Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan Delhi Finite Line Source (Studi Kasus : Jalan MT. Haryono, Medan)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara adalah salah satu komponen terpenting untuk mendukung kegiatan makhluk hidup.
Namun pada era modern ini dengan diikuti perkembangan teknologi yang sangat pesat
menyebabkan permasalahan yang kompleks, salah satu permasalahan yang sedang
dihadapi yaitu penurunan kualitas udara. Kendaraan bermotor merupakan salah satu
teknologi yang digunakan untuk memudahkan kegiatan masyarakat, sehingga masyarakat
banyak menggunakan kendaraan bermotor.
Gas sisa pembakaran yang dihasilkan dari alat transportasi diantaranya yaitu gas karbon
monoksida (CO), sulfur dioksida (SO2), dan nitrogen oksida (NOx). Namun dari kegiatan
transportasi, penyumbang polutan pencemar yang paling tinggi adalah CO mencapai
sekitar 80,22 % - 90 % (Sengkey et al, 2011). Berdasarkan data Badan Lingkungan Hidup
(BLH) Provinsi Sumatera Utara Tahun 2015, dalam pengujian kualitas udara roadside di
tiga ruas jalan Kota Medan yaitu menunjukkan hasil konsentrasi CO di Jalan SM Raja
sebesar 3.041 µg/Nm3, Jalan Gatot Subroto sebesar 9.276 µg/Nm3, dan Jalan Gagak
Hitam sebesar 5.153 µg/Nm3.
Kegiatan transportasi kendaraan bermotor menimbulkan berbagai masalah, salah satunya
yaitu masalah kemacetan. Kota Medan adalah salah satu kota metropolitan yang ditandai
dengan pertumbuhan penduduk yang tinggi. Berdasarkan data BPS Provinsi Sumut
(2015), jumlah penduduk di Kota Medan pada tahun 2014 yaitu berjumlah 2.210.624 jiwa
diikuti dengan jumlah kendaraan bermotor yaitu sebesar 5.605.495 kendaraan.
Peningkatan jumlah kendaraan di Kota Medan ± 15 %/tahun. Hal ini menjadi penyebab
kemacetan di ruas jalan Kota Medan.
Jalan MT. Haryono memiliki volume lalu lintas sebesar 5.512 kendaraan/jam (DISHUB
Kota Medan, 2016) dan di sepanjang jalan ini terdapat pusat perbelanjaan (Medan Mall
dan Olympia), kawasan pertokoan, kawasan perkantoran, kawasan sekolah serta tempat
peribadatan umat kristiani, sehingga menyebabkan banyak kendaraan bermotor yang
melintas di Jalan MT. Haryono. Hal ini menyebabkan banyaknya emisi yang dihasilkan
I-1
Universitas Sumatera Utara
terutama pada saat jam puncak, sehingga terjadi penurunan kualitas udara di sekitar Jalan
MT. Haryono.
Permasalahan yang terjadi dari kegiatan transportasi ditambah dengan tidak adanya data
kualitas udara di Jalan MT. Haryono Kota Medan (BLH, 2015), maka perlu dilakukan
penelitian untuk memprediksi konsentrasi CO.
Khare dan Sharma (1999), peneliti asal India telah mengevaluasi performa dari model
General Finite Line Source (GFLS) dengan memprediksi konsentrasi CO dari kemacetan
jalan di Kota New Delhi, sehingga mengembangkan dan menyarankan model Delhi Finite
Line Source (DFLS) yang lebih sesuai digunakan di Kota New Delhi, India.
Kelebihan Model DFLS adalah sesuai untuk diterapkan di ruas jalan kota dengan jenis
lalu lintas heterogen. Lalu lintas heterogen biasanya ditemui di negara berkembang
seperti India dan Indonesia.
Selain itu, Mittal dan Sharma dalam Paramitadevi et al (2014) menghitung beban emisi
berdasarkan kecepatan kendaraan berkisar antara 0-60 km/jam dan durasi pemeliharaan
kendaraan di India dan Indonesia relatif sama antara 10-15 tahun.
Sebelumnya, peneliti Indonesia yaitu Hidayatullah (2012) serta Rahayu (2012) telah
menguji beban emisi dan besar konsentrasi dari kegiatan transportasi dengan model
DFLS di Jalan Gayungsari (Kota Surabaya) dengan stabilitas atmosfer tidak stabil (B).
Namun hasil dari pemodelan tersebut mendapatkan nilai validasi d = 0,24 dan d = 0,18.
Nilai d < 0,7 berarti bahwa data hasil prediksi model tidak sesuai dengan data hasil
observasi. Hal ini disebabkan karena saat pengambilan data observasi menggunakan data
sekunder dari stasiun pemantau (Indeks Standar Kualitas Udara/ISPU) yang berada di
Jalan Letnan Jendral Sudirman berjarak 0,24 km dari Jalan Gayungsari, sehingga saat
divalidasi dengan model data kurang akurat.
Kota Medan memiliki empat stasiun pemantau kualitas udara tetapi sudah tidak berfungsi
lagi (KLH, 2015). Oleh sebab itu, penulis memilih aktif sampling sebagai data observasi.
Data hasil observasi tersebut yang akan divalidasi dengan data hasil pemodelan DFLS.
Validasi data observasi (CO terukur) dan data prediksi (CO hitung) menggunakan
persamaan Index of Agreement (IOA).
I-2
Universitas Sumatera Utara
Kondisi stabilitas atmosfer di India khususnya Kota New Delhi yaitu tidak stabil (B),
dengan kecepatan angin rata-rata 3-5 m/s dan intensitas matahari 1.367 W/m2 (AWS
Truepower, 2012; Solar Energy Centre, 2008). Kondisi stabilitas atmosfer Kota Medan
juga sama yaitu tidak stabil (B) dengan indeks kestabilan atmosfer negatif (Yonatan et al,
2015).
Model DFLS berlaku di Kota New Delhi, dengan karakteristik jenis lalu lintas yang
heterogen. Mengingat kondisi Kota Medan yang memiliki kesamaan dengan kondisi Kota
New Delhi yaitu jenis lalu lintas yang heterogen dan stabilitas atmosfer yang tidak stabil,
maka penelitian ini menggunakan model DFLS.
Penelitian dilakukan di ruas Jalan MT. Haryono karena memiliki jenis lalu lintas yang
heterogen dengan rasio V/C 1,08 (DISHUB Kota Medan, 2016). Berdasarkan
pengamatan, Jalan MT. Haryono memiliki kondisi arus lalu lintas yang cukup sibuk. Hal
ini disebabkan karena Jalan MT. Haryono didominasi oleh kawasan perdagangan dan
perkantoran. Jalur di Jalan MT. Haryono yaitu jalur satu arah (oneway). Jalan MT.
Haryono tidak memiliki lahan penghijauan dan tidak terdapat pohon di sepanjang jalan
ini. Kondisi jalan ini cukup baik yang dapat dilihat pada Lampiran VIII.
Penelitian ini berjudul Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan
Delhi Finite Line Source (Studi kasus : Jalan MT. Haryono, Medan). Pemodelan DFLS
dilakukan untuk mengetahui sesuai atau tidaknya model tersebut diterapkan di Jalan MT.
Haryono untuk memprediksi konsentrasi CO.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dapat disusun dari latar belakang yang telah disampaikan yaitu:
1. Berapa konsentrasi CO yang dihasilkan dari kegiatan transportasi di Jalan MT.
Haryono dihitung dengan model DFLS?
2. Bagaimana hasil validasi data konsentrasi CO menggunakan model DFLS (CO hitung)
dengan data sampling konsentrasi CO (CO terukur)?
3. Apakah model DFLS bisa diterapkan di Jalan MT. Haryono Kota Medan?
I-3
Universitas Sumatera Utara
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memperkirakan konsentrasi CO di ruas Jalan MT. Haryono dengan model DFLS.
2. Membandingkan data konsentrasi CO menggunakan model DFLS (CO hitung) dengan
data sampling konsentrasi CO (CO terukur).
3. Mengetahui kesesuaian penerapan model DFLS di Jalan MT. Haryono Kota Medan.
1.4 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup dari permasalahan ini adalah:
1. Penulis membahas mengenai konsentrasi pencemar dari kegiatan transportasi yaitu
karbon monoksida (CO) yang bersumber dari semua jenis kendaraan bermotor yang
melewati Jalan MT. Haryono.
2. Penulis membahas mengenai pemodelan DFLS dari sumber garis di ruas Jalan MT.
Haryono dengan menggunakan aktif sampling.
3. Penulis mendapatkan jenis dan jumlah kendaraan yang melewati Jalan MT. Haryono
dari pengamatan langsung di lapangan.
4. Penulis membahas mengenai kesesuaian penerapan model DFLS untuk memprediksi
jumlah konsentrasi CO di ruas Jalan MT. Haryono.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Manfaat teoritis
Secara teoritis, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dan masukan
bagi perkembangan ilmu bidang teknik lingkungan dan menambah kajian ilmu bidang
teknik lingkungan khususnya mengenai pencemaran udara akibat kegiatan transportasi di
ruas jalan Kota Medan.
2. Manfaat praktis
Secara praktis, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada
badan pemerintahan seperti Badan Lingkungan Hidup (BLH) Kota Medan mengenai
I-4
Universitas Sumatera Utara
pemodelan yang dapat digunakan untuk memperkirakan konsentrasi CO, sehingga dapat
diketahui lokasi yang mempunyai konsentrasi tertinggi.
I-5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara adalah salah satu komponen terpenting untuk mendukung kegiatan makhluk hidup.
Namun pada era modern ini dengan diikuti perkembangan teknologi yang sangat pesat
menyebabkan permasalahan yang kompleks, salah satu permasalahan yang sedang
dihadapi yaitu penurunan kualitas udara. Kendaraan bermotor merupakan salah satu
teknologi yang digunakan untuk memudahkan kegiatan masyarakat, sehingga masyarakat
banyak menggunakan kendaraan bermotor.
Gas sisa pembakaran yang dihasilkan dari alat transportasi diantaranya yaitu gas karbon
monoksida (CO), sulfur dioksida (SO2), dan nitrogen oksida (NOx). Namun dari kegiatan
transportasi, penyumbang polutan pencemar yang paling tinggi adalah CO mencapai
sekitar 80,22 % - 90 % (Sengkey et al, 2011). Berdasarkan data Badan Lingkungan Hidup
(BLH) Provinsi Sumatera Utara Tahun 2015, dalam pengujian kualitas udara roadside di
tiga ruas jalan Kota Medan yaitu menunjukkan hasil konsentrasi CO di Jalan SM Raja
sebesar 3.041 µg/Nm3, Jalan Gatot Subroto sebesar 9.276 µg/Nm3, dan Jalan Gagak
Hitam sebesar 5.153 µg/Nm3.
Kegiatan transportasi kendaraan bermotor menimbulkan berbagai masalah, salah satunya
yaitu masalah kemacetan. Kota Medan adalah salah satu kota metropolitan yang ditandai
dengan pertumbuhan penduduk yang tinggi. Berdasarkan data BPS Provinsi Sumut
(2015), jumlah penduduk di Kota Medan pada tahun 2014 yaitu berjumlah 2.210.624 jiwa
diikuti dengan jumlah kendaraan bermotor yaitu sebesar 5.605.495 kendaraan.
Peningkatan jumlah kendaraan di Kota Medan ± 15 %/tahun. Hal ini menjadi penyebab
kemacetan di ruas jalan Kota Medan.
Jalan MT. Haryono memiliki volume lalu lintas sebesar 5.512 kendaraan/jam (DISHUB
Kota Medan, 2016) dan di sepanjang jalan ini terdapat pusat perbelanjaan (Medan Mall
dan Olympia), kawasan pertokoan, kawasan perkantoran, kawasan sekolah serta tempat
peribadatan umat kristiani, sehingga menyebabkan banyak kendaraan bermotor yang
melintas di Jalan MT. Haryono. Hal ini menyebabkan banyaknya emisi yang dihasilkan
I-1
Universitas Sumatera Utara
terutama pada saat jam puncak, sehingga terjadi penurunan kualitas udara di sekitar Jalan
MT. Haryono.
Permasalahan yang terjadi dari kegiatan transportasi ditambah dengan tidak adanya data
kualitas udara di Jalan MT. Haryono Kota Medan (BLH, 2015), maka perlu dilakukan
penelitian untuk memprediksi konsentrasi CO.
Khare dan Sharma (1999), peneliti asal India telah mengevaluasi performa dari model
General Finite Line Source (GFLS) dengan memprediksi konsentrasi CO dari kemacetan
jalan di Kota New Delhi, sehingga mengembangkan dan menyarankan model Delhi Finite
Line Source (DFLS) yang lebih sesuai digunakan di Kota New Delhi, India.
Kelebihan Model DFLS adalah sesuai untuk diterapkan di ruas jalan kota dengan jenis
lalu lintas heterogen. Lalu lintas heterogen biasanya ditemui di negara berkembang
seperti India dan Indonesia.
Selain itu, Mittal dan Sharma dalam Paramitadevi et al (2014) menghitung beban emisi
berdasarkan kecepatan kendaraan berkisar antara 0-60 km/jam dan durasi pemeliharaan
kendaraan di India dan Indonesia relatif sama antara 10-15 tahun.
Sebelumnya, peneliti Indonesia yaitu Hidayatullah (2012) serta Rahayu (2012) telah
menguji beban emisi dan besar konsentrasi dari kegiatan transportasi dengan model
DFLS di Jalan Gayungsari (Kota Surabaya) dengan stabilitas atmosfer tidak stabil (B).
Namun hasil dari pemodelan tersebut mendapatkan nilai validasi d = 0,24 dan d = 0,18.
Nilai d < 0,7 berarti bahwa data hasil prediksi model tidak sesuai dengan data hasil
observasi. Hal ini disebabkan karena saat pengambilan data observasi menggunakan data
sekunder dari stasiun pemantau (Indeks Standar Kualitas Udara/ISPU) yang berada di
Jalan Letnan Jendral Sudirman berjarak 0,24 km dari Jalan Gayungsari, sehingga saat
divalidasi dengan model data kurang akurat.
Kota Medan memiliki empat stasiun pemantau kualitas udara tetapi sudah tidak berfungsi
lagi (KLH, 2015). Oleh sebab itu, penulis memilih aktif sampling sebagai data observasi.
Data hasil observasi tersebut yang akan divalidasi dengan data hasil pemodelan DFLS.
Validasi data observasi (CO terukur) dan data prediksi (CO hitung) menggunakan
persamaan Index of Agreement (IOA).
I-2
Universitas Sumatera Utara
Kondisi stabilitas atmosfer di India khususnya Kota New Delhi yaitu tidak stabil (B),
dengan kecepatan angin rata-rata 3-5 m/s dan intensitas matahari 1.367 W/m2 (AWS
Truepower, 2012; Solar Energy Centre, 2008). Kondisi stabilitas atmosfer Kota Medan
juga sama yaitu tidak stabil (B) dengan indeks kestabilan atmosfer negatif (Yonatan et al,
2015).
Model DFLS berlaku di Kota New Delhi, dengan karakteristik jenis lalu lintas yang
heterogen. Mengingat kondisi Kota Medan yang memiliki kesamaan dengan kondisi Kota
New Delhi yaitu jenis lalu lintas yang heterogen dan stabilitas atmosfer yang tidak stabil,
maka penelitian ini menggunakan model DFLS.
Penelitian dilakukan di ruas Jalan MT. Haryono karena memiliki jenis lalu lintas yang
heterogen dengan rasio V/C 1,08 (DISHUB Kota Medan, 2016). Berdasarkan
pengamatan, Jalan MT. Haryono memiliki kondisi arus lalu lintas yang cukup sibuk. Hal
ini disebabkan karena Jalan MT. Haryono didominasi oleh kawasan perdagangan dan
perkantoran. Jalur di Jalan MT. Haryono yaitu jalur satu arah (oneway). Jalan MT.
Haryono tidak memiliki lahan penghijauan dan tidak terdapat pohon di sepanjang jalan
ini. Kondisi jalan ini cukup baik yang dapat dilihat pada Lampiran VIII.
Penelitian ini berjudul Prakiraan Konsentrasi Karbon Monoksida dengan Pemodelan
Delhi Finite Line Source (Studi kasus : Jalan MT. Haryono, Medan). Pemodelan DFLS
dilakukan untuk mengetahui sesuai atau tidaknya model tersebut diterapkan di Jalan MT.
Haryono untuk memprediksi konsentrasi CO.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dapat disusun dari latar belakang yang telah disampaikan yaitu:
1. Berapa konsentrasi CO yang dihasilkan dari kegiatan transportasi di Jalan MT.
Haryono dihitung dengan model DFLS?
2. Bagaimana hasil validasi data konsentrasi CO menggunakan model DFLS (CO hitung)
dengan data sampling konsentrasi CO (CO terukur)?
3. Apakah model DFLS bisa diterapkan di Jalan MT. Haryono Kota Medan?
I-3
Universitas Sumatera Utara
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memperkirakan konsentrasi CO di ruas Jalan MT. Haryono dengan model DFLS.
2. Membandingkan data konsentrasi CO menggunakan model DFLS (CO hitung) dengan
data sampling konsentrasi CO (CO terukur).
3. Mengetahui kesesuaian penerapan model DFLS di Jalan MT. Haryono Kota Medan.
1.4 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup dari permasalahan ini adalah:
1. Penulis membahas mengenai konsentrasi pencemar dari kegiatan transportasi yaitu
karbon monoksida (CO) yang bersumber dari semua jenis kendaraan bermotor yang
melewati Jalan MT. Haryono.
2. Penulis membahas mengenai pemodelan DFLS dari sumber garis di ruas Jalan MT.
Haryono dengan menggunakan aktif sampling.
3. Penulis mendapatkan jenis dan jumlah kendaraan yang melewati Jalan MT. Haryono
dari pengamatan langsung di lapangan.
4. Penulis membahas mengenai kesesuaian penerapan model DFLS untuk memprediksi
jumlah konsentrasi CO di ruas Jalan MT. Haryono.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Manfaat teoritis
Secara teoritis, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi dan masukan
bagi perkembangan ilmu bidang teknik lingkungan dan menambah kajian ilmu bidang
teknik lingkungan khususnya mengenai pencemaran udara akibat kegiatan transportasi di
ruas jalan Kota Medan.
2. Manfaat praktis
Secara praktis, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada
badan pemerintahan seperti Badan Lingkungan Hidup (BLH) Kota Medan mengenai
I-4
Universitas Sumatera Utara
pemodelan yang dapat digunakan untuk memperkirakan konsentrasi CO, sehingga dapat
diketahui lokasi yang mempunyai konsentrasi tertinggi.
I-5
Universitas Sumatera Utara