar sumber emisi,
dan bahan bakar yang digunakan Soenarmo 1999.
Laju pancaran Q merupakan jumlah zat pencemar yang dikeluarkan ke atmosfer
µg m
-3
atau mg m
-3
yang kadarnya tergantung pada kapasitas produksi. Semakin
besar kapasitas produksi, laju pancaran akan semakin meningkat sehingga konsentrasi zat
pencemar di dalam atmosfer juga akan bertambah, dan sebaliknya.
Kecepatan pengeluaran merupakan laju zat pencemar yang keluar dari sumber
emisi. Kecepatan pengeluaran tergantung pada proses produksi masing-masing sumber emisi
tersebut serta berpengaruh terhadap laju keluarnya zat pencemar ke atmosfer .
Geometri di sekitar sumber emisi merupakan keadaan tata ruang di sekitar
sumber emisi, antara lain berupa bentuk dan ukuran bangunan sekitar, dan jenis tanaman di
sekitar sumber emisi. Keadaan tersebut berpengaruh terhadap pola sebaran zat
pencemar yang melewati kawasan tersebut.
Bahan bakar yang digunakan oleh sumber emisi bentuknya berbeda-beda, baik
itu berupa cair minyak tanah, bensin, gas hidrogen, LPG, padatan kayu, batubara,
ataupun nuklir. Oleh karena itu, jenis zat pencemar hasil emisi dari masing-masing
pembakaran bahan bakar tersebut juga berbeda.
2.1.2.2 Faktor Meteorologi
Pada dasarnya, mempelajari dinamika atmosfer tidak sederhana. Berbagai macam
proses terjadi di dalamnya mulai dari pergerakan molekul, turbulensi, perpindahan
panas, reaksi kimia, presipitasi, perpindahan massa udara, dan sebagainya. Proses-proses
tersebut saling berkaitan satu sama lain sehingga membentuk suatu sistem yang
seimbang.
Ketidakseimbangan sistem dapat terjadi ketika adanya kerusakan atau
gangguan. Hal tersebut dapat berupa fenomena alam atau dapat juga disebabkan
oleh tangan-tangan manusia, salah satunya zat pencemar dari asap pabrik.
Pergerakan dan konsentrasi zat pencemar yang keluar menuju atmosfer
setelah diemisikan dari sumbernya, sangat bergantung pada kondisi meteorologis di
masing-masing daerah. Kondisi meteorologis tersebut antara lain adalah angin, suhu udara,
stabilitas atmosfer, kelembaban relatif RH, dan curah hujan.
a. Angin
Angin memiliki arah dan kecepatan. Arah menentukan kemana angin tersebut
berhembus, dan kecepatan menentukan laju angin tersebut. Arah angin berperan penting
dalam membawa ke arah mana zat pencemar tersebut terdispersikan sedangkan kecepatan
angin berpengaruh terhadap besarnya konsentrasi zat pencemar tersebut ketika
terdispersi. Kecepatan angin yang besar menyebabkan partikel zat pencemar terurai
sehingga konsentrasinya akan lebih rendah dan sebaliknya.
4
Jenis angin yang paling berpengaruh terhadap penyebaran zat pencemar tersebut
adalah angin lokal Schnelle dan Dey 2000. Terdapat berbagai jenis angin lokal,
diantaranya yaitu angin darat dan angin laut; angin gunung dan angin lembah.
Angin darat relatif lebih menguntungkan dibandingkan dengan angin
laut jika dilihat dari segi penyebaran polutan. Polutan hasil dari emisi ketika terjadi angin
darat akan terdispersi ke arah laut, sedangkan ketika terjadi angin laut, polutan akan
terdispersi ke arah daratan sehingga dampak buruk terhadap makhluk hidup
kemungkinannya lebih besar karena makhluk hidup lebih banyak berada di atas daratan
Gambar 1a.
Gambar 1 Perilaku kepulan di sekitar daerah a tepi pantai pada saat musim
panas dan b perkotaan pada saat malam hari Oke 1978
Gambar 2 Permasalahan sebaran polutan di daerah dekat lembah Oke 1978
Angin lembah dan angin gunung terjadi akibat adanya perbedaan radiasi
matahari yang diterima oleh daerah lereng gunung dan daerah gunung perbedaan
topografi sehingga terjadi perbedaan suhu dan tekanan yang menyebabkan terjadinya
perbedaan arah angin. Angin gunung akan menyebabkan dampak yang kurang baik bagi
daerah perindustrian yang letaknya berada di lembah gunung karena pada daerah tersebut,
inversi akan terjadi secara intensif di permukaan khususnya pada musim dingin
akibat pemanasan radiasi matahari pada dinding gunung. Selain itu, keadaan tersebut
juga menyebabkan terjadinya akumulasi polutan di daerah lembah akibat adanya
turbulensi yang kuat Gambar 2a serta terjadinya downwash Gambar 2b sehingga
polutan dipaksa menuju permukaan tanah.
Begitu juga pada wilayah antara daerah urban dan suburban atau istilahnya biasa
disebut dengan urban heat island, polutan juga akan terkonsentrasi di daerah perkotaan
tersebut Gambar 1b. Hal tersebut dapat terjadi karena pada daerah perkotaan memiliki
kekasaran permukaan yang ditimbulkan oleh bangunan-bangunan tinggi seperti gedung
bertingkat. Kondisi ini membuat turbulensi semakin tinggi sehingga meningkatkan
penyebaran dari polutan yang dipancarkan. Sedangkan pada saat yang sama, bangunan
dan aspal jalan raya bertindak sebagai penyimpan panas dari radiasi yang diterima
selama sehari. Panas ini menambah panas dari pemanasan pada waktu malam hari selama
musim dingin yang membuat perbedaan suhu dan tekanan antara kota dan daerah di sekitar
kota sehingga sirkulasi lokal menuju ke dalam kota menjadi meningkat Liu dan Liptak
1999.
Penyebaran zat pencemar juga dipengaruhi oleh profil vertikal angin yang
selalu berubah terhadap waktu dan tempat. Kekasapan permukaan yang berbeda-beda
pada masing-masing daerah seperti perumahan, pepohonan, bangunan, dan
pegunungan berpengaruh terhadap profil geser angin karena memiliki gaya gesek yang
bervariasi. Aliran permukaan yang melewati permukaan kasar shear stress tersebut akan
menimbulkan terjadinya turbulensi. Pada kondisi ini, zat pencemar akan bergerak dan
terdispersikan secara acak di dalam atmosfer.
Atmosfer terdiri dari beberapa lapisan dan salah satunya adalah lapisan troposfer.
Lapisan tersebut letaknya paling dekat dengan bumi dengan ketinggian sekitar 18 km dari
permukaan laut. Bagian terendah di dalam troposfer disebut dengan lapisan batas
atmosfer atmospheric boundary layer atau disebut juga dengan Planetary Boundary
Layer PBL dengan ketebalan sekitar 0.2 – 5.0 km pada siang hari dan 20 – 500 m pada
malam hari. Lapisan batas ini merupakan suatu lapisan atmosfer di dekat permukaan
dengan gaya kekasapan permukaan yang nyata dan massa udaranya mengandung
karakteristik permukaan di bawahnya Stull 1988. Pada lapisan ini terjadi pertukaran
momentum, bahang, massa, begitu juga dengan polutan.
5
Pada lapisan batas ini, diturunkan sebuah persamaan profil kecepatan angin
untuk menghitung kecepatan angin pada ketinggian z
1
dengan kecepatan angin pada ketinggian z sudah diketahui. Persamaannya
adalah sebagai berikut:
….. 1 keterangan:
u = kecepatan angin pada ketinggian z u
1
= kecepatan angin pada ketinggian z
1
n = nilai eksponen nilainya dapat
dilihat pada tabel 1 Tabel 1 Nilai n pada setiap kelas stabilitas
Kelas Stabilitas n
A Sangat tidak stabil 0.15
B Tidak stabil 0.15
C Tidak stabil ringan 0.20
D Netral 0.25
E Stabil ringan 0.40
F Stabil 0.60
Sumber : Cooper dan Alley 1994 Aliran yang melewati permukaan
kasar dapat terjadi ketika melewati halangan berupa cerobong industri yang merupakan
salah satu sumber emisi tidak bergerak. Halangan berupa cerobong industri tersebut
juga dapat mempengaruhi arah aliran angin yang melewatinya. Sebaran polutan yang
keluar dari cerobong arah pergerakannya akan dipengaruhi oleh aliran angin yang berhembus
di sekitar cerobong tersebut. Aliran angin ketika menyentuh cerobong akan mengalami
perubahan pola aliran sehingga beberapa besaran seperti kecepatan, tekanan, energi,
dan momentum akan ikut berubah pula. Perubahan pola aliran tersebut akan mengikuti
karakteristik bentuk bidang permukaan solid cerobong kemudian setelah melewatinya,
pola aliran akan cenderung kembali pada kondisi kesetimbangannya semula Gambar
3a. Terdapat empat zona aliran ketika angin melalui suatu penghalang dalam hal ini
cerobong, yaitu displacement zone, cavity zone, wake zone, dan undisturbed flow.
Aliran angin akan dipaksa naik melewati atas cerobong dan berkumpul
dengan aliran yang berada di atasnya sehingga akan menyebabkan akselerasi kecepatan.
Kondisi aliran ini terdapat di daerah displacement zone. Setelah melewati
cerobong, aliran akan menemui ruangan yang kosong, tetapi pada kenyataannya fluida tidak
dapat secara cepat bereaksi untuk mengisi ruangan tersebut. Hal itu mengakibatkan
aliran akan terpisah. Daerah di belakang cerobong terdapat tekanan yang rendah
sehingga aliran yang terdapat di daerah tersebut cavity zone akan mengalami
turbulensi, sedangkan aliran yang berada di atasnya akan berkembang kembali dan
mengisi ruangan kosong yang berada di depannya. Daerah ini disebut dengan daerah
wake zone Oke 1978.
Selain itu, terdapat suatu zona yang alirannya tidak terganggu atau tidak
terpengaruh akibat adanya halangan cerobong tersebut yang dikenal dengan undisturbed
flow. Daerah ini penting diketahui untuk melihat seberapa jauh cerobong
mempengaruhi aliran secara horizontal maupun vertikal. Lebih jauh, daerah ini dapat
digunakan sebagai patokan jarak untuk dijadikan sebagai batasan model secara
vertikal dalam hal ini h tinggi cerobong sebagai faktor pengali terhadap penentu jarak
minimum dimana aliran tersebut tidak terganggu.
Gambar 3 a Aliran di sekitar cerobong b zona aliran di sekitar cerobong
Oke 1978 Besarnya jarak yang dibutuhkan
kecepatan angin untuk kembali pada kecepatan semula setelah melewati cerobong
tergantung pada densitas dari cerobong tersebut. Densitas cerobong yang
dimaksudkan disini adalah persentase rasio antara panjang diameter luar mulut cerobong
dengan tinggi cerobong Oke 1978. Semakin besar densitas cerobong tersebut, maka
pemulihan besarnya kecepatan angin untuk kembali ke kecepatan awalnya akan
membutuhkan jarak yang lebih pendek
6
dibandingkan dengan cerobong yang memiliki densitas yang lebih kecil Gambar 4.
Gambar 4 Pengurangan kecepatan angin di sekitar daerah aliran dengan
densitas yang berbeda Oke 1978
b. Suhu dan Stabilitas Atmosfer
