Hai, Quipperian! Apa yang akan kamu lakukan ketika kamu ingin beraktivitas di luar ruangan pada waktu siang di saat matahari sedang bersinar terik? Apakah kamu akan menggunakan sunblock?
Ya, demi melindungi kulit kita dari sengatan sinar UV-B, ada baiknya kita menggunakan produk tersebut. UV-B adalah salah satu jenis gelombang ultra violet yang dilepaskan matahari ke bumi. Sinar ini berbahaya jika meradiasi kulit manusia karena dapat menyebabkan penyakit kanker kulit.
Tapi tahukah Quipperian, sebenarnya bumi sudah memiliki mekanisme perlindungan khusus menghadapi sinar UV ini, lho, yaitu dengan memiliki lapisan ozon di stratosfer.
Stratosfer merupakan lapisan kedua dari atmosfer (lapisan gas yang melingkupi bumi) dan berada di ketinggian 10 – 50 km di atas kepala kita sementara ozon adalah gas yang terdiri dari tiga atom oksigen membentuk molekul unsur O3. Lapisan gas ini dapat kita temukan pada ketinggian 20 km dari atas permukaan bumi.
Freon sebagai Perusak Lapisan Ozon
Sayangnya, lapisan ini sekarang dalam kondisi yang tidak utuh. Sudah sejak akhir abad ke-19 dan awal abad 20, manusia mulai memanfaatkan pendingin menggunakan gas beracun seperti amonia, metil klorida, dan sulfur dioksida.
Selanjutnya pada tahun 1928, seorang insinyur kimia dari perusahaan General Motors di Amerika menciptakan gas tidak beracun untuk pendingin yang disebut CFC – chlorofluorocarbon (CCl3F).
Zat ini kemudian dipatenkan dengan nama freon dan oleh perusahaan DuPont dijual untuk menjadi salah satu komponen yang ada dalam AC, lemari es, semprotan serangga, cat semprot, kondisioner rambut, maupun produk perawatan kesehatan.
Puncaknya, perusahaan-perusahaan memproduksi jutaan CFC setiap tahun. Kemudian, dalam suatu penelitian pada 1974 oleh Nature, ditemukan bahwa zat pendingin tidak beracun ini menimbulkan kerusakan pada lapisan ozon di atmosfer.
Tentu, di permukaan laut, CFC tidak beracun dan aman bagi manusia. Akan tetapi, jika gas CFC masuk ke troposfer (lapisan tempat kita tinggal), zat tersebut akan mengalami fotodisosiasi, yaitu proses pemisahan komponen kimia oleh cahaya matahari.
Proses fotodisosiasi ini akan memecah atom klorin (Cl) yang ada pada CFC ke udara bebas. Selanjutnya, jika atom klorin tersebut bertemu dengan ozon (O3), ia akan bereaksi menghancurkan ozon dengan merobek salah satu atom oksigen untuk membentuk klorin monoksida (ClO) dan melepas oksigen (O2).
Sebagian Quipperian mungkin berpikir menghasilkan oksigen dari hasil reaksi atom klorin dengan molekul ozon adalah ide bagus karena faktanya manusia membutuhkan oksigen untuk bernapas.
Tapi sebenarnya tidak! Sama sekali bukan ide yang bagus karena oksigen dapat diperoleh dari jalan lain, yaitu melalui proses fotosintesis tumbuhan. Jadi, kita tidak perlu mengorbankan gas penghalau sinar UV-B untuk mendapatkan oksigen, Quipperian!
Lagipula, reaksi penghancuran lapisan ozon tidak berhenti sampai di situ, lho! Gas ClO yang terbentuk dari reaksi atom klorin dengan ozon pun ternyata tidak bertahan lama! ClO akan kembali mengalami fotodisosiasi oleh sinar matahari menjadi atom oksigen dan klorin yang berdiri masing-masing sehingga secara alami.
Atom klorin pecahan dari klorin monoksida akan kembali menemukan gas ozon yang lain untuk membentuk ClO, kemudian kembali pecah oleh fotodisosiasi, mencari ozon lainnya untuk bereaksi, dan seterusnya siklus ini berulang hingga secara signifikan mengurangi jumlah ozon yang terdapat di stratosfer.
Reaksi Redoks pada Fotodisosiasi Ozon
Reaksi fotodisosiasi gas ozon oleh sinar matahari dan atom klorin juga termasuk dalam reaksi redoks, Quipperian! Yuk, simak rinciannya:
Cl + O3 → ClO + O2
Perubahan bilangan oksidasi masing-masing unsur beserta jenis prosesnya:
- Bilangan oksidasi unsur Cl menjadi Cl– pada ClO berubah dari 0 menjadi -1. Karena terjadi penurunan bilangan oksidasi maka reaksi ini disebut reduksi
- Bilangan oksidasi unsur O pada O3 menjadi O+ pada ClO berubah dari 0 menjadi +1. Karena terjadi kenaikan bilangan oksidasi maka reaksi ini disebut oksidasi
Upaya Perlindungan Lapisan Ozon secara Internasional
Pada 1977, lapisan ini masih baik-baik saja. Baru tahun 1981 mulai terdapat petunjuk bahwa ada sesuatu yang salah. Kemudian pada tahun 1984, para ilmuwan tiba-tiba mengidentifikasi adanya lubang raksasa di lapisan ini.
Temuan tersebut baru dipublikasikan tahun 1987 melalui Protokol Montreal yang diberlakukan sejak 1 Januari 1989 tentang peniadaan produksi sejumlah zat yang diyakini bertanggung jawab atas berkurangnya lapisan satu ini.
Di sisi lain, DuPont bersama perusahaan lain bersikeras bahwa tidak ada masalah dan masih berjuang mati-matian untuk menjaga agar CFC tetap legal diproduksi. Tetapi mereka akhirnya mengalah setelah bukti ilmiah tidak dapat dibantah.
Kemampuan Ozon untuk Memperbaiki Dirinya Sendiri
Freon atau CFC dapat bertahan di atmosfer selama 40 hingga 150 tahun. Jika kita mencoba untuk berhenti melepaskan emisi CFC, siklus klorin bebas akan berhenti dengan sendirinya.
Di atmosfer kita, tidak hanya ada gas CFC dan ozon, tetapi juga beberapa gas efek rumah kaca seperti metana (CH3). Klorin akan memecah metana dan membentuk hidrogen klorida (HCl) yang cukup stabil untuk turun ke permukaan bumi dan menghentikan fotodisosiasi ozon.
Pada 2015, sekitar 30 tahun setelah Protokol Montreal ditandatangani, lubang ozon mencapai ukuran terbesar yang pernah ada! Akan tetapi membesarnya lubang ozon ini juga disebabkan adanya letusan gunung api yang memuntahkan gas bromin ke atmosfer. Gas ini memiliki sifat yang sama dengan klorin jika bertemu dengan ozon. Meski demikian, sejak saat itu, ilmuwan akhirnya mulai melihat ozon memperbaiki dirinya sendiri!
Sebuah studi yang diterbitkan oleh Science pada 2016 menunjukkan bahwa ukuran lubang ozon menurun sejak tahun 2000 dan sebagian besar karena keberhasilan Protokol Montreal!
Tanpa klorin yang terbawa ke stratosfer, ozon dapat terbentuk secara alami, Quipperian. Dengan bantuan sinar UV, molekul O2 dapat terpecah dan bergabung dengan O2 lainnya membentuk O3. Jika klorin tidak mengacaukan proses ini, lapisan ozon suatu hari nanti mungkin bisa kembali normal!
Berdasarkan studi baru tersebut, kondisi lapisan ini mungkin bisa kembali seperti tahun 1980 pada 2040! Oh, iya, ada info menarik untuk kamu, Quipperian. Kamu bisa mengecek kondisi lapisan ozon kita secara real time melalui situs jejaring NASA di https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/!
Nah, setelah mengetahui peran ozon dan bagaimana lapisan tersebut bisa terbentuk, ada baiknya kita bijak menggunakan segala produk yang telah disebutkan ya, Quipperian, seperti matikan AC jika tidak digunakan.
Jika Quipperian ingin mengetahui lebih dalam tentang lapisan seperti ozon maupun lapisan lainnya di atmosfer, kamu bisa mempelajarinya pada bidang Kimia melalui Quipper Video, lho! Yuk, berlangganan dengan klik link di bawah ini! Selamat mengaplikasikan konsep kimia di kehidupan kita, Quipperian
Link cara daftar: bit.ly/caradaftarquipper
Link registrasi: https://learn.quipper.com/signup/video/ID
Sumber:
- https://www.youtube.com/watch?v=0ZfBgjUnXIs
- https://www.bbc.com/indonesia/majalah/2016/07/160701_majalah_lubang_ozon
- https://earthobservatory.nasa.gov/Features/Ozone/ozone_2.php
Penulis: Laili Miftahur Rizqi