penipisan lapisan ozon
DESCRIPTION
Penipisan Lapisan OzonTRANSCRIPT
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
Penipisan Lapisan Ozon
I. PENDAHULUAN
Ozon (O3) merupakan molekul yang terbentuk
dari tiga atom oksigen dan bersifat relatif tidak
stabil. Ozon secara alami terdapat di atmosfer, yaitu
sekitar 10% berada pada troposfer (10-16 km dari
permukaan bumi) dan 90% pada stratosfer (16-50
km dari permukaan bumi) [1]. Pada tahun 1839,
lapisan ozon mulai diperkenalkan oleh seorang
ilmuwan dari Jerman, Christian Friedrich
Schönbein. Lapisan ozon adalah konsentrasi dari
molekul ozon dalam stratosfer [1].
Molekul Ozon diukur dalam satuan Dobson
Unit (DU), dimana 1 DU adalah 2,69x1016
molekul/cm2. Konsentrasi ozon di atmosfer berada
dalam rentang 100-500 DU, dengan rata-rata 300
DU. Pada tahun 1985, lapisan ozon mulai menjadi
perhatian ketika para ilmuwan Inggris (Joe Farman,
Brian Gardiner dan Jonathan Shanklin) menemukan
adanya “lubang ozon” (keadaan dimana konsentrasi
ozon berada di bawah 220 DU) di kutub selatan
(Antartika).
II. PROSES TERJADINYA PENIPISAN LAPISAN OZON
Proses penipisan lapisan ozon oleh aktivitas
manusia di permukaan bumi dapat dibagi menjadi 6
tahap [1], yaitu (1) emisi, (2) akumulasi, (3)
transportasi, (4) konversi, (5) reaksi, dan (6)
removal (Diagram 1).
Gambar 1 Proses Terjadinya penipisan lapisan ozon (sumber: htt
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 1
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
p ://www.esrl.noaa.gov/csd/assessments/ozone/2014 /twentyquestions)
Emisi dihasilkan oleh ozone depleting substances
(ODSs), yaitu senyawa yang pada dasarnya reaktif
karena mengandung unsur halogen, yang dalam hal
ini klorin (Cl) dan bromin (Br).
Chlorofluorocarbons (CFCs) adalah contoh gas
yang mengandung Cl. Emisi ini diantaranya
dihasilkan dari penggunaan refrigeration, air
conditioning, dan foam blowing. Selanjutnya, pada
bagian bawah atmosfer sebagian besar ODSs
menjadi sangat tidak reaktif, sehingga mereka
terakumulasi pada troposfer. Kemudian, secara
alami, oleh pergerakan udara, emisi tersebut
ditransportasikan ke stratosfer. Gas tersebut tidak
secara langsung bereaksi dengan Ozon (O3). Setelah
di stratosfer, oleh radiasi ultraviolet dari Matahari,
gas emisi yang tidak reaktif tersebut terkonversi
menjadi gas yang reaktif. Laju konversi ini
berhubungan dengan lifetime suatu ODSs yang
bervariasi dari 1 s.d. 100 tahun. Gas dengan lifetime
yang lebih lama akan memiliki laju konversi yang
lebih lambat dan bertahan di atmosfer untuk waktu
yang lebih lama, dengan berulang kali bersirkulasi
di antara troposfer dan stratosfer, sebelum terjadi
konversi. Setelah terjadi konversi, gas reaktif
kemudian bereaksi secara kimiawi, menghancurkan
Ozon (O3) di stratosfer. Rata-rata, penipisan lapisan
ozon terbesar berada pada daerah dengan lintang
tinggi (area kutub), dan terkecil pada daerah tropis.
Besarnya penipisan lapisan ozon di derah kutub
disebabkan karena pada temperatur rendah (di
bawah -80°C), terjadi reaksi yang meningkatkan
kelimpahan senyawa dari unsur Cl yang paling
reaktif, yaitu gas Chlorine Monoxide (ClO), pada
awan stratosfer kutub (PSCs). Kerusakan ozon yang
relatif besar pada daerah kutub, terutama terlihat di
akhir musim dingin dan awal musim semi [1].
Setelah beberapa tahun, udara di stratosfer akan
kembali ke troposfer, dan bersamaan dengan itu juga
terbawa ODSs, yang kemudian di-remove dari
atmosfer melalui hujan dan presipitasi lainnya, atau
terdepositkan di darat maupun laut. Tahap ini
menandai berakhirnya penghancuran ozon oleh
atom Cl dan Br.
III. PENYEBAB PENIPISAN LAPISAN OZON
Dalam Protokol Montreal (1987) diatur
penggunaan bahan kimia yang berkontribusi
terhadap penipisan lapisan ozon. Senyawa yang
termasuk dalam Ozon Depleting Substances (ODSs)
adalah chloro fluoro carbons (CFCs), hydro chloro
fluoro carbons (HCFCs), chloro bromo methane,
carbon tetrachloride (CCl4), hydro bromo fluoro
carbons (HBFCs), methyl bromide (CH3Br), fluoro
carbons brominated (halons), dan methyl
chloroform (CH3CCl3). Perhitungan ozon depleting
potential (ODP) relatif terhadap CFC-11 yang
didefinisikan memiliki nilai ODP sebesar 1.
Selanjutnya ODP dikategorikan menjadi dua. Kelas
pertama, untuk sekelompok bahan kimia dengan
nilai ODP lebih dari 0,2, yaitu diantaranya CFCs,
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 2
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
halons, CCl4, dan CH3Br. Kelas kedua, untuk bahan
kimia dengan nilai ODP kurang dari 0,2. Kontribusi
penggunaan senyawa ODSs terbesar berasal dari gas
CFCs (diperkirakan lebih dari 80%). Penggunaan
senyawa CFCs diantaranya untuk pendingin lemari
es, pendingin udara (AC), pelarut industri, dan
produk busa (misalnya bantal dan kasur). Beberapa
CFCs yang umum digunakan ialah CFC-11 (dengan
ODP 1), CFC-12 (dengan ODP 0,73), dan CFC-113
(dengan ODP 0,81). Selanjutnya, HCFCs
merupakan bahan kimia yang digunakan untuk
menggantikan CFCs karena meskipun mengandung
Cl, HCFCs memiliki potensi penipisan lapisan ozon
yang jauh lebih kecil (dengan ODP berkisar 0,01
hingga 0,1). Selain itu, CCl4 (dengan ODP 0.72)
digunakan sebagai bahan pelarut dalam industri
(termasuk untuk memproduksi CFCs) dan sebagai
katalis Cl-1 untuk proses tertentu; CH3Br (dengan
ODP 0,57) digunakan sebagai pestisida; Halons
(Halon 1301 dengan ODP 15,2 dan Halon 1211
dengan ODP 6,9) digunakan dalam peralatan
pemadam kebakaran; CH3CCl3 (dengan ODP 0,14)
digunakan sebagai bahan pelarut dalam industri.
IV. PROSES PENUTUPAN KEMBALI LAPISAN OZON
Seperti diketahui bahwa terbentuknya “lubang
ozon” di daerah kutub selatan (Antartika)
merupakan akibat dari melimpahnya senyawa
reaktif yang mengandung komponen gas klorin.
Proses penutupan kembali dapat terjadi apabila
kelimpahan gas Cl dan ClO dapat diatasi. Berikut ini
merupakan reaksi kimia yang dapat me-remove
klorin dari atmosfer.
ClO+N2 0→
ClON O2 (1)
Cl+C H4→
HCl+C H 3 (2)
V. FENOMENA PENIPISAN LAPISAN OZON PADA KUTUB UTARA DAN KUTUB SELATAN
Gambar 2 Penipisan lapisan ozon di dua kutub [2]
Gambar 2 menunjukkan perubahan konsentrasi
lapisan ozon dari tahun 1970 hingga tahun 2013
pada daerah kutub utara (Artik) dan kutub selatan
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 3
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
(Antartika). Pengamatan di Artik pada bulan Maret
mengindikasikan adanya penipisan lapisan ozon,
terutama pada tahun 1997 dan tahun 2001.
Sedangkan, dari pengamatan di Antartika pada bulan
Oktober terlihat jelas adanya “lubang ozon”,
terutama pada tahun 2007, 2009, 2011, dan 2013.
Fenomena “lubang ozon” hanya ditemukan di
Antartika dikarenakan selama musim dingin terdapat
angin kencang, membuat penghalang yang
mengisolasi udara di atas Antartika. Penghalang ini
memungkinkan udara di atas Antartika menjadi
sangat dingin (di bawah -80°C), sehingga terbentuk
Polar Stratosfer Clouds (PSCs). Awan stratosfer
kutub (PSCs), juga dikenal sebagai awan nacreous,
adalah awan di musim dingin pada stratosfer daerah
kutub dengan ketinggian 15.000-25.000 meter [3].
Awan ini mengkatalis reaksi gas Cl, dan me-remove N 2 0, sehingga memperparah penipisan lapisan ozon
di Antartika.
VI. KONTRADIKSI HFCS SEBAGAI PENGGANTI CFCS
Tabel 1 Data Potensi Emisi dari Suatu Gas
Beberapa tahun terakhir, hydro fluoro carbons
(HFCs) digunakan untuk menggantikan CFCs dan
HCFCs. Sebab, HFCs sama sekali tidak memiliki
potensi untuk merusak ozon. Namun, di sisi lain
HFCs memiliki kontribusi yang sangat kuat terhadap
pemanasan global (lihat Tabel 1). Cina dan AS
berkomitmen untuk mengurangi penggunaan HFCs.
Meskipun begitu, HFCs masih dianggap sebagai
pilihan yang lebih baik sampai ditemukan pengganti
yang lebih aman.
VII. KUTIPAN DARI KITAB SUCI
Berikut ini merupakan beberapa kutipan surat
dari ayat suci Al Qur’an yang mungkin berhubungan
dengan pembahasan ini.
1. “Hingga apabila dia telah sampai ke tempat terbit
matahari dia mendapati matahari itu menyinari
segolongan umat yang Kami tidak menjadikan
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 4
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
bagi mereka sesuatu yang melindunginya dari
(cahaya) matahari itu [Q.S Al-Kahfi: 90].
Dalam tafsir Harun Yahya, disebutkan bahwa
kalimat dari “Kami tidak menjadikan bagi
mereka sesuatu yang melindunginya dari
(cahaya) matahari itu”, adalah daerah Kutub,
dimana di daerah ini lapisan ozon lebih tipis
sehingga radiasi matahari lebih berbahaya.
2. “Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-
lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat dalam
ciptaan Tuhan Yang Maha Pengasih sesuatu yang
tidak seimbang. Maka, lihatlah berulang-ulang,
apakah kamu melihat sesuatu yang tidak
seimbang?” [Q.S Mulk:3]
3. “Maka Dia menjadikannya tujuh langit dalam
dua masa. Dia mewahyukan pada tiap-tiap langit
urusannya. Dan Kami hiasi langit yang dekat
dengan bintang-bintang yang cemerlang dan
Kami memeliharanya dengan sebaik-baiknya.
Demikianlah ketentuan Yang Maha Perkasa lagi
Maha Mengetahui.”
VIII. KESIMPULAN
Dari pembahasan ini, dapat disimpulkan
beberapa poin sebagai berikut.
1. Proses penipisan lapisan ozon akibat aktivitas
manusia: emisi → akumulasi → transportasi →
konversi → reaksi → removal.
2. Penyebab penipisan lapisan ozon akibat aktivitas
manusia berasal dari emisi senyawa yang
mengandung gas klorin dan gas bromin.
3. Dalam proses penutupan kembali lapisan ozon,
reaksi kimia dengan beberapa gas rumah kaca
(metana atau nitrogen oksida) berperan untuk me-
remove klorin di atmosfer.
4. Terdapat perbedaan fenomena penipisan lapisan
ozon pada kutub utara dan selatan, dimana hal
tersebut dipengaruhi oleh fenomena alam, yakni
temperatur dingin yang ekstrim di kutub selatan.
5. Penggunaan HFCs aman bagi lapisan ozon, dari
pada CFCs dan HCFCs, namun HFCs merupakan
gas rumah kaca. Cina dan AS berkomitmen untuk
mengurangi penggunaan HFCs.
6. Dari studi literatur yang penulis lakukan terhadap
beberapa kepercayaan, referensi yang mungkin
berkaitan dengan lapisan ozon hanya penulis
temukan dalam kitab suci Al-Qur’an.
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 5
Tugas ke-4 Ryanti Widya Savitri (1406584183)
IX. REFERENSI
[1] Michaela I. Hegglin (Lead Author), David. W. Fahey, Mack McFarland, Stephen A. Montzka, and
Eric R. Nash, Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2014 Update, Scientific
Assessment of Ozone Depletion: 2014, 88 pp., World Meteorological Organization, Geneva,
Switzerland, 2015. http://www.esrl.noaa.gov/csd/assessments/ozone/2014/twentyquestions/
[2] British Columbia Air Quality. The Causes of Ozone Depletion. Retrieved September 30, 2015 from
http://www.bcairquality.ca/101/ozone-depletion-causes.html
[3] http://www3.epa.gov/ozone/defns.html
[4] http://gravity.wikia.com/wiki/Polar_stratospheric_cloud
[5] http://www.thinkglobalgreen.org/hfc.html
Tugas 4 Energi dan Lingkungan (Gasal 2015/2016) | 6