8 Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Parameter Pencemar Udara Partikulat Pencemaran udara adalah masuk atau dimasukkannya zat, energi dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia sehingga melampaui baku mutu udara ambien yang telah ditetapkan (PP No. 22, 2021). Berdasarkan sifatnya, sumber pencemaran udara dapat dibedakan menjadi sumber bergerak dan sumber tidak bergerak. Sumber bergerak dikaitkan dengan aktivitas dari kegiatan transportasi yang menggunakan bahan bakar fosil sementara untuk sumber tidak bergerak umumnya berkaitan dengan pembakaran bahan bakar yang dilakukan pada kegiatan industri. Berdasarkan karakteristik fisiknya, zat pencemar udara dibedakan menjadi partikulat dan gas. Baik partikulat maupun gas, dapat dihasilkan langsung dari emisi yang dikeluarkan dari sumbernya sebagai pencemar primer serta terbentuk di atmosfer sebagai pencemar sekunder. Pencemar primer dapat dibedakan menjadi lima kelompok yaitu karbon monoksida (CO), nitrogen oksida (NOx), hidrokarbon (HC), sulfur oksida (SOx), dan partikulat. Pencemar sekunder merupakan pencemar udara primer yang mengalami perubahan di udara contohnya akibat reaksi fotokimia. Toksisitas kelompok pencemar udara primer berbeda-beda. Pada Tabel II.1, dapat dilihat bahwa partikel merupakan pencemar primer dengan toksisitas relatif terhadap karbon monoksida (CO) paling tinggi dibanding dengan polutan lainnya. Tabel II.1 Nilai toksisitas relatif polutan udara Polutan Toksisitas Relatif CO 1.00 HC 2.07 SOx 28.0 NOx 77.8 Partikel 106.7 Sumber: (Ratnani, 2008) Partikulat matter merupakan partikel kecil yang terdiri dari padatan dan tetesan air yang tersuspensi di udara. Parameter pencemar udara ini cenderung dapat bertahan cukup lama di udara ambien (Cholianawati dkk., 2020). Partikel seperti debu, pasir, jelaga atau asap berukuran besar dapat dilihat langsung sementara partikel dengan ukuran yang kecil dapat dideteksi menggunakan alat bantu. Pengelompokkan partikulat berdasarkan ukuran diameter aerodinamiknya tercantum dalam Tabel II.2. 9 Tabel II.2 Partikel dan ukurannya Fraction Size range PM10 (Throracic fraction) ≤ 10 μm PM2.5 (Repirable fraction) ≤ 2.5 μm PM1 ≤ 1 μm Ultrafine (UFP) ≤ 0.1 μm PM10 - PM2.5 (Coarse Fraction) 2.5 μm - 10 μm Sumber: (Sutra, 2009) Umumnya fraksi untuk partikel yang diatur ambang batas keberadaannya di udara ambien yaitu PM 10 dan PM2.5. Kedua fraksi dikategorikan sebagai partikulat yang dapat memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Dampak yang ditimbulkan dari paparan terhadap partikulat akan semakin besar pada ukuran partikulat yang semakin kecil, serta tergantung pada komposisi kimia yang terdapat dalam partikulat tersebut (Driejana dkk., 2020). Partikel yang lebih besar seperti PM 10 biasanya dihasilkan dari proses mekanis, baik dari debu di permukaan jalan yang tersuspensi ke udara, proses mekanis di industri dan agrikultur, atau bioaerosol sementara PM 2.5 berasal dari emisi langsung dari proses pembakaran serta pembentukan sekunder dari proses kimiawi atmosfer sehingga lebih banyak mengandung senyawa organik dibandingkan dengan PM 10 (Fan dan Lin, 2011). II.2 Metode Pengukuran Partikulat Berdasarkan teknik pengambilan sampel, metode pengukuran partikulat dibagi menjadi metode manual dan metode otomatis. Perbedaan dari kedua metode ini adalah pada proses pengambilan dan analisis sampelnya. Untuk metode manual, pengambilan sampel dan analisis dilakukan secara manual oleh operator pada suatu waktu sementara metode otomatis dilakukan in situ secara terus-menerus. II.2.1 Metode Manual Aktif Pengukuran partikulat dengan metode manual aktif dibagi menjadi proses pengambilan sampel dan proses analisis sampel. Proses sampling adalah proses pengambilan sampel udara untuk mengumpulkan partikel-partikel selama durasi tertentu kemudian dianalisis. Sementara proses analisis partikulat bertujuan untuk menentukan konsentrasi, 10 komposisi, atau sifat lainnya dari partikel yang telah dikumpulkan dalam sampel. Komponen dari sampling partikulat terdiri dari (Chow dan Watson, 1998): a. Size selective inlet Pengambilan sampler dilengkapi dengan inlet berdasarkan ukuran atau diameter aerodinamis partikel. Alat ini berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel berdasarkan ukurannya. Umumnya, prinsip yang digunakan yaitu impaksi dengan memanfaatkan gaya kinetik saat partikel bertabrakan dengan permukaan solid. Partikel yang lebih besar memiliki inersia lebih besar, sehingga mereka terperangkap saat bertabrakan, sementara udara bersih dan partikel yang lebih kecil akan melewati inlet. Prinsip ini memungkinkan pemisahan partikel dapat dilakukan berdasarkan ukuran atau diameter aerodimanisnya. b. Media filter dan filter penahan Udara yang mengandung partikel diambil melalui inlet selektif dan dilewatkan pada media filter penyaring yang bertujuan menangkap partikel-partikel tersebut. Media penyaring dapat terbuat dari bahan seperti serat kaca, serat kuarsa, politetrafluoroetilena (PTFE) yang dilapisi serat kaca, atau membran PTFE berpori. Masing-masing filter memiliki kompatibilitas terhadap metode analisis sesuai dengan karakteristik fisik dan kimianya. c. Pengukuran, pengaturan dan pergerakan aliran Metode size selective inlet membutuhkan pengaturan laju aliran yang tetap atau berada pada range tertentu. Sebagian besar perangkat pengambilan sampel modern menggunakan sistem umpan balik untuk menyesuaikan penurunan tekanan atau kecepatan pompa agar dapat mengatasi resistensi aliran yang semakin meningkat saat pengambilan sampel dilakukan. Setelah pengambilan sampel dilakukan, proses berikutnya yaitu analisis terhadap sampel tersebut. Analisis yang dilakukan diantaranya (Chow dan Watson, 1998): a. Pengukuran massa partikulat Pengukuran massa partikulat dilakukan dengan menimbang filter yang belum dipaparkan partikulat dengan filter yang telah dipaparkan partikulat dengan kondisi kelembaban dan temperatur yang seimbang. Pengukuran massa partikulat ini dilakukan untuk mengetahui konsentrasi partikulat di udara ambien 11 yang kemudian dapat dibandingkan dengan baku mutu atau standar yang telah ditetapkan. b. Analisis elemental Analisis ini dilakukan untuk mengidentifikasi dan mengukur komposisi yang terkandung dalam partikel-partikel yang terdapat dalam suatu sampel. Secara umum dilakukan dengan menembakkan energi nuklir seperti cahaya gamma. Salah satu metodenya yaitu photon-induced x-ray fluorescence (XRF) dengan menggunakan sinar-X untuk menganalisis sampel partikel. Sinar-X yang dipancarkan pada sampel partikel akan menyebabkan emisi fluoresensi dari partikel-partikel yang terkandung dalam sampel. Dengan menganalisis spektrum fluoresensi yang dihasilkan, dapat diidentifikasi elemen-elemen yang ada dalam sampel serta mengukur konsentrasinya. II.2.2 Metode Otomatis Kontinu Pengukuran partikulat dengan metode otomatis kontinu memungkinan dilakukannya pengukuran secara terus menerus pada suatu lokasi melalui sampling dan analisis dilakukan in situ, kemudian data hasil pengukuran disimpan pada data logger dan diteruskan secara real-time sebagai informasi kualitas udara pada lokasi tersebut. Metode analisis yang digunakan pada peralatan pemantauan udara ambien otomatis kontinu ini bervariasi tergantung pada instrumen yang digunakan, umumnya melibatkan teknik fisik atau optik. Berikut beberapa prinsip pengukuran otomatis kontinu dari partikulat: a.