Pengertian Ozon dalam Atmosfer Bumi

Pengertian Ozon - Ozon adalah alotrop (bentuk fisik yang sama dari zat yang sama) oksigen dengan rumus kimia O3. Rumus kimia ini menunjukkan bahwa setiap molekul ozon terdiri dari tiga atom. Sebagai perbandingan normal atmosfer oksigen juga dikenal sebagai dioksigen terdiri dari dua atom per molekul dan memiliki rumus kimia O2.


Ozon adalah gas kebiruan dengan bau tajam yang mudah terurai untuk menghasilkan dioksigen. Titik didih normalnya adalah -112 °C, dan titik bekunya adalah -192 °C. Ozon lebih larut dalam air daripada dioksigen dan juga jauh lebih reaktif. Ozon terjadi di atmosfer bawah dalam konsentrasi yang sangat rendah, tetapi ada dalam konsentrasi yang jauh lebih tinggi di atmosfer bagian atas. Alasan untuk perbedaan ini adalah bahwa energi dari Matahari menyebabkan dekomposisi molekul oksigen di atmosfer atas:


O2 → (energi matahari) → 2O


Oksigen (atom tunggal) yang baru terbentuk sangat reaktif ini dapat bergabung dengan molekul dioksigen lain untuk membentuk ozon:


O + O→ O3




[caption id="attachment_3470" align="aligncenter" width="989"]Struktur Kimia Ozon Struktur Kimia Ozon[/caption]


Istilah


Alotrop: Bentuk elemen kimia dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda.

Chlorofluorocarbons (CFCs): Suatu keluarga senyawa kimia yang terdiri dari karbon, fluor, dan klor.

Dioksigen: Nama yang kadang-kadang digunakan untuk oksigen atmosfer biasa dengan rumus kimia O.

Radiasi elektromagnetik: Suatu bentuk energi yang dibawa oleh gelombang.

Lubang Ozon: Suatu istilah yang diciptakan untuk menggambarkan wilayah dengan konsentrasi ozon yang sangat rendah di atas Antartika yang muncul dan menghilang pada setiap musim panas austral (belahan bumi selatan).

Lapisan ozon: Wilayah stratosfer di mana konsentrasi ozon relatif tinggi.

Radiasi: Energi yang ditransmisikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel subatom.

[irp posts="2168" name="Pengertian Radiasi dan Jenis-Jenis Radiasi"]

Stratosfer: Wilayah atmosfer Bumi yang berkisar antara 15 dan 50 kilometer di atas permukaan bumi.

Troposfer: Lapisan terendah atmosfer bumi, mulai dari ketinggian sekitar 15 kilometer (9 mil) di atas permukaan bumi.

Radiasi ultraviolet: Suatu bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang (λ) hanya kurang dari cahaya tampak (4 hingga 400 nanometer, atau sepersejuta meter).


Penipisan lapisan ozon


Sebagian besar ozon di atmosfer kita terkonsentrasi di wilayah stratosfer antara 15 dan 30 kilometer di atas permukaan bumi. Jumlah total ozon di lapisan ini sebenarnya relatif kecil. Jika semua ozon itu diangkut ke permukaan bumi, hanya akan membentuk lapisan tidak lebih dari 3 milimeter tebalnya. Namun ozon stratosfer mempunyai fungsi yang sangat berharga bagi kehidupan di Bumi.


Radiasi dari Matahari yang mencapai atmosfer luar Bumi terdiri dari berbagai macam radiasi elektromagnetik: sinar kosmik, sinar gama, radiasi ultraviolet, radiasi inframerah, dan cahaya tampak. Berbagai bentuk radiasi dapat memiliki efek menguntungkan dan efek berbahaya. Radiasi ultraviolet misalnya, diketahui mempengaruhi pertumbuhan jenis tanaman tertentu, menyebabkan kerusakan mata pada hewan, mengganggu fungsi DNA (bahan genetik dalam suatu organisme), dan menyebabkan kanker kulit pada manusia.


Untungnya bagi makhluk hidup di Bumi, molekul ozon menyerap radiasi di wilayah ultraviolet. Dengan demikian, lapisan ozon di stratosfer melindungi tanaman dan hewan di permukaan bumi dari sebagian besar efek berbahaya ini.


Efek manusia pada lapisan ozon. Pada tahun 1984, para ilmuwan melaporkan bahwa lapisan ozon di atas Antartika tampak menipis. Bahkan, jumlah ozon turun ke tingkat yang sangat rendah sehingga istilah "lubang" digunakan untuk menggambarkan kondisi tersebut. Lubang itu adalah area melingkar di atas Antartika tempat ozon menghilang. Pada tahun-tahun berikutnya, lubang itu muncul kembali dengan permulaan setiap musim panas di Antartika (September hingga Desember).


Ancaman potensial terhadap manusia (dan organisme lain) jelas. Peningkatan paparan radiasi ultraviolet karena lapisan ozon yang lebih tipis hampir pasti berarti tingkat kanker kulit yang lebih tinggi. Masalah medis lainnya juga mungkin terjadi.


Pada awalnya, para ilmuwan tidak setuju tentang penyebab penipisan lapisan ozon. Namun, pada akhirnya, bukti tampaknya menunjukkan bahwa bahan kimia yang diproduksi dan dibuat oleh manusia mungkin menyebabkan perusakan ozon. Secara khusus, sekelompok senyawa yang dikenal sebagai klorofluorokarbon (CFC) dicurigai. Senyawa ini telah menjadi sangat populer pada 1970-an dan 1980-an untuk sejumlah penggunaan, termasuk sebagai bahan kimia yang digunakan dalam pendinginan, sebagai propelan dalam semprotan aerosol, sebagai bahan peniup dalam pembuatan busa dan insulasi plastik, seperti cairan pembersih kering, dan sebagai bahan pembersih untuk komponen elektronik.


Salah satu alasan popularitas CFC adalah stabilitasnya. CFC biasanya tidak rusak ketika digunakan di permukaan bumi. Namun di atmosfer atas, situasinya berubah. Bukti menunjukkan bahwa CFC terurai untuk melepaskan atom klorin yang pada gilirannya, menyerang dan menghancurkan molekul ozon:


CFC → energi matahari → Atom Cl


Cl + O→ ClO + O2


Proses ini sangat menyusahkan karena salah satu produk dari reaksi, klorin monoksida (ClO) bereaksi dengan molekul lain dari jenis yang sama untuk menghasilkan lebih banyak atom klorin:


ClO + ClO → Cl + Cl + O2


Begitu CFC masuk ke stratosfer maka akan pecah, oleh karena itu pasokan atom klorin terus menerus ada. Dan atom-atom klorin menghancurkan molekul ozon.


Para ilmuwan dan non-ilmuwan segera menjadi khawatir tentang peran CFC dalam penipisan ozon stratosfer. Sebuah gerakan kemudian dikembangkan untuk mengurangi dan/atau melarang penggunaan bahan kimia ini. Pada tahun 1987, sebuah konferensi yang disponsori oleh Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa menghasilkan apa yang disebut Protokol Montreal. Protokol menetapkan batas waktu tertentu untuk penghentian produksi dan penggunaan CFC secara bertahap. Hanya tiga tahun kemudian, kekhawatiran menjadi begitu besar sehingga tenggat waktu Protokol benar-benar ditingkatkan. Seratus enam puluh lima negara menandatangani perjanjian ini. Karena Protokol, Amerika Serikat, Australia, dan negara-negara maju lainnya telah sepenuhnya menghentikan produksi CFC. Menurut Protokol, negara-negara berkembang memiliki waktu hingga tahun 2010 untuk menyelesaikan fase mereka.



Ozon di troposfer


Ozon adalah contoh klasik bahan kimia yang bermanfaat dan berbahaya. Di stratosfer, sangat penting dalam melindungi tanaman dan hewan di permukaan bumi dari kerusakan oleh radiasi ultraviolet. Namun di wilayah atmosfer yang lebih rendah, dekat permukaan Bumi, ceritanya sangat berbeda.


Sumber utama ozon di Bumi adalah mesin pembakaran internal. Gas yang dilepaskan dari knalpot mobil atau truk dapat dioksidasi dengan adanya sinar matahari untuk menghasilkan ozon. Ozon sendiri memiliki efek berbahaya pada tumbuhan dan hewan. Pada manusia dan hewan lain, gas mengiritasi dan merusak membran sistem pernapasan dan mata, juga dapat menyebabkan asma. Orang sensitif terpengaruh pada konsentrasi yang biasanya terjadi pada jalan kota rata-rata selama lalu lintas jam sibuk.


Paparan ozon juga membawa kerusakan besar pada tanaman pertanian dan tanaman liar. Efek utamanya adalah menghasilkan cedera khas yang mengurangi area dedaunan tempat fotosintesis dapat terjadi. (Fotosintesis adalah proses rumit di mana tanaman memanfaatkan energi cahaya untuk membentuk karbohidrat dan melepaskan oksigen sebagai produk sampingan.) Sebagian besar tanaman terluka parah oleh paparan dua hingga empat jam pada tingkat tinggi ozon. Tetapi paparan jangka panjang bahkan pada tingkat gas yang rendah dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan.


Banyak negara, dan kota kini telah menetapkan standar untuk konsentrasi ozon maksimum yang diizinkan di udara mereka. Saat ini di Amerika Serikat, standarnya adalah 120 ppb (bagian per miliar). Jumlah itu telah ditingkatkan dari 80 ppb pada tahun 1979 karena banyak daerah perkotaan tidak dapat memenuhi standar yang lebih rendah. Area di mana polusi ozon paling parah — seperti Los Angeles, California — bahkan tidak dapat memenuhi standar yang lebih tinggi. Pengukuran 500 ppb untuk periode satu jam di Los Angeles tidak biasa.



Masalah jangka panjang


Meskipun respons internasional yang relatif cepat dan efektif terhadap emisi CFC, pemulihan lapisan ozon dapat memakan waktu hingga 50 tahun atau lebih. Ini karena bahan kimia ini sangat persisten di lingkungan: CFC yang sudah ada juga akan ada selama beberapa dekade. Selain itu, akan terus ada emisi substansial CFC selama bertahun-tahun setelah pembuatannya, dan penggunaannya dilarang karena peralatan dan produk yang mengandung CFC lama yang sudah digunakan terus mengeluarkan bahan kimia ini.


Dalam studi yang dirilis pada akhir tahun 2000, para ilmuwan mengatakan mereka terpana oleh temuan bahwa hingga 70 persen lapisan ozon di Kutub Utara telah hilang dan bahwa lubang ozon di Kutub Selatan tumbuh menjadi hamparan yang lebih besar dari Amerika Utara. Menurut Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA), lubang di lapisan ozon di Kutub Selatan meluas ke rekor 17,1 juta mil persegi (44,3 juta kilometer persegi).


Para ilmuwan menyalahkan lubang ozon pada dua alasan utama: sangat dingin dan terus menggunakan bromin. Musim dingin yang sangat dingin baru-baru ini di kedua kutub telah memperlambat pemulihan lapisan ozon. Udara dingin memperlambat pembuangan dan peluruhan CFC, yang memungkinkan mereka untuk menghancurkan ozon lebih cepat. Brom adalah sepupu kimia untuk klorin dan digunakan untuk beberapa tujuan yang sama yaitu pemadam kebakaran, pengendalian infeksi, dan sanitasi. NOAA percaya bromin 45 kali lebih merusak ozon di atmosfer daripada klorin. Tetapi bromin belum diatur secara ketat seperti klorin karena negara-negara tidak akan tahan kehilangan pendapatan jika lebih banyak diatur. Namun, beberapa ilmuwan percaya bahwa pemerintah akan menghadapi tekanan yang semakin besar di tahun-tahun mendatang untuk membatasi bahan kimia tersebut.


Belum ada Komentar untuk "Pengertian Ozon dalam Atmosfer Bumi"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel