Measurement and field observation of atmospheric nanoparticles


Pengantar: Secara umum, saya mengamati fenomena pembentukan partikel baru (New Particle Formation / NPF) akibat transportasi polusi udara dari China. Bagian pertama saya bahas pengukuran pada ketinggian 80 m kemudian dilanjutkan pada bagian kedua dengan pengukuran di udara sampai pada ketinggian 1200 m dengan menggunakan ‘kite-plane’. Bagian ketiga membahas mengenai pengembangan detektor nanopartikel menggunakan metode yang ada dan (diharapkan) dapat mengukur ukuran kritis (~1-2 nm) dari partikel baru tersebut. Terakhir, saya bahas perkembangan 5-tahun terakhir mengenai nanopartikel di udara.

Latar belakang: (1) bahwa NPF merupakan perubahan fasa dari gas (Misal SO2) menjadi partikel/droplet (>1-2 nm, Misal H2SO4) kemudian dapat tumbuh sampai dengan ukuran 50-100 nm. Ukuran inilah yang disebut sebagai Cloud Condensation Nuclei (CCN) dan dapat bertindak secara langsung/tidak langsung pada perubahan iklim (Misal memantulkan atau menyerap sinar matahari); (2) perubahan distribusi ukuran partikel yang akan berdampak pada masalah kesehatan.

Hasil: Sedikit yang diketahui dari penelitian saya adalah mekanisme dan faktor penting yang berperan dalam pembentukan NPF. China berperan besar dalam pencemaran udara, dan sebagian dari polusi tsb masuk ke lapisan troposfer dan dapat menempuh jarak ribuan km tergantung pada kondisi meteorologi (Misal tekanan udara, arah/kecepatan angin, temperature, relatif humidity). Ketika masuk kembali pada lapisan batas (planetary boundary layer) di daerah hilir (Misal Jepang), terjadilah fenomena yang disebut NPF. Pada bagian kedua, diketahui bahwa lapisan batas berada pada ketinggian ~700-800 m dan konsentrasi partikel tertinggi pada ketinggian 400 m (sekitar 3-10x lebih tinggi pada pengukuran di permukaan). Selama ini kami mengamati di permukaan (2012-2017), dimana partikel terkecil yang bisa dideteksi adalah ukuran ~3-4 nm. Namun dengan adanya data profil konsentrasi partikel pada berbagai ketinggian (2017), maka kami sedikit berspekulasi bahwa pembentukan partikel baru diinisialisasi di ketinggian ~400m.

Pengembangan lebih lanjut: dapat menggunakan tower / balon udara / pesawat / drone yang bisa membawa detektor nanopartikel pada ketinggian < 800 m. Begitu juga dengan alat yang dapat mendeteksi komposisi kimia dari partikel tersebut. Dengan mengetahui distribusi ukuran partikel, konsentrasi partikel, dan komposisi kimianya, diharapkan dapat menjelaskan fenomena NPF dengan lebih komprehensif. Tujuan akhir tentu saja adalah emisi kontrol di daerah sumber polusi.

Nah, itu semua adalah fenomena dan mekanisme yang terjadi di Asia Timur. Bagaimana dengan Asia Tenggara? Polusi udara di daerah urban dan metropolitan dan kebarakan hutan yang disengaja ataupun natural adalah masalah utama yang kita hadapi bersama. Saya melihat potensi kolaborasi riset dengan beberapa peneliti/lembaga/universitas di level nasional juga regional. Saya bermaksud untuk turut berperan aktif secara profesional dalam menanggulangi masalah pencemaran udara. Agenda terdekat: (1) tentu saja saya ingin secara khusus mengoptimalkan kemampuan mahasiswa TF dalam bentuk ‘Tugas Akhir’; (2) Dayeuh Kolot, tempat dimana hampir setiap hari sivitas akademika Telkom University beraktivitas, pencemaran udara merupakan masalah ketiga bersama pencemaran air setelah banjir tahunan dan macet. Banyak hal yang perlu didiskusikan lebih lanjut, bila tertarik silahkan kirim email ke indrachandra[at]telkomuniversity.ac.id.


Leave a Reply