5

BAB II Tinjauan Pustaka

II.4. Pencemaran Udara

Pencemaran udara dapat didefinisikan sebagai kehadiran satu atau lebih

kontaminan/polutan ke dalam atmosfer yang karena jumlah dan lama waktu

keberadaannya dapat mengakibatkan kerugian pada manusia, tumbuhan,

kehidupan binatang dan atau properti/material serta menyebabkan gangguan

kenyamanan dalam melakukan aktivitas hidup. Materi yang diemisikan ke

atmosfer oleh aktivitas manusia maupun secara alami merupakan penyebab

beberapa masalah lingkungan seperti hujan asam, penurunan kualitas udara,

pemanasan global, rusaknya infrastruktur bangunan, pengurangan lapisan ozon

dan pemaparan ekosistem oleh bahan beracun (Canter, 1996).

II.2. Sumber Pencemar Udara

Sumber pencemar udara dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis sumber,

frekuensi terjadinya, distribusi spasial dan jenis emisi. Berdasarkan jenis sumber

pencemar maka dapat dibedakan menjadi sumber yang terjadi secara alami dan

sumber yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Sumber alami meliputi letusan

gunung berapi, penyerbukan tanaman, kebakaran hutan dan lain sebagainya,

sedangkan sumber yang berasal dari aktivitas manusia seperti sektor transportasi,

proses industri, pembangkit energi, aktivitas konstruksi, dan aktivitas latihan

militer. Sumber pencemaran berdasarkan distribusi spasial dapat dibedakan atas

beberapa kategori antara lain sumber titik seperti cerobong industri serta sumber

garis yang merupakan sumber pencemar yang begerak seperti aktivitas kendaraan

bemotor. Selain itu juga terdapat sumber area seperti emisi debu dari lokasi

konstruksi dan aktivitas pelatihan militer yang semuanya terjadi dalam satu lokasi

geografis tertentu (Canter, 1996).

Inventori emisi yang dilakukan dalam memperkirakan dan menilai dampak yang

timbul terhadap lingkungan udara mencakup data dari beberapa sumber emisi

yang dapat dibedakan menjadi sumber titik, area dan garis.

6

a. Sumber titik. Perhitungan emisi yang sifatnya individual pada satu sumber

buangan emisi dan terkait pada data mengenai lokasi, kapasitas produksi,

kondisi operasional dan lain sebagainya. Termasuk di dalam kelompok ini

adalah titik cerobong asap industri

b. Sumber garis. Sumber yang merupakan integrasi dari sumber-sumber titik

yang tak terhingga banyaknya, sehingga dapat dianggap sebagai sumber garis

yang seluruhnya memancarkan pencemar udara, seperti emisi dari kendaraan

bemotor, pelayaran, penerbangan dan kereta api

c. Sumber area. Sumber yang merupakan integrasi dari banyak sumber titik dan

sumber garis. Biasanya dibatasi oleh basis atau batas administrasi seperti

negara, kota atau berupa kotak dengan ukuran tertentu (EMEP grid 50x50 km)

Disamping itu sumber pencemaran udara dapat digolongkan kedalam sumber

diam (stationary) dan sumber bergerak (mobile) (CORINAIR, 2003).

II.3. Polutan Pencemar Udara

Polutan gas diemisikan dari berbagai sumber yang dapat di identifikasi termasuk

diantaranya transportasi, pembakaran bahan bakar fosil, proses industri,

pembuangan/dekomposisi sampah dan lainnya. Beberapa polutan juga

membentuk beberapa reaksi kimia di atmosfer sehingga penggolongan pencemar

udara dapat di bagi menjadi dua yaitu pencemar primer dan sekunder. Kehadiran

polutan-polutan di dalam udara pada umumnya berasal dari aktivitas manusia

sebagai akibat dari perkembangan budaya, penggunaan teknologi baru serta pola

konsumtif yang berlebihan. Berdasarkan hasil laporan penelitian oleh Fauzy

Ammari (2005), diketahui bahwa sumber polusi udara sebesar 81% berasal dari

sektor transportasi.

Menurut Moestikahadi (1999), polutan penyebab terjadinya pencemaran udara di

bagi menjadi dua bagian, yaitu :

1. polutan primer misalnya partikulat, oksida karbon, oksida sulfur, hidrooksida,

oksida nitrogen

2. polutan sekunder misalnya ozon yang terbentuk dari reaksi antara peroxyl

radikal dengan oksigen

7

Secara fisik, bahan pencemar udara dapat berupa partikel (debu, aerosol, timah

hitam), gas (CO, NOx, SOx, H2S, HC) dan energi (suhu dan kebisingan).

Polutan udara primer yaitu polutan yang mencakup 90% dari jumlah polutan

udara seluruhnya. Polutan ini lebih dikenal sebagai polutan pencemar udara

konservatif. Selain itu terdapat juga polutan penyebab efek gas rumah kaca, antara

lain: Carbondioxide (CO2), Methane (CH4), Carbonmonooxide (CO) dan N2O.

II.3.1. Karbondioksida (CO2)

Karbondioksida merupakan senyawa kimia yang terdiri dari satu atom karbon dan

dua atom oksigen. Senyawa ini berada pada atmosfer bumi dengan konsentrasi

yang rendah (370 ppmv) dan dikenal sebagai gas rumah kaca. Karbondioksida

merupakan senyawa fase gas pada suhu dan tekanan normal yang dapat

menimbulkan resiko asfiksia pada konsentrasi tinggi. Selain itu senyawa

karbondioksida juga memiliki kemampuan untuk larut dalam air. Pada suhu

dibawah -70oC, karbondioksida berubah fase dari gas menjadi padatan berwarna

putih yang biasa disebut dry ice setelah melalui proses deposisi. Fase cair

karbondioksida terjadi pad tekanan diatas 5,1 atm. Tabel II.1 berikut ini

merupakan properti dari karbondioksida (IPCC, 2005)

Tabel II.1. Properti Karbondioksida (CO2)

Nama lain Carbonic Acid Gas Carbonic Anhydride

Kelarutan dalam air

1.716 ft3 CO2 gas / ft3 H2O @ STP

Ikatan molekul CO2 Titik leleh 216 K Berat mol 44,01 g/mol Titik didih 195 K Densitas: Fase Cair Fase Gas

1032 kg/m3 @-20oC 1.976 kg/m3 @STP

Viskositas: Gas Cair

13.72 μN.s/m2 @STP 99 μN.s/m2 @STP

Sifat Odorless,Colorless Molekul shape Linear

Temperatur kritis 31.1oC Tekanan

kritis 73.9 bar

Densitas kritis 467 kg/m3 Titik Sublimasi -78.5oC

Sumber : IPCC, 2005

8

Sumber yang berasal dari aktivitas manusia meliputi pembakaran bahan bakar

fosil (70-90%) sebagai sumber tenaga dan konversi penggunaan lahan (10-30%).

Kasus terakhir meliputi penggundulan hutan dengan pembakaran biomassa dan

peralihan penggunaan sebagai lahan produksi agrikultural. Selain itu, terdapat

sumber alami penghasil gas CO2, seperti gas vulkanik, pembakaran material

organik, proses respirasi organisme aerobik. Sumber penghasil CO2 juga dapat

dibedakan berdasarkan sektor aktivitas manusia, dimana industri energi

merupakan sumber penghasil gas CO2 terbesar dengan kontribusi sebesar 36%

yang diikuti oleh sektor transportasi (27%) dan industri (21%). Hal ini juga

menjelaskan bahwa sumber utama penghasil gas CO2 berasal dari aktivitas

manusia (IPCC, 2005)

Terjadi peningkatan emisi CO2 dari sekitar 5,4 PgC/tahun pada 1980an menjadi

6,3 PgC/tahun pada 1990an, dimana sebagian besar kontribusi pencemar berasal

dari pembakaran bahan bakar fosil. Konversi lahan menyumbangkan sebesar 1,5-2

PgC/tahun. Dari sekitar 3,2-3,3 PgC/tahun yang berada di atmosfer, sebanyak 1-2

PgC/tahun dikonversi menjadi batuan karbonat dan 2 PgC/tahun diserap oleh

tanaman. Resevoir terbesar pengurangan Karbondioksida (CO2 sink) antara lain:

laut, tanaman (hutan), dan organisme lain yang melakukan fotosintesis untuk

merubah karbondioksida dari atmosfer menjadi biomassa dan melepaskan oksigen

ke atmosfer. Konsep ini yang kemudian diterapkan dalam protocol Kyoto sebagai

landasan dalam carbon offset (Uherek, 2004).

Laut merupakan salah satu CO2 sink yang terjadi melalui 2 proses daya kelarutan

dan proses biologi. Pembentukan secara alami merupakan turunan solubility CO2

pada air laut dan sirkulasi pada lapisan thermohaline, dimana yang terakhir

merupakan total dari rangkaian proses biologi yang mengangkut carbon (dalam

bentuk organik dan anorganik) dari permukaan zona euphotic menuju dasar laut.

Fraksi dalam ukuran kecil dari organik karbon yang mengalami transportasi

biologi, terbakar dalam kondisi anoxic dalam sedimen dan memicu pembentukan

bahan bakar fosil seperti minyak dan gas alam (Wallace, 2003). Meskipun CO2

termasuk mudah larut dalam air dan mudah untuk diserap oleh tanaman, akan

9

tetapi skala waktu dari siklus karbon pada wilayah teresterial dan oceansphere

berada dalam orde dekade sampai ke ribuan tahun. Dalam 100 molekul CO2 yang

dilepaskan ke atmosfer, hanya 30% yang larut di laut selama satu decade dan

sekitar 60% membutuhkan waktu di atas 6 dekade (Godhish, 2004).

II.3.2. Metana (CH4)

Metana merupakan senyawa dengan berat molekul 16,04 g/mol yang tidak

berwarna maupun berbau (Tabel II.2). Metana tidak bersifat racun. Sifat

berbahayanya yang dapat meledak lebih dipicu oleh kontak dengan oksidator dan

halogen. Metana menyebabkan asfiksia yaitu keadaan yang dipicu oleh

berkurangnya kemampuan tubuh dalam menangkap oksigen atau mengakibatkan

kadar oksigen menjadi berkurang (Godhish, 2004).

Tabel II.2. Properti Metana (CH4) Nama lain Marsh gas Kelarutan dalam

air 24 mg/L

Ikatan molekul CH4 Titik leleh -182oC Berat mol 16,04 g/mol Titik didih -162oC Sifat Odorless,Colorless Auto-ignition

Temperature 537oC

Densitas/ fase 0.6 kg/m3, gas Molekul shape Tetrahedral Specific Garvity

0.42 at -164oC Total Heat Combustion

212.8 Kcal/mole

Lower Heat Combustion

191 Kcal/mole

Sumber : Verschueren (1977)

Metana berwujud gas pada temperatur dan tekanan standar dengan rumus kimia

CH4. Metana murni memiliki sifat tidak berbau, akan tetapi apabila digunakan

secara komersial biasanya metana akan dicampur dengan odorant ethanethiol atau

biasa disebut mercaptan untuk dapat mendeteksi kebocoran. Membakar satu

molekul metana dengan oksigen akan menghasilkan/melepaskan satu mol CO2

(karbondioksida) dan H2O (air) menurut persamaan reaksi :

O2HCO2OCH 2224 +→+

10

Dengan jumlahnya yang melimpah serta proses pembakaran yang bersih membuat

metana menjadi alternatif bahan bakar. Metana merupakan salah satu gas

penyebab efek rumah kaca dengan potensi pemanasan global adalah 23 kali dalam

100 tahun. Konsentrasi ini meningkat sebesar 150% sejak 1750 dan metana

memiliki konstribusi sebesar 20% dari total keseluruhan gas rumah kaca. Rata-

rata konsentrasi metana di permukaan bumi pada tahun 1998 sebesar 1,745 ppb.

Emisi gas metana ke atmosfer berasal dari sumber alami, sumber alami yang

terkena pengaruh oleh aktivitas manusia, dan sumber yang disebabkan oleh

aktivitas manusia. Selain itu dapat pula berasal dari sumber biogenik seperti

proses dekomposisi anaerobik materi organik yang merupakan sedimen yang

terdapat di danau, saluran pembuangan dan pertanian. Emisi gas metan juga dapat

berasal dari penambangan batubara, ekstraksi minyak dan gas bumi, pemurnian

petroleum, kebocoran jalur transmisi gas alam, pembakaran savana dan hutan

tropis serta asap buangan kendaraan bermotor (Manahan, 1994). Waktu tinggal

gas metan di atmosfer selama 10 tahun. Sumber alami penghasil CH4 berasal dari

wetlands, laut, hydrates, wild ruminants dan serangga (rayap), dimana besar

kontribusinya yaitu 30% atau sekitar 100-200 TgCH4/tahun. Sedangkan sumber

CH4 dari aktivitas manusia meliputi: sektor energi, agrikultur, pembuangan

sampah, pembakaran biomassa, penanaman padi, yang besar kontribusinya

mencapai 70% atau sekitar 250-600 TgCH4/tahun.

Sumber pengurangan CH4 (sink) terjadi akibat reaksi dengan radikal hydroxyl

(OH) di troposfer (90%), pergerakan/perpindahan ke lapisan stratosfer (5%) dan

oksidasi tanah kering (5%) dengan total pengurangan secara keseluruhan

mencapai 560 TgCH4/tahun. Radikal hydroxyl merupakan senyawa yang

terbentuk oleh fotodisosiasi ozon dan uap air. Radikal hydroxyl ini merupakan

oksidan bagi polutan udara primer seperti CH4, CO dan NOx, sehingga besarnya

pengurangan CH4 seiring dengan keberadaan OH dan tingkatan/kecepatan

reaksinya. Pembentukan senyawa radikal hydroxyl mengikuti persamaan reaksi

sebagai berikut :

11

1. O3 + hv O(1D) + O2 (fotodisosiasi)

2. O(1D) + H2O OH + OH (reaksi dengan uap air)

Pengurangan CH4 mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut :

CH4 + OH• CH3• + H2O

Konsentrasi radikal hydroxyl tidak hanya dipengaruhi oleh emisi langsung dari

metan, tetapi juga oleh produk oksidasinya seperti CO (Anonim, 1998).

Meskipun CH4 dan N2O memiliki kemampuan yang besar dalam menyerap radiasi

infra merah, tapi peranannya masih relatif terbatas apabila dibandingkan dengan

gas CO2. Dampak penting dari CH4 dan N2O hanya dikarenakan peningkatan

konsentrasi yang terjadi di atmosfer. Metan dan N2O mampu menyerap panas 21

dan 206 kali lebih efektif apabila dibandingkan dengan gas CO2. Konsentrasi gas

metan mengalami peningkatan sejak masa industri. Peningkatan konsentrasi

tahunan sebesar 10-15 ppbv per tahun mulai dari tahun 1980 - 1992

(Godhish, 2004).

II.4. Fenomena Rumah Kaca

Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer memicu terjadinya

pemanasan global dan perubahan iklim. Meskipun gas rumah kaca yang mampu

menyerap radiasi gelombang panjang mengalami peningkatan, akan tetapi tidak

memiliki keterkaitan dengan iklim (Schnoor, 1996).

Efek rumah kaca, pertama kali ditemukan oleh Joseph Forier pada tahun 1822,

merupakan proses dimana atmosfer memanaskan sebuah planet. Efek rumah kaca

dapat digunakan untuk merujuk pada dua hal berbeda, yaitu efek rumah kaca

alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang

terjadi akibat aktivitas manusia. Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya

konsentrasi gas-gas seperti karbondioksida (CO2), metana (CH4) dan gas-gas

lainnya di atmosfer. Kenaikkan konsentrasi gas CO2 dan CH4 ini disebabkan oleh

kenaikkan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batubara dan bahan bakar

organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuh-tumbuhan dan laut untuk

mengabsorbsinya.

12

II.5. Mekanisme Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca (greenhouse effect) merupakan suatu keadaan yang timbul akibat

semakin banyaknya gas buang di lapisan atmosfer yang memiliki sifat penyerap

panas baik yang berasal dari pancaran sinar matahari maupun panas yang

ditimbulkan akibat dari pendinginan bumi, radiasi solar dan radiasi panas yang

kemudian dipancarkan kembali ke permukaan bumi. Panjang gelombang yang

dapat diserap dan terperangkap oleh gas rumah kaca adalah untuk panjang

gelombang yang lebih besar dari 1200A (sinar infra merah) (Schnoor, 1996).

Pada saat radiasi gelombang pendek dari sinar matahari yang memiliki intensitas

sebesar 1360 W/m2 masuk ke permukaan bumi dengan rata-rata 343W/m2, hanya

49% yang diabsorbsi, 31% radiasi sinar matahari ini dipantulkan oleh awan, debu,

dan uap air. Sebanyak 20% sinar matahari di absorbsi oleh atmosfer yang

menyebabkan penghangatan pada permukaan bumi dan atmosfer. Sekurangnya

sebanyak 70% dari energi gelombang pendek yang diterima lapisan atmosfer

diradiasikan kembali dalam bentuk radiasi gelombang panjang (Stewart, 2005).

Akan tetapi uap air, awan, CO2, dan gas rumah kaca lainnya mengabsorsi radiasi

tersebut sehingga menyebabkan efek rumah kaca (Gambar II.1).

Gambar II.1. Mekanisme Efek Rumah Kaca

13

Sejumlah besar (98%) dari efek gas rumah kaca merupakan kejadian alami yang

disebabkan oleh keberadaan uap air, CO2 dari industri, dan awan. Tanpa adanya

gas tersebut, bumi akan menjadi sangat dingin, 33oC lebih dingin dari yang ada

sekarang. Suhu rata-rata global permukaan bumi adalah 15oC, sedangkan suhu

permukaan tanpa adanya gas rumah kaca diperkirakan sebesar -18oC. Efek rumah

kaca terjadi secara alami dan memberikan keuntungan bagi kehidupan di bumi.

Selain gas CO2, gas-gas yang memiliki peranan penting dalam meningkatkan efek

rumah kaca antar lain: sulfur dioksida (SO2), nitrogen monooksida (NO), nitrogen

dioksida (NO2) dan senyawa organik seperti methane (CH4) dan CFC.

Bumi menerima energi dari matahari dalam bentuk radiasi. Jumlah energi yang

berada di atmosfer dan lautan tidak mengalami perubahan terhadap waktu. Oleh

karena itu keseimbangan energi dari radiasi matahari harus dikembalikan. Radiasi

meninggalkan bumi melalui dua cara, yaitu memantulkan radiasi matahari dan

mengemisikan panas radiasi inframerah. Radiasi sinar inframerah meningkatkan

temperatur bumi. Kata kunci dari efek rumah kaca adalah bahwa atmosfer dapat

ditembus oleh radiasi matahari tetapi memiliki kemampuan menyerap panjang

gelombang radiasi inframerah yang diemisikan oleh atmosfer dan permukaan

bumi. Radiasi sinar tampak dari matahari memanaskan permukaan dan bukan

atmosfer. Sebagian besar radiasi infra merah yang keluar menuju angkasa

teremisikan dari lapisan atas atmosfer bukan dari permukaan (Schnoor, 1996).

II.6. Iventori Emisi

Inventori emisi merupakan kumpulan informasi secara kuantitas tentang

pencemaran udara dari keseluruhan sumber yang berada pada suatu wilayah

geografis selama periode waktu tertentu. Inventori emisi menyediakan informasi

dari semua sumber emisi beserta lokasi, ukuran, frekuensi, durasi waktu, serta

konstribusi relatif emisi. Inventori emisi tersebut nantinya dapat digunakan

sebagai dasar acuan untuk tindakan pencegahan terhadap pencemaran udara pada

masa yang akan datang serta membantu dalam menganalisa aktivitas yang

berperan dalam peningkatan pencemaran di area geografis dalam studi yang

dilakukan (Canter, 1996).

14

Inventori emisi menyajikan perhitungan kuantitas suatu kontaminan yang

diemisikan oleh sumber tertentu dan dikombinasikan dengan emisi yang berasal

dari sumber lainnya. Metodologi dasar dari inventori emisi menggunakan rata-rata

emisi untuk setiap aktivitas yang didasarkan pada kuantitas penggunaan material

seperti bahan bakar. Penting untuk diperhatikan bahwa inventori emisi

menampilkan perhitungan rata-rata emisi dalam periode waktu tertentu dan tidak

mengidikasikan emisi yang aktual dalam satuan hari (Wilton, 2001).

Sasaran utama dari inventori emisi adalah untuk menganalisa sumber buangan

yang mengemisikan kontaminan ke dalam atmosfer. Inventori emisi dapat

memberikan indikasi tentang kondisi udara di lingkungan dan gambaran kualitas

udara yang ada. Dalam kaitannya dengan instrumen pengelolaan kualitas udara,

inventori emisi dapat digunakan untuk mengidentifikasi sumber permasalahan

mengenai kualitas udara dan membantu dalam mengidentifikasi alternatif

pengelolaan untuk menyelesaikan permasalahan pencemaran udara. Inventori

emisi merupakan komponen penting dari sekian banyak strategi pengelolaan

kualitas udara. Komponen atau instrumen lainnya dalam strategi pengelolaan

kualitas udara antara lain pemantauan, pembuatan tujuan kualitas udara, analisa

dampak meteorologi, serta analisa biaya-manfaat. Terdapat hubungan antara

pemantauan, model dan inventori emisi, seperti yang terlihat pada gambar II.2

berikut ini.

Gambar II.2. Kaitan Instrumen Pengelolaan Kualitas Udara

15

Berkaitan dengan isu mengenai kualitas udara ambien, inventori emisi dapat

digunakan untuk menghitung konstribusi penghasil emisi dari berbagai sumber

yang berbeda. Apabila inventori emisi digunakan untuk menganalisa sumber

emisi, maka diperlukan pertimbangan kondisi meteorologi. Hal ini dikarenakan

konsentrasi emisi di udara bergantung pada besar emisi dan efek dari meteorologi.

Oleh karena itu dalam penanganan dan pengelolaan untuk mengurangi konsentrasi

pencemar perlu diperhatikan parameter meteorologi (Wilton, 2001).

Inventori emisi juga diperlukan untuk penentuan perencanaan yang mencakup

identifikasi konstributor utama, menentukan tingkat pengendalian dan sebagai

dasar pengembangan strategi pengendalian. US EPA (2004) mengungkapkan

bahwa inventori emisi diperlukan guna penentuan perijinan suatu kegiatan yang

dapat berdampak terhadap lingkungan pada suatu wilayah tertentu seperti

penentuan terhadap attainment status suatu wilayah. Selain itu inventori emisi

diperlukan untuk sumber informasi publik yang bersifat terbuka mengenai status

kondisi kualitas udara dan sebagai alat untuk melacak emisi-emisi sepanjang

waktu. Melalui inventori emisi dapat diketahui dimana polusi udara diemisikan,

berapa besar emisi yang dikeluarkan oleh setiap sumber dan sumber mana yang

lebih efektif dan menjadi skala prioritas untuk dilakukan pengendalian emisinya.

Perhitungan emisi yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan data dasar atau

indeks dari operasi suatu sistem seperti jumlah dan kandungan material dari energi

yang digunakan, proses alamiah, sistem penanganan kontrol emisi yang

digunakan, perhitungan keseimbangan massa, dan perhitungan berdasarkan faktor

emisi. Inventori emisi biasanya mencakup dua komponen data penting yaitu

mencakup data kategori polutan dan data kategori sumber emisi.

Beberapa prinsip umum dalam membangun program inventori emisi gas rumah

kaca yang efektif (Loreti, 2006) antara lain:

a. Pemahaman akan emisi. Pengetahuan tentang besar emisi yang berasal dari

berbagai sumber serta pemahaman akan jenis-jenis sumber emisi akan

mempermudah dalam membuat acuan pengembangan inventori

16

b. Mengetahui kegunaan dari inventori emisi. Setiap perusahaan atau lembaga

mempunyai berbagai kepentingan terhadap inventori emisi. Perbedaaan

kepentingan ini akan berimbas pada tingkat keakuratan, kelengkapan dan

dokumentasi inventori.

c. Memberikan batasan terhadap emisi yang akan dimasukkan dalam inventori.

Pembatasan ini berguna dalam hal tindakan meminimalkan jumlah emisi dari

sumber yang nantinya akan menentukan kontrol.

d. Fleksibilitas yang tinggi akan memberikan kemudahan dalam menentukan

skenario pada waktu depan.

e. Pelaporan yang bersifat transparan mengenai emisi dan tindakan

penanganannya, akan memberikan kemudahan dalam pemberian kritik oleh

pengambil kebijakan.

f. Mengembangkan inovasi.

Proses perancangan dalam pembuatan inventori emisi dilakukan dengan

mengikuti beberapa tahapan, antara lain:

1. Identifikasi isu utama. Beberapa keuntungan yang diperoleh antara lain

adanya batasan ruang lingkup dan sasaran inventori emisi, kemudahan

identifikasi sumber yang akan diikutsertakan dalam inventori, pelaporan lebih

kontekstual, identifikasi kontaminan/pencemar yang diikutsertakan dalam

inventori

2. Identifikasi bahan pencemar. Inventori emisi mencakup perhitungan emisi

dari parameter PM10, CO, SOx, NOx, VOCs dan CO2. Selain itu ditambahkan

pula Hazardous Air Pollutants (HAPs) seperti Benzen, PAHs dan Dioksin

serta gas rumah kaca seperti N2O dan Metan.

3. Identifikasi sumber. Hampir kebanyakan bahan pencemar berasal dari sumber

yang spesifik. Berdasarkn isu yang diangkat dan jenis polutan yang termasuk

dalam inventori maka dapat ditetapkan pula sumber-sumber emisi dalam

inventori. Sebagai contoh, untuk inventori gas rumah kaca, maka sumber

yang akan diikutsertakan mencakup aktivitas sektor transportasi, agrikultur,

proses industri dan pembangkit listrik

4. Penentuan area studi

17

5. Distribusi spasial. Pemilihan resolusi spasial pada inventori bergantung pada

beberapa faktor termasuk ukuran area, pola distribusi, kondisi geografi dan

meteorologi. Beberapa altenatif dalam penggambaran distribusi spasial antara

lain dengan pembagian area berdasarkan grid, distribuasi spasial berdasarkan

area sensus dan lain sebagainya. Pembagian area berdasarkan grid biasanya

dilakukan pada wilayah studi yang besar dengan kekhasaan kondisi atmosfer,

dimana suatu wilayah dibagi atas grid dengan ukuran yang sama dan

pengukuran emisi dilakukan pada masing-masing grid.

6. Distribusi temporal. Data dipresentsikan berdasarkan durasi waktu (jam, 24

jam, bulan, musiman dan tahunan). Penentuan durasi waktu ini didasarkan

atas berbagai faktor seperti aspek meteorologi. Untuk pehitungan musiman

biasanya dibedakan antara musim panas dan dingin atau musim hujan dan

kemarau (Wilton, 2001).

Sedangkan berdasarkan acuan dari US EPA (1972), pembuatan inventori emisi

mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

1. klasifikasi semua polutan dan sumber emisi pada lokasi yang dimaksud

2. identifikasi dan mendapatkan informasi mengenai faktor emisi untuk tiap

polutan dan sumber

3. memperkirakan kuantitas informasi unit produksi

4. perhitungan rata-rata untuk tiap polutan yang diemisikan ke atmosfer

5. menyimpulkan emisi polutan yang spesifik untuk masing-masing sumber

yang teridentifikasi

Walaupun inventori emisi dapat digunakan pada keseluruhan area geografis, akan

tetapi dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan beberapa hal yang berkaitan

dengan pembaruan informasi termasuk faktor emisi, perubahan informasi (sumber

yang hilang dan sumber yang baru), sehingga diperlukan pengecekan atau

pengawasan secara periodik terhadap ketersediaan berbagai informasi serta

perubahan-perubahan dalam pembuatan inventori emisi (Canter, 1996).

Menurut IPCC (2006), pelaksanaan inventori harus dapat memberikan jaminan

kualitas mulai dari pengumpulan data sampai pada pelaporan. Indikator dari

kualitas inventori meliputi beberapa hal, yaitu:

18

a. Transparansi. Pihak di luar pelaksana inventori dapat mengerti tentang

bagaimana inventori dilaksanakan dan mudah untuk diaplikasikan dalam

skala nasional

b. Kelengkapan. Semua pengukuran yang berdasar pada sumber, parameter gas

dan lokasi harus dilaporkan secara lengkap termasuk adanya komponen-

komponen yang terlewatkan selama melakukan inventori

c. Konsistensi. Inventori yang digunakan untuk mengetahui pola tahunan harus

dihitung berdasarkan metode dan sumber data yang tetap setiap tahunnya

sehingga mampu memberikan gambaran fluktuasi dari emisi yang dihasilkan

d. Perbandingan. Inventori emisi yang dilakukan harus dapat dibandingkan

dengan inventori emisi di kota atau negara lain untuk skala yang sama

e. Akurasi. Adanya over/under estimate dalam perhitungan inventori emisi

harus dapat dipertanggungjawabkan

Pembaruan data inventarisasi emisi perlu dilakukan secara teratur, sedikitnya

setiap dua tahun. Tujuan dan kegunaan pembaruan data inventarisasi emisi adalah:

• Pengkajian kualitas udara

• Pengamatan kecenderungan emisi

• Input pemodelan kualitas udara

• Mengevaluasi scenario dimasa yang akan dating, seperti memperkirakan

dampak suatu rencana aksi pengelolaan terhadap perbaikan kualitas udara,

dampak adanya sumber pencemaran baru, atau scenario penurunan emisi

• Panduan untuk mengembangkan dan menyempurnakan jaringan pemantau

kualitas udara (Bappenas, 2006).

Gambaran Inventori Emisi di Berbagai Kota Besar

Beberapa kota seperti Oakland, Springfield, Arizona dan kota di negara Australia

melakukan inventori emisi gas rumah kaca dengan pendekatan yang hampir sama

yaitu menggunakan faktor emisi dari jarak tempuh kendaraan (VKT/VMT).

Berikut merupakan langkah yang digunakan di Springfield dan umum dilakukan

di tiap negara dalam melakukan inventori emisi, yaitu :

1. Menentukan tujuan dan lingkup inventori sehingga memudahkan dalam

penentuan metodologi yang akan digunakan dalam inventori

19

2. Mengumpulkan data yang berkaitan dengan inventori gas rumah kaca yang

meliputi tiga sektor utama antara lain konsumsi energi, transportasi dan

penanganan limbah. Hampir sebagian besar inventori dilakukan pada dua

jenis gas yang dominan terhadap timbulnya efek rumah kaca yaitu CO2 dan

CH4. Terdapat dua pendekatan umum yang digunakan dalam pengumpulan

data yaitu top-down dengan menggunakan lebih banyak informasi yang

sifatnya umum dan bottom-up dengan menggunakan data konsumsi yang

lebih detail untuk tiap area

3. Perhitungan beban emisi dan konversi ke dalam CO2 equivalen

4. Melakukan interpretasi dari hasil inventori sehingga dihasilkan gambaran

tentang besar konstribusi sumber pencemar yang mana gambaran ini akan

digunakan dalam pengambilan langkah penanganan dan prediksi ke depan.

Perdekatan dari sektor transportasi tidak hanya dilakukan untuk jenis road

transportation, melainkan termasuk juga civil aviation, military transportation,

railway transportation dan sumber bergerak lainnya. Tabel II.3 dan gambar II.3

berikut ini memberikan gambaran nilai beban emisi kota-kota di negara lain pada

tahun 2005 (CLIISE, 2007).

20

Tabel II.3. Perbandingan nilai beban emisi antar kota

Nama Kota Beban Emisi (e CO2) dalam ton

Total Transportasi %*)

New south wales1) 80400000 21600000 26.8

Queensland1) 18700000 23.3

Victoria1) 20600000 25.6

Western australia1) 9500000 11.9

South australia1) 5900000 7.3

Tasmania1) 1800000 2.2

Oakland2) 2248667 1138767 47

Springfield oregon3) 434398000 211714000 48

California4) 85400000 43200000 50.6

San Diego5) 15146700 7864800 52

Columbia6) 2908547 834458 28.6

Sumber : 1)State and Territory GHGs Inventories (2005); 2)GHGs Inventory Report Oakland (2006); 3)GHGs Inventory Report Springfield (2007); 4)GHGs Inventory Report California (2006); 5)GHGs Inventory Report San Diego (2004); 6)GHGs Inventory Report Columbia (2006)

Catatan *) merupakan nilai persentase sektor transportasi dari total keseluruhan beban emisi di berbagai sektor

Gambar II.3. Grafik Perbandingan Beban Emisi

21

II.7. Faktor Emisi

Faktor emisi adalah rata-rata statistik dari massa pencemar yang diemisikan dari

suatu sumber per unit aktivitas tertentu. Untuk sumber bergerak, faktor emisi

dapat dinyatakan dalam unit:

• gram/kilometer (g/km), gram menyatakan banyaknya pencemar yang akan

diemisikan, km menyatakan jarak tempuh kendaraan dalam waktu tertentu

• gram/kilogram (g/kg), gram menyatakan banyaknya pencemar yang akan

diemisikan, kg menyatakan kuantitas bahan bakar yang digunakan

• gram/Joule (g/J), gram menyatakan banyaknya pencemar yang akan

diemisikan, Joule menyatakan energy yang digunakan (Lestari, 2005).

Berdasarkan acuan dari IPCC (2006), faktor emisi untuk CO2 dikembangkan

dengan dasar kandungan unsur karbon dalam bahan bakar. Pembuatan faktor

emisi untuk CH4 dan N2O lebih sulit dilakukan karena jenis polutan tersebut lebih

bergantung pada teknologi yang digunakan. Perhitungan faktor emisi dilakukan

dengan pertimbangan jenis bahan bakar dan tipe kendaraan (angkutan

penumpang, truk, sepeda motor) yang didasari oleh jenis mesin dan teknologi

kontrol yang digunakan. Selain itu pengembangan dalam pembuatan faktor emisi

juga dapat dilakukan dengan memasukkan faktor-faktor lokal seperti kecepatan

berkendara, temperatur, ketinggian permukaan, alat kontrol polusi.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Christopher (2007) dikemukakan bahwa

terdapat adanya unsur ketidakpastian dalam pembuatan faktor emisi dan inventori

yang disebabkan beberapa hal, antara lain:

• Kesalahan pengambilan sampel

• Kesalahan pengukuran bisa terjadi dikarenakan kesalahan pada pengambilan

sampel dan metode analisa

• Tidak representatif. Pada saat dilakukan pengukuran terhadap suatu sumber,

maka kondisi selama tes haruslah mewakili kondisi nyata di lapangan

• Rata-rata waktu pengukuran. Data emisi yang diukur memiliki waktu rata-

rata yang berbeda, bergantung pada jenis polutan. Sebagai contoh, emisi gas

NOx, SO2, dan lainnya dapat diukur pada resolusi waktu jangka pendek.

Kebanyakan inventori emisi dikembangkan berdasarkan basis waktu jam

22

(untuk model kualitas udara), satuan hari dan tahun. Jika periode inventori

tidak sesuai dengan periode pengukuran, maka akan terjadi kesalahan pada

saat interpolasi dan ekstrapolasi.

• Kehilangan data dapat dikarenakan ketidakmampuan alat dalam mendeteksi,

dimana nilai pengukuran berada dibawah rentang nilai suatu instrumen.

Variabilitas mengacu pada kepastian bahwa sumber emisi yang berbeda akan akan

menghasilkan kadar emisi yang berbeda juga (inter-unit variability) atau dapat

dikatakan bahwa emisi bervariasi terhadap waktu untuk setiap sumber (intra-unit

variability). Ketidakpastian mengacu pada kurangnya pengetahuan tentang

kepastian nilai dari kuantitas yang tidak diketahui atau kepastian distribusi

populasi yang menggambarkan variabilitas. Variabilitas maupun ketidakpastian

bergantung pada waktu rata-rata. Secara umum, variabilitas pada emisi dalam

kurun waktu yang singkat (contoh jam) lebih besar dibandingkan dengan kurun

waktu yang panjang (contoh tahun). Sama halnya dengan variabilitas,

ketidakpastian perhitungan emisi dalam rentang waktu yang singkat akan lebih

besar dari pada pengukuran pada rentang waktu yang panjang. Secara umum, hal

yang berpengaruh pada variabilitas emisi mencakup:

• Desain yang berbeda pada sumber emisi akan menyebabkan perbedaan yang

berpengaruh pada besar emisi

• Perbedaan pada kondisi udara ambien seperti temperatur, kelembapan dan

tekanan udara akan mempengaruhi emisi suatu polutan dari proses

pembakaran seperti VOC dan NOx

• Pemeliharaan peralatan juga berpengaruh terhadap perbedaan nilai efisiensi

dan besar emisi yang dihasilkan

• Beberapa industri beroperasi pada periode waktu tertentu, dimana siklus

operasi dapat berupa satuan hari atau musim. Karakteristik emisi selama

pengoperasian jangka pendek akan berbeda dengan pengoperasian yang

dilakukan tanpa adanya perubahan dalam kurun waktu yang lama

(Christopher, 2007).

23

Pengumpulan data pada inventori emisi dibagi atas beberapa jenis aktivitas seperti

sistem pemanas rumah tangga, industri, emisi kendaraan bemotor dan sumber

lainnya. Proses pengumpulan data pada sektor transportasi dapat dilakukan

dengan dua cara yaitu perhitungan jarak tempuh kendaraan (VKT) dan tingkat

kepadatan lalu lintas berdasarkan model sistem transportasi atau dengan

menggunakan data lalu lintas berdasarkan hasil observasi. Perhitungan emisi

dilakukan dengan menggunakan data aktivitas dan faktor emisi. Data aktivitas

dapat berupa bahan bakar yang digunakan (satuan kg), produk yang dihasilkan

(satuan kg) serta lama waktu pembuangan (jam). Dalam studi inventori emisi dari

sektor transportasi, maka data aktivitas yang digunakan dapat berupa jarak tempuh

kendaraan (satuan km) dan jumlah pemakaian bahan bakar (satuan liter)

(Wilton, 2001).

II.8. Metodologi Desain Konsep

Metodologi konsep dasar desain terbagi atas dua bagian yaitu top-down dan

bottom-up. Konsep dasar dengan pendekatan top-down merupakan pengembangan

sebuah konsep tunggal (rencana awal) dan menghasilkan gambaran yang lebih

detail dari konsep tunggal tersebut (rencana akhir). Sebaliknya konsep dasar

dengan pendekatan bottom-up memperkenalkan adanya sebuah konsep baru serta

kelengkapannya yang tidak tampak pada rencana sebelumnya. Karakterisasi

konsep dasar dengan pendekatan top-down mengacu pada beberapa hal seperti:

1. merupakan stuktur yang sederhana yang dimulai dengan konsep tunggal

(rencana awal) menuju ke rencana akhir yang terdiri atas konsep-konsep kecil

2. semua identitas dikembangkan menjadi identitas baru yang menggambarkan

konsep asli dengan level yang lebih rendah

3. adanya hubungan atau konektifitas logis yang diterima oleh konsep tunggal

dari suatu rencana akhir

Konsep dasar dengan pendekatan bottom-up memperkenalkan konsep baru serta

kelengkapannya yang tidak tampak pada rencana atau konsep sebelumnya. Dapat

juga merupakan hasil modifikasi dari konsep yang telah ada. Pendekatan bottom-

up digunakan dalam desain konsep pada saat ditemukan adanya bagian dari

domain yang tidak tertangkap dalam konsep sebelumnya (Schalkoff, 1990).

24

Langkah pertama perhitungan emisi CO2 dengan menggunakan pendekatan top-

down adalah dengan menentukan total penggunaan bahan bakar pada sektor

transportasi berdasarkan jenis bahan bakar. Data tersebut seharusnya sesuai

dengan data pada badan statistik energi nasional. Beberapa isu yang muncul

dengan pendekatan top-down antara lain:

1. ketersediaan data untuk jenis bahan bakar seperti gas alam dan biofuel

2. ketersediaan data penggunaan bahan bakar untuk kendaraan on-road dan off-

road

3. data penjualan bahan bakar untuk sektor transportasi yang mungkin

digunakan untuk tujuan yang lain

4. perhitungan ilegal dari atau ke suatu negara

Perhitungan konsumsi bahan bakar dengan pendekatan bottom-up dilakukan

terhadap masing-masing jenis tipe kendaran. Selisih antara total konsumsi bahan

bakar dari road vehicles dengan total konsumsi bahan bakar sektor transportasi

akan memberikan gambaran besar penggunaan bahan bakar untuk kendaraan off-

road. Contoh pengembangan model berdasarkan pendekatan top-down dan

bottom-up dapat dilihat pada gambar II.4 berikut ini (IPCC, 2006).

Gambar II.4. Konsep Dasar Pengembangan Model

25

II.9. Bahan Bakar Minyak

Bahan bakar minyak (BBM) masih merupakan energi utama yang di konsumsi

oleh masyarakat. Persentase konsumsinya terhadap total pemakaian energi final

merupakan yang terbesar dan terus mengalami peningkatan. Dilihat dari sisi

pemakaian BBM, sektor transportasi merupakan pemakai BBM terbesar (47%)

dengan proporsi setiap tahun selalu mengalami kenaikkan. Kemudian di susul

oleh sektor rumah tangga (22%), sektor industri (21%) dan pembangkit listrik

(10%). Peningkatan konsumsi BBM di sector transportasi berkaitan erat dengan

pertumbuhan jumlah kendaraan serta tergantung pada kondisi-kondisi seperti:

pola lalu lintas, kondisi teknis mesin dan peralatan kendaraan, pola mengemudi

dan prasarana jalan (Hidayat, 2005).

II.9.1. Bensin

Jenis bahan bakar minyak bensin merupakan nama umum untuk beberapa jenis

BBM yang diperuntukkan bagi mesin dengan jenis pembakaran menggunakan

pengapian. Di Indonesia terdapat beberapa jenis bahan bakar jenis bensin yang

memiliki nilai mutu pembakaran berbeda. Nilai mutu pembakaran ini dihitung

berdasarkan nilai RON (Randon Octane Number). Berdasarkan RON tersebut

maka BBM bensin dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

• Premium (RON 88), merupakan bahan bakar minyak jenis distilat berwarna

kekuningan yang jernih. Warna kuning tersebut akibat adanya zat pewarna

tambahan (dye). Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk bahan

bakar kendaraan bermotor bermesin bensin seperti mobil, sepeda motor, dan

lain-lain. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol.

Secara lengkap, propeti premium dapat dilihat pada tabel II.4 berikut ini.

26

Tabel II.4. Properti Premium No Properti Batas Metode Tes

Min Maks ASTM Lain 1 Knock rating Research

Octane Number (RON) 88 - D-2699

2 Kandungan TEL (gr/L) - 0.3 D-3341 D-5059

3 Distillation 10% evaporation 50% evaporation 90% evaporation

- -

88

74

125 180

4 RVP pada 37.8oC (Psi) - 9.0 D-232 5 Existent Gum (mg/100ml) - 4 D-381 6 Induction Period (min) 240 D-525 7 Kandungan Sulfur (%wt) - 0.0 D-1266 8 Copper Strip Corrosion No.1 D-130 9 Warna Yellow 10 Dye Content (gr/100L) 0.113 11 Bau Marketable

Sumber : SK Dirjen Migas No. 108K/72/DDJM/1997

• Pertamax (RON 92), merupakan bahan bakar dengan stabilitas oksidasi tinggi

dan kandungan olefin, aromatik dan benzene pada level yang rendah sehingga

menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna pada mesin. Pertamax

ditujukan untuk kendaraan yang mempersyaratkan penggunaan bahan bakar

beroktan tinggi dan tanpa timbal (unleaded). Pertamax juga direkomendasikan

untuk kendaraan yang diproduksi diatas tahun 1990 terutama yang telah

menggunakan teknologi setara dengan electronic fuel injection dan catalytic

converters.

• Pertamax Plus (RON 95), merupakan bahan bakar dengan kandungan energi

tinggi. Jenis BBM ini telah memenuhi standar performance international

world wide fuel charter (WWFC). Ditujukan untuk kendaraan berteknologi

mutakhir yang mensyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan

ramah lingkungan. Pertamax plus sangat direkomendasikan untuk kendaraan

yang memiliki kompresi ratio > 10,5 dan juga yang menggunakan teknologi

electronic fuel injection, variable valve timing intelligent, turbocharger dan

catalytic converters (Bphmigas, 2005).

27

II.9.2. Solar

High Speed Diesel (HSD) merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka

performa cetane number 45, jenis BBM ini umumnya digunakan untuk mesin

transportasi jenis diesel dengan sistem injeksi pompa mekanik (injection pump)

dan electronic injection. Penggunaan jenis BBM ini adalah untuk transportasi dan

mesin industri. Tabel II.5 berikut ini memperlihatkan properti dari minyak solar

(Bphmigas, 2005).

Tabel II.5. Properti Minyak Solar No Properti Batas Metode Tes

Min Maks ASTM Lain 1 Spesific Gravity pada 60oF 0.82 0.87 D-1298 2 Color ASTM - 3.0 D-1500 3 Cetane Number 45 D-613 4 Viscosity Kinematic pada 100oF (cSt) 1.6 5.8 D-445 5 Viscosity SSU pada 100oF (sec) 35 45 D-88 6 Pour Point (oC) - 6.5 D-97 7 Kandungan Sulfur (%wt) - 0.5 D-1551 8 Copper Strip Corrosion - No.1 D-130 9 Conradson Carbon Residu %wt 0.1 D-189 10 Sedimen %wt 0.01 D-473 11 Kandungan Abu %wt 0.01 D-974 12 Flash Point oF 150 D-93 13 Distillation

Recovery pada 300oC (%vol)

40

D-86

Sumber : SK Dirjen Migas No. 113K/72/DJM/1999