Apa itu ozon? Apa fungsi lapisan ozon di lingkungan?

Ozon adalah gas yang dapat kita temukan di atmosfer. Ini adalah kombinasi dari 3 atom oksigen, dan tidak seperti oksigen atmosfer (O2), ia memiliki warna dan bau kebiruan. Ini dibentuk oleh efek radiasi dari matahari ketika menghantam atom oksigen, juga oleh medan elektromagnetik dari badai listrik dan didistribusikan ke seluruh stratosfer, membentuk lapisan yang disebut lapisan ozon.

Keadaan alotropik oksigen, yang terbentuk secara alami di atmosfer oleh pelepasan listrik yang dihasilkan selama badai Ini sangat mengoksidasi dan digunakan, di antara kegunaan lain, sebagai indeks polusi atmosfer (O3).

Keadaan alotropik adalah keadaan yang berbeda dari unsur yang sama, yaitu, atom oksigen dapat muncul sebagai oksigen atau ozon atmosfer, tergantung pada apakah dua atau tiga atom oksigen digabungkan.

Ozon diproduksi ketika radiasi UV memecah oksigen atmosfer, yang ditemukan di lapisan atas atmosfer, menjadi atom oksigen ketika mereka menerima sejumlah tertentu darinya; Atom oksigen ini terikat dengan molekul oksigen untuk membentuk molekul ozon. Reaksi ini berada dalam kesetimbangan antara oksigen atmosfer dan ozon. Kemudian ketika matahari tidak mempengaruhi ozon, ia bergabung dengan atom oksigen untuk membentuk 2 molekul oksigen atmosfer. Keseimbangan ini penting untuk menjaga lapisan ozon, dan beberapa senyawa yang berasal dari aktivitas manusia dapat mempengaruhinya (senyawa terklorinasi, klorofluorokarbon, dan senyawa brominasi).

Apakah lapisan ozon dan seberapa tinggi itu?

Ozon adalah molekul anorganik dan merupakan molekul oksigen yang tidak stabil. Komposisinya C3 disebut juga trioksigen. Mereka terbentuk di lapisan luar atmosfer dengan bantuan reaksi oksigen bebas dengan molekul oksigen.

Ini adalah lapisan di mana ozon atmosfer terkonsentrasi, dengan ketebalan bervariasi dan terletak antara 10 dan 50 km tinggi, yang sangat penting secara biologis karena menyaring radiasi ultraviolet.

Lapisan ozon disebut juga ozonosfer, dan merupakan wilayah stratosfer yang konsentrasi gasnya relatif tinggi. Itu terletak di antara ketinggian 15 km dan 50 km, dan di sini adalah 90% dari ozon di atmosfer.

Siapa yang menemukan lapisan ozon? Itu ditemukan pada tahun 1913 oleh fisikawan Charles Fabry dan Henri Buisson. Kemudian ahli meteorologi Gordon Miller Bourne Dobson membuat spektrofotometer sederhana yang dapat mengukur ozon stratosfer dari tanah. Antara 1928 dan 1958 jaringan pemantauan ozon dunia didirikan, dan unit Dobson (DU) dinamai untuk menghormatinya, yang digunakan sebagai unit pengukuran untuk ketebalan lapisan ozon. 1DU sesuai dengan ketebalan ozon 0,01 mm dalam kondisi tekanan dan suhu normal (1 atm dan 0ºC), yaitu 2,69 × 1016 molekul per sentimeter persegi.

Apa fungsi ozon

Fungsi utamanya adalah melindungi bumi dari sinar matahari serta dari radiasi ultraviolet. Mereka juga membantu menurunkan suhu atmosfir dan dengan demikian menghasilkan penurunan pemanasan global. Karena peningkatan penggunaan lemari es dan AC, pelepasan klorofluorokarbon (CFC) meningkat. Gas CFC ini ketika masuk ke atmosfer pecah dan melepaskan satu atom klor. Atom klorin ini bertanggung jawab atas kerusakan lapisan ozon. Penipisan ozon yang terus menerus telah menimbulkan lubang yang dikenal sebagai lubang ozon dan proses ini disebut penipisan ozon.

Lapisan ozon menyerap antara 97 dan 99% radiasi ultraviolet frekuensi rendah (150-300 nm). Variasi lapisan ozon memberikan pengaruh yang signifikan terhadap permukaan bumi, yaitu lapisan ozon sekitar 300 DU (3 mm) akan membuat permukaan bumi berada pada suhu 0ºC.

Mengapa ozon menyerap radiasi?

Ozon dibuat terutama oleh radiasi ultraviolet. Ketika sinar ultraviolet berenergi tinggi menghantam molekul oksigen biasa (O2), mereka memecah molekul menjadi dua atom oksigen individu. Atom oksigen bebas sangat reaktif, sehingga sangat jarang ditemukan di alam, dan karena hanya ada sedikit atom oksigen bebas, kemungkinan besar mereka akan menemukan satu molekul oksigen, yaitu dua atom oksigen yang terikat. Saat mereka bertemu, mereka bereaksi membentuk molekul ozon, dengan tiga atom oksigen.

Ada begitu banyak oksigen di atmosfer kita sehingga sinar ultraviolet berenergi tinggi ini sepenuhnya terserap ke dalam stratosfer. Ketika sebuah molekul ozon menyerap radiasi ultraviolet berenergi rendah, seperti yang telah kami sebutkan sebelumnya, ia terbagi menjadi molekul oksigen biasa dan atom oksigen bebas. Biasanya atom oksigen bebas ini dengan cepat bergabung kembali dengan molekul oksigen untuk membentuk molekul ozon lain. Karena “siklus ozon-oksigen” ini, radiasi ultraviolet yang berbahaya diubah menjadi panas dan tidak mencapai troposfer yang dapat mempengaruhi kesehatan kita.

Mengapa ozon begitu penting untuk hidup di bumi?

Pada tahun 1987, Protokol Montreal ditandatangani di Sidang Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa, karena keausan lapisan ini yang semakin meningkat adalah penyebab melanoma, katarak mata, kanker kulit di antara penyakit lainnya, selain itu radiasi ultraviolet juga akan berdampak pada makhluk hidup lainnya. makhluk.

Oleh karena itu, disimpulkan bahwa penggunaan senyawa kimia seperti klorofluorokarbon (CFC), (refrigeran industri, propelan), dan fungisida tanah (seperti metil bromida) yang merusak lapisan ozon dengan cepat harus dihilangkan. 50 kali lebih tinggi dari CFC.

Apa yang dimaksud dengan “lubang di lapisan ozon”?

Wilayah atmosfer di mana terjadi penurunan konsentrasi ozon, paling menonjol di Antartika.

Lubang di lapisan ozon terjadi karena kondisi atmosfer dan kimiawi khusus yang ada di Antartika dan tidak terjadi di tempat lain di planet ini. Suhu musim dingin yang sangat rendah di stratosfer Antartika menyebabkan terbentuknya awan stratosfer kutub (PSC). Reaksi dalam PSC, dikombinasikan dengan isolasi relatif dari udara stratosfer kutub, memungkinkan reaksi klorin dan brom menghasilkan lubang ozon di mata air Antartika.

Reaksi pada permukaan PSC ini menyebabkan peningkatan yang nyata pada gas klor yang paling reaktif, klorin monoksida (ClO). Temperatur stratosfer lebih rendah di kedua wilayah kutub di musim dingin. Di musim dingin Antartika, suhu harian minimum umumnya jauh lebih rendah, sekitar -90ºC, dan kurang bervariasi dibandingkan di musim dingin Arktik, yang berada di atas -80ºC. Selain itu, suhu Antartika juga tetap di bawah suhu pembentukan PSC untuk periode yang lebih lama selama musim dingin (sekitar 5 bulan) dan di Arktik hanya untuk periode terbatas (10–60 hari) di sebagian besar musim dingin.

Selain itu, udara stratosfer di wilayah kutub relatif terisolasi dari wilayah stratosfer lain untuk periode yang lama pada bulan-bulan musim dingin. Isolasi terjadi karena angin kencang yang mengelilingi kutub, membentuk pusaran kutub, yang mencegah pergerakan substansial udara masuk atau keluar dari stratosfer kutub. Sirkulasi ini diperkuat di musim dingin karena suhu stratosfer menurun dan, dari apa yang kita diskusikan sebelumnya tentang suhu, ini lebih efektif di Antartika daripada di Arktik. Setelah perubahan kimia terjadi di daerah kutub reaksi di PSC, isolasi mempertahankan perubahan tersebut selama beberapa minggu atau bulan.

PSC cair dan padat secara substansial dapat meningkatkan kelimpahan gas klorin yang lebih reaktif. Reaksi-reaksi ini mengubah bentuk reservoir gas klorin reaktif, seperti klorin nitrat (ClONO2) dan hidrogen klorida (HCl), menjadi bentuk paling reaktif, klorin monoksida (ClO).

Jenis PSC yang paling umum dibentuk dari asam nitrat (HNO3) dan air yang mengembun menjadi partikel yang sudah ada sebelumnya yang mengandung asam sulfat cair. Partikel PSC tumbuh cukup besar dan jumlahnya cukup banyak sehingga fitur seperti awan dapat diamati dari permukaan tanah dalam kondisi tertentu, terutama saat Matahari berada di dekat cakrawala.

Ketika suhu rata-rata mulai meningkat di akhir musim dingin, PSC lebih jarang terbentuk dan reaksi konversi permukaannya menghasilkan lebih sedikit klorin monoksida. Tanpa produksi klorin monoksida yang terus menerus, proporsinya menurun dan akhirnya kembali ke bentuk reservoir reaktif yang telah kita diskusikan sebelumnya.

Karena PSC sering mengandung fraksi signifikan dari HNO3 yang tersedia, turunannya menghilangkan HNO3 dari daerah lapisan ozon. Proses ini disebut denitrifikasi stratosfer. Dengan lebih sedikit HNO3, gas klorin ClO yang sangat reaktif tetap aktif secara kimiawi untuk waktu yang lebih lama, meningkatkan kerusakan kimiawi ozon.

Apa yang menyebabkan lubang pada lapisan ozon semakin membesar?

Karena ozon dan atom oksigen bebas sangat tidak stabil, mereka bereaksi sangat mudah dengan senyawa lain yang secara alami ditemukan di atmosfer bumi. Misalnya, letusan gunung berapi secara alami dapat menyuntikkan material ke stratosfer yang dapat menyebabkan kerusakan ozon lebih lanjut, tetapi ini adalah sesuatu yang terjadi dengan frekuensi yang sangat rendah.

Sepanjang kehidupan Bumi, proses alam telah mengatur keseimbangan ozon di stratosfer. Namun, salah satu senyawa pertama yang terbukti merusak lapisan ozon dan berasal dari aktivitas manusia adalah bahan kimia yang melepaskan klorin, seperti chlorofluorocarbons (CFC). Senyawa ini ditemukan dalam produk seperti aerosol,

Karena mereka adalah molekul yang sangat stabil, CFC tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia lain di troposfer, karena dilindungi dari radiasi ultraviolet oleh lapisan ozon itu sendiri. Salah satu dari sedikit gaya yang dapat memecah molekul CFC adalah radiasi ultraviolet, dan karena tidak ada yang menghentikannya karena sangat stabil, molekul ini dapat naik tanpa berubah ke stratosfer.

Begitu berada di stratosfer, molekul CFC tidak lagi terlindungi dari radiasi ultraviolet oleh lapisan ozon, menyebabkannya memecah dan melepaskan atom klor. Atom klorin bebas juga sangat reaktif, jadi begitu mereka menemukan molekul ozon, mereka “mencuri” atom oksigen, menghasilkan klorin monoksida dan molekul oksigen; dua produk yang jauh lebih stabil.

Tapi tentu saja, bagaimana senyawa ini bahkan bisa menghapus seluruh lapisan ozon? Memang benar bahwa jika setiap atom klor yang dilepaskan oleh molekul CFC hanya menghancurkan satu molekul ozon, mereka akan menimbulkan ancaman yang sangat kecil. Meskipun demikian, masalahnya terletak pada momen ketika molekul klorin monoksida yang rendah bertemu dengan atom oksigen bebas. Karena molekul oksigen lebih stabil daripada klorin monoksida, reaksi akan bergeser ke sisi itu, yaitu, kemungkinan besar atom oksigen “mencuri” oksigen dari klorin monoksida untuk membentuk molekul oksigen, meninggalkan bebas klorin lagi untuk terus memecah molekul ozon.

Jika kita harus menyederhanakannya dengan cara tertentu, kita dapat mengatakan bahwa klorin menjadi katalisator untuk reaksi ozon-ke-oksigen, yang menggeser reaksi ke pembentukan molekul oksigen.

Untungnya, atom klorin ini tidak tinggal di stratosfer selamanya, meskipun ada beberapa, seperti CFC-115 (C2F5Cl) atau chloropentafluoroethane, mereka dapat bertahan selama lebih dari 1000 tahun. Ketika atom klorin bebas yang sangat tidak stabil bertemu dengan metana (CH4), ia merampasnya dari hidrogen dan membentuk molekul hidrogen klorida (HCl), yang dapat diangkut turun dari stratosfer ke troposfer, terikat dengan air dan jatuh bersama hujan. Tetapi sebelum ini terjadi, atom klorin ini akan memecah 100.000 molekul ozon.

Bisakah lapisan ozon dipulihkan?

Jika manusia berhenti mengirimkan senyawa yang menyebabkan kerusakan tersebut, lapisan ozon pada akhirnya dapat memperbaiki dirinya sendiri. Ini terjadi karena siklus ozon-oksigen yang kami sebutkan di awal akan terus terjadi dan sedikit demi sedikit akan terisi kembali.

Faktanya, sejak pelarangan produk dengan sifat-sifat ini dalam Protokol Montreal tahun 1987, hal itu telah menyebabkan pemulihan lapisan ozon secara lambat tapi stabil. Pengukuran menunjukkan bahwa penurunan klorin di stratosfer telah menghasilkan pemulihan ozon sebesar 20% sejak pengukuran satelit Aura pada tahun 2005.

Mengingat CFC memiliki masa hidup 50-100 tahun (biasanya), pemulihan dari lubang ozon diperkirakan akan terjadi antara tahun 2060 dan 2080, tetapi masih terdapat lubang kecil karena senyawa yang lebih tahan lama.

Baca Juga

This Post Has One Comment

Comments are closed.

© 2022 Sridianti.com