Modul Ajar · Pencemaran Udara
Studi Kasus Pencemaran Udara: menguji teori pada kasus nyata
Tujuan pembelajaran
Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa mampu…
Kata kunci
Kata kunci Bab 10
10.1 · London 1952
Anatomi bencana dan lahirnya Clean Air Act
Lima hari yang mengubah hukum udara dunia.
Pada 5–9 Desember 1952, London dilanda smog sulfur selama lima hari. Batu bara berkadar sulfur tinggi dari rumah tangga dan industri bertemu dengan antisiklon, inversi temperatur (Bab 6.5), serta udara yang hampir tenang. Kondisi ini membuat mixing height sangat rendah sehingga asap hangat dari cerobong terperangkap. Partikel tar memberi kabut warna kuning kehijauan yang dikenal sebagai pea-souper. Ketiadaan angin mencegah dispersi dan menghasilkan akumulasi yang luar biasa tinggi.
Tabel 10.1 — Angka kematian: resmi vs revisi
| Sumber | Estimasi | Status |
|---|---|---|
| Registrar General (masa kejadian) | ±4.000 berlebih | Estimasi awal |
| + pekan/bulan berikut | ±8.000 lanjutan | Estimasi lanjutan |
| Bell et al. (revisi) | ±12.000 (Des 1952–Feb 1953) | Estimasi epidemiologis |
Angka kematian merupakan estimasi karena pencemaran jarang dicatat sebagai penyebab kematian dalam sertifikat. Empat tahun kemudian, Parlemen mengesahkan Clean Air Act 1956 pada 5 Juli 1956. Undang-undang ini melarang asap hitam, mendorong penggunaan tungku bebas asap, membentuk Smoke Control Area, dan mengendalikan grit serta debu. Undang-undang ini tidak menetapkan baku mutu ambien. Pengendalian dilakukan pada sumber tertentu melalui pelarangan dan insentif substitusi bahan bakar. Setelah penerapannya, angka kematian pria menurut kelompok usia di Greater London turun hampir separuh.
Pelajaran desain: koreksi sumber, bukan sekadar dispersi — cerobong tinggi 1960-an hanya memindah ke deposisi asam regional (Bab 5.5). Parahnya dampak baru disadari setelah data Registrar General terbit berminggu-minggu — argumen sistem pemantauan near-real-time (Bab 8.5).
10.2 · Los Angeles
Smog fotokimia dan pengendalian bertahap
Kisah sukses inkremental berdurasi dekade.
Smog Los Angeles, yang menonjol pada 1940-an dan dikenali pada 1943, bersifat fotokimia-oksidatif. Hidrokarbon dari bensin, NOₓ, dan sinar matahari membentuk ozon permukaan berwarna cokelat keabuan. Arie Jan Haagen-Smit dari Caltech, yang meneliti sejak 1948, merumuskan mekanisme tersebut pada 1952. Temuan ini melahirkan konsep pencemar sekunder (Bab 2.2 dan 2.5). Industri otomotif sempat menolaknya, tetapi bukti ilmiah membuatnya diterima luas pada pertengahan 1950-an.
Tabel 10.2 — Kronologi pengendalian California (CARB; SCAQMD)
| Tahun | Instrumen |
|---|---|
| 1947 | Program pengendalian udara pertama AS (LA County) |
| 1961 | PCV — kendali emisi kendaraan pertama (buah riset Haagen-Smit) |
| 1966 / 1971 | Standar tailpipe HC–CO / standar NOₓ pertama |
| 1967 | CARB dibentuk |
| 1975 | Konverter katalitik wajib (bensin tanpa timbel) |
| 1982 / 1988 / 1990 | Standar PM diesel / OBD / regulasi ZEV |
Evolusi berlanjut LEV I→II→III→IV (difase-in 2026–2030) dan Low NOₓ Omnibus (target −90% pada 2031, netral-teknologi SCR/DPF). Kebijakan emisi on-road adalah elemen tunggal terpenting perbaikan udara California Selatan lima dasawarsa — walau kendaraan dan aktivitas tumbuh.
Batas pendekatan knalpot: saat karbon knalpot turun, non-knalpot (aus rem–ban) makin dominan terhadap toksisitas PM2.5 (MDPI Toxics, 2025) — standar harus berevolusi ke agenda non-talas Euro baru (Bab 9.7) dan mikroplastik (10.9).
10.3 · Beijing
"War on Pollution": PM2.5 turun sepertiga dalam empat tahun
Target kuantitatif + koordinasi regional + substitusi bahan bakar.
Action Plan 2013–2017 Dewan Negara (±US$270 miliar): PM10 prefektur −10% dari 2012; PM2.5 −25% (Beijing–Tianjin–Hebei), −20% (Yangtze), −15% (Pearl River); Beijing tahunan ±60 µg/m³. Instrumen: hapus boiler batu bara kecil, "coal to gas/electricity" (±25 juta rumah tangga berhenti loose coal), restrukturisasi industri, mutu BBM + tarik kendaraan tua, koordinasi lintas provinsi, dan revisi Air Pollution Control Law.
Tabel 10.3 — Beijing 2013→2017 (12 stasiun nasional; Cheng et al., ACP 2019)
| Parameter | 2013 | 2017 | Perubahan |
|---|---|---|---|
| PM2.5 tahunan | 88 µg/m³ | 58 µg/m³ | −34% |
| PM10 tahunan | 110 µg/m³ | 89 µg/m³ | −19% |
| SO₂ tahunan | 23 µg/m³ | 8 µg/m³ | −68% |
| NO₂ tahunan | 54 µg/m³ | 45 µg/m³ | −16% |
| CO tahunan | 1,4 mg/m³ | 0,9 mg/m³ | −33% |
Keterangan: Δ% = persen penurunan; C = konsentrasi tahunan (µg/m³, CO dalam mg/m³); contoh PM2.5: (88−58)/88 × 100% ≈ 34%.
Skala nasional: PM2.5 rata-rata Tiongkok 72→36 µg/m³ (2013→2019, −50%); Beijing 56→35 (2017→2021) dengan rebound kecil NO₂ (+3,6%) dan tantangan O₃. Penurunan terutama dari pengurangan batu bara — setelah koreksi meteorologi agar bukan sekadar tahun bercuaca baik.
Transferabilitas: yang mudah ditransfer — target kuantitatif publik, koordinasi antar-daerah, substitusi bahan bakar padat; yang sulit — fiskal US$270 miliar dan penegakan terpusat. Indonesia: padatkan menjadi BME PLTU (Bab 9.9) + mutu BBM.
10.4 · Karhutla
El Niño, gambut, dan diplomasi AATHP
Pengendalian pra-api, bukan pemadaman reaktif.
Karhutla besar berulang pada El Niño kuat (Bab 6.11): kemarau panjang mengeringkan gambut terdegradasi drainase (didorong sawit) hingga terbakar dalam (smouldering) sulit padam; gambut melepas karbon ribuan tahun secara permanen. Pada 2015 porsi gambut ±29% total terbakar.
Tabel 10.4 — Tiga episode (KLHK indikatif citra satelit)
| Tahun | Luas | Gambut | Emisi / biaya |
|---|---|---|---|
| 2015 | 2,6 juta ha (4,5× Bali) | ~29%* | ±1.750 Mt CO₂e (GFED4, model); ±US$16,1 mld (±1,9% PDB) |
| 2019 | ±1,65 juta ha | ±0,5 juta ha | ±708 Mt CO₂ (s.d. Nov); ±US$5,2 mld |
| 2023 | ±1,16 juta ha (KLHK) | ±182.789 ha | El Niño kuat; Greenpeace ≥2,13 juta ha |
*Gambut 2015 ~29% mengikuti koreksi jurnal UII mengutip KLHK (MD baru); naskah lama ±33% tidak dipakai.
Keterangan: R = rasio audit luas terbakar; A = luas indikatif (juta ha); contoh 2023: R ≈ 2,13 / 1,16 ≈ 1,8 — selisih metode, bukan vonis benar–salah.
Kabut 2015 menjangkau Singapura–Malaysia; Indonesia sempat menolak joint emergency response AATHP (UU No. 26/2014). TWG AATHP ke-27 (Juli 2026) meninjau implementasi di tengah risiko iklim; Kalbar 2024 turun ke ±24 ribu ha. Interpretasi: restorasi hidrologi gambut adalah leverage — 2,49 juta ha direstorasi sebelum 2015 dapat memangkas ±37% luas dan −24% PM2.5 (9,45→7,27 Tg). Penurunan di tahun La Niña basah sebagian adalah anugerah cuaca.
10.5 · Jakarta 2023
Puncak ISPU, respons kebijakan, dan evaluasinya
Antara respons reaktif dan kebijakan struktural.
Sejak Mei 2023 Jakarta konsisten 10 kota tercemar dunia; 31 Agustus 2023 Kelapa Gading–Lubang Buaya ISPU 103–108 (Tidak Sehat), GBK–HI 52–99 (Sedang). Jaringan nafas (25 Agu 2023) mencatat PM2.5 ±58× pedoman tahunan WHO pada puncak — audit metodologis: jam-jaman vs pedoman tahunan 5 µg/m³ itu dramatis tetapi menyesatkan; bandingkan dengan baku jam/24-jam. AQI-156 (IQAir) ≠ ISPU (Bab 8.5). Konteks 2024: Jabodetabek 30–55 µg/m³ (6–11× WHO).
Tabel 10.5 — Respons Agustus–September 2023
| Instrumen | Isi |
|---|---|
| WFH ASN 50% | 21 Agu–21 Okt 2023, ±60.000 PNS DKI |
| Uji emisi + tilang | Razia 1 Sep 2023 (3 bulan; Polda, POM TNI, Satpol PP); wacana larangan lintas Jabodetabek |
| Disinsentif parkir | Rp7.500/jam (dari Rp5.000) bagi tak lulus uji |
| Simptomatik | Penyiraman jalan; langit biru buatan (resuspensi) |
Seminggu WFH belum memperbaiki ISPU — konsisten Barcelona (WFH 2–4 hari hanya −4–10% NOₓ). Evaluasi: struktural berjangka sedang (uji emisi + parkir, Bab 9.7) vs simptomatik hitungan jam vs reduksi aktivitas berefek kecil di armada besar — meski berguna melindungi kelompok rentan (Bab 5.4). Tanpa inventarisasi (Bab 3.6) dan apportionment (Bab 7.7), kebijakan jadi reaktif — argumen basis atribusi SPPU DKI (Bab 8.8). Konteks hukum: dua tahun setelah citizen lawsuit 2021 yang dikuatkan 2022 (Bab 8.10).
10.6 · Industri
AERMOD dan Gaussian pada sumber Indonesia
Ilustratif-metodologis: angka spesifik-lokasi, jangan generalisasi.
PLTD Ampenan, Mataram (Lalu, 2026). AERMOD + 3 titik ukur: model NO₂ 1-jam maks 515,19 µg/m³ (2,6× baku 200) dan 24-jam 82,83 (vs 65), puncak di permukiman Griya Pesona Alam searah angin musim hujan (barat laut→tenggara), signifikan hingga 6–10 km — tetapi ukur lapangan hanya 13,1–15,1 (6–7,5% baku).
Discordance sebagai bahan ajar: skenario konservatif (beban penuh kontinyu) vs pengukuran sesaat yang bisa luput dari jam puncak + risiko salah konversi NOₓ→NO₂. Studi membandingkan tahunan model 33,14 dengan ambang 30 — padahal PP 22/2021 menetapkan NO₂ tahunan 50 µg/m³ (WHO: 10): dengan acuan nasional memenuhi, dengan WHO tidak.
Ubud, Gianyar (POLIMDO, 2025). Konstruksi di 3 lokasi (SO₂, CO, NO₂, PM2.5; SNI 19-7119; beban CORINAIR/EMEP; plume Gaussian Bab 7.3): maksimum pada 25 m masih jauh di bawah PP 22/2021 — screening sah untuk sumber area kecil.
Bontang & Pontianak. Insinerator RS Pupuk Kaltim (Sarwono dkk., 2025): AERMOD+AERMET radius 10 km, cerobong 14 m, gas 22,95 m/s; emisi SO₂ 14,15, NO₂ 95,79, CO 67,08 µg/Nm³ — audit satuan: artikel kemungkinan keliru skala (umumnya mg/Nm³); ambien model SO₂ 1,33, NO₂ 8,83, CO 21,5 dengan anomali elevasi; validasi 2 titik (hanya NO₂ reseptor 1 akurat baik). Pontianak (Wandasundari dkk., 2024): SCREEN3 RSUD Alkadrie memenuhi P.70/2016 dan PP 22/2021; arah dominan bergeser antar-tahun — variabilitas angin tropis (Bab 6.11) mengubah exposure pada emisi sama. Regulasi berlapis: P.70/2016 (termal) dan Permen 6/2021 (B3); FPLT Medan di bawah keduanya.
10.7 · Transportasi
NO₂ koridor jalan: volume vs meteorologi
Emisi menentukan pembilang; cuaca menentukan penyebut.
Mataram, Jl. Majapahit (19 Mei 2025). NO₂ Griess–Saltzman (SNI 7119): Titik 2 tertinggi 78, Titik 3 (3.966 kend/jam terpadat) 62, Titik 1 terendah 25 µg/Nm³; rata-rata 55. Pola: makin padat makin tinggi — NO₂ sebagai primer transportasi. Namun variasinya tak hanya volume: C tepi jalan ≈ (emisi per panjang × modulasi waktu) / kapasitas pengenceran meteorologi — jam sibuk menjelaskan pola, angin–stabilitas menjelaskan penyimpangan (mis. sore tinggi meski volume serupa = mixing height turun, Bab 6.7).
Bukti pendukung: Cikunir–Bekasi (IPB, 2018; vegetasi vs tanpa); Puuruy–Morosi Kendari (85,90/70,30/106,20 mengikuti jam sibuk–dispersi; 3.258 kend pagi); Kedung Cowek Surabaya (2022; CO pagi–sore > siang; suhu–arah–kecepatan angin); CALINE4 Busway Trans-Jakarta (2012); AERMOD Kotagede (WRPLOT + AERMET). Metodologi: korelasi lalu lintas–meteorologi (jam sibuk ≈ angin tenang pagi) mudah menyesatkan — perlu regresi jam-per-jam atau model sumber garis.
10.8 · Delhi
Jerami, GRAP, dan tata kelola lintas provinsi
Jangan salahkan semata penyebab musiman yang tampak.
Musim dingin AQI Delhi 300–500+ (transport, industri, debu, sampah, Diwali, jerami Punjab–Haryana + inversi Bab 6.5; PM2.5 >500 = >30× WHO). Namun apportionment (30 sensor CUPI-G + trajektori + CTM): jerami hanya ±14% Okt–Nov 2022; titik api −50% (2015–2023) tetapi PM2.5 stabil — sumber lokal perkotaan mendominasi.
Tabel 10.6 — GRAP (CAQM; keputusan Nov 2025)
| Tahap | Kategori | AQI | Tindakan utama |
|---|---|---|---|
| I | Poor | 201–300 | Siram jalan, debu, norma kendaraan |
| II | Very Poor | 301–400 | Larang genset diesel, parkir naik |
| III | Severe | 401–450 | Larang konstruksi, batasi BS-III/IV |
| IV | Severe+ | >450 | Tutup sekolah, WFH 50%, larang truk, ganjil-genap |
Evaluasi 2018: AQI turun tiap arahan (tutup industri, batasi konstruksi) + tarik kendaraan >15 th + batasi kembang api — tetapi hanya kelegaan jangka pendek yang bergantung meteorologi; PM2.5 naik 220–310% selama GRAP karena puncak musim dingin. GRAP reaktif: Tahap IV datang setelah toksik berhari-hari. NCR melintasi 4 yurisdiksi — CAQM (2021) adalah respons atas kegagalan koordinasi: pelajaran bagi Jabodetabek (Bab 8.8) dan kabut lintas batas (10.4) bahwa krisis regional butuh otoritas bermandat sumber daya, bukan koordinasi sukarela.
10.9 · Emerging
Mikroplastik atmosferik di kota besar
Dari non-pembakaran: ban, tekstil, sampah lapuk.
Morfologi serat–fragmen menandakan sumber non-pembakaran: tekstil sintetik, aus ban (gaya geser tapak–jalan; ⅓–½ mikroplastik tak-sengaja; 2–5% menjadi airborne, sebagian studi hingga 10%), dan sampah lapuk. Kuantitatif: ±90% mikroplastik udara perkotaan AS barat dari kendaraan (Brahney, via PMC 2024); aus ban ±10% PM10 perkotaan; Leipzig: ±⅔ dari ban, inhalasi ±2,1 µg plastik/hari (risiko +9% kardiovaskular, +13% kanker paru — satu studi, belum konsensus); EV: non-knalpot hingga 90% PM kendaraan di sebagian konteks, korelatif dengan densitas lalin.
Metode: aktif (pompa/filter, HVS, cascade impactor — konsentrasi, paparan pendek) vs pasif/deposisi (plat baja, corong gelas, Petri — laju deposisi jangka panjang). Satuan keluaran berbeda adalah alasan antar-studi sulit dibandingkan — prinsip harmonisasi Bab 4.6.
Agenda Indonesia: armada motor besar, tekstil domestik, dan pembakaran sampah terbuka (Bab 3.4) adalah lanskap sumber hipotetis yang kaya — tetapi pemantauan ambien nasional belum tersedia; butuh riset DLH–kampus berprotokol aktif/pasif. Topik mini riset yang layak (10.10).
10.10 · Mini riset
Tugas akhir integratif satu semester
Replikasi metodologi 10.6–10.7 dalam skala kampus.
- Pengukuran (Bab 4.6): satu kriteria (NO₂ Griess–Saltzman/SNI 7119 atau PM2.5 sensor terkalibrasi) di koridor/sumber kampus — mis. rata-rata Mataram 55 µg/m³ pada 3 titik; catat volume lalin + suhu–angin (±5–10 hari, harian + jam sibuk; sekunder BMKG).
- Pemodelan (Bab 7): kotak (rata-rata kawasan), Gaussian plume/puff (titik/garis + Pasquill dari meteo permukaan — dipilih karena radiosonde hanya di bandara besar), atau regresi NO₂/CO vs lalin + meteo; alternatif AERMOD + WRPLOT/AERMET ala Kotagede–Bontang.
- Kebijakan (Bab 8): bandingkan dengan PP 22/2021 (SO₂ 150/75/45; NO₂ 200/65/50; PM2.5 55/15) dan WHO 2021 (PM2.5 15/5) — tampilkan bedanya; diskusikan uji emisi, SPPU, jalur hijau.
Tabel 10.7 — Rubrik penilaian
| Komponen | Bobot | Indikator |
|---|---|---|
| Desain sampling & kalibrasi | 25% | SNI benar; durasi/waktu rata-rata konsisten |
| Pengolahan data | 20% | Satuan, konversi, kondisi standar eksplisit |
| Pemodelan & evaluasi | 25% | Asumsi tertulis; model vs ukur (Bab 7.9) |
| Analisis kebijakan | 20% | Baku mutu/ISPU acuan cocok; intervensi berbasis atribusi |
| Pelaporan ilmiah | 10% | Pisah fakta–regulasi–asumsi–interpretasi; sitasi primer |
Checklist anti-keliru: audit satuan (µg vs mg/Nm³); cocokkan waktu rata-rata sebelum klaim melampaui; bedakan skenario konservatif vs tervalidasi; jangan bandingkan harian dengan pedoman tahunan; pisahkan nominasi dari atribusi sumber (PMF/audit).
Rangkuman
Pokok pembelajaran
- London 1952 (±4.000 vs ±12.000): serang sumber lewat CAA 1956 + Smoke Control Area — dispersi hanya memindah masalah.
- LA: mekanisme Haagen-Smit + CARB + katalis menurunkan polutan lima dasawarsa; non-knalpot kini frontier baru.
- Beijing: PM2.5 −34% dalam empat tahun lewat target kuantitatif + koordinasi + substitusi batu bara.
- Karhutla: El Niño pemicu, gambut + penegakan penentu; KLHK 1,16 vs ≥2,13 — tampilkan keduanya + metode.
- Jakarta 2023: WFH–penyiraman berefek kecil; uji emisi + disinsentif struktural; kebijakan butuh inventarisasi + apportionment.
- AERMOD/Gaussian lokal (Ampenan, Ubud, Bontang–Pontianak): matang tetapi rawan satuan, acuan waktu, dan pembanding baku mutu yang keliru.
- Delhi: jerami ±14% — atribusi dulu sebelum menyalahkan musim; GRAP reaktif butuh otoritas lintas-provinsi ala CAQM.
- Mikroplastik (ban–tekstil) dan mini riset ber-rubrik menutup buku menuju agenda riset aktif.
Checkpoint
Uji pemahaman
Enam soal tentang angka, kebijakan, atribusi, dan audit data.
Diskusi
Pertanyaan diskusi
Buka petunjuk setiap pertanyaan untuk memulai pembahasan.
Latihan
Latihan mandiri
Enam tugas penerapan; progres tersimpan otomatis di perangkat ini.
Referensi