Evaluating Environmental and Public Health Risks of Medical Waste Incineration Using Air Dispersion Modeling in Indonesia

Abstract

Latar belakang: Pengembangan fasilitas pengolahan limbah medis tetap menjadi persoalan utama, terutama di wilayah yang memiliki infrastruktur yang belum memadai. Sebagai tanggapan atas masalah ini, pemerintah Indonesia telah merancang pembangunan insinerator limbah medis yang ditujukan untuk meningkatkan sistem penanganan limbah di dalam negeri. Meskipun proyek ini menjanjikan peningkatan dalam pengelolaan limbah, implikasi lingkungan dari insinerator perlu diperhatikan, khususnya yang berkaitan dengan penurunan kualitas udara ambien.

Metode: Penelitian ini menggunakan pendekatan pemodelan dispersi udara Gaussian untuk menganalisis pola penyebaran dan besarnya konsentrasi polutan udara yang dihasilkan dari spesifikasi insinerator limbah medis yang diusulkan. Investigasi difokuskan pada area pemukiman yang ada di dekatnya, berjarak 100 meter dari lokasi instalasi cerobong insinerator yang diusulkan, guna mempelajari dampak langsung terhadap populasi sekitar. Penelitian ini mensimulasikan dua skenario stabilitas atmosfer: 'sangat tidak stabil' (A) dan 'tidak stabil' (B) berdasarkan kondisi meteorologi tahunan di lokasi.

Hasil:  Hasil penelitian menunjukkan bahwa lima parameter kualitas udara ambien utama—nitrogen dioksida (NO₂), sulfur dioksida (SO₂), karbon monoksida (CO), partikel tersuspensi total (TSP), dan timbal (Pb)—masih memenuhi Baku Mutu Udara Ambien Nasional (BMUAN) Indonesia dalam kedua skenario stabilitas atmosfer yang disimulasikan. Meskipun konsentrasi Pb dan NO₂ masih berada dalam batas yang diperkenankan BMUAN yaitu 2 µg/m³ untuk Pb dan 200 µg/m³ untuk NO₂, nilainya mendekati ambang batas regulasi. Dalam skenario terburuk, konsentrasi maksimum yang tercatat adalah 1,459 µg/m³ untuk Pb (72,95% dari batas BMUAN) dan 128,840 µg/m³ untuk NO₂ (64,42% dari batas BMUAN), temuan ini menegaskan pentingnya pemantauan kualitas udara secara berkala untuk memitigasi potensi risiko lingkungan.

Simpulan:  Meskipun kelima parameter kualitas udara yang dianalisis masih berada dalam batas BMUAN, pemantauan berkala tetap diperlukan karena konsentrasi Pb dan NO₂ mendekati ambang batas regulasi. Studi ini menyoroti pentingnya strategi mitigasi, termasuk pemantauan kualitas udara jangka pendek dan panjang serta biomonitoring bagi populasi berisiko, untuk mengantisipasi dampak kesehatan akibat paparan kumulatif. Selain itu, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa evaluasi dampak polutan berdasarkan variasi musiman dan kondisi cuaca ekstrem perlu dipertimbangkan dalam model dispersi udara guna meningkatkan akurasi prediksi. Penguatan regulasi emisi insinerator dalam Peraturan Pemerintah RI No. 22/2021, serta eksplorasi teknologi alternatif pengolahan limbah medis, seperti autoclaving dan pyrolysis, direkomendasikan untuk mendukung praktik pengelolaan lingkungan yang lebih berkelanjutan.

ABSTRACT

Background: The development of medical waste processing facilities remains a major issue, especially in areas with inadequate infrastructure. In response to this issue, the Indonesian government has initiated plans for a medical waste incinerator aimed at improving waste management practices in the country. While the project promises improvements in waste management, the environmental implications of the incinerator need to be addressed, particularly in relation to ambient air quality degradation.

Method: This study employs a Gaussian air dispersion modeling approach to analyze the dispersion patterns and magnitude of air pollutant concentrations emanating from the proposed medical waste incinerator specifications. Our investigation is focused on a nearby existing residential area located 100 meters from the proposed incinerator stack installation to study the immediate impact on nearby population. The study simulated two atmospheric stability scenarios: 'very unstable' (A) and 'unstable' (B) based on annual meteorological condition at site.

Result:  The study revealed that concentrations of five key ambient air quality parameters—nitrogen dioxide (NO₂), sulfur dioxide (SO₂), carbon monoxide (CO), total suspended particulate (TSP), and lead (Pb)— comply with Indonesia's National Ambient Air Quality Standards (INAQS) under both tested atmospheric stability scenarios. Although the concentrations of Pb and NO₂ remain within the permissible limits set by INAQS, which are 2 µg/m³ for Pb and 200 µg/m³ for NO₂, their values are approaching the regulatory thresholds. Under the worst-case scenario, the maximum concentrations recorded were 1.459 µg/m³ for Pb (72.95% of the INAQS limit) and 128.840 µg/m³ for NO₂ (64.42% of the INAQS limit), these findings highlight the need for continuous air quality monitoring to mitigate potential environmental risks.

Conclusion:  Although the five analyzed ambient air quality parameters remain within the INAQS limits, regular monitoring is still required as Pb and NO₂ concentrations are approaching regulatory thresholds. This study highlights the importance of mitigation strategies, including short- and long-term air quality monitoring and biomonitoring for at-risk populations, to anticipate the health impacts of cumulative exposure. Furthermore, the findings indicate that the evaluation of pollutant impacts based on seasonal variations and extreme weather conditions should be incorporated into air dispersion models to enhance predictive accuracy. Strengthening emission regulations for incinerators under Government Regulation No. 22/2021, along with exploring alternative medical waste treatment technologies, such as autoclaving and pyrolysis, is recommended to support more sustainable environmental management practices.