CFC dan Lapisan Ozon: PENGGUNAAN CFC DENGAN PENIPISAN LAPISAN OZON

MAKALAH

HUBUNGAN PENGGUNAAN CFC DENGAN PENIPISAN LAPISAN OZON

OLEH

JOSEFIN DESIANA SITUNGKIR

ACC 110 130

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS PALANGKARAYA

PALANGKARAYA

TAHUN 2011

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul “HUBUNGAN PENGGUNAAN CFC DENGAN PENIPISAN LAPISAN OZON”.

Makalah ini diajukan guna memenuhi tugas dan persyaratan untuk mengikuti ujian tengah semester mata kuliah Kimia Lingkungan di Universitas Palangkaraya.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, sehingga makalah ini dapat selesai tepat pada waktunya. Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan makalah ini.

Semoga makalah ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat dan bermanfaat untuk meningkatkan ilmu pengetahuan bagi kita semua.

Penulis

Palangkaraya, April 2011

Daftar Isi

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………… i

KATA PENGANTAR ……………………………………………………… ii

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………… iii

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………….... 1

1.1 Latar Belakang ……………………………………………………………… 1

1.2 Rumusan Masalah …………………………………………………………... 3

1.3 Tujuan Penulisan ………………………………………………………………. 4

1.4 Batasan Masalah ………………………………………………………………. 4

1.5 Metode Penulisan ………………………………………………………………. 4

BAB II ISI ………………………………………………………………………. 5

2.1 Reaksi CFC dengan ozon (O₃) ………………………………………………. 5

2.2 Hubungan Penggunaan CFC dengan Penipisan Lapisan Ozon ………………. 9

2.3 Penipisan Lapisan Ozon Terjadi di Daerah Kutub ………………………. 12

BAB III PENUTUP ………………………………………………………………. 16

3.1 Kesimpulan ………………………………………………………………. 16

3.2 Saran ………………………………………………………………………. 17

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

CFC adalah singkatan dari Chloroflourocarbon yang terbentuk dari atom chlor, flour, dan carbon. CFC merupakan gas yang berwarna biru tua, stabil, tidak mudah terbakar, mudah disimpan, dan murah harganya. Karena sifat-sifat itulah penggunaan CFC yang dikembangkan oleh Dr. Thomas Midgley pada tahun 1928 meluas dimana-mana hingga tidak terpisahkan dari kehidupan manusia. Tetapi di sisi lain, aspek lingkungan yang kronis tidak dipertimbangkan di awal-awal penggunaannya. CFC belakangan ini diketahui bertanggung jawab terhadap penipisan lapisan ozon yaitu dengan dilepaskannya atom klorin ke atmosfer. CFC merupakan salah satu gas rumah kaca yang melepas emisi secara langsung maupun tidak langsung yang menjadi masalah lingkungan yang menjadi perhatian bersama.

Pada tahun 1974, sebuah penelitian yang dipublikasikan oleh Prof. Sherwood Rowland dan Prof. Mario Molina dari University of California, mengatakan bahwa gas-gas CFC menimbulkan penipisan lapisan Ozon. Peningkatan radiasi sinar ultraviolet yang disebabkan oleh penipisan lapisan Ozon akibat CFC bukan hanya memberikan efek yang tidak baik terhadap kesehatan seperti kanker kulit dan katarak, tetapi juga merusak gen dan membahayakan keselamatan hewan dan tumbuhanan.

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.

Pada bulan Desember 1995 diadakan Vienna conference yang merupakan kelanjutan dari Montreal Protocol. Pada konferensi tersebut ditetapkan skenario penghentian pemakaian CFC dan HCFC dan pencarian atas refrigeran-refrigeran alternatif yang ramah lingkungan. Hidrokarbon sebagai salah satu refrigeran alternatif memiliki banyak keuntungan, antara lain tidak diperlukan perubahan peralatan utama yang sudah ada atau pembelian peralatan baru, hidrokarbon biasa dipakai dengan pelumas mineral maupun sintetis serta tidak menyebabkan kerusakan ozon dan pemanasan global karena ODP yang dimiliki nol dan GWP- nya kecil. Kebutuhan pengisian hidrokarbon dalam mesin pendingin kurang dari separuh (+40%) dibandingkan CFC.

Refrigeran halokarbon yang paling banyak dipakai adalah refrigeran CFC terutama CFC–12 yang diperkenalkan pada tahun 1931, telah digunakan secara luas pada sistem refrigerasi. Selama bertahun-tahun, senyawa-senyawa kimia tersebut secara luas dipakai untuk berbagai keperluan, seperti:

Alat-alat pendingin ruangan (air conditioner/AC)

CFC yang digunakan pada alat pendingin ruangan (air conditioner/AC) lebih dikenal dengan freon yang digunakan sebagai pendingin.

Media pendingin di lemari es

Sama halnya seperti AC, pada kulkas terdapat CFC yang digunakan sebagai pendingin walaupun tidak berpengaruh terlalu banyak coba bayangkan apabila seluruh masyarakat di dunia ini menggunakan lemari es berapa banyak CFC yang terbuang tiap harinya.

Bahan pelarut

CFC yang terdapat pada bahan pelarut banyak digunakan bagi kilang-kilang elektronik sebagai pelarut untuk pembersih dan untuk tujuan pengeringan minyak.

Bahan dorong

CFC digunakan sebagai bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot pengharum ruangan, penyemprot rambut, minyak wangi (parfum).

Proses pembuatan plastik

Untuk menghasilkan plastik busa seperti busa polistirena atau poliuretana yang memuai. Selain itu CFC juga banyak digunakan sebagai blowing agent dalam proses pembuatan foam (busa), sebagai cairan pembersih (solvent), bahan aktif untuk pemadam kebakaran, bahan aktif untuk fumigasi di pergudangan, pra-pengapalan, dan produk-produk pertanian dan kehutanan.

Ozon mengabsorpsi radiasi ultraviolet yang dipancarkan matahari. Radiasi ini mempunyai panjang gelombang di bawah 400 nm. Spektrum dari radiasi ini, yang terletak pada panjang gelombang di antara 290 nm – 320 nm, lebih dikenal dengan istilah radiasi UV-B. Telah terbukti bahwa peningkatan dosis radiasi UV-B yang mencapai bumi mengakibatkan meningkatnya kasus penyakit kanker kulit, menurunkan hasil panen, dan sangat mempengaruhi kehidupan plankton dan larva ikan laut Di lapisan stratosfer ozon merupakan lapisan pelindung yang melindungi bumi dari spektrum radiasi matahari yang berbahaya untuk kehidupan.

Tanpa adanya filter dari lapisan ozon, akan lebih banyak radiasi UV-B yang menembus atmosfer dan akan mencapai ke permukaan bumi. Beberapa studi eksperimen terhadap tumbuhan, binatang, dan uji klinis terhadap manusia menunjukkan adanya efek yang berbahaya bila terpapar radiasi UV-B secara berlebihan. Di permukaan bumi atau di lapisan troposfer ozon merupakan gas polutan yang keberadaannya harus diusahakan minimum. Karena di permukaan bumi, ozon bisa berkontak langsung dengan lingkungan atau kehidupan dan menunjukkan sisi destruktifnya. Oleh karena itu, ozon di lapisan ini Biasa disebut “ozon Jelek” karena ozon bereaksi sangat kuat dengan molekul lain, ozon dengan konsentrasi tinggi berbahaya bagi kehidupan

Beberapa studi mendokumentasikan adanya efek yang berbahaya dari ozon terhadap produksi panen, pertumbuhan, hutan dan kesehatan manusia. Efek ini kontras dengan efek ozon stratosfer yang menguntungkan. Oleh sebab itu, keberadaan ozon di atmosfer mempunyai arti yang sangat penting bagi kehidupan di bumi ini. Mengingat hal tersebut maka keberadaan ozon di atmosfer harus selalu dipantau agar dapat diupayakan tindakan-tindakan antisipasi yang diperlukan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, penulis mengemukakan rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana reaksi CFC dengan ozon (O₃)?

2. Apa hubungan penggunaan CFC dengan penipisan lapisan ozon?

3. Mengapa penipisan lapisan ozon terjadi di daerah kutub?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penulisan makalah ini, antara lain:

1. Untuk mengetahui bagaimana reaksi CFC dengan ozon (O₃).

2. Untuk mengetahui hubungan penggunaan CFC dengan penipisan lapisan ozon.

3. Untuk mengetahui alasan penipisan lapisan ozon terjadi di daerah kutub.

1.4 Batasan Masalah

Penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam makalah ini. Makalah ini hanya membahas tentang penggunaan CFC serta akibatnya terhadap lapisan ozon dan lubang ozon yang terjadi di Kutub Selatan.

1.5 Metode Penulisan

Bahan-bahan makalah diambil dari situs-situs internet yang berbeda-beda agar data yang penulis kumpulkan tentang materi Dampak Penggunaan CFC bisa mendekati kejadian yang sebenarnya telah terjadi dan bisa menyampaikan materi dengan baik. Untuk lebih jelasnya penulis akan melampirkan pada daftar pustaka sumber-sumber yang diambil.

BAB II

ISI

2.1 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^- + O₃à –> ClO + O₂

(kembali ke step 2 dan reaksi berlanjut terus)

Senyawa CFC sangat membahayakan karena berumur panjang. Dampak dari penggunaan CFC akan berjalan dalam waktu yang panjang. Di bawah ini rata-rata umur dari beberapa senyawa CFC dan halon.

Jenis CFC	Rata-Rata umur di atmosfer
CFC-11 CFC-12 CFC-13 Halon-1301	17 tahun 111 tahun 90 tahun 110 tahun

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.

$mhtml:file://G:\new\bagaimana%20lubang%20ozon terjadi%20«%20mantanartist_wordpress_com.mht!http://mantanartist.files.wordpress.com/2010/08/ozon2.png?w=554&h=605$

Atom Cl ini merupakan radikal bebas dan sangat reaktif sehingga ketika Cl dipertemukan dengan molekul ozon maka dapat memecah molekul ozon tersebut menjadi khlorin monoksida dan molekul oksigen. Inilah awal ozon mengalami penipisan dan lama kelamaan akan membentuk lubang ozon.

Molekul-molekul khlorin monoksida masih reaktif dan bereaksi dengan atom oksigen, yang seharusnya dapat membentuk ozon, menjadi molekul oksigen dan atom khlor kembali. Atom khlor yang terbebasakan kembali merusak ozon. Reaksi-reaksi di atas terjadi berulang-ulang sehingga mengakibatkan penipisan pada lapisan ozon. Jika terjadi secara terus menerus tanpa adanya pengendalian dari manusia akan menimbulkan dampak yang sangat menghawatirkan terhadap kehidupan di bumi.

2.2 Hubungan Penggunaan CFC dengan Penipisan Lapisan Ozon

Penggunaan CFC semakin marak sejalan dengan berkembangnya teknologi hingga tak terpisahkan dari kehidupan manusia. Barang-barang kebutuhan manusia telah banyak yang mengandung gas CFC dan digunakan secara leluasa. Namun di sisi lain, para pemerhati lingkungan sedang berusaha untuk memulihkan keadaan alam yang semakin mengkhawatirkan salah satunya disebabkan oleh penggunaan CFC yang berlebihan. Penggunaan CFC yang telah melampaui batas telah mengakibatkan masalah yang besar terhadap lapisan ozon. CFC yang terlepas ke atmosfer mengakibatkan kerusakan pada lapisan ozon.

CFC yang bersifat stabil , tidak mudah terbakar, mudah disimpan dan murah harganya membuat pemakaiannya menjadi semakin marak. Sejak tahun 1988 produksi CFC seluruh dunia yang digunakan sebagai berikut:

-30% pada lemari es dan pendingin udara (AC)

-28% pada karet dan karton “fastfood”

-19 % pada aerosol kaleng penyemprot

-19% sebagai pembersih

-4 % untuk keperluan lainnya.

Kerusakan lapisan ozon adalah istilah yang sering digunakan untuk mendeskripsikan berkurangnya atau hilangnya lapisan ozon yang terdapat pada lapisan atmosfir. Berdasarkan laporan dari NASA bahwa lubang ozon di Antartika telah mencapai 29 juta Km². Konsentrasi rata – rata lapisan ozon kurang dari 200 DU dikategorikan sebagai lubang ozon (Ozone Hole). Penyebab rusaknya atau menipisnya lapisan ozon yaitu oleh Bahan Perusak Ozon (BPO) yang diemisikan dari berbagai kegiatan, baik dalam menggunakan atau memproduksi barang mengandung BPO. Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon.

Pada lapisan atmosfer yang tinggi, ikatan C-Cl akan terputus menghasilkan radikal-radikal bebas klorin. Radikal-radikal inilah yang merusak ozon. Di samping itu, CFC juga dapat menyebabkan pemanasan global. Satu molekul CFC-11 memiliki potensi pemanasan global sekitar 5000 kali lebih besar ketimbang sebuah molekul karbon dioksida.

Inter-governmental Panel on Cimate Change (IPCC) baru-baru ini mempublikasikan hasil pengamatan ilmuwan dari berbagai negara. Selama tahun 1990-2005 ternyata telah terjadi peningkatan suhu merata di seluruh bagian bumi, antara 0,15 – 0,3^o C. Jika peningkatan suhu itu terus berlanjut, diperkirakan pada tahun 2040 (32 tahun dari sekarang) lapisan es di kutub-kutub bumi akan habis meleleh. Jika bumi masih terus memanas, pada tahun 2050 akan terjadi kekurangan air tawar, sehingga kelaparan pun akan meluas di bumi, udara akan sangat panas, jutaan orang berebut air dan makanan, napas tersengal oleh asap dan debu, rumah-rumah di pesisir terendam air laut, luapan air laut makin lama makin luas, sehingga akhirnya menelan seluruh pulau.

Di Indonesia, manifestasi pemanasan global, antara lain, terganggunya siklus hidro-orologis yang telah merusak sebagian besar sumber daya air (SDA) di Indonesia dan juga, meluasnya areal lahan kering dan meluasnya lahan bera (lahan yang tidak bisa ditanami) sebagai akibat terjangan intrusi air laut. Cuaca yang semakin tidak menentu juga merupakan salah satu dampak penipisan lapisan ozon yang diakibatkan oleh penggunaan CFC.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-9u9HmmeXQpe6iOblm6nugIpGJDA0gVQHOxKgWFV6BStLdWZbBG3ck7Ukh28fknPviZCjqIdw1VfQx82CDjl0dKLY-9VYewFE1YTGhFwQqmk6HLBhdInlHujiLZhaRj7G9EDLq0n4mEBT/s320/Picture2.png

Lapisan ozon melindungi bumi dari paparan sinar Ultra Violet B (UV-B) yang sangat berbahaya bagi makhluk hidup di muka bumi. UV-B yang mempunyai panjang gelombang 280-315 nm, sebagian diserap oleh lapisan ozon, dengan demikian jumlah UV-B yang mencapai bumi jumlahnya sangat sedikit. Paparan UV-B terhadap manusia dapat mengakibatkan penyakit kanker kulit, katarak dan mengurangi system kekebalan tubuh. Paparan UV-B juga dapat merusak kehidupan tanaman, organisme bersel satu dan ekosistem perairan. Sedangkan UV-A (dengan panjang gelombang 315-400 nm) tidak diserap oleh lapisan ozon. Radiasi UV-A dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi kelangsungan hidup makhluk hidup di permukaan bumi.

Lapisan ozon sangat penting karena ia menyerap radiasi ultra violet (UV) dari matahari untuk melindungi radiasi yang tinggi sampai ke permukaan bumi. Radiasi dalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang yang lebih pendek daripada cahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang adalah di antara 280 hingga 315 nanometer yang dikenali UV-B dan ia merusak hampir semua kehidupan. Dengan menyerap radiasi UV-B sebelum ia sampai ke permukaan bumi, lapisan ozon melindungi bumi dari efek radiasi yang merusak kehidupan.

Ozon berfungsi untuk mengabsorpsi radiasi ultraviolet yang dipancarkan matahari. Radiasi ini mempunyai panjang gelombang di bawah 400 nm. Spektrum dari radiasi ini, yang terletak pada panjang gelombang di antara 290 nm – 320 nm, yang lebih dikenal dengan istilah radiasi UV-B. Namun, akibat adanya penipisan pada lapisan ozon tersebut telah mengurangi fungsinya sebagai penyerap radiasi UV-B. Telah terbukti bahwa peningkatan dosis radiasi UV-B yang mencapai bumi mengakibatkan meningkatnya kasus penyakit kanker kulit, menurunkan hasil panen, dan sangat mempengaruhi kehidupan plankton dan larva ikan laut Di lapisan stratosfer, ozon merupakan lapisan pelindung yang melindungi bumi dari spektrum radiasi matahari yang berbahaya untuk kehidupan.

CFC yang terpecah menjadi atom-atomnya oleh bantuan sinar ultraviolet menjadi atom chlor, flour, dan carbon yang sangat reaktif. Radikal bebas atom klorin akan memecah molekul ozon. Atom-atom ini akan bereaksi dengan ozon (O₃) yang akan menghasilkan gas-gas baru mulai dari O₂, O, CO, CO₂_. Ozon yang terurai menjadi gas-gas O₂, O, CO, dan CO₂ akan kehilangan fungsinya sebagai filter sinar matahari.

Kerusakan lapisan ozon di stratosfer berawal dari adanya emisi molekul gas yang mengandung klor dan brom yang dihasilkan dari berbagai aktifitas manusia dan proses alamiah. Karena tidak bereaksi dan tidak larut dalam air, molekul gas tersebut terakumulasi di bagian bawah atmosfir. Akibat pergerakan udara, molekul gas akan terbawa ke bagian atmosfer yang lebih tinggi hingga mencapai stratosfer. 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. Reaksi yang terjadi mengakibatkan molekul-molekul ozon terpecah menjadi oksigen dan radikal oksigen. Dengan terjadinya reaksi ini akan mengurangi konsentrasi ozon di stratosfer. Gambar berikut merupakan proses kerusakan lapisan ozon yang disebabkan oleh radikal bebas atom klorin.

http://htmlimg4.scribdassets.com/cyrxv1ew88lnx6o/images/6-7118d24d4e/000.jpg

Adapun proses kerusakan ozon oleh klorin adalah sebagai berikut:

1. Sinar UVB memasuki ozon

2. Energy uv memecah atom klorin dari molekul CFC

3. Klorin radikal memecah molekul ozon

4. Membentuk klorin monoksida dan dua atom oksigen

5. Oksigen terlepas ke atmosfer

6. Atom oksigen di atmosfir memecah molekul klorin monoksida

7. Menghasilkan oksegen dan klorin radikal bebas

8. Lalu reaksi siklus memulai lagi.

2.3 Penipisan Lapisan Ozon Terjadi di Daerah Kutub

Fenomena terbentuknya lubang ozon stratosfer di atas wilayah Antartika atau Kutub Selatan, ditemukan pada awal periode 1980. Pengamatan intensif pada tahun-tahun berikutnya memastikan bahwa penurunan konsentrasi ozon stratosfer dalam jumlah yang relatif besar dapat terjadi juga di daerah Kutub Utara serta tropis. Berdasarkan pemantauan menggunakan instrumen Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) pada satelit Nimbus 7 dan Meteor 3, kerusakan ini telah menimbulkan sebuah lubang yang dikenal sebagai lubang ozon (ozone hole) di kedua kutub bumi.

Lubang ozon yang terbentuk hingga saat ini hanya terdapat di kutub selatan. Hal ini disebabkan oleh benua Antartika yang terdapat di kutub selatan jauh lebih dingin daripada Arktik yang terdapat di benua utara sehingga bahkan terdapat lapisan es di sana yang tidak pernah meleleh sepanjang sejarah. Temperatur rata-ratanya -49 derajat Celcius. Suhu terdingin pernah tercatat pada 21 Juli 1983 sebesar -89,6 derajat Celcius di Stasiun Vostok, dekat kutub geomagnetik selatan. Sementara Arktik memiliki temperatur rata-rata lebih tinggi sekitar -34 derajat Celcius.

Proses pembentukan dan penguraian ozon berlangsung secara kesetimbangan (reaksi Chapman). Dengan begitu artinya tak mungkin ada penipisan, namun kenyataannya berbanding terbalik sehingga dapat disimpulkan bahwa terjadi reaksi lain yang menyebabkan penguraian ozon tidak setimbang lagi dengan pembentukannya. Bahan-bahan di atas bereaksi dengan ozon dengan membentuk radikal bebas. Radikal bebas yang dikenal sangat kuat adalah golongan halogen, yaitu fluorida (F), klorida (Cl), dan bromida (Br). Oksida hidrogen (HOx), nitrogen (NOx), klorin (ClOx), dan bromin (BrOx) juga termasuk radikal bebas yang mampu menguraikan ozon. Awalnya memang ada radikal bebas di stratosfer tapi tidak begitu berpengaruh. Begitu stratosfer dimasuki atom klor yang dilepaskan dari senyawa CFCs, penguraian ozon menjadi sekitar empat kali lipat! Satu atom Cl saja mampu melahap 100.000 molekul ozon.

Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara ketinggian tertentu seluruh Antartika pada musim semi. Pembentukan lubang ozon tersebut terjadi setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat musin semi atau awal musim panas.

Ozon terutama terbentuk dan terurai di daerah ekuator di mana terdapat hutan tropis yang cukup luas. Secara alamiah, alam telah mengatur fenomena transportasi yang akan membawa gas-gas yang terdapat di permukaan bumi ini ke lapisan di atasnya dan mendistribusikan ozon ke daerah lintang yang lebih tinggi, dan terakumulasi di daerah kutub. Ozon mengabsorpsi radiasi ultraviolet yang mempunyai panjang gelombang 400 nm yang dipancarkan matahari yang dikenal sebagai radiasi UV-B. Radiasi UV-B yang menembus atmosfer akan mencapai bumi tanpa filter dari lapisan ozon dan menimbulkan radiasi UV-B secara berlebih.

CFCs bisa mencapai stratosfer dalam waktu lima tahun. Saat dilepaskan senyawa ini sangat stabil tapi kemudian menjadi tidak stabil saat memasuki stratosfer. Penguraian CFCs tidak terjadi secara spontan tapi ada konsisi tertentu.

Pertama-tama harus ada aliran udara dingin yang membentuk vorteks polar yang bisa mengisolasi udara di dalam pusarannya. Di dalam pusaran udara dingin itu temperaturnya benar-benar rendah (sekitar -80°C atau 193 K). Saking dinginnya sampai-sampai bisa menyebabkan terbentuknya Polar Stratospheric Cloud (PSC) atau sering disebut Mother of Pearl. Temperatur dingin ini tidak berubah karena selalu terisolasi dalam vorteks, jadi PSC juga tetap ada. PSC ini merupakan tempat terjadinya reaksi-reaksi heterogen yang mengubah klor (dan brom) yang tadinya tidak aktif menjadi atom-atom yang aktif (reaktif). Reaksi ini terjadi dalam waktu yang sangat cepat.

Tapi atom-atom reaktif yang dihasilkannya tidak begitu saja menguraikan ozon. Kondisi terakhir yang paling penting adalah adanya sinar matahari. Gelombang ultraviolet matahari yang berhasil menembus vorteks dingin tadi itulah yang menyebabkan terjadinya reaksi penguraian ozon. Sinar matahari ini juga yang bertanggung jawab terhadap terjadinya reaksi penguraian CFC tadi. Itulah sebabnya CFC tidak terurai sebelum mencapai lapisan stratosfer (karena reaksi penguraiannya hanya bisa terjadi PSC).

Supaya reaksi penguraian O₃ dapat berlangsung, atom Cl harus dilepaskan dari senyawa CFC. Untuk melepaskan atom tersebut dari senyawanya, pertama-tama harus ada aliran udara dingin yang membentuk vorteks polar yang bisa mengisolasi udara di dalam pusarannya. Di dalam pusaran udara dingin itu temperaturnya benar-benar rendah sekitar -80oC atau 193 K. Karena suhunya yang sangat dingin hingga dapat menyebabkan terbentuknya Polar Stratospheric Cloud (PSC) atau sering disebut Mother of Pearl. Temperatur dingin ini tidak berubah karena selalu terisolasi dalam vortex dan PSC juga tetap ada. PSC ini merupakan tempat terjadinya reaksi-reaksi heterogen yang mengubah klor dan brom yang tidak aktif menjadi atom-atom yang reaktif.

Tetapi atom-atom reaktif yang dihasilkannya tidak begitu saja menguraikan ozon. Proses ini membutuhkan gelombang ultraviolet matahari yang telah berhasil menembus vorteks dingin tersebut. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya reaksi penguraian ozon. Sinar matahari juga mempunyai peranan penting terhadap terjadinya reaksi penguraian CFC. Itulah sebabnya CFC tidak terurai sebelum mencapai lapisan stratosfer, karena reaksi penguraiannya hanya terjadi bila telah terbentuk PSC.

Temperatur Antartika saat musim dingin (September-Oktober) di stratosfer sangat rendah sehingga banyak terbentuk PSC (Polar Stratospheric Cloud). Berbeda dengan benua Arktik yang mengalami musim dingin yang lebih hangat karena adanya gelombang planet yang kuat sehingga mengacaukan sirkulasi udara dinginnya. Senyawa CFC dapat ditemukan di benua Antartika juga karena terbawa aliran udara. Tetapi hal ini bukan berarti penipisan ozon hanya dapat terjadi di daerah Antartika saja. Benua-benua lain tetap menghadapi permasalahan yang sama, hanya saja proses penipisan lapisan ozonnya relatif lebih lama.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan di atas, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut berikut:

1. CFC (Chloroflourocarbon) terbentuk dari atom chlor, flour, dan carbon. 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). Jika 0₃ sudah terpecah, fungsinya sebagai filter radiasi matahari akan hilang.

2. Chlorofluorocarbon (CFC) dan hydrochlorofluorocarbon (HCFC) sudah menyebabkan penipisan lapisan Ozon. Karena zat kimia perusak lapisan Ozon ini sangat stabil, sehingga bisa mencapai stratosfer secara utuh. Ketika berada di stratosfer, zat kimia ini dirubah oleh radiasi ultraviolet dari sinar matahari dan mengeluarkan atom-atom klorin perusak Ozon. Dan setelah lapisan Ozon menipis, jumlah bahaya ultraviolet yang mencapai bumi bertambah antara lain menyebabkan perubahan ekosistim, kanker kulit, dan katarak.

3. Temperatur Antartika saat musim dingin (September-Oktober) di stratosfer sangat rendah sehingga banyak terbentuk PSC (Polar Stratospheric Cloud). CFC tidak terurai sebelum mencapai lapisan stratosfer karena reaksi penguraiannya hanya bisa terjadi PSC. CFC yang dilepaskan oleh manusia tidak langsung bereaksi dengan ozon. CFC tersebut terlebih dahulu terpantul-pantul di atmosfer bumi . Karena emisinya banyak terpusat di khatulistiwa, sehingga pantulan tersebut akan menumpuk di daerah yang sangat dingin yaitu Antartika sehingga ozon lebih cepat berlubang di kutub Selatan.

3.2 Saran

Agar ozon dapat menyerap radiasi sinar ultraviolet yang berbahaya bagi kehidupan di bumi, maka lapisan ozon tersebut harus dilindungi dengan cara:

1. Hindari penggunaan barang-barang yang menggunakan gas CFC seperti kulkas yang tidak berlabel “Non-CFC”.

2. Memilih alat elektronik yang hemat energi.

3. Menghemat pemakaian alat-alat elektronik seperti AC, Televisi dan lain-lain.

4. Lebih banyak menggunakan energi matahari sebagai sumber panas alami dibandingkan alat-alat elektrik. Contoh: ketika matahari bersinar cerah, hindari pemakaian pengering pakaian.

5. Melakukan penghijauan di sekitar pekarangan rumah tempat tinggal.