Apa yang dimaksud dengan Ozon?

ozone

Bila Anda membaca artikel tentang pemanasan global, Anda kemungkinana akan membaca tentang lapisan Ozon dan efek rumah kaca. Namun apa sih yang dimaksud dengan Ozon ini ?

1 Like

Ozon adalah gas yang secara alami terdapat di dalam atmosfer. Masing- masing molekul ozon terdiri dari tiga buah atom oksigen dan dinyatakan sebagai O3. Ozon bisa dijumpai di dua wilayah atmosfer. Sekitar 10% ozon berada di lapisan troposfir, yaitu wilayah atmosfer yang paling dekat dengan permukaan bumi, dengan ketinggian dari permukaan bumi hingga ketinggian 10-16 kilometer. Sekitar 90% persen ozon berada di lapisan stratosfir, yaitu wilayah atmosfer yang terletak mulai dari puncak troposfir hingga ketinggian sekitar 50 kilometer.

Ozon ditemukan di laboratorium pada pertengahan tahun 1800an. Keberadaan ozon di atmosfer 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 Ketebalan 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.

Konsentrasi molekul-molekul ozon di atmosfer 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 0,02 hingga 0,1 molekul ozon untuk setiap satu juta molekul udara. Konsentrasi tertinggi ozon permukaan berasal dari udara yang tercemar oleh aktivitas manusia.

Lapisan Ozon


Elemen-elemen yang membentuk atmosfer Bumi sangat penting artinya bagi kita semua. Keseimbangan gas-gas di atmosfer telah berubah akhir-akhir ini akibat dari aktivitas manusia. Untuk melindungi dan melestarikan kehidupan di muka Bumi, para ilmuwan perlu memahami berbagai faktor yang rumit yang mengendalikan keseimbangan gas-gas di atmosfer.

Atmosfer terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen dan gas-gas minor, 1% argon gas-gas telusur, karbon dioksida dan ozon. Begitu sedikitnya jumlah ozon didalam atmosfer, maka jika kita bawa semua molekul-molekul ozon ke permukaan maka tebalnya hanya sekitar 3 mm. Ozon terdapat di seluruh atmosfer, tetapi sebagian besar terdapat di lapisan stratosfir. Ozon inilah yang dikenal dengan istilah “Lapisan Ozon” [2].

Lapisan ozon melindungi bumi dari pengaruh berbahaya radiasi matahari. Radiasi ultraviolet (UV) yang berasal dari matahari berbahaya bagi kehidupan di bumi. Semakin menigkatnya jumlah radiasi UV (UV-B) dapat merusak 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 atmosfer bertindak sebagai perisai terhadap radiasi matahari melalui penyebaran atau penyerapan oleh molekul- molekul gas yang ada di dalam atmosfer bumi. Dalam hal ini, ozonlah yang paling efektif menyerap radiasi UV. Secara alami molekul-molekul ozon terbentuk dan rusak di atmosfer 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 Antartika 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 atmosfer. 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 atmosfer 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.

Pembentukan Lapisan Ozon


Ozon terbentuk di atmosfer 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 atmosfer 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 matahari dan molekul oksigen yang tersedia di atmosfer (21% dari kandungan atmosfer). Langkah pertama, sinar matahari memecah molekul oksigen (O2) menghasilkan dua atom oksigen (2O). 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 terjadi di stratosfir tropis.

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 atmosfer berubah mengarah pada terjadinya reaksi pembentukan ozon maka kelimpahan ozon di suatu tempat akan meningkat. Sebaliknya bila kondisi atmosfer mengarah pada terjadinya reaksi perusakan ozon maka kelimpahan ozon akan menurun. Keseimbangan antara reaksi pembentukan dan perusakan ozon dikombinasikan dengan pergerakan masa udara di atmosfer menentukan distribusi ozon secara global dalam skala waktu harian hingga bulanan. Sejak dekade yang lalu kelimpahan ozon global telah menurun akibat meningkatkan Ketebalan gas- gas reaktif yang mengandung klorin dan bromin di lapisan stratosfir.

2 Likes