Penipisan Lapisan Ozon, Bagaimana Kondisi Ozon di Sekitar Kita?

 Arfianda Adeka Putri

Penipisan Lapisan Ozon  

Fenomena Alam yang Jarang Diketahui dan Disadari Oleh Manusia

Apa saja masalah yang muncul yang berkaitan dengan Penipisan Lapisan Ozon?

    Penipisan lapisan ozon akan mengurangi kemampuan lapisan ozon dalam menyerap radiasi sinar UV-B dan UV-C, sehingga meningkatkan paparan radiasi pada manusia yang imbasnya menyebabkan meningkatnya risiko kanker kulit, katarak, dan penurunan sistem kekebalan tubuh. Penipisan lapisan ozon juga dapat mengganggu tanaman dan ekosistem di laut dengan cara merusak rantai makanan biota laut. Penipisan lapisan ozon berpotensi menyebabkan pemanasan global yang pastinya berdampak buruk pada seluruh kehidupan. Istilah "Lubang Ozon" juga merupakan penyebab dari masuknya gas berbahaya seperti bromin dan klorin di atmosfer. Lubang ozon ini membawa berbagai dampak negatif salah satunya yaitu radiasi sinar UV yang bisa sampai masuk ke bumi.

Bisakah permasalahan tersebut diatasi dengan baik? Lalu bagaimana caranya?

    Indonesia merupakan negara tropis yang penuh dengan limpahan sinar matahari sepanjang tahunnya. Sinar matahari sendiri merupakan sumber energi yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Matahari dapat memancarkan berbagai macam sinar baik yang dapat terlihat atau visibel maupun tidak dapat terlihat. Sinar matahari yang dapat dilihat adalah sinar yang dipancarkan dalam gelombang lebih dari 400nm, sedangkan sinar matahari dengan panjang gelombang 10nm-400nm yang disebut dengan sinar ultraviolet tidak dapat dilihat dengan mata. Dalam beberapa hal, sinar ultraviolet bermanfaat untuk manusia diantaranya yaitu untuk mensintesa vitamin D dan juga berfungsi untuk membunuh bakteri. Namun, sinar ultraviolet dapat juga merugikan manusia apabila terpapar pada kulit manusia terlalu lama. 

    Beberapa solusi ditemukan dan dipaparkan sebagai berikut :

• Membatasi paparan sinar UV menjadi alternatif yang umum dilakukan, karena hal tersebut memiliki potensi yang paling besar untuk mengurangi terjadinya gangguan kesehatan yaitu kanker kulit. Pendekatan terbaik yang dapat dilakukan untuk menerapkan strategi sukses dalam mengurangi kanker kulit adalah dengan mendorong kebijakan maupun praktik perlindungan sinar matahari yang dapat mengurangi paparan sinar matahari, baik dalam kegiatan kerja dan juga rekreasi. Selain itu, dapat juga dilakukan penyuluhan mengenai pencegahan kanker kulit dengan penggunaan tabir surya. 
• Untuk mengurangi masalah terkait dengan meningkatnya risiko fotokeratitis, fotokonjungtivitis, dan katarak dapat dilakukan dengan mengenakan kacamata hitam dan juga topi bertepi lebar khususnya pada musim panas di tengah hari, sehingga akan mencegah sebagian besar sinar UV mencapai mata.
• Mengurangi paparan radiasi sinar UV dari matahari adalah dengan membatasi waktu terkena matahari secara langsung dan yang terpenting adalah menggunakan sunblock sebelum beraktivitas diluar ruangan. Berpakaian tertutup seperti celana panjang, pakaian panjang, jaket, dan mengenakan kacamata dengan lensa pelindung anti UV juga dapat melindungi kita dari paparan sinar UV.

Penyelidikan Ilmiah terkait dengan Penipisan Lapisan Ozon di Indonesia

    Ozon merupakan suatu molekul yang tersusun atas tiga (3) atom oksigen (O3). Kata ozon berasal dari kata Yunani yaitu “óζειν (ozein)”, yang berarti “mencium.” Hal itu dikarenakan ozon memiliki bau menyengat yang memungkinkan untuk dideteksi bahkan pada jumlah yang sangat rendah. 

    Secara alamiah, sebagian besar ozon (sekitar 90%) dapat ditemukan di stratosfer dan membantuk suatu lapisan ozon (ozone layer) dengan ketebalan yang bervariasi dimulai pada ketinggian 10-16 km sampai 50 km di atas permukaan bumi dan memiliki konsentrasi ozon yang cukup besar (bisa mencapai 10 ppm). Sebagian kecil ozon (sekitar 10%) di temukan pada atmosfer bawah atau troposfer. Adapun konsentrasi ozon di atmosfer bumi disajikan pada Gambar 4.2. Konsentrasi ozon di troposfer sangat kecil, berkisar antara 10 – 100 ppb, yang disebabkan polusi udara akibat aktivitas manusia.

     Lapisan ozon di stratosfer memiliki fungsi yang cukup vital bagi keberlangsungan kehidupan manusia di bumi. Lapisan ozon sangat efektif mengabsorpsi radiasi ultra violet (UV) dari matahari, khususnya yang memiliki panjang gelombang pendek. Ozon di stratosfer terbentuk secara alami oleh reaksi fitokimia, yang melibatkan radiasi ultraviolet dari sinar matahari. Pada langkah pertama, radiasi ultraviolet matahari memecah satu molekul oksigen (O2) untuk menghasilkan dua atom oksigen (2 O) yang sangat reaktif, kemudian langkah selanjutnya masing-masing atom oksigen bereaksi dengan molekul oksigen untuk menghasilkan molekul ozon (O3). 

hυ
O2 → 2O
O + O2 → O3   

Konsentrasi ozon di atmosfer bumi 

    Berdasarkan panjang gelombangnya (λ), radiasi sinar UV dari matahari dibedakan menjadi 3, yaitu:

• radiasi UV-A (315 nm < λ < 400 nm) 
• radiasi UV-B (280 nm < λ < 315 nm) 
• radiasi UV C (λ < 280 nm) 

    Lapisan ozon akan menyerap radiasi sinar UV-B dan UV-C, sehingga hanya sebagian kecil yang melewati atmosfer bumi. Pada manusia, peningkatan paparan kedua radiasi meningkatkan risiko kanker kulit, katarak, dan penurunan sistem kekebalan tubuh. Paparan UV-B dan UV-C yang berlebihan juga dapat merusak kehidupan tanaman terestrial, organisme bersel tunggal dan ekosistem perairan. Sedangkan radiasi UV-A, yang tidak diserap secara signifikan oleh ozon, akan menyebabkan penuaan dini pada kulit.

    Bagaimana lapisan ozon dari waktu ke waktu? Sebagai penyaring dan pelindung bumi, lapisan ozon menipis dari waktu ke waktu. Para peneliti mempelajari tentang penipisan ozon di stratosfer melalui berbagai kombinasi studi laboratorium, model komputer, dan pengamatan atmosfer. Beberapa zat yang dihasilkan oleh aktivitas manusia berpotensi besar kepada penipisan lapisan ozon. Zat-zat tersebut disebut sebagai ozone depletion substances (ODS). 

    ODS biasanya diproduksi untuk keperluan industri tertentu atau produk rumah tangga. Sebagian besar emisi ODS mencapai stratosfer dan menyebabkan penipisan ozon karena atom klorin dan bromin bereaksi dengan ozon [5]. ODS yang hanya mengandung karbon, klorin, dan fluor disebut chlorofluorocarbons (CFC). CFC, karbon tetraklorida (CCl4) dan metil kloroform (CH3CCl3) merupakan senyawaan klorin yang banyak digunakan pada aktivitas manusia. Zat ini banyak diaplikasikan pada pendingin, AC, peniup busa, pendorong aerosol pada kaleng, dan pembersihan logam pada komponen elektronik. 

    Kategori ODS lainnya adalah senyawaan yang mengandung brom, diantaranya halon dan metil bromida (CH3Br). Halon adalah gas halokarbon yang digunakan untuk pemadam api, pelindung instalasi komputer, perangkat keras militer, dan mesin pesawat komersial. Akibatnya, halon sering dilepaskan langsung ke atmosfer saat digunakan. Halon-1211 dan halon-1301 adalah halon paling melimpah yang dipancarkan oleh aktivitas manusia. Senyawa brom lainnya yaitu metil bromida (CH3Br) biasa digunakan sebagai fumigan pertanian dan pra- pengiriman produk pertanian.

 Berdasarkan data yang dikaji dari laman https://www.woudc.org/data/explore.php, didapatkan data konsentrasi rerata ozon total dari tahun ke tahun di Negara Indonesia adalah sebagai berikut :

Tahun Pengamatan	Konsentrasi rerata ozon total (DU)*
2006	263,7
2007	253,8
2008	245,616
2009	228,225
2010	232,6
2011	168,51
2012	250
2013	257,15
2014	255,9
2016	263,9571
2018	591,0333

Sehingga, dari data tersebut dapat diketahui grafik antara antara tahun vs konsentrasi ozon total adalah sebagai berikut :

        Analisis konsentrasi ozon di langit indonesia dapat dilihat dalam grafik rerata konsentrasi ozon per tahun 2006—2018. Data grafik menunjukkan terjadi fluktuasi nilai konsentrasi ozon dengan nilai paling tinggi terjadi pada tahun 2018. Maka diketahui bahwa terjadi kenaikan konsentrasi ozon di langit indonesia. Konsentrasi ozon yang tinggi dapat mengurangi bahaya paparan sinar UV. Sebabnya karena ozon memiliki peran sebagai pelindung dari radiasi UV. 

     Konsentrasi ozon di lapisan stratosfer yang rendah dapat mengakibatkan tingginya indeks UV. Dalam hal ini mengindikasikan terjadi penipisan lapisan ozon. Penipisan lapisan ozon dipengaruhi oleh maraknya penggunaan bahan perusak ozon (BPO) pada kegiatan manusia, seperti penggunaan HCFC sebagai pengganti sementara bahan CFC yang digunakan dalam pendingin, busa polyurethane (PU foam) dan pelarut (Wang dkk., 2015). BPO dapat menyebabkan berkurangnya konsentrasi ozon stratosfer dan dapat merusak lapisan ozon. 

      Wulandari dan Dewi (2018) menyebutkan bahwa adanya protokol montreal dapat meningkatkan konsentrasi ozon karena dapat mengontrol produksi dan konsumsi BPO. Hal tersebut selaras dengan penelitian Bornman et.al (2015) mengenai protokol Montreal yang dengan sukses mengontrol produksi dan konsumsi BPO sehingga jumlahnya di atmosfer semakin berkurang meskipun menurut Ball et.al (2018) dalam lapisan stratosfer tertentu yakni, di bawah lapisan penelitian 60° LS – 60° LU masih terdapat penurunan konsentrasi lapisan ozon. 

   Program penghapusan BPO dalam Protokol Montreal telah mendorong perbaikan kualitas lingkungan. Upaya penggantian teknologi HCFC disebut mendorong inovasi dalam melakukan alih teknologi yang benar-benar bersih sehingga memberikan pengaruh negatif paling minimal terhadap lingkungan, baik lingkungan sosial maupun lingkungan alam. Penghapusan HCFC dapat membantu mengurangi risiko masyarakat terhadap efek sosial berupa penyakit akibat dampak tidak langsung dari penipisan ozon maupun bahaya langsung dari penggunaan HCFC. Sementra itu, dari sisi lingkungan, penghapusan HCFC mendorong upaya konservasi dan pemulihan terhadap kualitas lingkungan atmosfer, dan mengurangi pemanasan global 

        Berdasarkan kajian penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa kenaikan konsentrasi di langit indonesia dipengaruhi oleh penerapan protokol montreal dan pengurangan penggunaan BPO. Protokol monteral sendiri merupakan traktat atau hasil persetujuan antara negara-negara terkait penanganan perlindungan lapisan ozon.

Lalu Bagaimana Jika Kondisi Lapisan Ozon di Indonesia dibandingkan dengan Seluruh Dunia

        Permasalahan ozon di Indonesia bukan hal yang masih terdengar asing, bahkan tanpa masyarakat sadari aktivitas-aktivitas merekalah yang menyebabkan permasalahan ozon di Indonesia semakin tinggi. Dibandingkan dengan konsentrasi ozon di stratosfer secara global, ternyata pada beberapa kurun waktu tertentu yaitu sekitar tahun 2018 bukan hanya Indonesia saja yang mengalami peningkatan konsentrasi ozon secara drastis tetapi juga dibarengi oleh kenaikan konsentrasi ozon secara global pada rentang 2018-2019 pula. Hal tersebut dibuktikan dari adanya grafik konsentrasi ozon stratosfer di selatan 

        Hemisphere yang diukur berdasarkan pengukuran satelit di lintang selatan 40ºS pada laman NASA Ozone Watch yang diterbitkan oleh Pengawasan Ozon NASA. Grafik konsentrasi ozon di stratosfer tersebut adalah sebagai berikut :

Disamping semakin meningkatnya konsentrasi ozon baik di Indonesia maupun global, ternyata Indonesia bukanlah negara yang mengkonsumsi zat perusak ozon paling tinggi di dunia. Faktanya, Indonesia berhasil menurunkan konsumsi zat perusak ozon tersebut meskipun membutuhkan jangka waktu yang cukup lama. Menurut data yang diterbitkan oleh Program Lingkungan PBB, Indonesia berhasil menurunkan konsumsi zat perusak ozon dari 2006-2023 dari jumlah 554 ton menjadi 173 ton zat perusak ozon. Meskipun masih terbilang banyak, tetapi setidaknya masih terdapat pemulihan dan kesadaran masyarakat terkait dengan permasalahan ozon ini. Sedangkan untuk negara tertinggi dalam hal konsumsi zat perusak ozon adalah negara Cina dengan total zat perusak terakhir di tahun 2021 adalah sebesar 10.234 ton. Hal tersebut dapat dibuktikan melalui peta konsumsi zat perusak ozon dibawah ini :

Kesimpulan

Penipisan lapisan ozon merupakan permasalahan yang menjadi perhatian serius oleh dunia. Permasalahan lapisan ozon terjadi di beberapa negara salah satunya Indonesia. Berdasarkan penyelidikan ilmiah yang sudah dilakukan, didapatkan bahwa konsentrasi ozon di langit Indonesia mengalami fluktuasi dengan kenaikan tertinggi pada tahun 2018. Peningkatan konsentrasi ozon menunjukkan kondisi yang semakin baik, sebab apabila konsentrasi ozon di lapisan stratosfer rendah, maka dapat mengakibatkan tingginya indeks UV sebagai dampak dari penipisan lapisan ozon. Kenaikan konsentrasi ozon di langit Indonesia salah satunya dipengaruhi oleh penerapan protokol montreal dan pengurangan penggunaan bahan perusak ozon (BPO). Akan tetapi, beberapa bahan BPO masih memiliki dampak yang buruk bagi lingkungan, sehingga diperlukan bahan pengganti yang benar-benar aman bagi lingkungan. Berdasarkan data konsentrasi ozon global, konsentrasi ozon di Indonesia menunjukan terjadinya peningkatan seperti halnya yang terjadi di negara lain pada kurun waktu tertentu. Dalam hal ini, Indonesia berhasil menurunkan konsumsi zat perusak ozon dan mengurangi terjadinya penipisan lapisan ozon walaupun membutuhkan waktu yang cukup lama. 

Evaluasi Formatif 

1. Gas senyawaan bromin, seperti halon, memiliki level ODP jauh lebih tinggi daripada CFC. Jelaskan penyebabnya dengan mengkaji berbagai literatur!
2. Dengan mengkaji litelatur, jelaskan bagaimana proses perusakan lapisan ozon oleh halon! Gunakan skema seperti pada gambar 4.5 untuk lebih memperjelasnya.
3. Seiring dengan berkurangnya konsentrasi ozon di stratosfer, ada pendapat yang menyatakan bahwa konsentrasi ozon dapat dipulihkan kembali dengan cara memproduksi ozon di industry kemudian mentransportasikan ke stratosfer menggunakan pesawat. Mungkinkah hal itu dilakukan? Jelaskan alasannya

          Jawaban :

     1. Bahaya dari penggunaan CFC dan gas halon didiskusikan pada Pertemuan Montreal dan ditindaklanjuti dengan dikeluarkannya deklarasi Helsinki di Norwegia pada 2 Mei 1989. Dimana  kesepakatan  1 dan 2 nya berisi diturunkannya sampai titik nol produksi dan penggunaan CFC secepat mungkin tetapi tidak lewat dari tahun 2000. Untuk maksud tersebut, maka perlu diperketat pelaksanaan hasil Pertemuan Montreal. Serta, diturunkannya sampai titik nol produksi dan penggunaan Halon dan mengontrol serta mengurangi senyawa lain yang dapat mengakibatkan penipisan lapisan ozon secepat mungkin dengan mempertimbangkan manfaat dan tingkat bahayanya.

Berdasarkan pasal tersebut dapat kita ketahui bahwa CFC dan Halon merupakan dua senyawa berbahaya yang dapat merusak lapisan ozon.

        Dari tabel tersebut dapat diamati nilai NRP dari senyawaan CFC dan Halon. Dimana nilai NRP merupakan nilai relative potensinya terhadap penipisan ozon di bandingkan dengan potensi CFC-11, maka semakin tinggi nilai NRP semakin berpotensi senyawaan tersebut menyebabkan penipisan lapisan ozon. Setiap molekul CFC mampu merusak 100 ribu molekul ozon namun senyawa halon mampu merusak 10 kali lebih efektif dibandingkan CFC.

      2. Jawaban : 

        Gas Halon merupakan senyawa yang memiliki tingkat Ozone Depletion Potential (ODP) yang tinggi. Hal ini dipengaruhi oleh terbentuknya Bromin Monoksida (BrO) akibat penguraian gas halon di stratosfer. BrO dapat secara signifikan mempengaruhi komposisi kimia di stratosfer dan berkontribusi terhadap penguraian ozon melalui reaksi dengan NO2, ClO, HO2, dan O. Walaupun jumlah bromin anorganik di stratosfer hanya sedikit dibandingkan dengan jumlah klorin, tetapi kemampuan senyawa ini dalam menguraikan ozon lebih besar dibanding senyawa yang mengandung klorin, sehingga efek penguraian ozon oleh bromin anorganik lebih dominan. Berikut adalah contoh siklus dari pemecahan ozon oleh Halon-1301 (CBrF3).

 

     3.  Jawaban :

        Ozon dapat dibuat dengan metode electrical discharge (plasma), ultraviolet dan elektrolisis. Metode plasma dipilih karena mudah dalam pengaplikasian dan menghasilkan ozon dalam jumlah yang besar yakni lebih dari 1 kg/jam. Namun opsi untuk mentransportasikan ozon ke stratosfer menggunakan pesawat terbang masih belum dilakukan karena beberapa pertimbangan seperti oson itu sendiri yang berbahaya bagi manusia jika terhirup langsung. Terdapat juga aturan dari FAA dan EASA terkait durasi dan ketinggoan yang dapat diterbangan jet komersial untuk membatasi paparan oson yakni pesawat dapat terbang hingga 3 jam pada garis lintang tertentu untuk setiap bulan dalam setahun.

Daftar Pustaka

Ana. (2014). 9 bahaya sinar ultraviolet bagi kesehatan dan manusia. http://halosehat.com/penyakit/sumber-penyakit/bahaya-sinar-ultraviolet 

Ball, William T., Ising, J. A., Mortlock, D. J., Staehelin, J., Haigh, J. D., Peter, T., Tummon, F., Stübi, R., Stenke, A., Anderson, J., Bourassa, A., Davis, S. M., Degenstein, D., Frith, S., Froidevaux, L., Roth, C., Sofieva, V., Wang, R., Wild, J., Yu, P., Ziemke, J. R., dan Rozanov, E. V. (2018). Evidence for a continuous decline in lower stratospheric ozone offsetting ozone layer recovery. Atmospheric Chemistry and Physics. Vol: 18. Page: 1379-1394. 

Bornman, J. F., Barnes, P. W., Robinson, S. A., Ballare, C. L., Flint, S. D., dan Caldwell, M. M. (2015). Solar ultraviolet radiation and ozone depletion driven climate change: effects on terrestrial ecosystems. Photochem Photobiol. Vol: 14. Page: 88-107. 

Cahyono, E.W. (2009). Penelitian Ozon di Jakarta. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan, dan Penerapan MIPA. FMIPA : Universitas Negeri Yogyakarta. 

Embrarer. 2020. Konverter Ozon Membuat Udara Kabin Lebih Aman. embraercommercialaviation-com.https://www-embraercommercialaviation-com.translate.goog/ozone-converters-make-cabin-air-evensafer/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=id&_x_tr_hl=id&_x_tr_ pto=tc 

Health Canada. Ultraviolet radiation. Health Canada. https://www.canada.ca/en/health-canada/services/health-risks-safety/radiation/types-sources/ultraviolet.html 

Isfardiyana, S. H. & Safitri, S. R. (2014). Pentingnya melindungi kulit dari sinar ultraviolet dan cara melindungi kulit dengan sunblock buatan sendiri. Jurnal Inovasi dan Kewirausahaan. Vol 3 (2), hal 126-133. 

Kumalawati et al. (2020). Inventarisasi Perlindungan Lapisan Ozon (Studi di Kota Banjarmasin). Banjarmasin : Lambung Mangkurat University Press. 

Lipi.go.id. 2020. Merawat Ozon dengan Ozon. http://lipi.go.id/berita/merawat-ozon-dengan-ozon/22157#:~:text=Padahal%2C%20ozon%20ternyata%20dapat%20juga,lebih%20dari%201%20kg%2Fjam 

Prodjosantoso, A. K. (1992). Globalisasi Masalah Penipisan Lapisan Ozon dan Usaha-usaha Penanggulangannya. Jurnal Cakrawala Pendidikan, 1(1). 

Ritchie,H., Rodes-Guirao, L., & Roser, Max. 2023. Ozone Layer. Journal of Our World in Data. https://ourworldindata.org/ozone-layer.

Strahan,S. E., & Douglass,A. R. 2018. Decline in Antarctic osone depletion and lower stratospheric chlorine determined from Aura Microwave Limb Sounder observations. Geophysical Research Letters, 4(1), 382-390. 

Universitas of Toronto. (2023). Ultraviolet radiation safety program. https://ehs.utoronto.ca/our-services/radiationsafety/8904-2/ 

Wang, Ziyuan, Yan, H., Fang, X., Gao, L., Zhai, Z., Hu, J., Zhang, B, dan Zhang, J. (2015). Past, present, and future emissions of HCFC-141b in China. Atmospheric Environment. Vol: 109. Page: 228-233. 

Wulandari, R.A dan Dewi, K. (2018). Analisis pola variabilitas ozon stratosfer dan bahan perusak ozon serta pengaruhnya terhadap indeks uv di wilayah indonesia terkait protokol montreal. Jurnal Teknik Lingkungan. Vol: 24. No: 2. Hal: 15 – 28.