Recommended
More Related Content
Similar to OBSERVASI LAPANGAN MIKROPARTIKEL DI ATMOSFER MENGGUNAKAN NANOSAMPLER PADA CEKUNGAN UDARA BANDUNG RAYA
Similar to OBSERVASI LAPANGAN MIKROPARTIKEL DI ATMOSFER MENGGUNAKAN NANOSAMPLER PADA CEKUNGAN UDARA BANDUNG RAYA (20)
OBSERVASI LAPANGAN MIKROPARTIKEL DI ATMOSFER MENGGUNAKAN NANOSAMPLER PADA CEKUNGAN UDARA BANDUNG RAYA
- 1. LUTFI IKBAL MAJID 1104144036 OBSERVASI LAPANGAN MIKROPARTIKEL DI ATMOSFER MENGGUNAKAN NANOSAMPLER PADA CEKUNGAN UDARA BANDUNG RAYA SAMPA H SAMPA H Pembimbing 2 Dr. Eng. Amaliyah R.I.U, M.Si. Pembimbing 1 Dr. Eng. Indra Chandra
- 2. Sumber Emisi Polutan Primer Polutan Sekunder Keberadaan Latar belakang : Emisi dan Polusi Alami Antropogenik NO, SO2, CH₄, CO2 dan Biogenik (debu, serbuksari, Spora, Kotoran hewan) Sumber partikulat (Thomasi et al., 2017) Konsentrasi besar terjadi karena Fenomena alam, kejadian tak tentu Pada Perkotaan, polusi terjadi hampir setiap hari • Anion : SO4 2-, NO3 -, Cl- • Kation : Na+, Mg2+, K+, Ca2+, NH4 +. • Organik Karbon • Hidrokarbon (Metana, Etana, Propana, butana, dll) NO, SO2, CO2, Logam Berat(Pb, Ni, V, dll) CO, Black Carbon, Organik Karbon, Hidrokarbon, VOC Vulkanik Aerosol pada stratosfer, PM0.1, VOC, dan NOx. Carbonaseous SAMPA H Inorganik
- 3. Sumber Emisi Polutan Primer Polutan Sekunder Keberadaan Latar belakang : Emisi dan Polusi Sumber partikulat (Thomasi et al., 2017) Antropogenik Pada Perkotaan, polusi terjadi hampir setiap hari • Anion : SO4 2-, NO3 -, Cl- • Kation : Na+, Mg2+, K+, Ca2+, NH4 +. • Organik Karbon • Hidrokarbon (Metana, Etana, Propana, butana, dll) NO, SO2, CO2, Logam Berat(Pb, Ni, V, dll) CO, Black Carbon, Organik Karbon, Hidrokarbon, VOCCarbonaseous SAMPA H Inorganik
- 4. Potensi sumber pencemar Polusi Lokal Pabrik Industri Jalan Raya Polusi udara akibat transportasi jarak jauh Garam Laut, aktivitas fotokimia, transportasi laut, dan biota laut Back Trajectory 10 September 2018, NOAA SAMPA H pembakaran sampah
- 5. Sumber Emisi Tujuan Penelitian Alami Antropogenik Inorganik Carbonaseous NO, SO2, CO2, Logam Berat(Pb, Ni, V, dll), CO, Black Carbon, Organik Karbon, Hidrokarbon, VOC, SO4 2-, NO3 -, Cl-, Na+, Mg2+, K+, Ca2+, NH4 +. Mikro Partikel Metode Sampling Atmosfer Bandung Raya Nanosampler Padaketinggian~35m Aerosol Lokasi SAMPA H
- 6. Inlet aerosol Tahapimpaktor Metode Sampling : Nanosampler Fiber Mekanisme Inersia Filter Diffusion Interception Particles Stream line Sieving Mekanisme Filter Inersia >10 2.5-10 1.0-2.5 0.5-1.0 0.1-0.5 <0.1 (µm) SUS-fiber Df = 8 mm M = 9.8 mg Quartz Filter Inersial klasifikasi (Otani et al., 2007) Teori Cascade Impaktor Lintasan tengah Lintasan sisi Lintasan terlalu kecil untuk berimpaksi Semakin banyak lubang, semakin tinggi kecepatan filtrasia a 50% Nanosampler 40L/menit
- 7. Cara memotong filter untuk analisis kimia OC/EC Analizer Analisis Ion (Ion- Kromatografi) Disimpan / WSOC Analyzer Backup Filter, Dp < 0.1 𝝁𝒎 Ion Ion/ 26 Spot OC/EC/24 spot Disimpan/ WSOC P𝐌 𝟎. 𝟓 − 𝟏 𝝁𝒎 OC/EC/5 spot Ion Ion/ 7 spot Disimpan/ WSOC P𝐌 𝟐. 𝟓 − 𝟏𝟎 𝝁𝒎 Disimpan/ WSOC Ion Ion/ 2 spot OC/EC/1 spot P𝐌 > 𝟏𝟎 𝝁𝒎
- 8. Instrumen Analisis OC-EC Aerosol Analyzer (sunset laboratory, inc.) Ion Kromatografi Filter Nanosampler Weight Measurement (Micro balance) WSOC
- 10. KonsentrasiMassa Konsentrasi[µg/m³] 0 50 100 150 200 DistribusiNormal Waktu Lokal [Tanggal] 2/14 2/16 2/18 2/19 2/21 2/23 2/24 2/26 8/17 8/18 8/19 8/20 8/21 8/22 8/23 8/24 8/25 8/26 8/27 8/28 8/29 8/30 8/31 9/1 9/2 9/3 9/4 9/5 9/6 9/7 9/8 9/9 9/10 Distribusidata konsentrasimassa[%] 0 20 40 60 80 100 1-2.5 0.5-1 0.1-0.5> 10 2.5-10 < 0.1 Massa Konsentrasi Nanosampler Musim kemarau di atas 100 µg/m3 kontras dengan musim hujan. Tipikal ukuran pada konsentrasi massa tersebut adalah PM2.5 dan PM10 (inhalable). Sumber PM2.5 dan PM10, jalan raya, industri, dan sumber alami (debu tanah dan garam laut) KESIMPULAN Sumber partikulat (Thomasi et al., 2017) Musim Hujan Musim kemarau
- 11. Analisis Karbon OC-EC Aerosol Analyzer (sunset laboratory, inc.) Filter Nanosampler < 0.1
- 12. Analisis OC – EC Kiri → OC: pembakaran sampah, biomasa dan kandungan biogenic. (sumber alam) Kanan → EC : bahan bakar carbon seperti fossil dan Batu bara (solid fuel) (dengan proses pembakaran) OC > EC, Sumber utama dari jalan raya yang menghasilkan debu dan PM2.5 paling dominan di setiap ukuran. KESIMPULAN Pengukuran Karbon (Avino et al., 2014) OC-EC Waktu Lokal [Tanggal] 2/14 2/16 2/18 8/18 8/24 8/29 9/7 9/10 Konsentrasi[µg/m³] 0 5 10 15 20 25 30 35 1-2.5 0.5-1 0.1-0.5> 10 2.5-10 < 0.1 OC (kiri) EC (kanan)
- 13. Waktu Lokal [Tanggal] 2/14 2/16 2/18 8/18 8/24 8/29 9/7 9/10 Konsentrsi[µg/m³] 0 20 40 60 80 100 120 140 1-2.5 0.5-1 0.1-0.5 > 10 2.5-10 < 0.1 Anlisis OC : Karbon Primer & Sekunder Kiri → Primer : debu, kendaraan bermotor dan asap pabrik Kanan → Sekunder : WSOC, OC, EC, OM dan Secondary ionic aerosol OC sec = OCtot - ECtot x (OC/EC) OC primer = OCtot– OC sekunder Back trajectory, 10 September Marinetraffic Potensi dari laut : Primer = Hydroxyl (lactid acid & Glycolic acid) Sekunder = • Biota Laut • Amonia Sulfat(Kapal) • Sodium Nitrat (mixture garam laut) • VOC dan Photochemical activity Primer > Sekunder, Dominan dari sumber polusi lokal, Sumber sekunder berasal dari laut dan soot mix KESIMPULAN Organic Marine Aeorosol (Matteo et al., 2014) Primary & Secondary Carbonaceous species (kwangsam et al., 2003) Primer (kiri) Sekunder (kanan)
- 14. Analisis EC : Char-EC & Soot-EC pada PM0.1 Kiri → Char-EC: Fosil, Biomassa, pembakaran pohon dan bahan bakar batu bara. Umumnya fresh particle, dan Age particle dari campuran dengan nutrisi tanah dan debu Kanan → Soot-EC: Karbon (char) yang terkondensasi, mixing dengan unsur lain (OC, sulfat, dll), umumnya age particles Char > Soot, Pabrik dan motor sumber utama senyawa karbon. KESIMPULAN Perbedaan karakteristik Char dan Soot (Han et al., 2007) 2/14 2/16 2/18 8/18 8/24 8/29 9/7 9/10 0 1 2 3 4 5 Waktu Lokal [Tanggal] Konsentrasi[µg/m³] Char-EC Soot-EC Close to Aged Fresh Char-EC (kiri) Soot-EC (kanan)
- 16. Analisis Ion : Konsentrasi Senyawa Ion NaCl = garam laut NH₄ = Sekunder (nitrat), Jalan raya, sampah penduduk, dan pertanian (patogend dan pestisida) SO₄ 2 ⁻ = Sekunder (sulfat), kapal laut. NO₃ = Biogenik (biota laut) dan Pertanian (NH₄)2SO4 > NH₄NO₃ > NaCl > NaNO₃ , Ada pengaruh ionik, Lokal = pertanian dan nutrisi tanah (nitrat dan ammonium) Jarak jauh = laut (garam, nitrat dan sulfat) KESIMPULAN Sumber Nitrat dan Amonium dari laut (Umezawa et al., 2008) Ukuran 0.5-1 > 1-2.5 > 2.5-10 µm Waktu Lokal [Tanggal] 8/19 8/24 8/29 9/7 9/10 Konsentrasi[molar/m³] 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 2.5-10 µm 1-2.5 µm 0.5-1 µm NH4NO3 NaCl (NH4)2SO4 NaNO3 Dekat Jauh
- 17. Na+ 0 1 2 3 4 Cl- 0 1 2 3 4 NH4 0 1 2 3 4 2SO42- 0 1 2 3 4 Na+ 0 1 2 3 4 NO3- 0 1 2 3 4 NH4+ 0 1 2 3 4 NO3- 0 1 2 3 4 Na+ 0 1 2 3 4 2SO42- 0 1 2 3 4 2.5 – 10 1 – 2.5 0.5 - 1 10-2 (µg/m3) 10-2 (µg/m3) 10-2 (µg/m3) 10-2 (µg/m3) 10-2 (µg/m3) (A) (B) (C) (D) (E) Profil Partikel submikro di atmosfer Sumber ion paling mungkin berasal dari NaCl (garam), dan (NH4)2SO4 (ammonium sulfat) KESIMPULAN
- 18. CEKUNGAN BANDUNG RAYA Pada Perkotaan, polusi terjadi hampir setiap hari SAMPA H > > > > LOKAL Penting melakukan penelitian kualitas udara Kesimpulan Fuel and soil dust
- 20. 14/2/2018 OC1 OC2 OC3 OC4 EC1 EC2 EC3 Konsentrasi[µg/m³] 0 2 4 6 8 10 12 16/2/2018 0 2 4 6 8 10 12 18/2/2018 0 2 4 6 8 10 12 18/8/2018 OC1 OC2 OC3 OC4 EC1 EC2 EC3 0 2 4 6 8 10 12 24/8/2018 OC1 OC2 OC3 OC4 EC1 EC2 EC3 Konsentrasi[µg/m³] 0 2 4 6 8 10 12 29/8/2018 0 2 4 6 8 10 12 7/9/2018 0 2 4 6 8 10 12 9/9/2018 OC1 OC2 OC3 OC4 EC1 EC2 EC3 0 2 4 6 8 10 12 1-2.5 0.5-1 0.1-0.5 > 10 2.5-10 < 0.1 PELENGKAP OC1, OC2, OC3, dan OC4 pada 120 ◦ C, 250 ◦ C, 450 ◦ C, dan 550 ◦ C EC1, EC2, dan EC3 pada 550 ◦ C, 700 ◦ C, dan 800 ◦ C, respektif, pada 2% O 2 /98% He atmosfir EC1 = Gasoline EC2 dan EC3 = CNG dan Diesel OC1 = Biomasa OC2, OC3, OC4 = Gasoline, debu, dan diesel Identifikasi karbon (Begum et al., 2014)
- 21. REAKSI PRIMER S(l) + 𝑂2(g) → S𝑂2 (aq) N + 𝑂2 (g) → NO(g) • NO(g)+ 1 2 𝑂2(g) → 𝑁𝑂2 C(l) + 𝑂2 (g) → CO C(l) + 1 2 𝑂2 (g) → C𝑂2 C(l) + 𝑂2 (g) → C(Black Carbon) CxHx(Hidrokarbon) + O₂ → CO₂(g) + 𝐻2O(g) 𝐶𝐻4 (g) (Metana) + O₂ → CO₂(g) + 2𝐻2O(g) 𝐻2 𝑆𝑂4(g) + 2NaCl(aq) → 2HCl(g) + 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 (aq) REAKSI SEKUNDER 𝑆𝑂2 (g) + 1 2 𝑂2(g) + hv → S𝑂3 (g) 𝑆𝑂3 (g) + H₂O (l) → 𝐻2 𝑆𝑂4 (aq) RH(alkana) + OH, O₃, 𝑁𝑂3Cl, hv → 𝑅𝑂2, NO, NO₂, 𝐻𝑂2 PELENGKAP
- 22. PELENGKAP NH4 + + NO3 - → NH4NO3 Na+ + Cl- → NaCl NH4 + + SO4 2- → (NH4)2SO4 Na + NO3 - → NaNO3 SO4 2- NH4 + & NO3 - Na+ & Cl-
- 23. PELENGKAP Source : Royal society of chemistry. External mixed Internal mixed Particles formation
- 24. PELENGKAP NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model komputer yang digunakan untuk menghitung lintasan paket udara dan dispersi atau pengendapan polutan atmosfer. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite (600nm – 14.385µm)
Editor's Notes
- Assalamualaikum wr wb, perkenalkan nama saya lutfi ikbal majid dengan nim 1104144036, akan mempresentasikan proposal penelitian berjudul Observasi lapangan mikropartikel di atmosfe menggunakan nanosampler pada cekungan udara bandung raya.
- Latar belakang dari penelitian ini adalah, Sumber emisi terbagi menjadi dua yaitu Emisi Alami dan antropogenik(kegiatan manusia), Bagian emisi alami berasal dari gunung meletus, petir, dan kebakaran hutan. Kemudian bagian dari antropogenik berasal dari inorganic yg bersumber dari kegiatan industry dan power plant dan carbonaseous bersumber dari pembakaran bahan bakar fosil dan sampah. Dari sumber emisi tersebut menghasilkan emisi langsung berupa polutan primer, dari bagian alami menghasilkan NO, SO2, CH₄, CO2 dan Biogenik (debu, serbuksari, Spora, Kotoran hewan) dan sumber inorganic menghasilkan NO, SO2, CO2, Logam Berat(Pb, Ni, V, dll) dan sumber carbonaseous menghasilkan CO, Black Carbon, Organik Karbon, Hidrokarbon, VOC. Polutan primer tersebut bereaksi dengan matahari dan menghasilkan polutan sekunder dari alami menghasilkan Vulkanik Aerosol pada stratosfer, PM0.1, VOC, dan Nox, dan sumber inorganic menghasilkan Anion : SO42-, NO3-, Cl- Kation : Na+, Mg2+, K+, Ca2+, NH4+., dan sumber carbonaseous menghasilkan Organik Karbon dan Hidrokarbon (seperti Metana, Etana, Propana, butana, dll). Kemudian di lihat dari keberadaannya, Sumber emisi alami memiliki konsentrasi yg besar, akan tetapi emisi tersebut berdasarkan fenomena alam sehingga kejadiannya tak tentu dan jarang terjadi. Tetapi pada sumber emisi antropogenik, umumnya terjadi pada perkotaan padat penduduk, sehingga polusi yg terjadi hamper setiap hari. Petir menghasilkan Nox akibat petir memiliki suhu 30.000K hal itu mengakibatkan secara instan meluluhkan oksigen dan nitrogen di udara.
- Oleh karena itu penelitian ini penting untuk mengetahui tingkat konsentrasi polusi akibat dari kegiatan manusia.
- Terdapat beberapa lokasi sebagai sumber pencemar pada kawasan disekitar universitas Telkom seperti adanya pabrik industri, tempat pembakaran sampah dan kemacetan jalan raya dayeuhkolot. Pra-studi lapangan dilakukan guna mengetahui apakah teknik pengujian sudah benar, dan pengaruh sumber polusi lokal terhadap hasil analisis yang akan di analisis, dari hasil analisis, akan di dapat hasil komposisi kimia berdasar sumbernya, dan mengetahui apakan hasil analisis memiliki pengaruh dari transportasi jarak jauh yang di bawa oleh angin. Pada gambar kedua merupakan hasil contoh pra studi yang telah dilakukan menggunakan NOAA Hyspliy back trajectory, metode ini dapat mengetahui kemungkinan sumber, arah dan ketinggian dari pola persebaran transportasi jarak jauh dari partikel. Dari gambar tersebut terlihat sumber berasal dari samudra, kebanyakan polutan dari laut akan menghasilkan garam laut, yang dapat diketahui bahwa kebanyakan garam laut berukuran 2.5mikro..
- Melakukan pengamatan lapangan mikro partikel pada atmosfer di udara. Mengetahui cara pengambilan sampel aerosol menggunakan nanosampler sebagai teknik pengambilan sample. Mengidentifikasi sumber polutan pada wilayah bandung raya.
- (Impaktor)Berikut adalah gambar dari cara kerja pada tahap impaktor, aerosol akan masuk kedalam inlet dengan kecepatan arus yang tinggi, hal itu menyebabkan partikel yang besar akan tertangkap plat koleksi, dan partikel kecil akan ikut terbawa arus ke tahap berikutnya, dan seterusnya hingga tahap ke empat dengan ukuran partikel 0.5-1 micrometer. Pada plat koleksi nantinya akan diletakan quartz filter sebagai penangkap partikelnya. Pada gambar disamping merupakan grafik efisiensi impaksi. Efisiensi meningkat untuk partikel yang besar dan efisiensi kecil untuk partikel kecil. (filter inersia)Pada bagian yang ditandai dengan warna kuning adalah tempat inersia filter berada, didalamnya terdapat filter stainlestel yang berdiameter 8mm akan diletakan didalam holder. Prinsip kerja yang digunakan adalah aerosol yang membawa partikel berukuran 100-500 nano masuk kedalam inersia filter, aerosol tersebut masuk dengan impaksi inersia dan kecepatan filtrasi yang tinggi, semakin besar partikel maka efisiensi akan semakin besar. Kemudian aerosol dengan partikel dibawah 100 nano akan masuk kedalam backup filter yang tertangkap pada quartz filter.
- Dari grafik dapat di lihat senyawa garam lebih dominan, kemungkinan sumber berasal dari laut atau sampah pantai kemudian ammonia sulfat paling banyak kedua yang bersumber dari kegiatan transportasi laut seperti kapal dan pertanian yang menghasilkan pathogen dan pestisida, dan paling banyak ketiga bersumber dari sodium nitrat yang berasal dari biogenik atau biota laut dan kegiatan pertanian
- Berikut adalah profil partikel submikro di atmosfer untuk mengetahui kemungkinan sumber berdasar hubungan ion dan konsentrasinya, dari gambar di dapati, konsentrasi yang hampir sama atau linier berasal dari senyawa garam (nacl) dan ammonium sulfat (2nh4so42-).
- Petir menghasilkan Nox akibat petir memiliki suhu 30.000K hal itu mengakibatkan secara instan meluluhkan oksigen dan nitrogen di udara.