Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan Delhi Finite Line Source (Studi Kasus : Jalan MT. Haryono, Medan)

PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA
DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE
(Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan)

TUGAS AKHIR
Oleh

EVA TIORILLYS MASHALY
120407002
Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S

Pembimbing II
Isra’ Suryati, S.T, M.Si

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017

Universitas Sumatera Utara

PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA
DENGAN PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE
(Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan)

TUGAS AKHIR
Oleh

EVA TIORILLYS MASHALY
120407002
Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S

Pembimbing II
Isra’ Suryati, S.T, M.Si

TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017

Universitas Sumatera Utara

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul:

PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN
PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE
(Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program
Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas akhir ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, 4 April 2017

EVA TIORILLYS MASHALY
NIM. 120407002

Universitas Sumatera Utara

HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul:

PRAKIRAAN KONSENTRASI KARBON MONOKSIDA DENGAN
PEMODELAN DELHI FINITE LINE SOURCE
(Studi Kasus: Jalan MT. Haryono, Medan)
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi
Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini telah
diujikan pada Sidang Tugas Akhir pada 4 April 2017 dan dinyatakan telah memenuhi
syarat/sah sebagai Tugas Akhir pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dosen Pembimbing I

Medan, 2017

Dosen Pembimbing II

Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
NIP. 19611225 198903 1 003

Isra’ Suryati, S.T., M.Si
NIP. 19790622 201404 2 001

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

Ir. Netti Herlina, M.T
NIP. 19680425 199903 2 004

Ir. Lies Setyowati, M.T
NIP. 19660329 199202 2 001

Mengetahui
Ketua Program Studi/Pelaksana

Menyetujui
Koordinator Tugas Akhir

Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
NIP. 19680820 199501 1 001

Isra’ Suryati, S.T., M.Si
NIP. 19790622 201404 2 001

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat
dan karunia-Nya kepada kita semua sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
dengan judul “Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan Delhi
Finite Line Source (Studi Kasus : Jalan MT. Haryono, Medan)”.
Penulis mengucapkan terimakasih banyak kepada berbagai pihak yang telah
memberikan banyak ilmu dan dukungan dalam menyelesaikan Tugas akhir ini:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Muh. Turmuzi Lubis, M.S dan Ibu Isra’ Suryati, S.T., M.Si

selaku dosen pembimbing I dan II yang telah bersedia memberikan waktu, pikiran,
dan tenaga untuk membimbing, memberi arahan, dan saran-saran yang berguna
mulai dari awal hingga akhir penyelesaian Tugas Akhir ini;
2. Ibu Ir. Netti Herlina, M.T dan Ibu Ir. Lies Setyowati, M.T selaku dosen penguji
yang telah memberikan saran dan masukan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini;
3. Ibu Gesti dan Kak Yani selaku staf TU di Teknik Lingkungan USU yang telah
banyak membantu dalam urusan surat-menyurat untuk keperluan Tugas Akhir ini;
4. Pihak Badan Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP)
Kota Medan dan pak Yusuf selaku operator BTKLPP yang telah membantu Penulis
saat sampling;
5. Semua sektor pemerintahan terkait yang membantu dalam memberikan data-data
sekunder maupun primer;
6. Ria Annisa D, Nidya Yuliani Putri, Nur Afifah Ritonga, Addurrun Nafisa Luhty
Hsb, Nurul Mawaddah, Gia Karina Putri, dan Ulfah Erridha sebagai partner yang
telah membantu Penulis saat sampling di lapangan.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu
kritik, saran, dan masukan dari semua pihak sangat diharapkan agar di masa yang akan
datang Tugas Akhir ini lebih sempurna. Akhirul qalam penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat memberikan sumbangan yang berarti dan bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 4 April 2017

Penulis

i
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Salah satu sektor yang mempengaruhi kualitas udara ambien di perkotaan adalah sektor
transportasi. Peningkatan jumlah kendaraan di Kota Medan ± 15 %/tahun menimbulkan
dampak penurunan kualitas udara ambien. Penelitian ini bertujuan untuk memperkirakan
konsentrasi CO yang dihasilkan dari kegiatan transportasi menggunakan Model Delhi
Finite Line Source (DFLS), membandingkan data konsentrasi CO menggunakan model
DFLS dengan data sampling konsentrasi CO, dan mengetahui kesesuaian penerapan
model DFLS di Jalan MT. Haryono Kota Medan. Sepanjang Jalan MT. Haryono
ditentukan menjadi 2 (dua) titik yaitu titik 1 di Simpang Cirebon dan titik 2 di Simpang
Thamrin. Penelitian dilakukan tanggal 7 - 9 Desember 2016 (Rabu, Kamis, dan Jumat)
pada jam puncak pagi dan siang. Berdasarkan hasil pengamatan, total jumlah kendaraan
maksimal di Jalan MT. Haryono yaitu pada hari Jumat sebesar 12.406 kendaraan.
Menurut pemodelan DFLS, konsentrasi CO hitung maksimal yaitu pada titik 1 sebesar
2.051 µg/m3 saat hari Jumat pagi dan pada titik 2 sebesar 1.499 µg/m3 saat hari Jumat

pagi. Sedangkan, konsentrasi CO terukur maksimal yaitu pada titik 1 sebesar 22.903
µg/m3 saat hari Rabu siang dan pada titik 2 sebesar 27.484 µg/m3 saat hari Kamis siang.
Konsentrasi CO terukur masih berada di bawah baku mutu udara ambien. Penerapan
model DFLS tidak sesuai diterapkan di Jalan MT. Haryono dengan perhitungan uji
validasi Index of Agreement (IOA) yang didapatkan dengan nilai d = 0,223. Hal ini
disebabkan karena kondisi topografi lokal, barrier alam, asumsi pemodelan mengabaikan
pengaruh dari sumber emisi lain, dan kemacetan.
Kata Kunci : CO, DFLS, kendaraan bermotor, kota medan.

ii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
One of the sectors that affect ambient air quality in urban area is transportation sector. An
increasing number of vehicles in Medan City ± 15 %/year impact of derivation ambient
air quality. This study aims to estimate CO concentration resulting from transportation
activities using Delhi Finite Line Source (DFLS) model, comparing CO prediction using
a DFLS model with CO observation in the field, and determine the suitability of the DFLS
model application on the MT. Haryono street in Medan city. Along MT. Haryono street
divided into two points is Point 1 at Cirebon Intersection and Point 2 at Thamrin

Intersection. The research was conducted on 7 – 9 December 2016 (Wednesday,
Thursday, and Friday) at peak hours in the morning and noon. Based on research results,
the total maximum volume of vehicle on MT. Haryono street is on Friday amount 12.406
vehicle. According to the DFLS calculations, the maximum of CO prediction is at Point
1 amount 2.051 µg/m3 in Friday morning and at Point 2 amount 1.499 µg/m3 in Friday
morning. Meanwhile, the maximum of CO observation is at Point 1 amount 22.903 µg/m3
in Wednesday noon and at Point 2 amount 27.484 µg/m3 in Thursday noon. CO
observation is still below the ambient air quality standard. The application of model is
not suitable to be applied on MT. Haryono street with the calculation of Index of
Agreement (IOA) validation test obtained value of d = 0,223. This is because of local
topography, natural barrier, modelling assumption ignores the effect of other emission
sources, and traffic jam.
Keywords : CO, DFLS, motor vehicle, medan city.

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR

i

ABSTRAK

ii

ABSTRACT

iii

DAFTAR ISI

iv

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR PERSAMAAN

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

BAB I

PENDAHULUAN

I-1

1.1 Latar Belakang

I-1

1.2 Rumusan Masalah

I-3

1.3 Tujuan Penelitian

I-4

1.4 Ruang Lingkup

I-4

1.5 Manfaat Penelitian

I-4

TINJAUAN PUSTAKA

II-1

2.1 Gambaran Umum Lokasi Penelitian

II-1

2.2 Pencemaran Udara

II-2

2.3 Sumber Pencemaran Udara

II-3

2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pencemaran Udara

II-4

BAB II

2.4.1 Karakteristik Emisi

II-5

2.4.2 Kondisi Meteorologi

II-6

2.4.3 Karakteristik Daerah Penerima (Reseptor)

II-8

2.5 Pencemaran Akibat Sektor Transportasi

II-9

2.5.1 Karbon Monoksida (CO)

II-10

2.5.2 Faktor Emisi Kendaraan Bermotor

II-10

2.6 Model Matematis dalam Prakiraan Pencemaran Udara

II-11

2.7 Pemodelan Delhi Finite Line Source (DFLS)

II-12

2.8 Validasi Model

II-18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III-1

3.1 Metode Penelitian

III-1

iv
Universitas Sumatera Utara

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian

III-3

3.2.1 Lokasi Penelitian

III-3

3.2.2 Waktu Penelitian

III-4

3.3 Variabel Penelitian

III-5

3.4 Teknik Pengumpulan Data

III-5

3.4.1 Data Primer

III-5

3.4.2 Data Sekunder

III-8

3.5 Teknik Pengolahan Data

III-9
IV-1

BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Jumlah dan Jenis Kendaraan Bermotor di Jalan MT. Haryono

IV-1

4.1.1 Jumlah Kendaraan Berdasarkan Jenis Kendaraan dan Titik
Lokasi Pengamatan

IV-1

4.1.2 Jumlah Kendaraan Berdasarkan Waktu Pengamatan

IV-3

4.2 Laju Emisi CO

IV-4

4.3 Faktor Meteorologi

IV-7

4.4 Konsentrasi CO Terukur di Sekitar Jalan MT. Haryono

IV-9

4.5 Konsentrasi CO Hitung dengan Pemodelan DFLS

IV-11

4.6 Uji Validasi dengan Index of Agreement (IOA)

IV-14

4.7 Perbandingan Konsentrasi CO Terukur dan Konsentrasi CO Hitung IV-16
BAB V

Kesimpulan dan Saran

V-1

5.1 Kesimpulan

V-1

5.2 Saran

V-2

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BIOGRAFI PENULIS

v
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Trilogi Sumber, Pengangkutan dan Reseptor

II-5

Gambar 2.2 Sketsa Arah Angin

II-16

Gambar 3.1 Diagram Alir

III-2

Gambar 3.2 Peta Lokasi Penelitian

III-3

Gambar 3.3 Skema NDIR-CO Analyzer

III-6

Gambar 3.4 Alat Portable CO Monitor

III-7

Gambar 4.1a Jumlah Kendaraan pada hari Rabu di Jalan MT. Haryono

IV-1

Gambar 4.1b Jumlah Kendaraan pada hari Kamis di Jalan MT. Haryono

IV-2

Gambar 4.1c Jumlah Kendaraan pada hari Jumat di Jalan MT. Haryono

IV-2

Gambar 4.2 Jumlah Kendaraan Berdasarkan Waktu

IV-4

Gambar 4.3 Konsentrasi CO Terukur di Jalan MT. Haryono (Desember 2016)

IV-10

Gambar 4.4 Konsentrasi CO Terukur vs Konsentrasi CO Hitung di Jalan MT.
Haryono (Desember 2016)

IV-16

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1

Jumlah Penduduk dan Pertumbuhan Penduduk Kota Medan Tahun
1980-2010

II-1

Tabel 2.2

Panjang Jalan Kota Medan Berdasarkan Status, Jenis Permukaan, dan
Kondisi Jalan
II-2

Tabel 2.3

Komposisi Udara Bersih dan Kering

II-3

Tabel 2.4

Kelas Stabilitas Atmosfer Pasquill-Gifford

II-8

Tabel 2.5

Kualitas Udara Roadside di Kota Medan Tahun 2014 dan 2015

II-9

Tabel 2.6

Faktor Emisi Indonesia

II-11

Tabel 2.7

Kelas Stabilitas dalam Bilangan Richardson

II-17

Tabel 2.8

Nilai Parameter dalam Persamaan Model DFLS

II-18

Tabel 3.1

Pemilihan Waktu Pengambilan Sampel

III-5

Tabel 4.1

Data Jumlah Kendaraan dan Faktor Emisi di Jalan MT. Haryono

IV-5

Tabel 4.2

Laju Emisi CO di Jalan MT. Haryono

IV-6

Tabel 4.3

Persentase Sumbangan Emisi dari Kendaraan di Jalan MT. Haryono

IV-7

Tabel 4.4

Data Meteorologi di Jalan MT. Haryono

IV-8

Tabel 4.5

Kelas Stabilitas Atmosfer pada Setiap Titik di Jalan MT. Haryono

IV-9

Tabel 4.6

Konsentrasi CO Hitung di Jalan MT. Haryono

IV-13

Tabel 4.7

Data untuk Uji Validasi dengan IOA

IV-14

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1

Persamaan Model Dispersi Gauss Point Source

II-13

Persamaan 2.2

Persamaan Model GFLS

II-14

Persamaan 2.3

Persamaan Model DFLS

II-14

Persamaan 2.4

Rumus Menghitung Laju Emisi dari Kendaraan

II-15

Persamaan 2.5

Rumus Menghitung Kecepatan Angin Efektif (ūe)

II-15

Persamaan 2.6

Rumus Menghitung Koefisien Dispersi Vertikal (σz)

II-16

Persamaan 2.7a Persamaan Sin θ untuk Kondisi Tidak Stabil dan Netral

II-16

Persamaan 2.7b Persamaan Sin θ untuk Kondisi Stabil

II-16

Persamaan 2.8

Rumus Menghitung Ketinggian Efektif Sumber (ho)

II-17

Persamaan 2.9

Persamaan Index of Agreement (IOA)

II-19

Persamaan 3.1

Rumus Konversi Satuan ppm menjadi Satuan µg/m

3

III-8

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I

SNI Udara Ambien – Bagian 9 : Penentuan Lokasi Pengambilan Contoh Uji
Pemantauan Kualitas Udara Roadside

Lampiran II

Diagram Alir Pengolahan Data (Model DFLS)

Lampiran III

Rincian Perhitungan Laju Emisi di Jalan MT. Haryono

Lampiran IV

Data Intensitas Radiasi Matahari dari Stasiun Klimatologi Sampali

Lampiran V

Hasil Uji Laboratorium BTKLPP di Lokasi Penelitian

Lampiran VI

Diagram windrose

Lampiran VII Data Arah dan Kecepatan Angin Tahun 2011-2015
Lampiran VIII Dokumentasi Penelitian
Lampiran IX

Surat Rekomendasi Penelitian dari Balitbang Kota Medan

Lampiran X

Hasil Traffic Counting di Jalan MT. Haryono

Lampiran XI

Lembar Kegiatan Asistensi Tugas Akhir

ix
Universitas Sumatera Utara