Lapisan Ozon Bocor, Manusia Makin Menderita
Tahukah anda bahwa lapisan ozon yang melindungi bumi kita ini sudah bocor ? Atau, minimal anda pernah mendengarnya ?Informasi bocornya lapisan ozon ini terpublikasi di masyarakat sekitar bulan Oktober tahun 2000 lalu. Saat itu harian Jawa Pos sempat mengulas khusus tentang kebocoran lapisan ozon, yang saat itu diinformasikan luasnya kebocoran itu sama dengan dua per tiga luasnya benua Amerika. Ukuran itu diperoleh dari hasil foto citra satelit. Saya sendiri mendapatkan informasi kebocoran lapisan ozon beberapa tahun sebelumnya.
Lapisan ozon posisinya ada di lapisan stratosphere pada sistem atmosfera bumi, atau terletak pada ketinggian 19 km sampai 23 km diatas permukaan bumi. Fungsi lapisan ozon adalah menyerap gelombang ultraviolet yang berasal dari matahari, sehingga radiasi gelombang ultraviolet tersebut tidak berlebihan sehingga bisa bermanfaat bagi makhluk hidup di bumi.
Apa penyebab lapisan ozon bocor ? Salah satunya adalah ulah manusia sendiri, yang mengeksploitasi gas-gas untuk keperluan industri dan keperluan rumah tangga, seperti AC, kulkas, parfum spray dan sebagainya. Akibatnya, limbah gas tersebut bereaksi dengan ozon yang menyebabkan lapisan ozon berkurang atau bocor. Gas-gas yang dapat bereaksi dengan ozon itu adalah gas generic dari halocarbon seperti fluorine, chlororine, bromine, yang diproduksi manusia seperti chlorofluocarbon atau CFCs dan lainnya.
Akibat menipisnya lapisan ozon ini maka jelas gelombang ultraviolet yang sampai di permukaan bumi akan meningkat. Manusia pun dalam bahaya terutama untuk segi kesehatannya. Gelombang ultraviolet panjang gelombangnya kurang dari 320 nm atau biasa disebut gelombang UV-B. sedikit saja gelombang UV-B ini mengenai manusia, maka manusia akan gampang terkena penyakit demam, katarak, kanker kulit, merusak gen DNA dan menurunkan daya imunitas manusia.
Sejak tahun 1950 sampai saat ini ada sekitar 150 stasiun pencatat ozon dibawah WMO (World Meteorological Organization) yaitu yang dinamakan Global Ozone Observing System yang tersebar di seluruh dunia. Mereka berhasil mendeteksi lokasi bocornya lapizan ozon itu, yakni di daerah Lautan Artic,
Berlubang Bertahap. Bocornya lapisan ozon terjadi secara bertahap dari tahun ke tahun. Akibatnya kesehatan manusia dan makhluk hidup lainnya terancam bila fenomena ini tidak ditangani secara serius oleh dunia.
Bocornya lapisan ozon juga menyebabkan iklim dunia akan berubah, sehingga mengganggu habitat makhluk hidup termasuk manusia. Kalau habitatnya berubah, maka sifat makhluk tersebut bisa berubah menjadi ganas dan sulit terkendali.
Efek bocornya lapisan ozon seperti yang saya jelas diatas kini sudah jelas terjadi di depan kita. Banyak penyakit baru yang diderita manusia. Jumlah penderita kanker terus meningkat. Berubahnya iklim juga mempengaruhi dua musim di Indonesia. Anda bisa melihat bahwa musim hujan dan kemarau kini sering tak jelas datangnya. Sangat berbeda ketika saya masih sekolah tahun 80-an dulu, dimana di mata pelajaran IPA sudah jelas tertulis kapan musim hujan atau kemarau tiba.
Meningkatnya tinggi permukaan air laut juga sudah terjadi. Seorang relasi saya yang sudah lebih dari 20 tahun tinggal di kawasan Perak Barat di Surabaya, mendadak kebanjiran air laut setinggi lutut orang dewasa yang sampai membanjiri rumahnya bulan februari kemarin. Mereka pun panik sekali karena memang tak pernah kebanjiran seumur hidup. BMKG setempat mengatakan hal itu karena air laut pasang. Tetapi, bukankah air laut pasang sudah lazim terjadi ? Mengapa baru kali ini bisa kebanjiran ? Itulah karena tinggi permukaan air laut sudah meningkat sebelumnya, tanpa kita sadari.
Kita memang punya kebiasaan kurang peka terhadap perubahan yang terjadi di sekitar lingkungan kita. Kita baru akan sadar dan panik bila sudah ada kejadian nyata di depan mata. (*)
Lapisan Ozon
2.1 Pengertian Tentang Ozon
Ozon adalah gas yang secara alami terdapat di dalam atmosfir. Masing-masing molekul ozon terdiri dari tiga buah atom oksigen dan dinyatakan sebagai O3. Ozon bisa dijumpai di dua wilayah atmosfir. Sekitar 10% ozon berada di lapisan troposfir, yaitu wilayah atmosfir yang paling dekat dengan permukaan bumi dari permukaan bumi hingga ketinggian 10-16 kilometer. Sekitar 90% persen ozon berada di lapisan stratosfir, yaitu wilayah atmosfir yang terletak mulai dari puncak troposfir hingga ketinggian sekitar 50 kilometer. Ozon yang berada di stratosfir sering kali disebut lapisan ozon.
Ozon ditemukan di laboratorium pada pertengahan tahun 1800an. Keberadaan ozon di atmosfir kemudian ditemukan menggunakan metoda pengukuran secara kimiawi dan optis. Kata ozon berasal dari bahasa Yunani: ozein yang berarti berbau. Ozon memiliki bau yang sangat kuat sehingga keberadaannya mudah diketahui walaupun dalam konsentrasi yang rendah.
Ozon akan dengan cepat dapat bereaksi dengan berbagai bahan-bahan kimia dan dalam konsentrasi yang sangat banyak bersifat mudah meledak ( explosive ) . Pelepasan muatan listrik (electrical discharges) pada umumnya digunakan untuk membuat ozon dalam proses industri seperti proses pemurnian udara dan air, pemutihan tekstil dan produk-produk makanan.
Sebagian besar ozon (sekitar 90%) dijumpai di stratosfir, sebuah lapisan yang terletak pada ketinggian sekitar 10-16 kilometers di atas permukaan bumi hingga ketinggian sekitar 50 kilometers. Di daerah tropis lapisan stratosfir dimulai dari ketinggian yang lebih tinggi yaitu 16 kilomete r, dibandingkan dengan di daerah kutub yaitu 10 kilometer. Tempat berkumpulnya ozon di stratosfir biasanya dikenal dengan istilah “lapisan ozon.” Sekitar 10% ozon dijumpai di lapisan troposfir, yaitu wilayah atmosfir yang paling dekat dengan permukaan bumi , yaitu terletak diantara permukaan bumi dengan lapisan stratosfir.
Konsentrasi molekul-molekul ozon di atmosfir jauh lebih sedikit dibandingkan dengan gas-gas lainnya seperti oksigen (O2) nitrogen (N2) . Di lapisan stratosfir disekitar puncak lapisan ozon, terdapat sekitar 12 molekul ozon untuk setiap satu juta molekul udara. Di lapisan troposfir dekat permukaan Bumi, konsentrasi ozon lebih sedikit, berkisar antara 0,0 2 hingga 0, 1 molekul ozon untuk setiap satu juta molekul udara. Konsentrasi tertinggi ozon permukaan berasal dari udara yang tercemar oleh aktivitas manusia.
Sebagai ilustrasi sedikitnya konsentrasi ozon di dalam atmosfir kita, andaikan seluruh molekul-molekul ozon baik yang berada di troposfir maupun di stratosfir dibawa ke permukaan Bumi dan secara merata disebar ke seluruh permukaan Bumi, maka ketebalan ozon hanya sekitar beberapa milimeter saja.
Gambar 2.1 Konsentrasi Ozon
Pembentukan ozon di atmosfir
Ozon terbentuk di atmosfir melalui beberapa langkah proses kimia yang memerlukan bantuan sinar matahari. Di lapisan stratosfir, proses pembentukan ozon dimulai dengan pecahnya molekul oksigen (O2) oleh radiasi ultraviolet dari Matahari. Pada atmosfir bawah (troposfir), ozon terbentuk melalui serangkaian reaksi kimia yang berbeda yang melibatkan gas-gas yang mengandung hidrokarbon dan nitrogen.
Ozon stratosfir secara alami terbentuk melalui reaksi kimia yang melibatkan radiasi ultraviolet m atahari dan molekul oksigen yang tersedia di atmosfir (21% dari kandungan atmosfir). Langkah pertama, sinar matahari memecah molekul oksigen (O2) menghasilkan dua atom oksigen (2 O) seperti pada G ambar 2.2 . Pada langkah kedua, masing-masing atom oksigen tersebut bereaksi dengan sebuah molekul oksigen menghasilkan molekul ozon (O3). Reaksi tersebut terjadi terus menerus karena keberadaan radiasi ultraviolet matahari di stratosfir. Akibatnya, produksi ozon terbesar te r jadi di stratosfir tropis.
Gambar 2.2. Proses Pembentukan ozon di Stratosfir
Produksi ozon stratosfir seimbang dengan kerusakan ozon melalui reaksi kimia. Ozon secara terus menerus bereaksi dengan berbagai zat-zat kimia alami maupun buatan manusia di stratosfir. Dalam setiap reaksi, sebuah molekul ozon hilang dan senyawa kimia lainnya terbentuk. Berbagai gas reaktif yang penting yang dapat merusak ozon adalah gas-gas yang mengandung klorin dan bromin.
Dekat permukaan bumi , ozon juga diproduksi melalui reaksi kimia yang melibatkan gas-gas alami maupun gas-gas pencemar lainnya. Produksi ozon troposfir utamanya melibatkan gas-gas hidrokarbon dan nitrogen oksida serta sinar matahari. Pemakaian bahan bakar fosil merupakan sumber utama produksi ozon troposfir yang berasal dari gas-gas pencemar. Produksi ozon permukaan tidak memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kelimpahan ozon stratosfir. Jumlah ozon permukaan terlalu sedikit dan memindahkan ozon permukaan ke stratosfir tidak cukup efektif. Sebagaimana ozon stratosfir, ozon di troposfir dapat rusak akibat adanya rekasi kimia secara alami maupun yang melibatkan zat-zat kimia buatan manusia.
Kelimpahan ozon di stratosfir dan troposfir ditentukan oleh keseimbangan antara proses-proses kimia yang membentuk dan yang merusak ozon. Keseimbangan yang dimaksud disamping ditentukan oleh jumlah gas-gas yang bereaksi juga oleh laju dan efektivitas reaksi yang bervariasi ditentukan oleh intensitas sinar matahari, lokasi, suhu udara, dan faktor-faktor lain. Bila kondisi atmosfir berubah mengarah pada terjadinya reaksi pembentukan ozon maka kelimpahan ozon di suatu tempat akan meningkat. Sebaliknya bila kondisi atmosfir mengarah pada terjadinya reaksi perusakan ozon maka kelimpahan ozon akan menurun. Keseimbangan antara reaksi pembentukan dan perusakan ozon dikombinasikan dengan pergerakan masa udara di atmosfir menentukan distribusi ozon secara global dalam skala waktu harian hingga bulanan. Sejak dekade yang lalu kelimpahan ozon global telah menurun akibat meningkatkan konsentrasi gas-gas reaktif yang mengdanung klorin dan bromin di lapisan stratosfir.
Pengukuran ozon di atmosfir
Jumlah ozon di atmosfir diukur dengan menggunakan berbagai instrument baik yang dipasang di darat, dipasang pada balon sonde, pesawat udara dan satelit. Mengukur ozon bisa dilakukan dengan memasukkan udara kedalam suatu alat yang berisi sistem deteksi ozon. Cara lainnya dilakukan berdasarkan sifat unik ozon dalam hal menyerap radiasi matahari di atmosfir. Dalam hal ini, sinar matahari atau laser secara cermat diukur porsinya di atmosfir yang mengandung ozon.
Kelimpahan ozon di atmosfir diukur menggunakan berbagai teknik seperti pada Gambar 2.3. Teknik-teknik pengukuran dilakukan dengan menggunakan sifat-sifat optis dan kimia ozon. Ada dua kat e gori utama teknik pengukuran , yaitu pengukuran secara langsung dan dari jarak jauh (remote). Pengukuran ozon dengan teknik seperti ini telah sering digunakan untuk memantau perubahan yang terjadi pada lapisan ozon dan melalui pemahaman kita terhadap berbagai proses yang mengendalikan kelimpahan ozon.
Ozon di atmosfir diukur dengan berbagai instrumen baik yang ditempat di daratan, di pesawat udara, balon udara dan satelite. Berbagai instrumens dapat mengukur ozon secara langsung dengan jalan mengukur kandungan ozon sampel udara, sedangkan yang lainnya mengukur dari jarak jauh. Beberapa jenis instrument menggunakan teknik optic dengan sinar Matahari dan laser sebagai sumber cahaya, atau menggunakan reaksi kimia yang unik terhadap ozon. Pengukuran ozon total dilakukan di berbagai tempat dengan skala waktu mingguan.
Gambar 2.3. Pengukuran Ozon di Atmosfir
Pengukuran langsung kelimpahan ozon di atmosfir dilakukan dengan menarik udara langsung ke dalam sebuah instrumen. Begitu udara sudah berada di dalam instrumen, ozon dapat diukur melalui penyerapannya terhadap sinar ultraviolet (UV) atau melalui arus listrik yang dihasilkan dalam reaksi kimia dari ozon. Cara seperti itu digunakan dalam pembuatan “ozonsonde,” yang merupakan modul pengukur ozon yang bisa ditempatkan dalam sebuah balon udara yang kecil. Balon-balon udara kecil dapat terbang cukup tinggi sehingga bisa mengukur ozon di lapisan stratosfir. Ozonsonde bisanya diluncurkan setiap minggu di berbagai tempat di dunia. Instrumen pengukur ozon secara langsung dengan menggunakan sifat optis dan kimia sering dipasang pada pesawat terbang untuk mengukur distribusi ozon di troposfir dan stratosfir bawah. Pesawat terbang tertentu (high altitute aircraft) dapat terbang cukup tinggi sehingga dapat mencapai lapisan ozon di stratosfir dan dapat mencapai tempat terjauh di sekitar kutub. Pengukuran ozon juga dilakukan dengan menggunakan pesawat komersial.
Pengukuran kelimpahan ozon jarak jauh dilakukan dengan mendeteksi keberadaan ozon dari jarak yang sangat jauh dengan instrument pengukurnya. Sebagian besar pengukuran ozon jarak jauh didasarkan pada sifat unik ozon yang dapat menyerap radiasi UV. Sumber-sumber radiasi UV bisa berasal dari Matahari dan laser. Sebagai contoh, satelit menggunakan penyerapan UV matahari oleh atmosfir atau penyerapan sinar matahari yang dibaurkan oleh permukaan Bumi untuk mengukur ozon di seluruh dunia setiap harinya. Suatu jaringan detektor yang ditempatkan di darat mengukur ozon melalui jumlah sinar UV yang mencapai permukaan Bumi. Instrumen lain yang digunakan mengukur ozon dilakukan dengan mengukur absorpsi radiasi infra-merah atau sinar tampak atau emisi gelombang mikro atau radiasi inframerah. Jumlah ozon total dan distribusinya menurut lintang dapat diukur dengan teknik jarak jauh. Sinar laser yang dipancarkan dari stasiun di daratan maupun dari pesawat udara sering kali digunakan untuk mengukur ozon dari jarak beberapa kilometer sepanjang berkas sinar laser tersebut.
Penyebaran Ozon di atas Permukaan Bumi
Jumlah ozon total di atas permukaan bumi bervariasi sesuai dengan lokasi dan sekala waktu yang berkisar dari harian hingga musiman. Keragaman tersebut disebabkan oleh pergerakan udara di stratosfir dan produksi bahan-bahan kimia serta kerusakan ozon. Total ozon pada umu m nya paling rendah di equator dan paling tinggi di kutub yang disebabkan oleh pola angin musiman di atmosfir.
Ozon total di atas permukaan bumi diperoleh dengan mengukur kandungan seluruh ozon yang persis berada d i atas tempat tersebut. Ozon total terdiri dari ozon stratosfir dan ozon troposfir. Ozon total dinyatakan dengan Dobson Units ( DU ). Biasanya nilai ozon total di atas permukaan bumi bervariasi dari 200 hingga 500 DU . Nilai ozon total sebesar 500 DU, setara dengan ketebalan 0.5 cm atau 0.2 inci saja.
Konsentrasi ozon total sangat ditentukan oleh posisi lintang, dimana konsentrasi tertinggi terjadi di lintang tengah dan lintang tinggi. Hal ini terjadi akibat adanya sirkulasi udara di atmosfir yang memindahkan udara tropis yang kaya ozon menuju ke kutub pada musim gugur dan musim dingin. Kawasan dengan kandungan ozon total yang rendah terjadi di kutub pada musim dingin dan semi sebagai akibat terjadi perusakan ozon secara kimiawi oleh gas-gas klorin dan bromin. Konsentrasi ozon total terendah ( selain di Antartika pada musim semi ) terjadi juga di daerah tropis pada semua musim karena secara alami konsentrasi ozon terendah memang terjadi di wilayah tropis.
Semakin tinggi lintang suatu tempat maka semakin tinggi konsentrasi ozon totalnya. Konsentrasi terendah terjadi di kawasan tropis (lintang rendah). Gambar di bawah mengilustrasikan sebaran ozon total di seluruh dunia.
Gambar 2.4. Gambaran Konsentrasi Ozon Total di seluruh Dunia pada tanggal 7 Januari 2007
Variasi ozon total alami terhadap lintang dan bujur bumi terjadi karena dua alasan. Pertama, pergerakan udara alami menyebabkan pencampuran udara yang mengandung ozon tinggi maupun rendah. Pergerakan udara juga meningkatkan ketebalan verti k al lapisan ozon di dekat kutub, yang menyebabka n ozon total di kawasan tersebut menjadi meningkat. Sistem cuaca yang terjadi di troposfir untuk sementara waktu dapat mengurangi ketebalan ozon stratosfir di suatu tempat, sehingga pada saat yang bersamaan konsentrasi ozon total di tempat tersebut juga menurun. Kedua, keragaman terjadi sebagai akibat perubahan keseimbangan antara produksi bahan-bahan kimia perusak ozon dengan dengan proses kerusakan ozon secara alami sebagaimana udara berpindah ke tempat baru di atas bumi . Berkurangnya paparan terhadap radiasi ultraviolet matahari, akan menurunkan produksi ozon.
2.2 Pe ngertian Tentang Lapisan ozon
Elemen-elemen yang membentuk atmosfir Bumi sangat penting artinya bagi kita semua. Keseimbangan gas-gas di atmosfir telah berubah akhir-akhir ini akibat dari aktivitas manusia. Guna melindungi dan melestarikan kehidupan di muka Bumi, para ilmuwan perlu memahami berbagai faktor yang rumit yang mengendalikan keseimbangan gas-gas di atmosfir.
Atmosfir terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen dan gas-gas minor, 1% argon gas-gas telusur, karbon dioksida dan ozon. Begitu sedikitnya jumlah ozon didalam atmosfir, maka jika kita bawa semua molekul-molekul ozon ke permukaan maka tebalnya hanya sekitar 3 mm. Ozon terdapat di seluruh atmosfir, tetapi sebagian besar terdapat di lapisan stratosfir, antara 15 dan 40 km di atas permukaan Bumi. Ozon inilah yang dikenal dengan istilah “Lapisan Ozon”.
Lapisan ozon melindungi bumi dari pengaruh berbahaya radiasi matahari. Radiasi ultraviolet (UV) yang berasal dari matahari berbahaya bagi kehidupan di b umi. Semakin menigkatnya jumlah radiasi UV (UV-B) dapat merusa k rantai makanan yang ada di laut. Disamping itu terdapat hubungan yang kuat antara meningkatnya UV dengan meningkatnya kasus-kasus penyakit kanker kulit dan katarak mata pada manusia. Pada dasarnya atmosfir bertindak sebagai perisai terhadap radiasi matahari melalui penyebaran atau penyerapan oleh molekul-molekul gas yang ada di dalam atmosfir b umi. Terhadap hal ini, ozonlah yang paling efektif menyerap radiasi UV. Secara alami molekul-molekul ozon terbentuk dan rusak di atmosfir Bumi. Secara alami pula penipisan lapisan ozon terjadi di atas Kutub Selatan (Antarctica) setiap musim semi (springtime).
Akan tetapi belakangan diketahui bahwa telah terjadi penipisan lapisan ozon yang tidak alami. Sejak dekade yang lalu ozon di atas Antarti k a telah semakin menipis pada musim semi secara tidak alami. Para peneliti menemukan bahwa penipisan tersebut sebagai akibat langsung dari pelepasan chlorofluorocarbon (CFC) oleh manusia ke atmosfir. Selama ini CFC secara luas digunakan sebagai zat pendorong (propellant) pada produk-produk aerosol (spray) dan sebagai media pendingin (coolant) pada alat-alat pendingin (refrigerator). Begitu terlepas ke udara maka zat kimia yang stabil ini tidak bisa terurai ketika berada di lapisan atmosfir bawah dan butuh satu dekade untuk bermigrasi ke lapisan stratosfir. Begitu mencapai stratosfir, maka molekul-molekul CFC yang biasanya stabil karena terpapar langsung terhadap radiasi UV akan terurai menjadi atom-atom yang reaktif. Atom-atom reaktif tersebut selanjutnya bereaksi dengan ozon menghasilkan senyawa baru. Sayangnya senyawa baru tersebut tidak stabil dan terus-menerus bereaksi merusak ozon. Satu atom klorin dapat merusak ribuan molekul ozon sebelum akhirnya terikat menjadi senyawa yang stabil. Ketika itu kerusakan ozon berhenti.
Gambar 2.5. Letak Lapisan Ozon pada Atmosfir
2.3 Fungsi Lapisan Ozon Bagi Kehidupan di Bumi
Ozon di stratosfir menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet matahari yang sangat berbahaya. Oleh karena peran inilah maka ozon stratosfir sering kali di sebut sebagai good ozone . Sebaliknya, ozon troposfir yang terbentuk akibat pencemaran disebut bad ozon e karena dapat membahayakan kehidupan manusia, tanaman dan hewan.
Semua molekul ozon secara kimiawi sama, yaitu terdiri dari tiga atom oksigen. Akan tetapi ozon di stratosfir memiliki fungsi lingkungan yang sangat berbeda dengan ozon troposfir . Ozon stratosfir baik bagi kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya karena dapat menyerap radiasi ultraviolet (UV-B) yang berasal dari matahari ( G ambar 2.6). Apabila tidak diserap oleh molekul ozon stratosfir, maka UV-B akan sampai ke permukaan b umi dalam jumlah yang membahayakan kehidupan. Bagi manusia, bila tingkat paparan terhadap UV-B meningkat, maka resiko terkena penyakit kanker kulit, katarak mata, dan menurunnya kekebalan tubuh akan meningkat pula. Paparan terhadap UV-B yang terjadi pada masa kanak-kanak dan jumlah kumulatif paparan adalah faktor penting yang menentukan resiko. Pemaparan yang berlebihan terhadap radiasi UV-B juga dapat merusak kehidupan tumbuhan di darat, organisme bersel tunggal, dan ekosistem perairan. Radiasi UV yang lain, yaitu UV-A, yang tidak terserap oleh ozon, dapat menyebabkan penuaan kulit secara prematur. Penyerapan radiasi UV-B oleh ozon merupakan sumber panas di stratosfir. Hal ini membantu memelihara kondisi di stratosfir sebagai kawasan yang stabil dimana suhu udara meningkat dengan ketinggian. Oleh karena itu ozon memainkan peran kunci dalam mengendalikan struktur suhu di atmosfir b umi.
Ozon juga terbentuk di dekat permukaan b umi melalui proses reaksi kimia alami sebagai akibat keberadaan gas-gas pencemar buatan manusia. Ozon yang dihasilkan dari gas-gas pencemar berbahaya bagi kehidupan. Paparan ozon berlebih terhadap tumbuhan dapat menurunkan hasil. Paparan ozon berlebih p ada manusia dapat mengurangi kapasitas paru-paru dan dapat menyebabkan dada sakit, iritasi tenggorokan, batuk dan memperburuk kondisi kesehatan yang berhubungan dengan jantung dan paru-paru. Selain itu p eningkat a n konsentrasi ozon di troposfir dapat menyebabkan pemanasan permukaan b umi. Sumber utama pencemaran udara adalah pembakaran bahan bakar fosil dan aktifitas industri. Mengurangi emisi pencemar udara berarti dapat mengurangi konsentrasi ozon troposfir .
Gambar di bawah ini mengilustrasikan perlindungan masuknya radiasi UV-B oleh lapisan ozon yang berada di stratosfir dan membungkus seluruh permukaan b umi. Radiasi UV-B yang berasal dari m atahari (dengan panjang gelombang 280- 315 nanometer) sebagian besar diserap oleh lapisan ozon. Akibatnya jumlah radiasi UV-B yang mencapai permukaan b umi menjadi sangat berkurang. Sedangkan radiasi UV-A (315- 400- nm) tidak diserap oleh lapisan ozon.
Gambar 2.6. Fungsi Lapisan Ozon
2.4 Fenomena Penipisan Lapisan Ozon
Para ilmuwan mempelajari perusakan ozon melalui berbagai penelitian di laboratorium, model-model komputer, dan observasi langsung di stratosfir. Melalui penelitian di laboratorium, para ilmuwan mampu menemukan dan mengevaluasi terjadinya reaksi-reaksi kimia yang juga terjadi di stratosfir. Reaksi kimia antara dua gas mengikuti hukum-hukum fisika. Beberapa dari rekasi-reaksi kimia tersebut terjadi di permukaan partikel-partikel yang terbentuk di stratosfir. Berbagai reaksi yang melibatkan berbagai macam molekul seperti klorin, bromin, florin, dan iodin dan gas-gas lain yang ada di atmosfir seperti oksigen, nitrogen, dan hidrogen telah banyak diteliti orang. Penelitian tersebut menjelaskan bahwa terdapat beberapa reaksi yang melibatkan klorin dan bromin yang secara langsung atau tidak langsung menyebabkan kerusakan ozon di atmosfir.
Dengan menggunakan model-model komputer, para ilmuwan dapat meneliti keseluruhan pengaruh dari berbagai reaksi dalam kondisi kimiawi dan fisik seperti yang terjadi di stratosfir. Model-model tersebut termasuk angin, suhu udara, dan perubahan sinar matahari harian dan musiman. Melalui analisis seperti itu, para peneliti telah menunjukkan bahwa klorin dan bromin dapat bereaksi dalam siklus katalitik dimana satu atom klorin atau bromin dapat merusak banyak sekali molekul ozon. Para ilmuwan menggunakan hasil dari model tersebut untuk dibandingkan dengan hasil observasi waktu sebelumnya untuk menguji pemahaman kita terhadap atmosfir dan untuk mengevaluasi pentingnya berbagai reaksi baru yang ditemukan di laboratorium. Model-model komputer juga memungkinkan para peneliti untuk memprediksi keadaan yang akan datang dengan mengganti kondisi atmosfir dan parameter-parameter lainnya.
Proses perusakan ozon dimulai dengan pelepasan gas halogen yang mengandung klorin atau bromin di permukaan bumi. Salah satu contoh gas halogen yang mangandung klotion adalah chlorofluorocarbon (CFC) . Gas halogen terakumulasi di lapisan atmosfir bawah (troposfir) dan selanjutnya bergerak ke lapisan stratosfir. Akumulasi terjadi karena sebagian besar gas tersebut ketika berada di atmosfir bawah (troposfir) tidak mudah bere a ksi (stabil). Sebagian emisi gas halogen bisa juga berasal dari sumber-sumber alami. Gas-gas tersebut juga terakumulasi di troposfir dan bergerak ke lapisan stratosfir.
Gas halogen tidak bereaksi langsung dengan ozon. Pada saat berada di stratosfir, gas halogen tersebut secara kimia di ubah oleh radiasi ultaviolet dari matahari menjadi gas-gas halogen yang reaktif. Gas-gas reaktif tersebut merusak ozon yang ada di stratosfir. Rata-rata kerusakan ozon total yang disebabkan oleh gas-gas reaktif tersebut diperkirakan kecil di daerah tropis dan meningkat hingga 10% di lintang menengah (daerah sub tropis) . Di kawasan kutub, kehadiran awan-awan stratosfir kutub meningkatkan kelimpahan gas halogen yang paling reaktif. Hal ini menyebabkan kerusakan ozon terjadi lebih parah di kawasan kutub terutama pada musim dingin dan semi. Dalam kurun waktu yang relatif panjang , udara di stratosfir bergerak kembali ke troposfir, membawa gas halogen yang reaktif. Gas-gas tersebut kemudian hilang dari atmosfir oleh hujan dan salju dan terkubur di b umi. Proses ini mengakhiri kerusakan ozon oleh atom-atom klorin dan bromin yang awalnya dilepas ke atmosfir dalam bentuk molekul-molkul gas halogen.
Gambar 2.5. Letak Lapisan Ozon pada Atmosfir
2.3 Fungsi Lapisan Ozon Bagi Kehidupan di Bumi
Ozon di stratosfir menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet matahari yang sangat berbahaya. Oleh karena peran inilah maka ozon stratosfir sering kali di sebut sebagai good ozone . Sebaliknya, ozon troposfir yang terbentuk akibat pencemaran disebut bad ozon e karena dapat membahayakan kehidupan manusia, tanaman dan hewan.
Semua molekul ozon secara kimiawi sama, yaitu terdiri dari tiga atom oksigen. Akan tetapi ozon di stratosfir memiliki fungsi lingkungan yang sangat berbeda dengan ozon troposfir . Ozon stratosfir baik bagi kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya karena dapat menyerap radiasi ultraviolet (UV-B) yang berasal dari matahari ( G ambar 2.6). Apabila tidak diserap oleh molekul ozon stratosfir, maka UV-B akan sampai ke permukaan b umi dalam jumlah yang membahayakan kehidupan. Bagi manusia, bila tingkat paparan terhadap UV-B meningkat, maka resiko terkena penyakit kanker kulit, katarak mata, dan menurunnya kekebalan tubuh akan meningkat pula. Paparan terhadap UV-B yang terjadi pada masa kanak-kanak dan jumlah kumulatif paparan adalah faktor penting yang menentukan resiko. Pemaparan yang berlebihan terhadap radiasi UV-B juga dapat merusak kehidupan tumbuhan di darat, organisme bersel tunggal, dan ekosistem perairan. Radiasi UV yang lain, yaitu UV-A, yang tidak terserap oleh ozon, dapat menyebabkan penuaan kulit secara prematur. Penyerapan radiasi UV-B oleh ozon merupakan sumber panas di stratosfir. Hal ini membantu memelihara kondisi di stratosfir sebagai kawasan yang stabil dimana suhu udara meningkat dengan ketinggian. Oleh karena itu ozon memainkan peran kunci dalam mengendalikan struktur suhu di atmosfir b umi.
Ozon juga terbentuk di dekat permukaan b umi melalui proses reaksi kimia alami sebagai akibat keberadaan gas-gas pencemar buatan manusia. Ozon yang dihasilkan dari gas-gas pencemar berbahaya bagi kehidupan. Paparan ozon berlebih terhadap tumbuhan dapat menurunkan hasil. Paparan ozon berlebih p ada manusia dapat mengurangi kapasitas paru-paru dan dapat menyebabkan dada sakit, iritasi tenggorokan, batuk dan memperburuk kondisi kesehatan yang berhubungan dengan jantung dan paru-paru. Selain itu p eningkat a n konsentrasi ozon di troposfir dapat menyebabkan pemanasan permukaan b umi. Sumber utama pencemaran udara adalah pembakaran bahan bakar fosil dan aktifitas industri. Mengurangi emisi pencemar udara berarti dapat mengurangi konsentrasi ozon troposfir .
Gambar di bawah ini mengilustrasikan perlindungan masuknya radiasi UV-B oleh lapisan ozon yang berada di stratosfir dan membungkus seluruh permukaan b umi. Radiasi UV-B yang berasal dari m atahari (dengan panjang gelombang 280- 315 nanometer) sebagian besar diserap oleh lapisan ozon. Akibatnya jumlah radiasi UV-B yang mencapai permukaan b umi menjadi sangat berkurang. Sedangkan radiasi UV-A (315- 400- nm) tidak diserap oleh lapisan ozon.
Gambar 2.6. Fungsi Lapisan Ozon
2.4 Fenomena Penipisan Lapisan Ozon
Para ilmuwan mempelajari perusakan ozon melalui berbagai penelitian di laboratorium, model-model komputer, dan observasi langsung di stratosfir. Melalui penelitian di laboratorium, para ilmuwan mampu menemukan dan mengevaluasi terjadinya reaksi-reaksi kimia yang juga terjadi di stratosfir. Reaksi kimia antara dua gas mengikuti hukum-hukum fisika. Beberapa dari rekasi-reaksi kimia tersebut terjadi di permukaan partikel-partikel yang terbentuk di stratosfir. Berbagai reaksi yang melibatkan berbagai macam molekul seperti klorin, bromin, florin, dan iodin dan gas-gas lain yang ada di atmosfir seperti oksigen, nitrogen, dan hidrogen telah banyak diteliti orang. Penelitian tersebut menjelaskan bahwa terdapat beberapa reaksi yang melibatkan klorin dan bromin yang secara langsung atau tidak langsung menyebabkan kerusakan ozon di atmosfir.
Dengan menggunakan model-model komputer, para ilmuwan dapat meneliti keseluruhan pengaruh dari berbagai reaksi dalam kondisi kimiawi dan fisik seperti yang terjadi di stratosfir. Model-model tersebut termasuk angin, suhu udara, dan perubahan sinar matahari harian dan musiman. Melalui analisis seperti itu, para peneliti telah menunjukkan bahwa klorin dan bromin dapat bereaksi dalam siklus katalitik dimana satu atom klorin atau bromin dapat merusak banyak sekali molekul ozon. Para ilmuwan menggunakan hasil dari model tersebut untuk dibandingkan dengan hasil observasi waktu sebelumnya untuk menguji pemahaman kita terhadap atmosfir dan untuk mengevaluasi pentingnya berbagai reaksi baru yang ditemukan di laboratorium. Model-model komputer juga memungkinkan para peneliti untuk memprediksi keadaan yang akan datang dengan mengganti kondisi atmosfir dan parameter-parameter lainnya.
Proses perusakan ozon dimulai dengan pelepasan gas halogen yang mengandung klorin atau bromin di permukaan bumi. Salah satu contoh gas halogen yang mangandung klotion adalah chlorofluorocarbon (CFC) . Gas halogen terakumulasi di lapisan atmosfir bawah (troposfir) dan selanjutnya bergerak ke lapisan stratosfir. Akumulasi terjadi karena sebagian besar gas tersebut ketika berada di atmosfir bawah (troposfir) tidak mudah bere a ksi (stabil). Sebagian emisi gas halogen bisa juga berasal dari sumber-sumber alami. Gas-gas tersebut juga terakumulasi di troposfir dan bergerak ke lapisan stratosfir.
Gas halogen tidak bereaksi langsung dengan ozon. Pada saat berada di stratosfir, gas halogen tersebut secara kimia di ubah oleh radiasi ultaviolet dari matahari menjadi gas-gas halogen yang reaktif. Gas-gas reaktif tersebut merusak ozon yang ada di stratosfir. Rata-rata kerusakan ozon total yang disebabkan oleh gas-gas reaktif tersebut diperkirakan kecil di daerah tropis dan meningkat hingga 10% di lintang menengah (daerah sub tropis) . Di kawasan kutub, kehadiran awan-awan stratosfir kutub meningkatkan kelimpahan gas halogen yang paling reaktif. Hal ini menyebabkan kerusakan ozon terjadi lebih parah di kawasan kutub terutama pada musim dingin dan semi. Dalam kurun waktu yang relatif panjang , udara di stratosfir bergerak kembali ke troposfir, membawa gas halogen yang reaktif. Gas-gas tersebut kemudian hilang dari atmosfir oleh hujan dan salju dan terkubur di b umi. Proses ini mengakhiri kerusakan ozon oleh atom-atom klorin dan bromin yang awalnya dilepas ke atmosfir dalam bentuk molekul-molkul gas halogen.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar