EOH3101 PRINSIP KESIHATAN PERSEKITARAN (PRINCIPLES OF ENVIRONMENTAL HEALTH)

ISU-ISU PERSEKITARAN: LAPISAN OZON

Pengenalan

Lapisan ozon ialah satu lapisan nipis gas ozon

(O3) setebal 4 inci (10 cm) dan berada lebih

kurang 40 km di atas permukaan bumi.

90 % lapisan ozon berada antara 10 hingga 40

km di atas permukaan bumi yang dipanggil

lapisan stratosfera.

Lapisan ozon ini memerangkap atau menahan

95 hingga 99 peratus sinaran radiasi ultra

lembayung (UV) dari sampai ke permukaan

bumi.

Untuk sejuta molekul udara, hanya ada 10

molekul ozon.

Ozon penting kerana ia melindungi organisma

hidup daripada sinaran UV.

Masalah timbul dengan penggunaan CFC, iaitu

satu sebatian berklorin. Walaupun sebatian ini

adalah tidak toksik, tidak menghakis, tidak terbakar

dan tidak reaktif kepada sebahagian besar bahan,

namum apabila terlepas ke atmosfera, ia terapung

dan diceraikan dengan bantuan sinaran cahaya

matahari. Ini menyebabkan CFC berpecah menjadi

klorin monoksida.

Satu molekul klorin monoksida boleh

memusnahkan 500,000 molekul ozon dan boleh

tinggal di dalam atmosfera selama 60 hingga 400

tahun.

Peningkatan sinaran ultra lembayung (UV)

menyebabkan pengurangan dan penghapusan

populasi plankton dan menyebabkan rosaknya

rantai makanan di laut. Ia juga mengganggu

pertumbuhan tumbuhan komersial penting.

Akibat langsung pendedahan kepada sinaran UV

ialah kanser kulit, katarak dan menekan dan

melemahkan sistem pertahanan badan.

Ozon

Penghasilan dan pemusnahan semulajadi

molekul ozon adalah hasil daripada penyerapan

sinaran UV.

Satu molekul ozon dilanggar oleh sinaran UV

dan dipecahkan menjadi dua atom oksigen.

Atom-atom oksigen ini akan bergabung

dengan molekul oksigen lain untuk membentuk

satu molekul ozon. Apabila satu molekul ozon itu

menyerap sinaran UV, ia pecah semula menjadi

satu atom oksigen dan satu molekul oksigen.

Sejarah

Pengurangan dramatik lapisan ozon di bahagian

bawah stratosfera di Antartika mula diperhatikan pada

tahun 1970an oleh sekumpulan pengkaji dari “British

Antarctic Survey” atau BAS yang pada masa itu

sedang memantau keadaan atmosfera dari stesyen

kajian.

Bacaan pertama diambil pada 1985, di mana

bacaan menunjukkan kekurangan mendadak lapisan

ozon.

Data mentah dari TOMS (Total Ozone Mapping

Spectrometer) yang disahkan oleh BAS juga

mendapati adanya pengurangan ozon yang

banyak di sebahagian besar udarakasa Antartika.

Sains Pengurangan Lapisan Ozon

Pemusnahan ozon dipercepatkan oleh beberapa

gas seperti N2, H2, Br2 dan Cl2 di mana kewujudan

secara semulajadi gas-gas itu mengimbangi

penghasilan dan pemusnahan ozon.

Walaubagaimanapun, aktiviti manusia sejak

setengah abad lepas telah menyebabkan

pertambahan signifikan di dalam bahan kimia yang

mengurangkan ozon.

Sesetengah bahan kimia sintetik seperti CFC,

halon, klorofom, metil bromida, karbon tetraklorida

dan HCFC (pengganti CFC) dituduh sebagai

penghakis lapisan ozon. Bahan-bahan kimia ini

datang dari pelbagai barangan pengguna seperti

penyejuk peti sejuk dan pengawal kebakaran.

Reaksi kimia penting boleh berlaku hanya di awan

stratosfera di bahagian kutub sahaja. Reaksi paling

penting di dalam pemusnahan ozon :

HCl + ClONO2 HNO3 + Cl2 (1)

ClONO2 + H2O HNO3 + HOCl (2)

HCl + HOCL2 H2O + Cl2 (3)

N2O5 + HCl HNO3 + ClONO (4)

N2O5 + H2O 2HNO3 (5)

Reaksi-reaksi tadi HANYA boleh berlaku di

permukaan awan stratosfera kutub (ASK) dan berlaku

dengan sangat pantas.

Asid nitrik yang dihasilkan akan tinggal di dalam

partikel ASK menyebabkan konsentrasi fasa gas

oksida nitrogen dikurangkan. Ini dipanggil

“denoxification” dan ia penting kerana ia melambatkan

kadar pemusnahan ClO.

Gas Cl2 yang wujud kemudiannya dipisahkan secara

fotodiasosiasi oleh cahaya matahari :

Cl2 + hv Cl + Cl

Pada musim sejuk di kawasan kutub, suhu yang

sejuk dalam bentuk “vortex” atau berpusing

membentuk ASK. Reaksi heterogeneous menukar

bentuk takungan spesis Cl dan Br menjadi bentuk

molekul. Apabila cahaya matahari kembali semula

pada musim bunga di hemisfera selatan, Cl2 itu

dipisahkan menjadi atom klorin menyebabkan

pengurangan mendadak lapisan ozon.

Apa yang sedang dilakukan ?

Perjanjian sejagat untuk mengurangkan

penggunaan CFC datangnya dengan Protokol

Montreal pada 1987, di mana matlamat akhirnya

ialah untuk mengurangkan penggunaan CFC

menjadi setengah pada tahun 2000.

Pengawalan hasil halokarbon oleh industri

ditetapkan pada 2030.