Ozon terdiri dari
tiga molekul oksigen dan amat berbahaya pada kesehatan manusia. Secara alamiah,
ozon dihasilkan melalui percampuran cahaya ultraviolet dengan atmosfer bumi dan
membentuk suatu lapisan ozon pada ketinggian 50 kilometer.
Kepentingan Ozon
Ozon tertumpu di bawah stratosfer di antara 15 dan 30 km di
atas permukaan bumi yang dikenal sebagai 'lapisan ozon'. Ozon dihasilkan dengan
pelbagai persenyawaan kimia, tetapi mekanisme utama penghasilan dan perpindahan
dalam atmosfer adalah penyerapan tenaga sinar ultraviolet (UV) dari matahari.
Ozon (O3) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar ultraviolet
pada jarak gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari
sinar bagi jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap
utama sinar UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif
dalam meneruskan kekonstanan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90%
sinar UV.
Sifat ozon
Ozon amat mengkakis dan dipercayai sebagai bahan beracun dan
bahan cemar biasa. Ozon mempunyai bau yang tajam, menusuk hidung. Ozon juga
terbentuk pada kadar rendah dalam udara akibat arus listrik seperti kilat, dan
oleh tenaga tinggi seperti radiasi eletromagnetik.
UV dikaitkan dengan pembentukan kanker kulit dan kerusakan
genetik. Peningkatan tingkat uv juga mempunyai dampak kurang baik terhadap
sistem imunisasi hewan, organisme akuatik dalam rantai makanan, tumbuhan dan
tanaman. Penyerapan sinar UV berbahaya oleh ozon stratosfer amat penting untuk seluruh
bumi.
Ozon di muka bumi
Ozon di muka bumi terbentuk oleh sinar ultraviolet yang
menguraikan molekul O3 membentuk unsur oksigen. Unsur oksigen ini bergabung
dengan molekul yang tidak terurai dan membentuk O3. Kadangkala unsur oksigen
akan bergabung dengan N2 untuk membentuk nitrogen oksida; yang apabila
bercampur dengan cahaya mampu membentuk ozon.
Lapisan ozon
Ozon adalah salah satu gas yang membentuk atmosfer. Molekul
oksigen (O2) yang dengannya kita bernapas membentuk hampir 20% atmosfer.
Pembentukan ozon (O3), molekul triatom oksigen kurang banyak dalam
atmosfer di mana kandungannya hanya 1/3.000.000 gas atmosfer.
Kepentingan ozon
Ozon tertumpu di bawah stratosfer di antara 15 dan 30 km di
atas permukaan bumi yang dikenal sebagai 'lapisan ozon'. Ozon terhasil dengan
berbagai percampuran kimiawi, tetapi mekanisme utama penghasilan dan
perpindahan dalam atmosfer adalah penyerapan tenaga sinar ultraviolet (UV) dari
matahari.
Ozon (O3) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar UV pada jarak
gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari sinar bagi
jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap utama sinar
UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif dalam
meneruskan ketetapan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90% sinar UV.
UV dikaitkan dengan pembentukan kanker kulit dan kerusakan
genetik. Peningkatan tingkat UV juga mempunyai dampak kurang baik terhadap
sistem imunisasi hewan, organisme akuatik dalam rantai makanan, tumbuhan dan
tanaman. Penyerapan sinaran UV berbahaya oleh ozon stratosfer amat penting
untuk semua hidupan di bumi.
Keseimbangan ozon
Jumlah ozon dalam atmosfer berubah menurut lokasi geografi
dan musim. Ozon ditentukan dalam satuan Dobson (Du) di mana, sebagai contoh,
300 Du setara dengan 3 mm tebal lapisan ozon yang tulen jika dimampatkan
ke tekanan permukaan laut.
Sebagian besar ozon stratosfer dihasilkan di kawasan tropis
dan diangkut ke ketinggian yang tinggi dengan skala-besar putaran atmosfer
semasa musim salju hingga musim semi. Umumnya kawasan tropis memiliki ozon yang
rendah.
Kegunaan ozon
Ozon digunakan dalam bidang pengobatan untuk mengobati
pasien dengan cara terawasi dan mempunyai penggunaan yang meluas seperti di
Jerman. Di antaranya ialah untuk perawatan kulit terbakar.
Sedangkan dalam perindustrian, ozon digunakan untuk:
·
mengenyahkan kuman sebelum dibotolkan
(antiseptik),
·
menghapuskan pencemaran dalam air (besi, arsen,
hidrogen sulfida, nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai
warna),
·
membantu proses flokulasi (proses pengabungan
molekul untuk membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik),
·
mencuci, dan memutihkan kain (dipaten),
·
membantu mewarnakan plastik,
·
menentukan ketahanan getah.
Ancaman dari
klorofluorokarbon (CFC)
Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon
(CFC) buatan manusia yang
meningkatkan kadar penipisan ozon menyebabkan kemerosotan berangsur-angsur
dalam tingkat ozon global.
CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan
cara yang tidak terkira banyaknya, dalam kulkas, bahan dorong dalam penyembur,
pembuatan busa dan bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik.
Masa hidup CFC berarti 1 molekul yang dibebaskan hari ini
bisa ada 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). Di atas lapisan ozon utama, pertengahan julat
ketinggian 20 – 25 km, kurang sinar UV diserap oleh ozon. Molekul CFC terurai
setelah bercampur dengan UV, dan membebaskan atom klorin. Atom klorin ini juga
berupaya untuk memusnahkan ozon dan menghasilkan lubang ozon.
Lubang Ozon
Artikel utama untuk bagian ini adalah: 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.
Kemerosotan ozon
global
Pengukuran latar dan satelit menunjukkan pengurangan
signifikan terhadap jumlah kolom ozon pada musim dingin dan panas bagi kedua
hemisfer utara dan selatan pada garis lintang tengah dan tinggi. Didapati
aliran ke bawah ini pada tahun 1980 agak besar bila dibandingkan dengan tahun
1970. Tiada statistik aliran signifikan dapat ditentukan bagi kawasan tropika
semasa tahun 1980. Dengan kemajuan komputer model bagi pemusnahan stratosfer
ozon dapat menjelaskan pemerhatian aliran jumlah ozon di ketinggian pertengahan
pada musim panas, tetapi hanya sebagian darinya pada musin sejuk. Ini bermakna
pada masa depan perubahan global ozon belum bisa diramalkan lagi.
Satelit
Penggunaan satelit mengelilingi kutub seperti Satelit NASA Nimbus7 yang membawa
peralatan "Total Ozone Mapping Spectrometer" (TOMS) telah
merevolusikan pemantauan ozon sejak 20 tahun yang lalu. Kedudukan yang baik di
atas cakrawala dan kemampuan setiap satelit untuk perjalanan mendatar seluruh
dunia, menyediakan liputan yang lebih baik dari stasiun darat. Ini sangat
tinggi nilainya untuk menentukan aliran global. Ketepatan sensor satelit
menggunakan prinsip yang sama dengan spektrofotometer Dobson.
Spektrofotometer
Dobson
Spektrofotometer pertama diciptakan pada tahun 1920 oleh
Gordon Dobson untuk mengukur jumlah ozon. Kini terdapat kurang lebih 80 jenis
alat ini untuk digunakan di seluruh dunia dalam mengukur jumlah ozon.
Spektrofotometer Dobson mengukur ozon dengan membandingkan jumlah penyinaran
pada jarak dua UV. Satu jarak gelombang terlacak kuat dengan ozon manakala yang
satu lagi tidak. Perbedaan antara jumlah dua sinar secara langsung berhubungan
dengan jumlah ozon.
Ozon sonde
Ozon sonde adalah sel elektrokimia dan penghantar radio yang
dilekatkan kepada balon yang berisi gas hidrogen yang dapat mencapai ketinggian
kira-kira 35 km. Udara dimasukkan ke dalam sel kecil dengan pompa. Pelarut
dalam sel bercampur dengan ozon, menghasilkan arus eletrik yang berkadar sama
dengan jumlah ozon. Isyarat dari sel diubah atas kode dan diantarkan melalui
radio kepada penerima stasiun. Dari pelepasan balon hingga kegagalan, lazimnya
kira-kira 35 km, sonde ini menyediakan taburan menegak ozon.
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.
Kemerosotan ozon
global
Pengukuran latar dan satelit menunjukkan pengurangan
signifikan terhadap jumlah kolom ozon pada musim dingin dan panas bagi kedua
hemisfer utara dan selatan pada garis lintang tengah dan tinggi. Didapati
aliran ke bawah ini pada tahun 1980 agak besar bila dibandingkan dengan tahun
1970. Tiada statistik aliran signifikan dapat ditentukan bagi kawasan tropika
semasa tahun 1980. Dengan kemajuan komputer model bagi pemusnahan stratosfer
ozon dapat menjelaskan pemerhatian aliran jumlah ozon di ketinggian pertengahan
pada musim panas, tetapi hanya sebagian darinya pada musin sejuk. Ini bermakna
pada masa depan perubahan global ozon belum bisa diramalkan lagi.
Lapisan ozon
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.
Lubang Ozon
Pada awal tahun 1980-an, para peneliti yang bekerja di
Antartika mendeteksi hilangnya ozon secara periodik di atas benua tersebut. Keadaan
yang dinamakan lubang ozon (suatu area ozon tipis pada lapisan ozon) ini,
terbentuk saat musim semi di Antartika dan berlanjut selama beberapa bulan
sebelum menebal kembali. Studi-studi yang dilakukan dengan balon pada
ketinggian tinggi dan satelit-satelit cuaca menunjukkan bahwa persentase ozon
secara keseluruhan di Antartika sebenarnya terus menurun.
Penerbangan-penerbangan yang dilakukan untuk meneliti hal ini juga memberikan
hasil yang sama.
Regulasi
Pada tahun 1987, ditandatangani Protokol Montreal, suatu
perjanjian untuk perlindungan terhadap lapisan ozon. Protokol ini kemudian
diratifikasi oleh 36 negara termasuk Amerika Serikat. Pelarangan total terhadap
penggunaan CFC sejak 1990 diusulkan oleh Komunitas Eropa (sekarang Uni Eropa)
pada tahun 1989, yang juga disetujui oleh Presiden AS George Bush. Pada
Desember 1995, lebih dari 100 negara setuju untuk secara bertahap menghentikan
produksi pestisida metil bromida di negara-negara maju. Bahan ini diperkirakan
dapat menyebabkan pengurangan lapisan ozon hingga 15 persen pada tahun
2000. CFC tidak diproduksi lagi di negara maju pada akhir tahun 1995 dan
dihentikan secara bertahap di negara berkembang hingga tahun 2010.
Hidrofluorokarbon atau HCFC, yang lebih sedikit menyebabkan kerusakan lapisan
ozon bila dibandingkan CFC, digunakan sementara sebagai pengganti CFC, hingga
2020 pada negara maju dan 2016 di negara berkembang. Untuk memonitor
berkurangnya ozon secara global, pada tahun 1991, National Aeronautics and
Space Administration (NASA)
meluncurkan Satelit Peneliti Atmosfer. Satelit dengan berat 7 ton ini mengorbit
pada ketinggian 600 km (372 mil) untuk mengukur variasi ozon pada berbagai
ketinggian dan menyediakan gambaran jelas pertama tentang kimiawi atmosfer di
atas.
src arisawahyu37_punya-magna
