Presentasi Geografi

Kelompok 5 :Rizky Bagaskara D.Raka Deawanta P.

Lapisan Ozon

1. Pengertian Lapisan ozon adalah lapisan yang terdapat di kulit bumi bagian Stratosfer. Terdiri

dari molekul-molekul Ozon (O3). Lapisan ini berada pada ketinggian 15-60 km di atas permukaan bumi. Lapisan ozon dapat berfungsi sebagai penghalang hampir semua sinar ultraviolet yang dipancarkan matahari. Sinar ultraviolet adalah sinar yang dipancarkan matahari dengan energi yang cukup tinggi. Maka apabila lapisan ozon semakin tipis, praktis akan mengakibatkan semakin besarnya radiasi sinar ultraviolet yang jatuh ke permukaan bumi dan dapat menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan dan juga kesehatan. Sinar ultraviolet juga dapat merusak tanaman dan mengurangi hasil panen. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa fitoplankton di laut, yang merupakan basis rantai makanan di laut, telah mengalami tekanan akibat ultraviolet. Tekanan ini dapat berdampak pada manusia berupa terpengaruhinya pasokan makanan dari laut (US EPA , Air Quality Archive). Dengan keberadaan lapisan ozon, maka dapat mengurangi sinar ultraviolet yang berbahaya jatuh ke permukaan bumi.

Saat ini lapisan ozon terus mengalami penipisan karena banyak terdapatnya zat-zat pencemar udara yang beredar di atmosfer. Zat- zat pencemar udara yang sangat berperan dalam proses penipisan lapisan ozon dikenal dengan ODS (Ozone Depleting Substances) diantaranya; Chlorofluorocarbons (CFCs), Hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), Halons, Methyl Bromide, Carbon Tetrachloride, dan Methyl Chloroform.

2. Kegunaan lapisan ozonOzon didapati dengan banyaknya pada atas stratosfera, dalam

kawasan yang juga dikenali sebagai lapisan ozon. Cara standard mengukur jumlah ozon di atmosfera ialah dengan menggunakan unit Dobson. Ozon digunakan dalam perkilangan diukur dengan ppm (parts per million – bahagian per sejuta) (sebagai contoh dedahan OSHA), dan peratus berat. Ozon juga diproduksi manusia untuk dipergunakan sebagai bahan pemurni air, pemutih, dan salah satu unsur pembentuk plastik. Di sini ozon menapis cahaya lampau ungu dari sinaran matahari yang berbahaya kepada kehidupan di bumi. Secara semula, ozon berhasil menolak atau menyaring cahaya ultraviolet dengan atmosfer bumi dan membentuk satu lapisan ozon pada ketinggian 50 kilometer. Manfaat lapisan ozon sangat penting karena ia menyerap radiasi ultra violet (UV) dari matahari untuk melindungi radiasi yang tinggi sampai ke permukaan bumi. Radiasi dalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang yang lebih pendek daripada cahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang adalah di antara 280 hingga 315 nanometer yang dikenali UV-B dan ia merusak hampir semua kehidupan. Dengan menyerap radiasi UV-B sebelum ia sampai ke permukaan bumi, lapisan ozon melindungi bumi dari efek radiasi yang merusak kehidupan. Ozon stratospheric juga memberi efek pada suhu atmosfer yang menentukan suhu dunia.

Hujan es dan Hujan asam pada lapisan ozonHujan yang normal seharusnya adalah hujan yang tidak membawa zat

pencemar dan dengan pH 5,6. Air hujan memang sedikit asam karena H2O yang ada pada air hujan bereaksi dengan CO2 di udara. Reaksi tersebut menghasilkan asam lemah H2CO3 dan terlarut di air hujan. Apabila air hujan tercemar dengan asam-asam kuat, mak pH-nya akan turun dibawah 5,6 maka akan terjadi hujan asam.Hujan asam sebenarnya dapat mencegah global warming, gas buang seperti SO2 penyebab hujan asam mampu memantulkan sinar matahari keluar atmosfer bumi sehingga dapat mencegah kenaikan temperatur bumi. Akan tetapi, efek samping dari hujan asam menghasilkan kerusakan lingkungan yang lebih parah dibandingkan global warming. Sebenarnya “hujan asam” merupakan istilah yang kurang tepat untuk menggambarkan jatuhnya asam-asam dari atmosfer ke permukaan bumi. Istilah yang lebih tepat seharusnya adalah deposisi asam, karena pengendapan asam dari atmosfir ke permukaan bumi tidak hanya melalui air hujan tetapi juga melalui kabut, embun, salju, aerosol bahkan pengendapan langsung. Istilah deposisi asam lebih bermakna luas dari hujan asam.

Pembentukan Asam di AtmosferDeposisi asam terjadi apabila asam sulfat, asam nitrat, atau asam klorida yang ada do atmosfer baik sebagai gas maupun cair terdeposisikan ke tanah, sungai, danau, hutan, lahan pertanian, atau bangunan melalui tetes hujan, kabut, embun, salju, atau butiran-butiran cairan (aerosol), ataupun jatuh bersama angin.Asam-asam tersebut berasal dari prekursor hujan asam dari kegiatan manusia (anthropogenic) seperti emisi pembakaran batubara dan minyak bumi, serta emisi dari kendaraan bermotor. Kegiatan alam seperti letusan gunung berapi juga dapat menjadi salah satu penyebab deposisi asam. Reaksi pembentukan asam di atmosfer dari prekursor hujan asamnya melalui reaksi katalitis dan photokimia. Reaksi-reaksi yang terjadi cukup banyak dan kompleks, namun dapat dituliskan secara sederhana seperti dibawah ini.Pembentukan Asam Sulfat (H2SO4)Gas SO2, bersama dengan radikal hidroksil dan oksigen melalui reaksi photokatalitik di atmosfer, akan membentuk asamnya.

SO2 + OH -> HSO3HSO3 + O2 -> HO2 + SO3SO3 + H2O -> H2SO4Selanjutnya apabila diudara terdapat Nitrogen monoksida (NO) maka radikan hidroperoksil (HO2) yang terjadi pada salah satu reaksi diatas akan bereaksi kembali seperti:NO + HO2 -> NO2 + OHPada reaksi ini radikal hidroksil akan terbentuk kembali, jadi selama ada NO diudara, maka reaksi radikal hidroksil akan terbantuk kembali, jadi semakin banyak SO2, maka akan semakin banyak pula asam sulfat yang terbentuk.

Pembentukan Asam Nitrat (HNO3)Pada siang hari, terjadi reaksi photokatalitik antara gas Nitrogen dioksida denan radikal hidroksil.

NO2 + OH -> HNO3 Sedangkan pada malam hari terjadi reaksi antara Nitrogen dioksida dengan ozonNO2 + O3 -> NO3 + O2NO2 + NO3 -> N2O5N2O5 + H2O -> HNO3Didaerah peternakan dan pertanian akan concong menghasilkan asam pada tanahnya mengingat kotoran hewan banyak mengandung NH3 dan tanah pertanian mengandung urea.

Pembentukan Asam Chlorida (HCl)

Asam klorida biasanya terbentuk di lapisan stratosfer, dimana reaksinya melibatkan Chloroflorocarbon (CFC) dan radikal oksigen O*CFC + hv(UV) -> Cl* + produkCFC + O* -> ClO + produkO* + ClO -> Cl* + O2Cl + CH4 -> HCl + CH3

A. PENYEBAB TERJADINYA HUJAN ASAM HUJAN ASAM Ada beberapa pendapat yang mengemukakan tentang penyebab terjadinya hujan asam, dalam hal ini saya mengutip dua pendapat yang di ambil dari internet.Pendapat pertama :Pada dasarnya Hujan asam disebabkan oleh 2 polutan udara, Sulfur Dioxide (SO2) dan nitrogen oxides (NOx) yang keduanya dihasilkan melalui pembakaran. Akan tetapi sekitar 50% SO2 yang ada di atmosfer diseluruh dunia terjadi secara alami, misalnya dari letusan gunung berapi maupun kebakaran hutan secara alami. Sedangkan 50% lainnya berasal dari kegiatan manusia, misalnya akibat pembakaran BBF, peleburan logam dan pembangkit listrik. Minyak bumi mengadung belerang antara 0,1% sampai 3% dan batubara 0,4% sampai 5%. Waktu BBF di bakar, belerang tersebut beroksidasi menjadi belerang dioksida (SO2) dan lepas di udara. Oksida belerang itu selanjutnya berubah menjadi asam sulfat (Soemarwoto O, 1992).Pendapat kedua :Hujan asam disebabkan oleh terbentuknya asam di udara akibat bertemunya uap air dengan gas gas pembentuk asam. Biasanya terjadi karena pencemaran udara di sekitar pabrik. Gas yang sering menjadi penyebab hujan asam antara lain:1. CO2 / karbon dioksida dan CO / karbon monoksida, yang berasal dari hasil pembakaran, polusi kendaraan bermotor, dll., yang ketika bertemu dengan uap air / H2O akan membentuk H2CO3 / asam karbonat yang termasuk asam lemah.

1. CO2 / karbon dioksida dan CO / karbon monoksida, yang berasal dari hasil pembakaran, polusi kendaraan bermotor, dll., yang ketika bertemu dengan uap air / H2O akan membentuk H2CO3 / asam karbonat yang termasuk asam lemah.2. H2S / hidrogen sulfida, SO2 / sulfur dioksida, yang berasal dari pembakaran / pemanasan belerang. Umumnya ditemukan di daerah industri berat, yang ketika bertemu dengan uap air / H2O akan membentuk H2SO4 / asam sulfat yang termasuk asam kuat.B. Derajat keasaman hujan asam tergantung kepekatan asamdalam udara, yang secara tidak langsung, sama artinya dengan derajat pencemaran udara di udara. Pada keadaan normal, hujan sebenarnya sudah bersifat asam karena keberadaan CO2 di udara. Tapi pHnya tidak jauh di bawah 7. Tapi pada daerah dengan pencemaran udara berat, keasamannya jauh lebih rendah lagi.C. Ada hubungan langsung antara hujan asam dengan korosi. Korosi, adalah pelapukan logam oleh zat zat oksidator. Asam, merupakan zat yang dapat dengan mudah mengoksidasi logam. Jadi ketika terjadi hujan asam, dapat dipastikan terjadi korosi pada logam yang terkena air hujan tersebut.

B. PENYEBAB TERJADINYA HUJAN ASAM

Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan.

Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman

C. GAMBARAN PROSES TERJADINYA HUJAN ASAMAtmosfir dapat mengangkut berbagai zat pencemar ratusan kilometer jauhnya, sebelum menjatuhkannya ke permukaan bumi dalam perjalanan jauh itu atmosfir bertidak sebagai reaktor kimia yang kompleks merubah zat pencemar setelah berinteraksi dengan substansi lain, uap air dan energi matahari. Pada kondisi tertentu sulfur oksida (SOx) dan nitrogen oksida (NOx) hasil pembakaran bahan bakar fosil akan bereksi dengan molekul-molekul uap air di atmosfir menjadi asam sulfat (H2SO4) dan asam nitrat (HNO3) yang selanjutnya turun ke permukaan bumi bersama air hujan yang dikenal hujan asam.Hujan asam telah menimbulkan masalah besar di daratan Eropa, Amerika Serikat dan di Negara Asia termasuk Indonesia. Dampak negatif dari hujan asam selain rusaknya bangunan dan berkaratnya benda-benda yang terbuat dari logam, juga terjadinya kerusakan lingkungan terutama mengasakan (acidification) danau dan sungai. Ribuan danau airnya telah bersifat asam sehingga tidak ada lagi kehidupan akuatik, dikenal dengan “danau mati”.

Upaya Pengendalian Deposisi Asam

Usaha untuk mengendalikan deposisi asam ialah menggunakan bahan bakar yang mengandung sedikit zat pencemae, menghindari terbentuknya zat pencemar saar terjadinya pembakaran, menangkap zat pencemar dari gas buangan dan penghematan energi.

a. Bahan Bakar Dengan kandungan Belerang RendahKandungan belerang dalam bahan bakar bervariasi. Masalahnya ialah sampai saat ini Indonesia sangat tergantung dengan minyak bumi dan batubara, sedangkan minyak bumi merupakan sumber bahan bakar dengan kandungan belerang yang tinggi.Penggunaan gas asalm akan mengurangi emisi zat pembentuk asam, akan tetapi kebocoran gas ini dapat menambah emisi metan. Usaha lain yaitu dengan menggunakan bahan bakar non-belerang misalnya metanol, etanol dan hidrogen. Akan tetapi penggantian jenis bahan bakar ini haruslah dilakukan dengan hati-hati, jika tidak akan menimbulkan masalah yang lain. Misalnya pembakaran metanol menghasilkan dua sampai lima kali formaldehide daripada pembakaran bensin. Zat ini mempunyai sifat karsinogenik (pemicu kanker).

b. Mengurangi kandungan Belerang sebelum PembakaranKadar belarang dalam bahan bakar dapat dikurangi dengan menggunakan teknologi tertentu. Dalam proses produksi, misalnya batubara, batubara diasanya dicuci untukk membersihkan batubara dari pasir, tanah dan kotoran lain, serta mengurangi kadar belerang yang berupa pirit (belerang dalam bentuk besi sulfida( sampai 50-90% (Soemarwoto, 1992).

c. pengendalian Pencemaran Selama PembakaranBeberapa teknologi untuk mengurangi emisi SO2 dan Nox pada waktu pembakaran telah dikembangkan. Slah satu teknologi ialah lime injection in multiple burners (LIMB). Dengan teknologi ini, emisi SO2 dapat dikurangi sampai 80% dan NOx 50%.

Caranya dengan menginjeksikan kapur dalam dapur pembakaran dan suhu pembakaran diturunkan dengan alat pembakar khusus. Kapur akan bereaksi dengan belerang dan membentuk gipsum (kalsium sulfat dihidrat). Penuruna suhu mengakibatkan penurunan pembentukan Nox baik dari nitrogen yang ada dalam bahan bakar maupun dari nitrogen udara.

Pemisahan polutan dapat dilakukan menggunakan penyerap batu kapur atau Ca(OH)2. Gas buang dari cerobong dimasukkan ke dalam fasilitas FGD. Ke dalam alat ini kemudian disemprotkan udara sehingga SO2 dalam gas buang teroksidasi oleh oksigen menjadi SO3. Gas buang selanjutnya "didinginkan" dengan air, sehingga SO3 bereaksi dengan air (H2O) membentuk asam sulfat (H2SO4). Asam sulfat selanjutnya direaksikan dengan Ca(OH)2 sehingga diperoleh hasil pemisahan berupa gipsum (gypsum). Gas buang yang keluar dari sistem FGD sudah terbebas dari oksida sulfur. Hasil samping proses FGD disebut gipsum sintetis karena memiliki senyawa kimia yang sama dengan gipsum alam.

d. Pengendalian Setelah PembakaranZat pencemar juga dapat dikurangi dengan gas ilmiah hasil pembakaran. Teknologi yang sudah banyak dipakai ialah fle gas desulfurization (FGD) (Akhadi, 2000. Prinsip teknologi ini ialah untuk mengikat SO2 di dalam gas limbah di cerobong asap dengan absorben, yang disebut scubbing (Sudrajad, 2006). Dengan cara ini 70-95% SO2 yang terbentuk dapat diikat. Kerugian dari cara ini ialah terbentuknya limbah. Akan tetapi limbah itu dapat pula diubah menjadi gipsum yang dapat digunakan dalam berbagai industri. Cara lain ialah dengan menggunakan amonia sebagai zat pengikatnya sehingga limbah yang dihasilkan dapat dipergunakan sebagi pupuk.Selain dapat mengurangi sumber polutan penyebab hujan asam, gipsum yang dihasilkan melalui proses FGD ternyata juga memiliki nilai ekonomi karena dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misal untuk bahan bangunan. Sebagai bahan bangunan, gipsum tampil dalam bentuk papan gipsum (gypsum boards) yang umumnya dipakai sebagai plafon atau langit-langit rumah (ceiling boards), dinding penyekat atau pemisah ruangan (partition boards) dan pelapis dinding (wall boards).