1

EVALUASI PERUBAHAN EMISI GAS NOX DAN SO2 DARIKEGIATAN TRANSPORTASI DI KAMAL – BANGKALANAKIBAT PENGOPERASIAN JEMBATAN SURAMADU

Oleh:Imam Yanuar3308 100 045

Jurusan Teknik LingkunganFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya2012

2

Latar BelakangKabupaten Bangkalan merupakan tempat persinggahan jalur transportasi menujukawasan tengah dan timur pulau Madura setelah kendaraan bermotor melaluipenyeberangan Tanjung Perak (Surabaya) – Ujung Kamal (Bangkalan)

Kegiatan transportasi mempunyai kontribusi terhadap polusi udara atmosfer. Setiapliter bahan bakar yang dibakar akan mengemisikan sekitar 100 gram KarbonMonoksida: 30 gram , Oksida Nitrogen: 2,5 Kg , Karbon Dioksida dan berbagaisenyawa lainnya termasuk senyawa sulfur (Hickman, 1999).

Emisi NOx (Nitrogen oksida) adalah pelepasan gas NOx ke udara. Di udara, setengahdari konsentrasi NOx berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahanbakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi.

Sulfur diokside memiliki karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar diudara,sedangkan sulfur triokside merupakan komponen yang tidak reaktif. Hanya sepertigadari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia,dan kebanyakan dalam bentuk SO2 (Fardiaz, 1992).

Dengan dibangunnya jembatan Suramadu, aktifitas penyeberangan Tanjung Perak –Ujung Kamal semakin berkurang karena banyak kendaraan bermotor yang memilihuntuk melewati jembatan Suramadu daripada melalui penyeberangan Ferry

3

Rumusan MasalahBerapa jumlah kadar gas NOx dan SO2 yang dihasilkan dari kegiatan transportasi di Kamal - Bangkalan sebelum dan setelah dioperasikannya Jembatan Suramadu

Bagaimana perubahan kadar emisi gas NOx dan SO2 yang dihasilkan dari kegiatan transportasi di Kamal - Bangkalan setelah dioperasikannya Jembatan Suramadu

4

Tujuan

Menghitung jumlah kadar gas NOx dan SO2 yang dihasilkan dari kegiatantransportasi di Kamal - Bangkalan sebelum dan setelah dioperasikannyaJembatan Suramadu

Mengevaluasi perubahan kadar gas NOx dan SO2 yang dihasilkan darikegiatan transportasi di Kamal - Bangkalan.

5

Ruang Lingkup

• Batasan – batasan yang yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah:• Wilayah studi penelitian dilakukan di wilayah Kamal dan Bangkalan• Parameter yang digunakan adalah konsentrasi gas NOx dan SO2 dari

kegiatan transportasi dengan jenis kendaraan berupa mobil penumpang (bensin dan diesel), sepeda motor, bus, truk yang melintasi arus jalan utama wilayah penelitian dengan titik – titik sampel tertentu

• Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah:• Jenis kendaraan yang melewati ruas jalan

Jenis kendaraan adalah sepeda motor, mobil berbahan bakar bensin, mobil berbahan bakar diesel, truk, dan bus.

• Waktu pengambilan samplingYaitu waktu pengambilan pada hari libur (Minggu) dan hari kerja (Senin, Selasa maupun Kamis)

6

Ruang Lingkup

• Penentuan titik sampel pengambilan data primer terdiri dari 3 sampel titik pengukuran, adapun pengukuran dilakukan pada• Satu titik di ruas Jalan Raya Kamal (Kecamatan Kamal)• Satu titik di ruas Jalan Suramadu (Kecamatan Labang)• Satu titik di ruas Jalan Raya Burneh (Kecamatan Burneh)

• Periode pengambilan dilakukan dalam jam puncak dan hari puncak berdasarkan data sekunder. Dan untuk lokasi sampling yang tidak memiliki data sekunder maka dilakukan sampling selama 12 jam

• Alat yang digunakan adalah counter, yaitu alat untuk menghitung jumlah kendaraan bermotor yang melintas di wilayah pengambilan sampling.

• Pemetaan sumber emisi NOx dan SO2 dilakukan dengan menggunakan program Surfer 8.

7

Manfaat

Manfaat dari tugas akhir ini adalah untuk:• Sebagai dasar bahan untuk evaluasi pembangunan jembatan yang serupa• Sebagai informasi sumber emisi gas buang NOx dan SO2 yang paling

tinggi dari aktifitas transportasi di wilayah studi Kamal - Bangkalan

8

Tinjauan PustakaKegiatan TransportasiKegiatan transportasi sudah dikenal sejak lama sebagai salah satu sektor yang memberikan dampak terhadap lingkungan dalam cakupan spasial dan temporal. Kabupaten Bangkalan merupakan pusat transportasi darat di Pulau Madura setelah melalui penyeberangan laut dari kota Surabaya.

Pengertian Pencemaran UdaraPencemaran udara akibat kegiatan transportasi adalah akibat kegiatan transportasi di darat. Selain pencemar tersebut, kegiatan transportasijuga dapat menyebabkan adanya efek rumah kaca yang sering disebut global warming.

9

Tinjauan PustakaNitrogen OksidaNitrogen oksida merupakan pencemar. Sekitar 10% udara setiap tahun adalah nitrogen oksida. Ada delapan kemungkinan hasil reaksi bila bereaksi dengan oksigen yang jumlahnya cukup banyak hanyalah tiga, yaitu N2O, NO, NO2. Yang berhubungan dengan pencemaran udara adalah NO dan NO2 (Fardiaz, 1992).

Sulfur OksidaPolusi oleh sulfur diokside terutama disebabkanoleh dua komponen gas yang tidak berwarna, Yaitu sulfur diokside (SO2) dan sulfur triokside (SO3), dan keduanya disebut sebagai SOx. Sulfur diokside memiliki karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar diudara, sedangkan sulfur triokside merupakan komponen yang tidak reaktif. Hanya sepertiga dari jumlah sulfur yang terdapat di atmosfer merupakan hasil dari aktivitas manusia, dan kebanyakan dalam bentuk SO2 (Fardiaz, 1992).

10

Tinjauan PustakaFaktor Emisi Kendaraan BermotorFaktor emisi dapat juga didefinisikan sebagai sejumlah berat tertentu polutan yang dihasilkan oleh terbakarnya sejumlah bahan bakar selama kurun waktu tertentu. Definisi tersebut dapat diketahui bahwa jika faktor emisi sesuatu polutan diketahui, maka banyaknya polutan yang lolos dari proses pembakarannya dapat diketahui jumlahnya persatuan waktu

Surfer 8Pada akhir penelitian ini untuk mempermudah informasi penyebaran konsentrasi emisi NOx dan SO2. ini menggunakan program Surfer 8 untuk memudahkan dalam penggambarannya. Surfer 8 merupakan salah satu perangkat lunak produk Golden Software, Inc. Untuk pembuatan peta kontur dan pemodelan tiga dimensi yang didasarkan padaa grid, perangkat lunak ini berperan besar dalam pemetaan kawasan

11

Metodologi Penelitian

A B

Pengambilan Data Sekunder•Peta Kabupaten Bangkalandari Jurusan Geomatika

•Data jumlah kendaraan bermotor yang menggunakan jasa penyeberangan Ferry (PT. ASDP)•Data jumlah kendaraan yang melewati jembatan Suramadu dari Jasa Marga•Data volume kendaraan dari Dishub Kabupaten Bangkalan

Pengambilan Data Primer•Perhitungan jumlah danjenis kendaraan yangmelewati jalan arteri danlokal di kawasan Bangkalandengan Traffic Counting

Ide Penelitian:Evaluasi Perubahan Emisi Gas NOx dan SO2 dari Kegiatan Transportasi di

Kamal – Bangkalan Akibat Pengoperasian Jembatan Suramadu

Studi Literatur:•Teori emisi gas buang

•Teori sistem transportasi•Pencemaran Udara•Metode Sampling Lalu lintas

Persiapan Penelitian:•Persiapan alat dan bahan

•Penentuan lokasi titik sampling•Penentuan waktu penelitian

12

Metodologi Penelitian

Pengolahan Data Primer dan Sekunder

•Pemetaan Konsentrasi Emisi NOx dan SO2 dengan Program Surfer 8•Validasi Peta

Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Penyusunan Laporan

BA

13

Metodologi Penelitian

Tipe kendaraan/bahan bakar

Faktor emisi (gram/liter)Catatan (km/l)

NOx CH4

NMV OC CO N2O CO2

Bensin:

Kendaraan penumpang 21,35 0,71 53,38 462,63 0,04 2597,86 Aaa 8,9

Kendaraan niaga kecil 24,91 0,71 49,82 295,37 0,04 2597,86 Ass 7,4

Kendaraan niaga besar 32,03 0,71 28,47 281,14 0,04 2597,86 Ass 4,4

Sepeda motor 7,12 0,71 85,41 427,05 0,04 2597,86 Ass 19,6

Diesel:

Kendaraan penumpang 11,86 0,08 2,77 11,86 0,16 2924,9 Ass 13,7

Kendaraan niaga kecil 15,81 0,04 3,95 15,81 0,16 2924,9 Ass 9,2

Kendaraan niaga besar 39,53 0,24 7,91 35,57 0,12 2924,9 Ass 3,3

Lokomotif 71,15 0,24 5,14 24,11 0,08 2964,43

Catatan: *) liter ekuivalen terhadap bensin, Sumber: Dikompilasi dari IPCC (1996)

Tabel Faktor Emisi Jenis Kendaraan Bermotor

14

Metodologi PenelitianTabel Faktor Emisi Jenis Kendaraan Bermotor

Kategori SO2

(g/km)

Sepeda motor 0,008

Mobil penumpang, Bensin 0,026

Mobil penumpang, solar 0,44

Bus 0,93

Truck 0,82

Angkot 0,029

15

Metodologi PenelitianTabel Konsumsi Energi Spesifik Kendaraan Bermotor

No. Jenis KendaraanKonsumsi Energi Spesifik

(liter/100 km)

1. Mobil Penumpang

- Bensin 11,79

- Diesel/solar 11,36

2. Bus Besar

- Bensin 23,15

- Diesel/solar 16,89

3. Bus Sedang 13,04

4. Bus Kecil

- Bensin 11,35

- Diesel/solar 11,83

5. Bemo, Bajaj 10,99

16

Metodologi PenelitianLanjutan Tabel Konsumsi Energi Spesifik Kendaraan Bermotor

No. Jenis KendaraanKonsumsi Energi Spesifik

(liter/100 km)

6. Taksi

- Bensin 10,88

- Diesel/solar 6,25

7. Truk Besar 15,82

8. Truk Sedang 15,15

9. Truk Kecil

- Bensin 8,11

- Diesel/solar 10,64

17

Analisa Pembahasan

Gambaran Umum Kabupaten Bangkalan• Kabupaten Bangkalan merupakan pusat kegiatan ekonomi di Pulau

Madura dengan keberadaan Pelabuhan Kamal yangmenghubungkan Pulau Jawa dengan Pulau Madura. Fungsidominan Kabupaten Bangkalan adalah sebagai pusat kegiatankomersial, finansial, perdagangan, dan transportasi.

Penentuan Titik Sampling• Jumlah lokasi titik sampling yang diambil pada tugas akhir ini

sebanyak tiga (3) titik sampling, yaitu pada ruas jalan Kamal, ruasjalan Burneh, dan ruas jalan Suramadu. Namun pada penelitian inidilakukan pembeda waktu sampling untuk membandingkanperubahan pada hari kerja dan hari minggu

18

Analisa PembahasanPenentuan Waktu SurveyPengambilan waktu survey ditentukan berdasarkan jam puncakpada masing-masing jalan yang akan disurvey dan dilakukan padahari Senin (hari kerja) dan hari Minggu (hari libur) sebagaiperbandingan hari.

19

Analisa Pembahasan

Contoh penentuan waktu survey di Jalan Kamal

Grafik Lalu Lintas Jalan Suramadu hari Selasa (PT. Jasa Marga, 2012)

Grafik pada Gambar 4.2 menunjukkan bahwa jumlah kendaraan terbanyak terdapat pada pukul 17.00 – 18.00 WIB. Jadi, survey di Jalan Suramadu dilakukan pada hari Minggu dan Kamis pukul 17.00 – 18.00 WIB.

20

Analisa PembahasanContoh penentuan waktu survey di Jalan Kamal

Hasil Traffic Counting kendaraan di Jalan Suramadu Arah Surabaya

Tanggal 15 April 2012

Surveyor Agil, Imam, Ryan

Ruas Jalan Suramadu

Arah Surabaya

no waktuSepeda Motor

Mobil Penumpang

(bensin)

Mobil Penumpang

(solar)Niaga Kecil

BensinNiaga Kecil

solar Truk Kecil Truk Besar Bus

1 16.00-16.15 195 68 10 5 3 11 3

2 16.15-16.30 270 78 15 5 4 5 9

3 16.30-16.45 285 92 17 3 4 12 4

4 16.45-17.00 439 71 5 4 6 7 3

5 17.00-17.15 492 68 11 1 7 8

6 17.15-17.30 494 93 5 1 7 4 1 6

7 17.30-17.45 547 89 2 3 14 13 1 2

8 17.45-18.00 383 61 1 1 5 5 3

9 18.00-18.15 373 57 1 3 5 7 4 3

10 18.15-18.30 293 57 0 1 5 13 2 2

11 18.30-18.45 325 52 1 3 14 15 1

12 18.45-19.00 272 73 1 2 12 12 3 2Jumlah 4368 859 69 32 86 112 11 38

21

Analisa PembahasanPerhitungan Emisi Karbon dengan Konversi dan Tanpa Konversi keSatuan Mobil PenumpangDari hasil survey counting kendaraan kemudian dilakukan perhitunganrata-rata dari tiap jenis jalan selama 1 jam kemudian dinormalisasikan kedalam satuan mobil penumpang dengan cara mengalikan jumlah kendaraanyang telah disurvey dengan faktor konversi.

Perhitungan Jumlah Kendaraan Rata-rata tiap Jalan Perhitunganjumlah kendaraan rata-rata tiap jalan diperoleh dengan menganalogikandata sekunder yang didapat (data dari Dinas Perhubungan KabupatenBangkalan, PT. Jasa Marga wilayah Suramadu, dan PT. ASDP UjungKamal) dengan data primer survey volume kendaraan selama tiga jampuncak. Berikut langkah perhitungan jumlah kendaraan rata-rata tiap ruasjalan:

22

Analisa Pembahasan– Data Sekunder dan Data Primer pada Jam Puncak

Jalan yang tidak memiliki data sekunder per jam maka dilakukansurvey selama 12 jam untuk mengetahui total kendaraan rata-rata perhari. Dari data sekunder dan primer tersebut akan diambil volumekendaraan selama satu jam pada jam puncak dan digunakan dalamperhitungan rasio analogi.

– Rasio AnalogiPenganalogian ini dilakukan karena data primer yang didapat dari survey memiliki kondisi waktu yang berbeda (perbedaan waktu survey). Contoh perhitungannya adalah:Perhitungan rasio analogi pada Jalan Suramadu hari Kerja untuk jeniskendaraan sepeda motor:• Data primer jumlah sepeda motor pada jam puncak = 1854

kendaraan/jam• Data sekunder jumlah kendaraan sepeda motor pada jam puncak =

2488 kendaraan/ jam

23

Analisa Pembahasan• Sehingga didapatkan nilai rasio analoginya:• Rasio analogi = 1854 kendaraan/ jam

2488 kendaraan/jam= 0,77

– Total Kendaraan Rata-rata Tiap Ruas Jalan• Contoh perhitungannya adalah:

Perhitungan total kendaraan rata-rata pada Jalan Suramadu untuk jenis kendaraan sepeda motor:

• Rasio analogi = 0,77• Total kendaraan rata-rata data sekunder = 1149 kendaraan/jam• Total kendaraan sepeda motor rata-rata tiap jalan

= 0,77 x 1149 kendaraan/jam = 889 kendaraan/jam

24

Analisa PembahasanContoh perhitungan total kendaraan rata-rata tiap jenis kendaraan

pada Jalan Suramadu dapat dilihat pada Tabel

Jenis KendaraanData Jam Puncak

Primer (kendaraan/jam)

Data Jam Puncak Sekunder

(kendaraan/jam)

Rasio Analogi

Rata-rata Kendaraan Data

Sekunder per Jam (kendaraan/jam)

Total Kendaraan Rata-rata

(kendaraan/jam)

Spd. Motor 1854 2488 0.77 1149 889

Mobil Penumpang Bensin 376 425 1.05 222 233

Mobil Penumpang Solar 25 28 1.06 16 17

Niaga Kecil Bensin 28 32 1.05 17 18

Niaga Kecil Solar 43 49 1.07 33 35

Truk Kecil 108 122 1.05 63 66

Truk Besar 22 163 0.15 88 13

Bus 5 6 1.09 5 5

Jumlah 1277

25

Analisa Pembahasan• Perhitungan Beban Emisi NOx dan SO2

Contoh perhitungan jumlah emisi gas NOx dan SO2 rata-rata pada Jalan Suramadu dari kendaraan sepeda motor adalah:– Jumlah kendaraan rata-rata (n) = 1081 kendaraan/jam– Faktor emisi (FE) NOx = 7,12 g/liter, dimana faktor emisi yang digunakan

adalah faktor emisi untuk jenis kendaraan sepeda motor.– Faktor emisi (FE) SO2 = 0,008 g/km, dimana faktor emisi yang digunakan

adalah faktor emisi untuk jenis kendaraan sepeda motor.– Konsumsi bahan bakar (K) sepeda motor

= 2,66 liter/100 km= 0,0266 liter/kmJumlah emisi NOx rata-rataQ = n x FE x K

= 1081 kendaraan/jam x 7,12 g/liter x 0,0266 liter/km= 0,20 kg/jam.km

26

Analisa PembahasanJumlah emisi SO2 rata-rataQ = n x FE

= 1081 kendaraan/jam x 0,008 g/km / 1000= 0,0086 kg/jam.km

27

Analisa Pembahasan• Perhitungan Emisi gas NOx dan SO2 Rata-rata Tiap Jenis Kendaraan pada

Jalan Suramadu pada hari Minggu

Jenis Kendaraann

(kendaraan/jam)

Faktor Emisi NOx (gram/liter)

Faktor Emisi SO2 (gram/km)

Konsumsi Energi Spesifik

(liter/100 km)

Emisi NOx Rata-rata

(kg/jam.km)

Emisi SO2 Rata-rata

(kg/jam.km)

Spd. Motor 1081 7.12 0.008 2.66 0.20 0.0086

Mobil Penumpang Bensin 388 21.35 0.026 11.79 0.98 0.0101

Mobil Penumpang Solar 50 11.86 0.440 11.36 0.07 0.0220

Niaga Kecil Bensin 16 24.91 0.029 11.79 0.05 0.0005

Niaga Kecil Solar 34 15.81 0.820 11.36 0.06 0.0279

Truk Kecil 43 39.53 0.820 10.64 0.18 0.0353

Truk Besar 6 39.53 0.820 15.82 0.04 0.0049

Bus 16 39.53 0.930 16.89 0.11 0.0146

Total beban emisi 1.68 0.12

28

Analisa Pembahasan• Perhitungan Konversi Beban Emisi Gas NOx dan SO2 ke Emisi Udara

AmbienSetelah menghitung beban emisi yang dihasilkan dari aktifitas transportasidi tiap ruas jalan, maka selanjutnya adalah mengkonversi beban emisi gasNOx dan SO2 ke emisi udara ambien gas NOx dan SO2 untuk mengetahuipola persebarannya pada saat dipetakan dalam program Surfer 8C = 2 * Q/((2*π)^1/2 σz x V) x exp -1/2 (He/σ

z)^2)Keterangan : C = Konsentrasi Ambien (gram/m3)

Q = Hasil Emisi (gram/jam.km)σz = Koefisien Dispersi Vertikal (m)V = Kecepatan Angin (m/s)He = Tinggi Sumber Emisi (m)

Berikut adalah contoh perhitungan NOx menggunakan permodelan hukum Gauss pada Jalan Suramadu hari kerja.C = 2 * Q/((2*π)^1/2 σz x V) x exp -1/2 (He/σ

z)^2)= 2 * 79502,29/((2*π)^1/2 217 x 1,54) x exp -1/2 (0,4/217)^2) = 0,00018 gram/m3

29

Analisa PembahasanSetelah mendapatkan konsentrasi ambien selanjutnya, mengkonversi satuan gram/m3 menjadi ml/m3 (ppm). Berikut contoh perhitungannya.

ppm = C x 1 mol/BM x 22,4 L/1mol= 0,00018 gram/m3 x (1mol/44gram) x (22,4L/1mol)= 0,092 ml/m3

= 0,092 ppm

Setelah diketahui Emisi Udara Ambien Gas NOx dan SO2 pada beberapa ruasjalan maka dapat dipetakan dengan program Surfer 8.0 dengan satuan µg/m3.Berikut adalah hasil pemetaan dari program Surfer 8.0

30

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi NOx hari kerja sebelum beroperasi Jembatan Suramadu

31

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi NOx hari libur sebelum beroperasiJembatan Suramadu

32

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi SO2 hari kerja sebelum beroperasi Jembatan Suramadu

33

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi SO2 hari libur sebelum beroperasi Jembatan Suramadu

34

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi NOx hari kerja setelah beroperasiJembatan Suramadu

35

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi NOx hari libur setelah beroperasi Jembatan Suramadu

36

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi SO2 hari kerja setelah beroperasiJembatan Suramadu

37

Analisa Pembahasan

Hasil Pemetaan Emisi SO2 hari libur setelah beroperasi JembatanSuramadu

38

KesimpulanKesimpulan dari penelitian tugas akhir ini adalah:• Besarnya total perkiraan beban emisi gas NOx yang dihasilkan dari kegiatan

transportasi di jalan Kamal sebelum beropersi Jembatan Suramadu pada hari Kerja adalah sebesar 21840,72 gram/jam.km dan SO2 sebesar 2436,53 gram/jam.km Sedangkan pada hari Minggu beban emisi NOx yang dihasilkansebesar 15301,58 gram/jam.km dan SO2 sebesar 1424,02 gram/jam.km.

• Besarnya total perkiraan beban emisi Gas NOx yang dihasilkan dari kegiatan transportasi di jalan Kamal setelah beroperasi Jembatan Suramadu pada hari Kerja adalah sebesar 754,08 gram/jam.km dan SO2 sebesar 61,81 gram/jam.km, sedangkan pada hari Minggu beban emisi NOx yang dihasilkan sebesar 645,18 gram/jam.km dan SO2 sebesar 52,40 gram/jam.km.

39

Kesimpulan• Terjadi penurunan kadar emisi gas NOx dan SO2 di Jalan Kamal akibat

pengoperasian Jembatan Suramadu, hal ini terbukti dengan perbedaan jumlah kadar emisi yang sangat drastis dimana sebelum beroperasinya Jembatan Suramadu besar kadar emisi gas NOx sebesar 21840,72 gram/jam.km dan SO2 sebesar 2436,53 gram/jam.km sedangkan setelah beroperasinya Jembatan Suramadu besar kadar emisi gas sebesar 754,08 gram/jam.km dan SO2 sebesar 61,81 gram/jam.km dengan prosentase penurunan sebesar 96-97%.

40

Saran

Saran yang dapat direkomendasikan untuk studi mengenai penelitian ini adalah:Perlu adanya data sekunder yang membedakan jenis kendaraan berbahan

bakar bensin dengan kendaraan berbahan bakar solar serta pusat informasi yang mengakomodasi seluruh kebutuhan data yang dipergunakan untuk memudahkan melihat perubahan kecenderungan beban emisi secara cepat dan mudah.

41

SEKIAN