efek pemanasan global

EFEK PEMANASAN GLOBAL
EKA SYAHFITRI
PENIPISAN LAPISAN OZON
APA ITU OZON ?
Ozon adalah suatu lapisan oksigen yang tiap molekulnya
terdiri atas tiga atom O (rumus kimia: O3). Pada suhu dan
tekanan normal, ozon berbentuk gas biru. Ozon pertama
kali ditemukan oleh Christian Friedrich Schonbein pada
tahun 1840. Ozon merupakan gas beracun sehingga
apabila berada dekat permukaan tanah akan berbahaya
karena dapat merusak paru-paru jika terhisap. Sedangkan,
lapisan ozon di atmosfer melindungi kehidupan di Bumi dari
bahasa radiasi ultraviolet / UV. Pada bidang industri, ozon
digunakan untuk membunuh kuman, meniadakan
pencemaran dalam air, mencuci, dan memutihkan kain.
Molekul oksigen banyak terdapat di troposfer. Secara
permanen ozon terbentuk dan rusak kembali di dalam daerah
stratosfer dan sebagian kecil terbentuk pada daerah troposfer.
Sekitar 10% dari oksigen ditemukan di troposfer dan sisanya /
sekitar 90% menetap di stratosfer. Ozon yang berada dalam
lapisan stratosfer ini yang disebut sebagai lapisan ozon yang
berada pada ketinggian 19 sampai 48 km.
Jumlah ozon sangat sedikit pada atmosfer yaitu sekitar 1
molekul per satu juta molekul didalam atmosfer bumi. Namun,
keberadaan ozon tetap dianggap vital bagi keberlangsungan
makhluk hidup. Tanpa ozon, akan lebih banyak radiasi UV yang
terpapar ke bumi yang akan menyebabkan mutasi pada hampir
semua organisme. Bagi manusia, radiasi UV dapat
menyebabkan kanker kulit.
BAGAIMANA OZON DI STRATOSFER
DAPAT MENJADI PERISAI BUMI DARI
UV BERLEBIH ?
Konsentrasi ozon di stratosfer tidaklah statis karena ada
proses terus-menerus pembentukan dan pemusnahan ozon.
Ozon terbentuk atas bantuan sinar UV yang memiliki energi lebih
besar daripada cahaya tampak.
Pertama, radiasi UV gelombang pendek (energi tinggi)
diserap oleh oksigen diatomik (O 2) di atmosfer. Energi mampu
memecah ikatan kimia pada O 2 sehingga menjadi atom O bebas
yang bersifat reaktif.
O2
+
UV
→
O
+
O
Reaksi tersebut penting karena :
1. Radiasi UV berenergi tinggi dari sinar matahari telah disaring
2. Atom O bebas yang reaktif akan bergabung dengan oksigen
diatomik untuk membentuk oksigen triatomik (ozon) yang
akan menyerap radiasi UV berlebih.
Ketika O3 terpapar radiasi UV,
ozon akan menyerap radiasi
UV dan ozon terturai menjadi
dua bentuk oksigen
O3 + UV → O2 + O
Oksigen monoatomik yang
dihasilkan
bergabung
lagi
dengan satu molekul ozon
untuk
menghasilkan
dua
molekul oksigen diatomik
O + O3 → 2O2
Dan seterusnya hingga proses
pembentukan
dan
penghancuran ozon berulang
kembali.
Proses
pembentukan
dan
penghancuran
ozon
di
stratosfer berlangsung terus
menerus, sehingga kadar ozon
stratosfer cenderung konstan.
Ozon
berfungsi
sebagai
katalisator yang mengubah
energi radiasi dari sinar UV
melalui
penyerapan
dalam
pembentukan ozon menjadi
panas yang dilepaskan melalui
proses pemusnahan ozon.
Maka, semakin tinggi kita naik
ke atmosfer, semakin tinggi
suhunya
yang
disebabkan
semakin banyaknya energi
radiasi UV yang diubah menjadi
panas oleh ozon
LUBANG OZON
DREAM CHEMICAL PERUSAK OZON
• Menipisnya lapisan ozon, diawali dengan ditemukan
chloroflourocarbon (CFC) oleh Thomas Midgley Jr., ahli
kimia dari General Motors tahun 1930.
• Selanjutnya turunan CFC diproduksi, dua yang paling luas
penggunaannya adalah CFC-11 (trichlorofluoromethane,
CCl3F) dan
CFC-12 (dichlorodifluoromethane, CCl2F2) yang dikenal
sebagai freon.
• Karena bahan kimia ini mempunyai sifat sangat stabil
(tidak reaktif), tidak berbau, tidak mudah terbakar, tidak
toksik, dan tidak korosif, maka dinamakan dream
chemical.
Diperlukan waktu 5 sampai 10 tahun untuk CFC terlepas ke
atmosfer untuk mencapai lapisan ozon dan CFC hanya dapat
bertahan 70-100 tahun di lapisan ozon.
Sebelum lubang ozon ditemukan, sekelompok peneliti
menyadari bahwa CFC yang stabil dapat menyebabkan
kerusakan ozon di atmosfer. Di lapisan ozon, karena pengaruh
radiasi UV matahari, molekul-molekul CFC terurai
membebaskan arom-atom klorin (Cl) sehingga bereaksi dengan
ozon dan mengubah ozon menjadi oksigen biasa dan klorin
terbentuk kembali. Dengan reaksi kimia ;
2O 3 + Cl + UV → 3O 2 + Cl
Klorin yang terbentuk kembali melakukan reaksi berantai untuk
memusanagkan ozon (O3) yang menyebabkan 1 atom klorin
dapat memusnahkan 100.000 molekul ozon.
Tahun 1980, peneliti yang bekerja di Antartika
mendeteksi hilangnya ozon secara periodik di atas
benua tersebut. Keadaan ini dinamakan lubang ozon
(ozon hole), yaitu suatu area ozon tipis pada lapisan
ozon yang terbentuk saat musim semi di Antartika dan
berlanjut selama beberapa bulan sebelum menebal
kembali.
MENGAPA LUBANG OZON TERBENTUK DI
ANTARTIKA PADA MUSIM SEMI
(BULAN SEPTEMBER DAN OKTOBER) ?
Pada waktu tertentu setiap tahun diatas Antartika, tingkat ozon di lapisan
ozon turun dengan sangat tajam. Terdapat disuatu daerah, lapisan ozon
begitu tipisnya sehingga terdapat semacam lubang. Selama musim semi
di Antartika, adanya data yang menunjukkan bahwa terdapat dibeberapa
daerah di atas Antartika sebanyak 40% ozon menghilang, lubang ini
sebesar Amerika Utara dan kedalamannya setinggi Mount Everest.
Tingkat ozon di atmosfer di atas Antartika berubah-ubah secara alami
dari tahun ketahun. Tetapi sekarang ini lubang yang telah diselidiki
tersebut telah menjadi lebih besar dibandingkan yang terjadi secara
alami.
Proses pembentukan dan penguraian ozon berlangsung secara
kesetimbangan. Dengan begitu tak mungkin ada penipisan, namun
kenyataannya berbanding terbalik sehingga dapat disimpulkan bahwa
terjadi reaksi lain yang menyebabkan penguraian ozon tidak setimbang
lagi dengan pembentukannya. Awalnya memang ada radikal bebas di
stratosfer tapi tidak begitu berpengaruh. Begitu stratosfer dimasuki atom
klor yang dilepaskan dari senyawa CFCs, penguraian ozon menjadi Satu
atom Cl saja mampu melahap 100.000 molekul ozon.
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). 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 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 UV 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).
Inilah sebabnya penipisan ozon paling parah ditemukan di daerah Benua Antartika.
Temperatur Antartika saat musim dingin (September-Oktober) di stratosfer sangat rendah
sehingga banyak terbentuk PSC Senyawa CFC bisa sampai ke Benua Antartika juga
karena terbawa aliran udara. Tapi ini tidak berarti penipisan ozon hanya bisa terjadi di
daerah Antartika saja. Benua-benua lain tetap menghadapi permasalahan yang sama,
hanya saja proses penipisan lapisan ozonnya relatif lebih lama.
PENYEBAB MENIPISNYA LAPISAN OZON
1. Karbon monoksida (CO) sebagai gas buang hasil pembakaran
bahan bakar fosil dari kendaraan bermotor dapat merusak
lapisan ozon. Semakin hari semakin banyak jumlah kendaraan
bermotor maka semakin besar volume gas buang karbon
monoksida dilepas ke atmosfer.
2. Gas karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer juga merusak
lapisan ozon. Penebangan dan pembakaran hutan secara
ilegal yang terus berlangsung secara besar-besaran membuat
kemampuan penyerapan gas CO2, perusak ozon, tidak
optimum.
3. Asap yang dihasilkan pabril semakin memperparah kerusakan
lapisan ozon.
DAMPAK PENIPISAN LAPISAN OZON
Berbahaya bagi kesehatan manusia: menyebabkan
katarak, kanker kulit
Menekan sistem kekebalan, sehingga tubuh lebih
rentan terhadap infeksi penyakit
Meningkatkan terjadinya hujan asam dan
photochemical smog di troposfer
Menurunkan produksi hasil pertanian
Menurunkan produktivitas hutan, sehingga
merangsang terjadinya pemanasan global karena
tanaman hutan tidak dapat menyerap CO2
Mendegradasi berbagai material seperti cat, plastik,
patung, dan lain lain
Menurunkan produktivitas fitoplankton, sehingga
merangsang terjadinya pemanasan global karena
fitoplankton tidak dapat menyerap CO2, dan
menurunkan produksi hasil laut.
PERJANJIAN INTERNASIONAL BERKAITAN
ANCAMAN PENIPISAN LAPISAN OZON
•
Tahun 1986, dihasilkan perjanjian bahwa seluruh negara insutri dunia
membatasi produksi CFC sambil mencari bahan pengganti yang tidak
berbahaya, dan akhirnya CFC dilarang untuk di produksi.
•
Earth Summit 1992 Rio de Janeiro, 106 negara menandatangani Convention
on Climate Change untuk mengurangi gas rumah kaca di bawah level 1990.
Sebagian besar negara tidak dapat mencapai tujuan ini pada tahun 2000.
•
Protokol Kyoto, Desember 1997, tujuan memperlambat Global Warming
ditandatangani 160 negara, USA-Australia-Kazakhstan tidak ikut.
– 38 negara maju diminta menurunkan gas rumah kaca 5,2% di bawah level
1990, antara 2008-2012.
– Negara berkembang tidak perlu menurunkan gas rumah kaca (Termasuk
china dan Indiasebagai negara potensial penyumbang gas rumah kaca)
•
Tahun 2000, beberapa perusahaan minyak dan automobile USA keluar dari
koalisi menolak Global Warming.
– Global warming mempunyai risiko lingkungan yang perlu diperhatikan
– Dengan menurunkan gas rumah kaca, malah akan merangsang
pertumbuhan ekonomi USA dan menciptakan lapangan kerja baru.
•
Tahun 2007, perjanjian berikutnya.
•
Tahun 2013, pelarangan-pelarangan mulai berjalan.
EFEK RUMAH KACA DAN PEMANASAN GLOBAL
RUMAH KACA
Radiasi sinar matahari dibagi menjadi 3 :
1. Inframerah (IM)
2. Cahaya tampak
3. Ultra Violet (UM)
Ketika sinar matahari mengenai rumah kaca radiasi cahaya tampak
dan UV dapat menembus kaca, sedangkan IM dipantulkan oleh
kaca. Kalor radiasi gelombang pendek diserap tanah dan tanaman
sehingga tanamn menjadi hangat.
Energi dari kalo radiasi IM yang dipancarkan oleh tanah dan
tanaman tidak mampu menembus kaca. Energi ini diserap oleh
molekul-molekul udara dalam kaca sehingga suhu udara dalam
rumah kaca meningkat
EFEK RUMAH KACA
Proses pemanasan atmosfer bagian bawah oleh
penyerapan radiasi gelombang pendek matahari
dan pemancaran kembali berbentuk radiasi
gelombang panjang infra merah disebut efek
rumah kaca.
Mengapa disebut efek rumah kaca ?
Karena pemancaran kembali radiasi IM yang
dihasilkan permukaan bumi oleh atmosfer menuju
ke permukaan bumi kembali untuk menghangatkan
bumi mirip dengan terkurungnya radiasi IM yang
dipancarkan oleh tanah dan tanaman dalam rumah
kaca.
Efek rumah kaca diusulkan oleh Joseph
Fourier pada tahun 1824, ditemukan pada
tahun 1860 oleh John Tyndall, dan
pertama kali diselidiki secara kuantitatif oleh
Svante Arrhenius pada tahun 1896, serta
diselidiki lebih lanjut pada tahun 1930
sampai dengan tahun 1960 oleh Guy
Stewart Callendar.
UV/
Vis
Lapisan Ozon
CO2, H2O
efek rumah kaca
(greenhouse effect)
Sinar matahari
(gelombang pendek)
menembus atmosfer
bagian bawah dan
menghangatkan bumi
Permukaan bumi menyerap radiasi
matahari yang datang dan
mengubahnya menjadi panjang
gelombang yang lebih panjang
(inframerah, panas), dan naik ke
atmosfer bagian bawah. Sebagian
panas lepas ke angkasa dan
sebagian diserap oleh molekul gas
rumah kaca dan diemisikan sebagai
radiasi inframerah, yang
menghangati atmosfer bagian
bawah.
Jika konsentrasi gas rumah
kaca meningkat, molekul gas
tersebut akan mengabsorpsi
dan mengemisikan lebih
banyak radiasi inframerah,
yang menyebabkan suhu
atmosfer bagian bawah lebih
panas lagi.
 Suhu permukaan dan iklim bumi
telah mengalami perubahan sejak
4,7 milyar tahun lalu, kadang-kadang
berubah secara gradual (ratuan
sampai jutaan tahun) dan kadang
sangat cepat (beberapa dekade).
 Pada 10 ribu tahun terakhir ini bumi
kita mengalami keajaiban karena iklim
dan suhu permukaan bumi relatif
stabil.
Gas Rumah Kaca (Greenhouse Gas)
• Dua gas rumah kaca yang memiliki konsentrasi
terbanyak di atmosfer adalah
1) uap air yang dikendalikan oleh siklus hidrologi
dan
2) karbon dioksida yang dikendalikan oleh siklus
karbon.
• Gas rumah kaca lain yang jumlahnya lebih kecil
adalah methane (CH4), N2O, CFCs, SF6, dan
SF5CF3. Gas rumah kaca ini masuk ke atmosfer
berasal dari sumber alam dan kegiatan manusia,
• CFCs, SF6, dan SF5CF3 berasal sepenuhnya dari
kegiatan manusia
PEMANASAN GLOBAL
Istilah pemanasan global digunakan untuk mengacu ke
peningkatan suhu rata-rata udara dan lautan di permukaan
bumi. Suhu rata-rata global pada permukaan bumi telah
meningkat 0,74 + 0,18 oC selama seratus tahun terakhir.
Intergovernment Panel on Climate Change (IPCC)
menyimpulkan bahwa sebagian besar peningkatan suhu
rata-rata global kemungkinan besar disebabkan oleh
meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca akibat
aktivitas manusia melalui “efek rumah kaca”.
Dikemukakan pada tahun 2013, IPCC menyatakan bahwa
pendorong terbesar dari pemanasan global adalah
karbondioksida hasil emisi dari pembakaran bahan bakar
fosil.
PENYEBAB PEMANASAN GLOBAL
 Konsumsi energi bahan bakar fosil
Bahan bakar fosil mengandung karbon, sehingga
pembakaran karbon pastilah menghasilkan gas rumah kaca
karbon dioksida. Banyaknya gas rumah kaca yang dibuang ke
atmosfer berkaitan dengan gaya hidup dan jumlah penduduk.
 Sampah organik
Sampah organik menghasilkan gas rumah kaca metana
(CH4). Dengan jumlah penduduk yang terus meningkat, maka
tahun 2020 diperkirakan dihasilkan sampah 500 juta kg/hari
atau 190 ribu ton/tahun. Dengan demikian sampah pada
perkotaan berpotensi besar mempercepat proses terjadinya
pemanasan global.
 Kerusakan hutan
Gas karbon dioksida merupakan gas rumah kaca
sehingga kerusakan atau penggundulan hutan secara
besar-besaran berarti hilangnya faktor penyerap gas
rumah kaca karbon dioksida di atmosfer. Dengan
kerusakan hutan tentu saja penyerapan karbon
dioksida tidak optimal, sehingga akan mempercepat
terjadinya pemanasan global.
 Pertanian dan peternakan
Sektor pertanian memberikan kontribusi terhadap
peningkatan emisi gas rumah kaca melalui sawah yang
tergenang, yang menghasilkan gas metana,
penggunaan pupuk, pembakaran sisa-sisa tanaman
dan pembusukan sisa-sisa pertanian. Industri
peternakan merupakan penghasil emisi gas rumah
kaca yang terbesar (18%).
DAMPAK PEMANASAN GLOBAL
 Iklim mulai tidak stabil
 Peningkatan permukaan laut
Ketika atmosfer
menghangat, air pada
permukaan lautan juga
menghangat. Berarti volume air
di lautan membesar karena
pemuaian sehingga menaikkan
tinggi permukaan laut.
Pemanasan global akan
mencairkan lempengan es di
kutub sehingga memperbesar
volume air laut.
 Petanian
 Kehidupan hewan liar dan
tumbuhan
 Kesehatan manusia
Kenaikan suhu global
memicu banyak penyakit seperti
stress, stroke, dan gangguan
kardiovaskular. Penyebabnya
dengan meningkatnya suhu
daerah subtropis, sehingga
memungkinkan perkembangan
patogen didaerah tersebut.
PENGENDALIAN PEMANASAN
GLOBAL
Menghilangkan karbon dioksida di udara dengan
memelihara pepohonan dan menanam pohon lebih
banyak lagi. Pohon menyerap karbon dioksida
yang sangat banyak dan memecahnya melalui
fotosintesis, dan menyimpan karbon dalam
kayunya.
Langkah untuk mengatasi penggundulan hutan
adalah dengan cara reboisasi (penghutanan
kembali) agar hutan dapat menyerap karbon
dioksida untuk mengurangi bertambahnya gas
rumah kaca di atmosfer.
Terima Kasih
Semoga Bermanfaat