Mekanisme penipisan lapisan ozon
oleh CFC
Lapisan ozon adalah
lapisan di atmosfer
pada ketinggian 19 - 48 km (12 - 30 mil) di atas permukaan Bumi yang mengandung
molekul-molekul ozon.
Konsentrasi ozon di lapisan ini mencapai 10 ppm dan terbentuk akibat pengaruh
sinar ultraviolet
Matahari terhadap
molekul-molekul oksigen.
Peristiwa ini telah terjadi sejak berjuta-juta tahun yang lalu, tetapi campuran
molekul-molekul nitrogen yang muncul di atmosfer menjaga konsentrasi ozon
relatif stabil.
Ozon adalah gas beracun sehingga bila berada dekat permukaan tanah akan
berbahaya bila terhisap dan dapat merusak paru-paru.
Sebaliknya, lapisan ozon di atmosfer melindungi kehidupan di Bumi karena ia
melindunginya dari radiasi sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker. Oleh
karena itu, para ilmuwan sangat khawatir ketika mereka menemukan bahwa bahan
kimia kloro fluoro karbon (CFC)
yang biasa digunakan sebagai media pendingin dan gas pendorong spray aerosol,
memberikan ancaman terhadap lapisan ini. Bila dilepas ke atmosfer, zat yang
mengandung klorin ini akan dipecah oleh sinar Matahari yang menyebabkan klorin
dapat bereaksi dan menghancurkan molekul-molekul ozon. Setiap satu molekul CFC
mampu menghancurkan hingga 100.000 molekul ozon. Oleh karena itu, penggunaan
CFC dalam aerosol dilarang di Amerika
Serikat dan negara-negara lain di dunia. Bahan-bahan kimia lain
seperti bromin halokarbon, dan
juga nitrogen oksida dari
pupuk, juga dapat menyerang lapisan ozon.
Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas diperkirakan menjadi
penyebab meningkatnya penyakit kanker kulit
dan katarak pada
manusia, merusak tanaman pangan tertentu, memengaruhi plankton
yang akan berakibat pada rantai makanan di laut, dan meningkatnya
karbondioksida (lihat pemanasan global) akibat berkurangnya tanaman
dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon di bagian bawah atmosfer membantu
terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan dengan iritasi saluran pernapasan
dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang menderita masalah kardiopulmoner.
Penyebab rusaknya ozon
1. CFC pada rengharum ruangan, pendingin pada ac kulkas
dll
Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon. CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, misalnya dengan : AC,Kulkas,bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum ,pembuatan busa,bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik
Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan. Dalam waktu kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfer (10 – 50 km). Molekul CFC terurai setelah bercampur dengan sinar UV, dan membebaskan atom KLORIN. Atom klorin ini berupaya memusnahkan ozon dan menghasilkan LUBANG OZON. Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar UV memasuki bumi.
Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon. CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, misalnya dengan : AC,Kulkas,bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum ,pembuatan busa,bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik
Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan. Dalam waktu kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfer (10 – 50 km). Molekul CFC terurai setelah bercampur dengan sinar UV, dan membebaskan atom KLORIN. Atom klorin ini berupaya memusnahkan ozon dan menghasilkan LUBANG OZON. Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar UV memasuki bumi.
2. Banyaknya volume kendaraan yang ada di bumi sangan
berakibat negatif pada lapisan ozon. Karbon monoksida yang dihasilkan oleh
kendaraan dapat merusak lapisan ozon. Semakin lama, volume kendaraan semakin
banyak, semakin banyak pula gas karbon monokida yang di keluarkan, bisa
dibayangkan keadaan lapisan ozon beberapa tahun kedepan bila volume kendaraan
semakin hari semakin bertambah
3. Penggundulan hutan secara besar2an sangat berakibat
buruk pada kualitas udara yang ada di bumi. Gas2 karbon yang merusak lapisan
ozon tidak lagi diserap oleh tumbuhan. Sehingga apa lagi yang harus diandalkan
untuk menyerap gas2 tersebut untuk membantu mengurangi kerusakan ozon dan
tentunya menghasilkan oksigen bagi makhluk hidup?
4. Pada bidang pertanian, penerimaan sinar ultra violet
pada tanaman dapat memusnahkan hasil tanaman utama dunia. Hasil kajian
menunjukkan hasil tanaman seperti 'barli' dan 'oat' menunjukkan penurunan
karena penerimaan sinar radiasi yang semakin tinggi. Tanaman diperkirakan akan
mengalami kelambatan pertumbuhan, bahkan akan cenderung kerdil, sehingga
merusak hasil panen dan hutan-hutan yang ada.
5. Pada hewan, Radiasi penuh ini juga dapat
mematikan anak-anak ikan, kepiting dan udang di lautan, serta mengurangi jumlah
plankton yang menjadi salah satu sumber makanan kebanyakan hewan-hewan laut.
Kerusakan lapisan ozon juga memiliki pengaruh langsung pada pemanasan bumi yang
sering disebut sebagai "efek rumah kaca". Usaha-usaha untuk mencegah
penipisan ozon menjadi mulai dilakukan bersama oleh semua negara di dunia.
Usaha itu pun telah di galakkan secara serius melalui UNEP (United Nation
Environment Programme) salah satu organisasi PBB yang bergerak dibidang program
perlindungan lingkungan dan alam.
6. Asap yang dihasilkan oleh pabrik juga amat sangat
berpengaruh dalam memperparah kerusakan lapisan ozon. Sama hal nya seperti asap
kendaraan. Gas yang dikeluarkan dapat merusak lapisan ozon,amat mencemari
udara, belum lagi limbah cair dan limbah padat yang dihasilkan pabrik, dapat
merusak lingkungan.
Proses
Terjadinya Perusakan Lapisan Ozon
Lapisan Ozon di stratosfer menyerap radiasi
ultra-violet yang berbahaya dari matahari. Dengan bertambahnya bahan kimia
buatan manusia yang mengandung senyawa khlorin dan bromin, akan ikut merusak
molekul ozon pada lapisan ini. Teori pertama yang mendukung CFC sebagai perusak
lapisan ozon di stratosfer dikemukakan pada tahun 1974 oleh Sherwood Rowland
dan rekannya Mario Molina dari Universitas California.
Ozon adalah molekul dalam bentuk gas yang terjadi
secara alami yang ditemukan pada atmosfer bumi. Molekul ini dapat menyerap
panjang gelombang tertentu dari radiasi ultraviolet matahari sebelum mencapai
permukaan bumi. Pada lapisan Stratosfer radiasi matahari memecah molekul gas
yang mengandung khlorin atau bromin dan menghasilkan radikal Khlor dan Brom.
Radikal-radikal khlorin dan bromin kemudian melalui reaksi berantai memecahkan
ikatan gas-gas lain di atmosfer, termasuk ozon. Molekul-molekul ozon terpecah
menjadi oksigen dan radikal oksigen. Dengan terjadinya reaksi ini akan
mengurangi konsentrasi ozon di stratosfer. Semakin banyak senyawa yang
mengandung Khlor dan Brom perusakan lapisan ozon semakin parah.
Pengaruh
Penipisan Lapisan Ozon
Penipisan lapisan ozon menimbulkan banyak ancaman
terhadap kesehatan manusia dan kehidupan di bumi. Semakin menipisnya lapisan
ozon stratosfer akan meningkatkan bahaya akibat radiasi ultraviolet yang
mencapai permukaan bumi. Radiasi ultraviolet menimbulkan dampak pada manusia,
hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan. Dampak ini akan semakin buruk bila
kerusakan lapisan ozon terus berlangsung. Bila lapisan ozon menjadi tipis,
permukaan bumi akan lebih terbuka terhadap radiasi UV-B yang mempunyai
gelombang pendek sehingga akan merusak kehidupan. Untuk tiap 10 persen
penipisan lapisan ozon akan terjadi kenaikkan radiasi UV sebesar 20 persen.
Radiasi UV-B dapat menyebabkan kerusakan pada mata, meluasnya penyakit infeksi
serta pertambahan kasus kanker kulit. Demikian
juga vaksinasi terhadap sejumlah penyakit akan menjadi kurang
berhasilguna. Dengan lebih banyak radiasi gelombang pendek UV-B maka akan
memicu reaksi kimiawi di atmosfer bawah, yang dapat mengakibatkan penambahan
jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, terjadinya hujan asam
dan berakibat naiknya gangguan saluran pernapasan.
Penipisan lapisan ozon menyebabkan banyak tanaman
lambat pertumbuhannya dan sebagian mungkin akan menjadi kerdil, hasil sejumlah
tanaman budidaya akan menurun dan hutan-hutan akan menjadi rusak. Di laut
radiasi dengan intensitas tinggi akan merusak atau membunuh anak ikan, kepiting
dan udang. Populasi plankton yang menjadi dasar dari jaringan makanan hewan
laut dapat mengalami dampak buruk, sehingga menyebabkan pengaruh berantai untuk
seluruh jaringan makanan hewan laut. Radiasi UV(ultra violet) akan menurunkan
kemampuan sejumlah organisme dalam menyerap karbon dioksida yang merupakan
salah satu gas rumah kaca, sehingga konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer akan
meningkat yang menyebabkan pemanasan global.
Reaksi CFC
dengan ozon (O3)
CFC adalah singkatan dari
Chloroflourocarbon yang terbentuk dari atom chlor, flour, dan carbon.
Ketiga atom ini termasuk atom yang memiliki jumlah elektron valensi yang
relatif kurang stabil atau mudah terikat oleh atom lainnya. Saat CFC telah
menyebar ke lapisan ozon dan sangat
mudah dipecah dan kemudian bereaksi dengan ozon yang terbentuk dari tiga atom O
(oksigen) yang juga akan terpecah bila ada daya tarik yang lebih kuat dari atom
lain di luarnya. Reaksi kimia di antara atom-atom inilah yang akan menghasilkan
molekul-molekul baru, mulai dari O2, O, CO, CO2, dan
lain-lain. Jika 03 sudah terpecah, fungsinya sebagai filter radiasi
matahari akan hilang.
Dua CFC yang
umum adalah CFC-11 (Trichloromonofluoromethane atau freon 11) dan CFC-12
(Dichlorodifluoromethane). CFC merupakan zat-zat yang tidak mudah terbakar dan
tidak terlalu toksik. Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100
tahun dalam atmosfer sebelum hilang dari
atmosfer.
Ozon adalah
suatu molekul yang terdiri dari tiga atom oksigen yang terjadi secara alami dan
ditemukan pada atmosfer bumi. Ozon pertama kali ditemukan oleh C. F. Schonbein
pada kira-kira pertengahan abad ke-19. Penamaan ozon diambil dari bahasa Yunani yakni “ozein” yang berarti bau
atau smell. Lapisan ozon terjadi di seluruh bagian stratosfer, tetapi lebih
rapat pada jarak antara 20 dan 30 km di atas tanah. Lapisan ini menyerap
sebagian besar dari radiasi ultraungu dari matahari yang mencapai bumi. Sinar
ultraungu yang mencapai permukaan bumi mempunyai pengaruh yang penting. Radiasi
ini memberikan warna kulit yang alami pada manusia. Akan tetapi, radiasi
ultraungu yang terlalu banyak dapat memberikan pengaruh yang berbahaya bagi
tumbuhan dan hewan, termasuk juga manusia.
Secara
permanen ozon terbentuk dan rusak kembali di dalam daerah stratosfer dan
sebagian kecil terbentuk pada daerah troposfer. Reaksi destruksi/perusakan ozon
dan terbentuknya O2 dapat berlangsung melalui dua jalan :
O + O2 → 2O2
O3 + O3 → 3O2
Reaksi ini
dihasilkan melalui reaksi yang kompleks dengan katalis gas dan radikal, seperti
atom Cl, NO, OH. Reaksi OH dapat terbentuk oleh perusakan uap H2O,
gas buangan dari pesawat supersonik. Radikal Cl dapat berasal dari
chloroflurocarbon (CFCl atau CFC- I I dan CF2Cl atau CFC-12 ) yang banyak
digunakan pada pendingin (refrigerator) dan bahan bakar (propelan).
Dekomposisi
oleh sinar ultra violet terbentuk Cl dan ClO. Radikal NO dapat berasal dari
tanah (soil) dan air dari sisa buangan pupuk. Melalui fotodekomposisi dapat
terbentuk NO. CFCs dapat dagunakan sebagai
gas freon yang dipakai dalam lemari es, AC, aerosol, dalam produksi busa
(foam), dan untuk sterilisasi. Halon digunakan untuk pemadaman kebakaran.
Carbon tetra chlorida digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan CFC-11 dan
CFC-12, untuk pembuatan beberapa jenis pestisida, sebagai pelarut dalam
produksi karet dan zat warna sintesis, sebagai metal dereaser,dry-cleaning
agent, pemadam kebakaran, dan juga untuk fumigasi biji-bijian.
Sifat stabil
dari CFC yang sangat bermanfaat di bumi ini memberikan peluang baginya untuk
merusak lapisan ozon. CFC yang terdifusi ke stratosfer akan mengalami pemutusan
ikatan kimianya oleh radiasi UV-C menghasilkan khlor-khlor bebas yang bersifat
sangat reaktif, kemudian mengikat sebuah atom oksigen dari molekul ozon (O3)
sehingga mengubah ozon tersebut menjadi molekul oksigen (O2). Reaksi
perubahan ozon menjadi molekul oksigen adalah sebagai berikut:
CFCl3
+ uv –>
CFCl2 + Cl-
Cl-
+ O3 –>
ClO + O2
O2
+ uv energi –> 2O
ClO
+ 2O –>
O2 + Cl-
Cl-
+ O3 à –> ClO
+ O2
Masuknya CFC
ke atmosfer menimbulkan proses reduksi-oksidasi (redoks) antara
ozon dengan unsur-unsur halogen dari senyawa CFC dan yang sejenisnya. Setiap
molekul CFC mampu merusak 100 ribu molekul ozon. Sedangkan senyawa halon
(berasal dari unsur halogen) mampu merusak 10 kali lebih efektif dibandingkan
dengan CFC. CFC mengurai ozon menjadi oksigen dan sebuah oksigen bebas radikal yang menimbulkan
suatu lapisan oksigen sehingga lapisan ozon menjadi semakin tipis yang mudah
tertembus sinar ultraviolet dari matahari. Semakin menipisnya lapisan ozon di
atmosfer, bahkan sampai berlubang, dapat menimbulkan bencana. Karena
manusia akan bermandikan sinar ultraviolet dengan intensitas tinggi yang dapat
mengundang penyakit kanker kulit, katarak, serta penurunan sistem kekebalan
tubuh.
Ketika freon
(CFC) terlepas ke atmosfer, maka molekul CFC akan terurai menjadi atom C
sendiri yang sangat reaktif terhadap atom O (rumus molekul ozon adalah O3). Ketika atom C
dari pecahan freon bertemu dengan molekul O3, maka atom C akan
menarik satu atom O dari ozon, yang akan mengakibatkan timbulnya karbon
monoksida (CO) dan ozon menjadi oksigen biasa (O2) karena kehilangan
satu atom O-nya, ditambah lagi, ketika CO terbentuk, maka mereka akan menarik
lagi satu atom O dari ozon-ozon (O3) lain sehingga menciptakan CO2,
oleh karena itu ozon sebagai pelindung bumi dari sinar ultraviolet menjadi
rusak, sementara CO2 memiliki efek rumah kaca yang dapat menahan
panas di bumi. Dengan demikian bumi akan menjadi semakin
panas.
Akibat
kerusakan lapisan ozon
1. Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas diperkirakan menjadi
penyebab meningkatnya penyakit kanker kulit dan katarak pada manusia, merusak
tanaman pangan tertentu, mempengaruhi plankton yang akan berakibat pada rantai
makanan di laut, dan meningkatnya karbondioksida (lihat pemanasan global)
akibat berkurangnya tanaman dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon di
bagian bawah atmosfer membantu terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan
dengan iritasi saluran pernapasan dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang
menderita masalah kardiopulmoner.Oleh karena itu, kita semua harus memandang
serius masalah ini dan berupaya untuk mencegah atau meminimalkan penipisan
lapisan ozon di alam ini dengan cara meminimalkan penggunaan bahan-bahan yang
dapat mempertipis ozon agar generasi yang akan datang dapat mewarisi alam
sekitar yang masih baik.
2. PENCAIRAN GUNUNG ES
Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara
ketinggian tertentu seluruh Antartika pada musim semi. Pembentukan ‘lubang’
tersebut terjadi setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat
musin semi atau awal musim panas.
Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang luas telah dilacak di seluruh Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan permukaan lubang pra-ozon. Pada bulan Oktober 1991, permukaan terendah atmosfer ozon yang pernah dicatat telah terjadi di seluruh Antartika.
Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang luas telah dilacak di seluruh Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan permukaan lubang pra-ozon. Pada bulan Oktober 1991, permukaan terendah atmosfer ozon yang pernah dicatat telah terjadi di seluruh Antartika.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar