UNIVERSITAS INDONESIA PENCEMARAN UDARA DAN ATMOSFER (VIENNA CONVENTION FOR THE PROTECTION OF THE OZONE LAYER DAN MONTREAL PROTOCOL)

(1)

1 UNIVERSITAS INDONESIA

PENCEMARAN UDARA DAN ATMOSFER (VIENNA CONVENTION FOR THE PROTECTION OF THE OZONE LAYER DAN MONTREAL PROTOCOL)

MATA KULIAH HUKUM LINGKUNGAN INTERNASIONAL

ARYANI SRI HARTANTI (0906519116) GRACE GABRIELLA BINOWO (0906519596)

IBRAHIM SIREGAR (0906519715)

FAKULTAS HUKUM

PROGRAM STUDI ILMU HUKUM DEPOK, JAWA BARAT

MEI 2012

(2)

2 DAFTAR ISI

BAB I. PERMASALAHAN OZONE DEPLETION………3 BAB II. PRINSIP-PRINSIP YANG BERLAKU DALAM PERLINDUNGAN

LAPISAN OZON……… 33 BAB III. VIENNA CONVENTION FOR THE PROTECTION OF OZONE

LAYER……… 36 BAB IV. THE MONTREAL PROTOCOL……….. 39 BAB V. TINDAKAN PERLINDUNGAN ATMOSFER YANG DILAKUKAN

INDONESIA……… 51

BAB VI. PERDAGANGAN ILLEGAL OZONE DEPLETION SUBSTANCE………. 52

(3)

3 BAB I.

PERMASALAHAN OZONE DEPLETION

Ozone depletion menjadi suatu masalah yang esensial dalam permasalahan polusi udara dalam hukum lingkungan internasional. Namun, sebelum masuk lebih jauh dalam permasalahan ozone depletion dan bagaimana aktivitas manusia berperan besar dalam meningkatkannya, perlu lah bagi kita untuk mengetahui secara mendasar apa yang dimaksud dengan ozon, dimanakah ozon tersebut terletak di atmosfer, bagaimana ia terbentuk di atmosfer dan mengapa kita harus peduli mengenai masalah ozon tersebut. Dengan demikian, kita memiliki pengetahuan dasar yang cukup mengenai permasalahan ozon.

Ozon adalah suatu gas yang secara alami telah ada di atmosfer dunia (suatu molekul yang terbentuk secara alami

¹

). Setiap molekul ozon memiliki tiga atom oksigen (oxygen) dan dikenal secara kimiawi sebagai 0

3

. Ozon pertama kali ditelaah keberadaannya pada suatu eksperimen laboratorium pada era tahun 1800-an. Keberadaan ozon sendiri di atmosfer kemudian diungkap melalui metode penggunaan zat kimia dan metode pengukuran optikal. Kata ozon sendiri berasal dari bahasa Yunani, ozein, yang memiliki arti “untuk mencium” (dalam artian mencium bau).

Ozon memiliki bau yang kuat, sehingga ia dapat dideteksi, bahkan dalam jumlah yang sangat sedikit. Ozon bereaksi secara cepat dengan berbagai kandungan kimia (chemical compounds) dan dapat terbakar dalam jumlah yang terkonsentrasi. Ampas/pengeluaran dari alat-alat elektronik pada umumnya digunakan untuk menghasilkan ozon, misalnya dalam proses industri pada penjernihan/purifikasi air dan udara atau proses pemutihan (bleaching) pada bahan-bahan tekstil dan produk makanan

²

.

Ozon di satu sisi memiliki efek yang secara dramatis berbeda-beda, tergantung pada lokasi dimana ozon tersebut berada

³

. Pada umumnya (sekitar 90%), ozon dapat ditemukan di

1 NOAA, ESRL Integrating Theme : Stratospheric Ozone Depletion and Recovery, hal. 3.

2 UNEP, Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer : 2010 Update. Panel Review Meeting for the 2010 Ozone Assesment (Les Diablerets, Swiss pada 28 Juni – 2 Juli 2010), hal. Q1.

3 F. Sherwood Rowland, “The Ozone Depletion Phenomenon” dalam Beyond Discovery the Path from Research to Human Benefit. National Academy of Sciences, April 1996, hal. 2.

(4)

4 stratosfer, yang dimulai sejak ketinggian 10 – 16 kilometer (atau sekitar 6 – 10 mil) dari permukaan bumi, yang kemudian dapat mencapai ketinggian sekitar 50 kilometer (31 mil).

Lapisan stratosfer ini dengan tingkat konsentrasi ozon yang paling tinggi, yang secara umum dikenal sebagai “lapisan ozon” (ozone layer). Lapisan ozon ini meluas menaungi keseluruhan permukaaan bumi dengan berbagai variasi ketinggian dan ketebalan. Sedangkan, sisa ozon (sekitar 10 %) lainnya terletak pada lapisan troposfer, yang menjadi lapisan paling bawah dari atmosfer bumi, terletak antara permukaan bumi dan lapisan stratosfer

⁴

.

Molekul ozon memiliki ketersediaan yang relatif sedikit di atmosfer. Di stratosfer, di dekat konsentrasi paling pekat dari lapisan ozon, pada umumnya terdapat sejumlah ribuan molekul ozon atas setiap biliun molekul udara (1 biliun secara matematis sama dengan 1000 miliar). Secara umum, molekul udara ini dapat berbentuk oksigen (oxygen atau 0

2

) atau molekul- molekul nitrogen (nitrogen atau N

2

). Di lapisan troposfer, dekat permukaan bumi, jumlah ozon yang tersedia lebih sedikit, dengan tipikal kisaran dari 20 hingga 100 molekul ozon atas setiap biliun molekul-molekul udara. Hasil jumlah nilai ozon paling tinggi di permukaan, biasanya diciptakan oleh polusi udara yang disebabkan oleh aktivitas manusia

⁵

.

Sebagai gambaran atas ketersediaan yang relatif rendah atas ozon di dalam atmosfer, kita dapat membayangkan keseluruhan molekul ozon yang terletak di troposfer dan stratosfer turun ke bawah hingga ke permukaan bumi dan secara merata mendistribusikan molekul-molekul ini ke dalam suatu lapisan gas yang mengitari keseluruhan globe. Lapisan ozon murni yang dihasilkan dapat memiliki ketebalan rata-rata sekitar tiga millimeter (sekitar satu per sepuluh inchi). Walaupun jumlahnya kecil secara keseluruhan, bagian fraksi yang sangat kecil atas atmosfer memiliki peranan yang penting dalam melindungi kehidupan di bumi. Mengapa ? sebab lapisan ozon di stratosfer ini memiliki sejumlah fungsi, di antaranya :

a. Ia melindungi bagian paling bawah dari atmosfer (troposfer) dan permukaan bumi dari radiasi ultraviolet („UV‟) matahari yang merusak,

4 UNEP, Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer : 2010 Update. Loc.cit.

5 Ibid.

(5)

5 b. Ia memiliki pengaruh terhadap komposisi kimiawi di lapisan bawah atmosfer yang dapat membatasi jumlah dan tipe (wavelength distribution) radiasi matahari yang melewatinya,

c. Ia mengubah struktur temperatur pada stratosfer dan sehingga mempengaruhi pula atmosfer yang ditranspor dan tercampur, dan

d. Ia berkontribusi atas ozon yang terletak di lapisan atas troposfer, dimana ozon menjadi suatu gas rumah kaca yang penting (greenhouse gas)

⁶

.

Ozon terbentuk melalui suatu proses kimiawi yang memiliki sejumlah tahapan-tahapan yang dalam prosesnya memerlukan sinar matahari. Proses kimiawi yang membentuk ozon ini menghasilkan lapisan ozon yang memiliki kisaran ketebalan rata-rata sekitar 3 milimeter, dimana walaupun ini hanya merupakan bagian kecil dari atmosfer

⁷

. Di lapisan stratosfer, ozon terbentuk dalam proses yang dimulai dengan molekul oksigen yang terurai oleh radiasi ultraviolet yang berasal dari matahari. Ia terbentuk secara alami melalui reaksi kimia tersebut, dimana oksigen sendiri membentuk 21 % dari keseluruhan atmosfer. Pada tahap awal, radiasi sinar matahari memecah satu molekul oksigen untuk menghasilkan dua atom oksigen (0

2

menjadi 2 0).

Kemudian, di tahap yang kedua, setiap atom yang sangat reaktif ini berkombinasi dengan sebuah molekul oksigen untuk menghasilkan molekul ozon (0

3

). Reaksi ini terjadi secara terus menerus setiap saat radiasi matahari ada di stratosfer. Sebagai hasil, produksi ozon terbanyak terjadi di stratosfer kawasan tropis. Produksi ozon di stratosfer ini distabilisasikan oleh reaksi kimia yang merusak ozon itu sendiri. Reaksi-reaksi kimia ini bereaksi secara terus menerus dengan sinar matahari dan berbagai variasi zat kimia yang dihasilkan baik secara natural maupun dari aktivitas manusia, yang berlangsung di stratosfer. Dalam setiap reaksinya, sebuah molekul ozon hilang dan berbagai bahan kimia pun dihasilkan. Gas-gas penting yang reaktif kemudian menghancurkan ozon adalah hidrogen (hydrogen), nitrogen oksida (nitrogen oxides), dan gas-gas lain yang mengandung klorine (chlorine) dan bromin (bromine). Sebagian ozon di stratosfer

6 A.R. Ravishankara, Michael J. Kurylo dan Christine A. Ennis (eds)., Trends in Emissions of Ozone- Depleting Substances, Ozone Layer Recovery, and Implications for Ultraviolet Radiation Exposure. United States Climate Change Science Program, Synthesis and Assessment Product 2.4. , November 2008., hal. 23.

7 Ibid.

(6)

6 kemudian secara rutin ditransportasikan ke lapisan yang di bawahnya (troposfer) dan terkadang mempengaruhi jumlah ozon di permukaan bumi, khususnya wilayah bumi yang tidak terpolusi.

Gambar 1. Perubahan atom oksigen menjadi ozon.

Sumber : http://www.ucar.edu/learn/images/3oxygen.gif

Sedangkan, ozon di troposfer yang dekat dengan permukaan bumi, diproduksi melalui reaksi kimia yang mengikutsertakan gas-gas yang sumbernya terbentuk secara alami maupun dari polusi. Reaksi dalam produksi ozon di lapisan ini biasanya mengandung gas-gas hidrokarbon dan nitrogen oksida, termasuk ozon itu sendiri, dan memerlukan sinar matahari untuk menyelesaikan prosesnya. Pengeluaran dari bahan bakar fossil menjadi sumber utama dari gas polutan yang kemudian menghasilkan produksi ozon di lapisan troposfer. Produksi ozon dekat permukaan tidak secara signifikan berkontribusi terhadap ketersediaan ozon di lapisan stratosfer. Jumlah ozon di stratosfer menjadi terlalu kecil jika kita bandingkan dan berpindahnya udara permukaan (surface air) ke stratosfer menjadi tidak cukup. Seperti halnya di lapisan stratosfer, ozon di lapisan troposfer dihancurkan secara natural melalui reaksi kimia dan melalui reaksi yang melibatkan zat kimia yang dihasilkan oleh kegiatan manusia. Ozon troposfer dapat juga dihancurkan saat ozon bereaksi dengan berbagai sumber, misalnya tanah dan tumbuhan.

Ketersediaan ozon di atmosfer pada stratosfer dan troposfer ditentukan melalui keseimbangan (balance) antara proses kimiawi yang menghasilkan dan merusak ozon.

Keseimbangan ini dinilai melalui intensitas sinar matahari, lokasi di atmosfer, temperatur dan

(7)

7 berbagai faktor lainnya. Saat kondisi atmosfer berubah menjadi lebih “menyukai” reaksi yang memproduksi ozon, maka di sejumlah lokasi tertentu ketersediaan ozon kemudian meningkat.

Sama halnya, jika kondisi berubah untuk lebih “menyukai” reaksi lain yang menghancurkan ozon, maka ketersediaannya menjadi berkurang. Keseimbangan reaksi produksi dan penghancuran ini menentukan distribusi global atas ozon dalam jangka waktu dari hari ke bulan.

Ozon global telah berkurang dalam jangka waktu dekade terakhir oleh karena jumlah gas reaktif yang mengandung klorin dan bromin telah meningkat di lapisan stratosfer akibat kegiatan manusia yang menghasilkannya

⁸

.

Gambar 2. Ketersediaan Ozone di Atmosfer, Ozon Troposfer dan Stratosfer Sumber : http://www2.sunysuffolk.edu/mandias/global_warming/images/ozone_atmosphere.gif

8 UNEP, Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer : 2010 Update. Op.cit., hal. Q2.

(8)

8 Gambar 3. Produksi Ozon di Stratosfer

Sumber : http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/Resources/Image250.gif

Mengapa kita harus peduli mengenai masalah ozon ?. Hal ini dikarenakan pada dasarnya, ozon di stratosfer menghisap radiasi matahari yang secara biologis berbahaya. Ozon di stratosfer dianggap sebagai “ozon yang baik” (good ozone) untuk manusia dan berbagai kehidupan lain oleh karena ia menghisap radiasi UV-B dari matahari. Jika radiasi UV-B ini tidak dihisap, maka ia akan dapat mencapai permukaan bumi dengan jumlah yang dapat mengganggu berbagai bentuk kehidupan di dunia. Efek pada manusia misalnya, meningkatnya paparan manusia ke radiasi UV-B dapat meningkatkan resiko kanker kulit, katarak, dan mengganggu sistem imun tubuh. Paparan atas radiasi UV-B sebelum seseorang mencapai dewasa dan paparan kumulatif dua faktor bahaya kesehatan yang penting. Kelebihan paparan atas UV-B juga dapat merusak kehidupan tanaman terestrial, organisme bersel satu dan ekosistem perairan/aquatik. Berbagai bentuk radiasi yang lain, UV-A, jika tidak dihisap secara signifikan oleh ozon, maka akan mengakibatkan penuaan kulit secara prematur.

Pada tahun 1970-an, telah ditemukan bahwa gas-gas yang mengandung atom klorin dan

bromin yang dihasilkan oleh kegiatan manusia dapat mengakibatkan berkurangnya ozon di

lapisan stratosfer (stratospheric ozone depletion). Gas-gas ini, dikenal sebagai sumber gas

(9)

9 halogen, dan juga sebagai Ozone depletion substances (“ODSs”), yang secara kimiawi melepaskan atom-atom klorin dan bromin setelah mereka mencapai stratosfer. Ozone depletion meningkatkan radiasi UV-B permukaan yang berada di atas jumlah yang secara alami terbentuk.

Kemudian, ozon yang berada di dekat permukaaan bumi karena hasil ampas dari jumlah yang ada secara alami adalah “ozon jahat” (bad ozone). Inilah yang dibentuk melalui reaksi yang mengikutsertakan gas-gas polutan yang dihasilkan oleh kegiatan manusia. Meningkatnya ozon permukaan di bawah jumlah alami menimbulkan bahaya bagi manusia, tumbuhan, dan berbagai sistem kehidupan yang lain oleh karena reaksi ozon yang secara kuat merusak atau mengubah banyak molekul biologis lainnya. Paparan ozon yang tinggi dapat mengurangi jumlah produksi pangan dan pertumbuhan hutan. Pada manusia, paparan ozon pada level tinggi dapat mengurangi kapasitas paru-paru, menimbulkan sakit pada dada, iritasi tenggorokan, dan batuk-batuk, juga memperburuk kondisi kesehatan sebelumnya yang berkaitan dengan fungsi hati dan paru-paru.

Sebagai tambahan, meningkatnya ozon troposfer dapat membawa pada pemanasan permukaan bumi, oleh karena ozon merupakan gas rumah kaca (greenhouse gases). Efek negatif dari sisa ozon troposfer secara kontras secara tajam dengan proteksi akibat radiasi UV-B yang berbahaya yang didapatkan dari ketersediaan ozon stratosfer

⁹

. Berdasarkan berbagai studi mengenai efek radiasi UV-B pada lingkungan di bumi, ditemukan sejumlah penemuan, di antaranya :

a. Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi UV-B pada ganggang laut Antartika pertama kali dilaksanakan oleh biologis University of California di tahun 1993, pada saat berkurangnya ozon di kutub selatan berada pada tingkat maksimum nya. Walaupun tingkat pertumbuhan ganggang telah dianalisis sebanyak 6 ke 12 persen lebih sedikit dari angka normal, namun hal ini dikatakan sebagai pengurangan yang signifikan, namun bukan pengurangan dalam tingkat yang parah. Terlihat bahwa meningkatnya radiasi UV-B di kutub selatan tidak secara serius mempengaruhi kehidupan perairan, misalnya plankton-plankton, ikan-ikan, dan mamalia lainnya.

Studi atas efek meningkatnya radiasi UV-B terhadap 200 jenis tanaman pertania telah menunjukkan bahwa hamper setengah dari spesies yang di tes terpengaruh secara

9 Ibid.

(10)

10 berlainan antara yang satu dengan lainnya. Beberapa spesises beradaptasi terhadap meningkatnya radiasi UV-B, namun sebagian lainnya mendapat gangguan yang serius. Satu variasi dari kacang hijau dikatakan tidak mendapatkan pengaruh sama sekali, namun varietas lainnya menunjukkan pengurangan sebanyak 25 persen dalam pertumbuhannya.

b. Radiasi UV-B mengakibatkan meningkatanya penyakit katarak di hewan dan manusia. Sebagai contoh, terdapat lebih banyak penduduk yang tinggal di kawasan dengan ketinggian yang tinggi yang menjadi pasien katarak di Bolivia dan Tibet, dimana radiasi UV-B menjadi lebih kuat dari pada di ketinggian yang lebih rendah.

Berdasarkan proyeksi 7 persen pengurangan ozon atas wilayah lintang tinggi belahan bumi bagian utara, terdapat kenaikan sebanyak 3 persen terhadap terjadinya penyakit katarak.

c. Oleh karena akibatnya yang membahayakan terhadap DNA, radiasi UV-B dapat memicu malfungsi reprodusi terhadap sel yang dipaparkan, misalnya skin tissue, sepertu yang telah dibuktikan pada tikus. Akibat yang paling sering ditimbulkan adalah penyakit kanker non-melanoma, umumnya squamous dan karsinoma- karsinoma sel basal yang dapat disembuhkan. Diprediksi bahwa pengurangan satu persen dari total ozon akan meningkatkan 2 persen terjadinya penyakit kanker kulit pada manusia.

d. Meningkatnya resiko penyakit kanker melanoma juga berkaitan dengan radiasi UV.

Melanoma adalah bentuk yang paling serius dari penyakit kanker non-melanoma dan berkaitan dengan peningkatan angka kematian (mortalitas). Studi epidemologi terakhir mengaitkan tingkat paparan atas sinar matahari di masa kecil dengan semakin meningkatnya penyakit melanoma di kemudian hari dalam hidup manusia.

e. Studi laboratorium yang menggunakan tikus telah menunjukkan peningkatan paparan

terhadap radiasi UV-B, yang juga mengurangi kemampuan tikus dalam melawan

penyakit kulit. Penelitian tersebut menjelaskan bahwa sangat dimungkinkan bahwa

sistem kekebalan tubuh hewan telah terganggu oleh sinar UV. Manusia yang

(11)

11 diperlakukan dengan immuno-suppresive, pengobatan transplantasi organ anti- rejection, juga mengalami peningkata resiko penyakit kanker akibat paparan terhadap sinar matahari

¹⁰

.

Gambar 4. Proteksi atas Radiasi UV oleh Lapisan Ozon.

Sumber : http://www.ozoneunit.me/files/images/uv_protection.jpg

Melimitasi emisi dari sebagian polutan-polutan umum mengurangi produksi dari ozone sisa di udara yang berada di sekitar manusia, tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan. Emisi alami yang berasal dari biosfer, umumnya dari pohon-pohonan, juga berpartisipasi dalam reaksi-reaksi yang menghasilkan ozon. Sumber-sumber utama dari polutan-polutan termasuk kota-kota besar dimana konsumsi bahan bakar fossil dan dimana banyak terdapat aktivitas industri.

10 J. Richard Mayer, Connection in Environmental Science A Case Study Approach. (Columbus, Ohio : McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2000), hal. 268-269.

(12)

12 Di tengah ketiadaan aktivitas manusia, ozon masih dapat ditemukan di dekat permukaan bumi dan menjangkau keseluruhan troposfer dan stratosfer karena ozon adalah komponen alami dari suatu atmosfer yang bersih. Ozon memiliki peranan yang penting dalam atmosfer selain hanya untuk menyerap radiasi UV saja. Sebagai contoh, ozon menginisiasi pengurangan kimiawi dari berbagai macam polutan, misalnya karbon monoksida (CO) dan nitrogen oksida (NO

_X

), juga sejumlah gas-gas rumah kaca, misalnya metana (CH

₄

). Sebagai tambahan, penyerapan radiasi UV-B oleh ozon adalah suatu sumber panas di stratosfer, yang menyebabkan temperatur meningkat menuju ketinggian tertentu. Temperatur stratosferik mempengaruhi kestabilan produksi ozon dan proses-proses pengrusakannya dan pergerakan udara yang meredistribusikan ke keseluruhan stratosfer.

Bagaimana keseluruhan ozon terdistribusikan ke keseluruhan bumi ?. Distribusi total dari ozon atas bumi bervariasi sesuai lokasi dalam kerangka waktu yang bervariasi dari harian ke musiman. Variasi-variasi ini disebabkan oleh pergerakan skala besar dari udara stratosfer, produksi kimiawi dan pengrusakan atas ozon itu sendiri. Ozon secara keseluruhan secara umum berada di titik terendah di garis khatulistiwa (equator) dan berada di titik yang paling tinggi di kawasan kutub. Keseluruhan ozon di berbagai lokasi di bumi didefinisikan sebagai keseluruhan dari ozon di atmosfer secara langsung atas lokasi tersebut. Ozon pada umumnya berada di lapisan ozon stratosferik dan sebagian kecil (10%) didistribusikan ke keseluruhan troposfer.

Total nilai ozon secara umum adalah sering disebutkan di dalam Dobson units sebagai “DU”.

Nilainya secara tipikal bervariasi di antara 200 dan 500 DU atas keseluruhan bumi. Molekul- molekul ozon diperlukan untuk keseluruhan ozon menjadi 500 DU atas keseluruhan bumi, sebagai contoh, juga dapat membentuk sebuah lapisan gas ozon yang murni atas permukaan bumi yang memiliki ketebalan hanya 5 milimeter (sekitar 0,2 inchi).

Dobson unit ini dinamakan demikian, karena pertama kali ditemukan oleh G.M.B.

Dobson yang pertama kali mengukur konsentrasi ozon dalam atmosfer pada tahun 1920an dan

tahun 1930an. Untuk membayangkan bagaimana suatu Dobson unit, kita dapat membayangkan

dengan memisahkan semua molekul-molekul yang ada di stratosfer dalam lapisan-lapisan

tunggal, misalnya sebuah lapisan molekular ojsigen, lapisan molekular nitrogen, dan sebuah

lapisan ozon. Jika semua molekul-molekul di dalam lapisan ini dikompresasi pada suhu standar

(13)

13 dan tekanan (tekanan estándar di dalam atmpsfer mencapai 760 mm merkuri atau 101.3 kPa, dan estándar temperatur dalam membekukan air adalah 0˚C), 100 DU dapat mencapai tinggi sekitar 1 milimiter molekul. Terdapat sekitar 300 DU ozon yang setara dengan 3 milimeter. Dengan demikian, terdapat 3 milimeter ozon yang melindungi bumi terhadap radiasi ultraviolet matahari.

Sudah jelas bahwa molekul-molekul ozon ini tidak berada di dalam satu lapisan tunggal yaitu dengan ketebalan 3 milimeter, namun kebanyakan dari molekul-molekul ini tersebar di keseluruhan stratosfer

¹¹

. Dobson unit dihitung menggunakan Dobson spectrophotomer, yang menentukan tingkat ozon dari dasar ke atas dengan mengukur radiasi UV-B atas empat gelombang (wavelengths) yang berbeda dimana dua diantaranya menyerap UV-B dan dua lainnya tidak menyerap UV-B. Satu DU didefinisikan sebagai ketebalan 0,01 mm dari ozon pada suhu 0˚C dan 1 atmosfer atas tekanannya. Sebagai contoh, 100 DU akan menunjukkan tingkat ozon yang dihitung dalam membentuk satu lapisan setebal 1 mm jika ia berada dalam suhu 0˚C dan 1 atmosfer pada tekanannya

¹²

.

Total ozon amat bervariasi sesuai dengan posisi garis bujur atas bumi, dimana nilai terbesar nya adalah pada garis lintang tengah dan tinggi di setiap musim. Ini merupakan hasil dari tingkat produksi ozon dari radiasi UV yang mencapai rata-rata paling tinggi di zona tropis/khatulistiwa dan skala besar sirkulasi udara di stratosfer yang secara perlahan memindahkan ozon tropis ke kawasan kutub. Akumulasi ozon di garis lintang tengah dan tinggi meningkatkan ketebalan (atau jangkauan vertikal) dari suatu lapisan ozon, dan di waktu yang bersamaan, juga keseluruhan ozonnya. Kontrasnya, nilai dari keseluruhan ozon adalah yang paling rendah di kawasan tropis di setiap musim (kecuali di lubang ozon) oleh karena ketebalan dari lapisan ozon adalah yang paling kecil di sini pula.

Total ozon juga sangat bervariasi dengan musimnya. Maret dan September merepresentasikan musim semi awal dan musim gugur di belahan bumi utara dan belahan bumi selatan. Juni dan Desember juga sama halnya merepresentasikan awal musim panas dan musim dingin. Total ozon menunjukkan nilai maksimumnya pada garis lintang tinggi semasa musim

11 Robert K. Kaufmann dan Cutler J. Cleveland, Environmental Science. (New York : McGraw-Hill, 2008), hal. 296.

12 J. Richard Mayer, Op.cit., hal. 271.

(14)

14 semi sebagai hasil dari meningkatnya perpindahan ozon dari wilayah asal/sumbernya di kawasan tropis menuju kawasan kutub pada masa musim gugur akhir dan musim dingin. Perpindahan ozon ini lebih melemah/berkurang pada periode-periode musim panas dan pada awal musim gugur dan menjadi lebih lemah secara keseluruhan di belahan bumi selatan. Bagian penting dari perubahan ozon musiman adalah perusakan kimiawi secara natural yang terjadi pada siang hari yang terjadi secara terus menerus di stratosfer kawasan kutub, yang menyebabkan total ozon berkurang secara bertahap menuju titik nilai yang paling rendahnya di awal musim gugur.

Siklus musiman yang terjadi secara natural ini dapat diobservasi di belahan bumi bagian utara, dengan peningkatan nilai total ozon di Artik selama musim dingin, yang mencapai maksimum bersihnya di musim semi, dan nilainya berkurang dari musim panas hingga musim gugur. Di kawasan Antartika, mínimum dari total ozon diobservasi selama musim semi.

Minimum sebagai konsekuensi dari lubang ozon, yang menjelaskan kerusakan kimiawi yang meluas atas ozone oleh karena ODSs , pada musim semi. Di akhir tahun 1970an, sebelum lubang ozon muncul setiap tahunnya, tingkat ozon yang paling tinggi dapat ditemukan pada masa musim semi di Antartika. Sekarang, nilai paling rendah dari keseluruhan ozon di seluruh bumi dan di setiap musim dapat ditemukan di Antartika. Setelah musim semi, nilai-nilai rendah ini menghilang dari peta ozon secara total oleh karena udara kutub bercampur dengan udara lintang yang lebih rendah yang membawa nilai ozon yang lebih tinggi.

Di kawasan tropis, total ozon yang berubah atas keseluruhan musim semi-panas-gugur- dingin adalah lebih kecil dari kawasan kutub. Hal ini dikarenakan oleh perubahan secara musiman yang disebabkan oleh cahaya matahari dan perpindahan ozon yang lebih sedikit di kawasan tropis dibanding kawasan kutub.

Total ozon amatlah bervariasi dengan garis lintang dan garis bujur dalam musimannya.

Pola seperti ini yang berubah dalam kerangka waktu harian ke musiman, disebabkan oleh dua

alasan utama. Pertama, pergerakan udara alami yang mencampur dan menyatukan wilayah-

wilayah stratosfer yang memiliki nilai ozon yang tinggi dan yang memiliki nilai ozon yang

rendah. Sistem cuaca troposfer dapat sementara waktu mengubah ketebalan dari lapisan ozon di

suatu wilayah dan dengan demikian juga dapat mengubah total ozon. Variasi geografis atas

pergerakan udara ini sebaliknya menyebabkan variasi atas distribusi total dari ozon. Kedua, ozon

(15)

15 bervariasi sebagai hasil dari balans atas produksi kimiawi dan proses-proses yang hilang saat udara berpindah ke dan dari berbagai lokasi yang berbeda atas keseluruhan bumi. Keseimbangan ini sebagai contoh, adalah yang paling sensitif terhadap cahaya matahari di suatu wilayah/kawasan

¹³

.

Jumlah dari suatu ozon di atmosfer dihitung melalui instrument di permukaan bumi dan dibawa ke atas melalui balon udara, pesawat atau satelit. Beberapa instrumen menghitung ozon secara lokal (local measurements) dengan cara secara terus menerus mendorong suatu sampel udara ke dalam ruang deteksi. Setelah udara masuk ke dalam ruang deteksi, ozon diukur dengan menggunakan absorpsi cahaya ultraviolet (UV) atau dengan menggunakan arus listrik atau cahaya yang dihasilkan di dalam reaksi kimia yang mengikutsertakan ozon. Pendekatan terakhir yang dipergunakan adalah apa yang di dalam konstruksi dari “ozonesondes” yang ringan, modul pengukuran ozon yang cocok untuk digunakan di dalam balon udara yang kecil. Balon-balon ini bergerak cukup jauh dari atmosfer untuk mengukur ozone di lapisan ozon stratosfer.

Ozonesondes dilepaskan secara reguler di berbagai lokasi di seluruh permukaan bumi. Instrumen pengukuran ozon lokal yang menggunakan skema deteksi optikal dan kimiawi juga dipergunakan secara rutin di pesawat penelitian untuk mengukur distribusi ozon di troposfer dan stratosfer bagian bawah. Pesawat penelitian yang mampu terbang di ketinggian atmosfer yang lebih tinggi dapat mencapai lapisan ozon di setiap lokasi di seluruh bumi dan mencapai yang paling jauh di lapisan yang paling tinggi. Pengukuran ozon juga dilakukan secara rutin oleh sejumlah penerbangan pesawat komersil. Pengukuran ozon dari kejauhan (remote measurements) dari keseluruhan total ozon dan ketinggian distribusi dari ozon didapatkan dengan cara mendeteksi ozon dari kejauhan melalui suatu instrumen. Pengukuran yang paling jauh atas ozon bergantung pada absorpsi yang unik dari radiasi UV. Sumber dari radiasi UV bisa didapatkan dari matahari, laser dan cahaya bintang. Sebagai contoh, satelit menggunakan radiasi absorpsi dari radiasi matahari UV dengan atmosfer atau dengan mengabsorpsi cahaya matahari yang tersebar dari permukaan bumi untuk mengukur ozon atas hampir keseluruhan permukaan bumi sehari-hari. Laser juga secara rutin dipergunakan di situs darat atau pada pesawat penelitian untuk mendeteksi ozon atas jarak berkilometer jauhnya dari lintasan cahaya laser. Suatu jaringan

(16)

16 detektor berbasis darat menghitung ozon dengan mendeteksi perubahan yang terjadi di dalam jumlah radiasi UV matahari yang mencapai permukaan bumi. Instrumen pengukuran ozon lainnya menggunakan absorpsi atas infrared atau radiasi yang dapat terlihat atau emisi dari microwave atau infrared. Pengukuran emisi memiliki kelebihan dalam pengukuran ozon jarak jauh pada malam hari, yang secara khusus menjadi penting dalam mendapatkan sampel atas kawasan kutub yang selalu diselimuti kegelapan secara terus menerus

¹⁴

.

Gambar 5. Instrumen pengukur Ozon

Sumber : http://www.theozonehole.com/images/ozone.38.jpg

(17)

17 Bagaimana sesungguhnya tahapan-tahapan umum dalam proses ozone depletion di lapisan stratosfer yang disebabkan oleh aktivitas manusia ? Berikut tahapannya :

1. Emission, Accumulation and Transport

Proses ini bermula melalui emisi (emission) di permukaan bumi bersumber dari gas-gas yang mengandung halogen klorin dan bromin. Sumber gas halogen inilah yang merupakan ODSs, yang termasuk kimiawi manufaktur yang dilepaskan ke atmosfer melalui berbagai aplikasi, misalnya sistem refrigerasi pada kulkas, pendingin ruangan (air conditioning) dan foam blowing. Klorofluorokarbon atau CFC adalah contoh penting dari gas yang mengandung klorin. Sumber-sumber gas yang diemisikan kemudian berakumulasi (accumulation) di atmosfer bawah (troposfer) dan kemudian berpindah (transportation) melalui pergerakan udara alami. Akumulasi terjadi karena sebagian besar sumber gas-gas menjadi paling tidak reaktif di atmosfer yang lebih rendah. Jumlah kecil dari gas-gas ini kemudian berpencar dan pecah di perairan samudera. Reaktivitas rendah dari gas yang terhalogenisasi ini menjadikan mereka paling cocok untuk diaplikasikan secara khusus misalnya dalam sistem refrigerasi.

Sejumlah gas-gas yang terhalogenisasi diemisikan dalam kuantitas yang kecil dari sumber- sumber alami. Emisi ini juga berakumulasi di dalam troposfer, yang kemudian ditransportasikan ke stratosfer dan berpartisipasi di dalam reaksi pengrusakan ozon. Gas yang teremisikan secara alami ini adalah bagian dari keseimbangan produksi ozon dan pengrusakan sebelum dikeluarkan gas halogen manufaktur dalam jumlah yang besar.

2. Conversion, reaction and removal

Sumber-sumber gas halogen tidak bereaksi secara langsung dengan ozon. Setelah ia berada

di atmosfer, sumber-sumber gas halogen secara kimiawi berubah (conversion) menjadi gas-

gas halogen yang reaktif dengan radiasi UV dari matahari. Tingkat konversi ini berkaitan

dengan jangka waktu atmosferik dari suatu gas. Gas-gas dengan jangka waktu yang lebih

lama akan memiliki tingkat konversi yang lebih lambat dan dapat bertahan lebih lama di

atmosfer setelah diemisikan. Molekul-molekul gas-gas yang diemisikan dengan jangka waktu

atmosferik yang lebih lama dari beberapa tahun, bersirkulasi di antara troposfer dan stratosfer

beberapa kali, dan rata-rata, sebelum konversi berlangsung.

(18)

18 Gas-gas reaktif yang terbentuk dari sumber-sumber gas halogen bereaksi (reaction) untuk menghancurkan ozon di stratosfer. Rata-rata pengurangan dari total ozon yang disebabkan oleh gas-gas reaktif adalah yang paling kecil di daerah tropis dan paling besar di kawasan lintang yang tinggi. Di kawasan kutub, reaksi permukaan yang terjadi pada temperatur rendah di awan stratosferik kutub (polar stratospheric clouds) secara garis besar meningkatkan ketersediaan dari kebanyak gas klorin reaktif, klorin monoksida. Hal ini mengakibatkan sejumlah kerusakan ozon di kawasan kutub pada akhir musim dingin dan pada awal musim semi.

Setelah beberapa tahun, udara di dalam stratosfer kembali ke troposfer, membawa pula gas- gas halogen yang reaktif, Gas-gas ini kemudian dihilangkan (removal) dari atmosfer melalui hujan dan presipitasi lainnya atau disimpan di tanah pada permukaan bumi atau permukaan samudera. Penghilangan ini memberikan akhir bagi pengrusakan ozon dengan atom-atom bromin dan klorin yang pertama kali dikeluarkan ke atmosfer sebagai komponen-komponen dari molekul-molekul sumber gas halogen.

Sumber gas halogen dengan jangka waktu yang lebih pendek (kurang dari satu tahun) melalui suatu pengubahan (conversion) di troposfer, yang memproduksi gas-gas halogen reaktif dan komponen-komponen lainnya. Sumber-sumber gas molekul-molekul yang yang tidak mengalami pengubahan di troposfer, ditransportasikan ke stratosfer karena kebanyakan telah dihilangkan melalui presipitasi. Contoh yang penting atas gas-gas halogen yang melalui penghilangan (removal) troposferik adalah hidrokluorofluorokarbon (HCFCs), metil bromide (CH

3

BR) dan gas-gas yang mengadung iodin

¹⁵

.

(19)

19

Gambar 6. Tahap-tahap umum dalam ozone depletion di lapisan stratosfer

(20)

20 Sumber:

http://www.derm.qld.gov.au/images/environmental_management/soe/atmosphere/atm os_so_figb_steps.gif

Satu yang menjadi fokus perhatian dari Protokol Montreal adalah Ozone depletion

substances (ODSs) yang sebelumnya telah dijelaskan menjadi yang berperan dalam

menimbulkan “ozon jahat” (bad ozon), yang diemisikan melalui sumber-sumber gas halogen

oleh aktivitas manusia. Protokol Montreal ini dikenal dengan nama resmi yaitu Montreal

Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer tahun 1987, yang diikuti oleh sejumlah

Amandemen dan Perubahan (Adjustments). Protokol ini, sekarang diratifikasi oleh 196 negara

anggota Perserikatan Bangsa-Bangsa, menentukan kontrol yang mengikat secara hukum atas

produksi nasional dan konsumsi dari ODSs. Produksi dan konsumsi dari secara umum dari ODSs

oleh negara-negara maju dan negara-negara berkembang akan hampir hilang sebelum

pertengahan Abad ke-21. Sumber-sumber gas halogen yang hanya memiliki sumber alami

(bukan dari aktivitas manusia) tidak diklasifikasikan sebagai ODSs. ODSs adalah substansi yang

dimanufaktur untuk sejumlah kegunaan industri dan produk konsumen yang sebagian besar

menghasilkan emisi dari gas-gas ini ke atmosfer. Emisi ODSs ini telah meningkat sejak

pertengahan hingga akhir abad ke 20, dan mencapai puncaknya pada akhir tahun 1980an dan saat

ini sedang menurun jumlahnya. Sebagian besar fraksi dari emisi ODSs mencapai atmosfer dan

mengakibatkan ozone depletion oleh karena atom bromin dan klorin saling bereaksi untuk

menghancurkan ozon. ODSs hanya mengandung karbon, klorin dan fluorine dikenal sebagai

klorofluorokarbon (chlorofluorocarbons) yang kita kenal pula sebagai CFCs. CFCs bersama

karbon tetraklorida (CCI

₄

) dan metilkloroform (CH

₃

CCI

₃

) secara historis telah menjadi sumber

gas-gas halogen berisi klorin yang penting yang dihasilkan oleh aktivitas manusia. ODSs ini dan

berbagai gas halogen pengandung klorin lainnya telah diaplikasikan dalam berbagai produk,

misalnya kulkas, AC pendingin ruangan, foam blowing, propellan aerosol dan komponen

pembersih metal dan elektronik lainnya. ODSs lainnya adalah yang mengandung bromin. Yang

paling penting diantara gas-gas ini adalah halon dan metil bromida (CH

₃

BR). Halons adalah gas

holokarbon yang biasa digunakan untuk memadamkan api (fire extinguisher). Halons biasanya

digunakan untuk melindungi instalasi komputer, perangkat keras militer, dan mesin pesawat

komersil. Sebagai konsekuensi, halon yang dikeluarkan, biasanya berbentuk Halon-1211 dan

(21)

21 Halon-1301 adalah gas-gas halon yang paling banyak dikeluarkan dalam aktivitas manusia. Metil bromida di sisi lain biasa digunakan untuk bahan kimia pertanian dan pengharum sebelum pengapalan (pre-shipping fumigant)

¹⁶

.

Terdapat sejumlah sumber-sumber gas halogen yang terdapat di stratosfer yang memiliki banyak sumber alami. Ini termasuk metil klorida (CH

₃

Cl) dan metil bromida (CH

₃

Br). Keduanya diemisikan oleh ekosistem samudera dan terrestrial. Sumber alami dari kedua gas ini berkontribusi terhadap sekitar 17% dari klorin di stratosfer di tahun 2008 dan sekitar 30% dari bromin. Sumber-sumber gas-gas yang memiliki masa hidup yang pendek mengandung bromin, misalnya bromoform (CHBr

₃

) juga dikeluarkan ke atmosfer umumnya dari aktivitas biologis di samudera. Hanya sebagian kecil dari emisi-emisi ini yang mencapai stratosfer, karena gas-gas ini secara cepat menghilang dari menghilang di lapisan bawah atmosfer. Kontribusi dari gas-gas yang berumur pendek ini kepada bromin stratosferik diperkirakan sekitar 28% , namun dalam hal ini muncul ketidakpastian. Kontribusi atas klorin stratosferik dari gas-gas terklorinisasi yang berumur pendek ini berasal dari sumber alami dan manusia yang lebih sedikit (kurang dari 3%).

Jumlah dari klorin dan bromin di stratosfer di stratosfer yang berasal dari sumber alami dinilai sebagai cukup konstan sejak pertengahan abad ke-20, sehingga tidak dapat dikatakan sebagai penyebab dari berkurangnya ozon (ozone depletion) seperti yang telah diobservasi sejak tahun 1980an.

Gas-gas lainnya yang mengandung klorin dan bromin dikeluarkan melalui aktivitas manusia. Sebagai contoh umum adalah penggunaan gas klorin untuk disinfektan kolam renang, air limbah, pembakaran bahan bakar fossil, pembakaran biomassa dan berbagai proses industrial lainnya. Emisi-emisi ini tidak berkontribusi secara signifikan terhadap jumlah klorin dan bromine karena sumber global adalah sedikit, atau gas-gas yang diemisikan, dan produk-produk degradasi yang berumur pendek (sangat reaktif atau sangat mudah larut). Sebagai konsekuensi, isi dari klorin dan bromin dari gas-gas ini terhindar dari mencapai stratosfer dalam jumlah yang signifikan.

(22)

22 Setelah diemisikan, sumber-sumber gas halogen adalah kemudian secara alami hilang dari atmosfer atau melalui suatu proses pengubahan kimia di troposfer atau stratosfer. Waktu yang diperlukan dalam penghilangan atau pengubahan adalah sekitar 60% dari sebuah gas yang seringkali disebut dengan jangka waktu atmosferik (atmospheric lifetime). Jangka waktu bervariasi dari kurang dari 1 tahun hingga 100 tahun sebagai gas-gas prinsipal yang mengandung klorin dan bromin. Gas-gas yang berumur panjang pada umum dihancurkan di stratosfer dan yang pasti keseluruhan halogen yang telah diemisikan tersedia dan berpartisipasi dalam perusakan ozon stratosferik. Gas-gas dengan jangka waktu yang pendek (sebagai contoh HCFC, metil bromida, metil klorida dan gas-gas lain yang berumur pendek) adalah secara kecil pengrusakan di troposfer dan hanya sebagian fraksi dari halogen yang diemisikan berkontribusi ke pengurangan ozon di stratosfer.

Jumlah dari gas yang diemisikan terdapat di atmosfer merepresentasikan keseimbangan antara tingkat emisi dan jangka waktu dari gas. Tingkat emisi dan jangka waktu atmosferik sangat bervariasi atas sumber-sumber gas. Sebagai contoh, ketersediaan dari CFCs yang umum dan halons telah berkurang sejak tahun 1990 sementara gas-gas lain yang bersubstitusi, HCFCs, terus meningkat dalam Protokol Montreal. Dalam dekade mendatang, ketersediaan emisi dari semua gas yang terkontrol diharapkan akan berkurang sesuai dengan pengaturan dalam Protokol Montreal

¹⁷

.

Dalam kaitannya dengan Ozone depletion potentials (“ODP”), sumber-sumber halogen diperbandingkan efektivitasnya untuk menghancurkan ozon stratosferik dengan menggunakan ODP. Suatu gas dengan ODP yang lebih besar menghancurkan lebih banyak ozon dalam jangka waktu atmosferiknya. ODP dihitung secara relatif terhadap CFC-11, yang memiliki ODP yang didefinisikan sebagai satuan 1 ODP. Kalkulasinya, yang memerlukan penggunaan model komputer, menggunakan basis perbandingan pengurangan ozon dari suatu massa yang setara atas setiap gas-gas yang diemisikan ke atmosfer. Halon-1211 dan Halon-1301 memiliki ODP yang secara signifikan lebih besar daripada CFC-11 dan kebanyakan gas-gas lain yang diemisikan karena bromin pada umumnya lebih efektif (sekitar 60 kali) dasar per atom (on a per-atom basis) daripada klorin dalam reaksi kimia untuk menghancurkan ozon. Gas-gas dengan nilai ODP yang

(23)

23 kecil pada umumnya memiliki jangka waktu atmosferik yang lebih pendek atau atau memiliki lebih sedikit atom-atom klorin dan bromin.

Fluorin dan Iodin adalah juga atom-atom halogen. Setelah sumber-sumber gas mengalami pengubahan (conversion) di stratosfer, isi fluorine dari gas-gas ini tertinggal dalam bentuk kimiawi yang tidak menimbulkan pengurangan ozon (ozone depletion). Sebagai konsekuensi, sumber-sumber gas halogen yang mengandung fluorine dan bukan halogen-halogen lainnya tidak diklasifikasikan sebagai ODSs. Iodin adalah komponen dari beberapa gas-gas yang yang secara alami diemisikan melalui samudera. Walaupun iodin dapat berpartisipasi dalam reaksi perusakan ozon, sumber-sumber gas yang mengandung iodin ini pada umumnya memiliki jangka waktu yang pendek, dan sebagai hasilnya, hanya menimbulkan bagian kecil yang dapat mencapai stratosfer. Terdapat banyak ketidakpastian di dalam bagaimana emisi-emisi ini bervariasi dalam musim dan wilayah geografis (geographical region).

Gas-gas non halogen lainnya yang mempengaruhi ketersediaan ozon stratosfer juga telah meningkat di stratosfer oleh karena emisi yang dihasilkan oleh aktivitas manusia. Contoh penting nya misalnya adalah metana (CH

4

) dan nitrus oksida (N

2

O) yang bereaksi di stratosfer untuk menghasilkan uap air (water vapor), hidrogen reaktif dan nitrogen oksida, pada khususnya.

Produk-produk yang reaktif ini berpartisipasi dalam perusakan ozon stratosferik. Meningkatnya ketersediaan dari N

2

O dan CH

4,

juga CO

2

diperkirakan secara signifikan akan mempengaruhi ozon stratosferik di masa depan melalui efek yang berkombinasi dengan suhu, angin dan kimia.

Walaupun sebagian dari gas-gas ini merupakan bagian dari Protokol Kyoto, oleh karena mereka juga adalah gas rumah kaca (climate gas), mereka tidak dapat diklasifikasikan sebagai ODSs dalam Protokol Montreal. Walaupun emisi masa lalu atas ODSs masih mendominasi pengurangan ozon global, emisi masa kini dari N

₂

O dari aktivitas manusia akan menghancurkan lebih banyak ozon stratosferik daripada emisi masa kini dari segala ODSs

¹⁸

.

Emisi dari aktivitas-aktivitas manusia dan proses alami merepresentasikan sumber yang paling besar dari gas-gas yang mengandung klorin dan bromin yang masuk ke dalam stratosfer.

Pada saat ia dipaparkan kepada radiasi UV dari matahari, sumber gas-gas halogen ini berubah

(24)

24 (conversion) menjadi gas-gas mengandung klorin dan bromin yang lebih reaktif. Sebagian dari gas-gas bertindak sebagai penampungan kimia (chemical reservoirs) yang berubah ke dalam bentuk gas-gas yang paling reaktif, yaitu klorin monoksida (ClO) dan bromin monoksida (BrO).

Gas-gas paling reaktif berpartisipasi dalam reaksi katalistik yang secara efisien menghancurkan ozon. Kebanyakan gunung berapi mengemisikan gas-gas halogen reaktif yang telah siap terurai dan pecah di dalam air dan selalu tercuci dari atmosfer sebelum dapat sampai stratosfer

¹⁹

. Gas- gas reaktif yang mengandung klorin dan bromin yang menghancurkan ozon stratosferik di dalam siklus katalistik terdiri atas dua atau lebih reaksi yang berlainan. Sebagai hasilnya, suatu atom klorin atau bromin tunggal dapat menghancurkan banyak molekul ozon sebelum ia meninggalkan stratosfer. Dengan cara ini, sejumlah kecil dari klorin atau bromin yang reaktif memiliki pengaruh yang luas atas lapisan ozon. Suatu situasi khusus berkembang di kawasan kutub pada akhir musim dingin atau awal musim semi dimana peningkatan dari gas yang paling reaktif, klorin monoksida, menyebabkan berkurangnya ozon yang parah

²⁰

.

ODSs dapat ditemukan di setiap lapisan ozon, karena mereka ditransportasikan dari jarak yang jauh oleh pergerakan udara atmosfer. Berkurangnya lapisan ozon di Antartika yang parah, yang dikenal sebagai lubang ozon atau ―ozone hole‖ terjadi oleh karena kondisi kimiawi dan atmosferik tertentu yang terjadi di Antartika dan tidak di daerah lainnya di bumi. Suhu yang begitu dingin di stratosfer Antartika mengakibatkan terbentuknya PSCs. Reaksi khusus yang terjadi di PSCs, berkombinasi dengan isolasi relatif dari udara stratosferik kutub, mengakibatkan klorin dan bromin bereaksi untuk menghasilkan lubang ozon musim semi Antartika

²¹

. Parahnya pengurangan ozon di Antartika pertama kali diumumkan pada pertengahan tahun 1980an.

Laporan penemuan tersebut diumumkan pada tahun 1985. Jumlah pengirangan ozon itu sendiri bervariasi dari sekitar 15 persen ke 80 persen. Di tahun 1988, pengurangan ozon mencapai 15 persen. Jumlah pengurangan yang paling sedikit tersebut dikatakan berkaitan dengan fakta bahwa pada tahun 1988, terdapat lebih sedikit awan stratosferik kutub yang ada di Antartika.

Kontrasnya, tahun-tahun setelahnya, pengurangan ozon menjadi lebih tinggi. Wilayah yang

(25)

25 mengalami pengurangan ozon yang paling tinggi terdapat di stratosfer bawah pada ketinggian di antara 14 dan 24 kilometer (sekitar 9 – 15 mil), dimana terdapat awan stratosferik kutub.

Ketebalan dari lapisan ozon di atas Antartika pada musim semi telah berkurang sejak tahun 1970an dan wilayah geografis yang mengalami pengurangan ozon tersebut pun semakin meningkat. Lubang ozon mencapai paling besar nya pada tahun 1995, dan keberadaan lubang tersebut berakhir lebih lama dibandung tahun sebelumnya. Pengurangan menjadi lebih besar daripada 80 persen dalam lima minggu berturut-turut. Ukuran dari wilayah yang mengalami pengurangan ozon menjadi signifikan dan telah meningkat dari jutaan kilometer persegi di akhir tahun 1970an dan pada awal 1980an pada sekitar 22 juta kilometer persegei hingga hari ini (dalam perbandingannya, adalah seluas wilayah Amerika Serikat digabung dengan Kanada dan Alaska)

²²

. Pengurangan ozon Antartika terjadi secara musiman, terjadi pada umumnya pada akhir musim dingin dan pada awal musim semi (Agustus – November). Pengurangan yang paling puncak terjadi di awal Oktober saat ozon sudah sering secara komplit rusak atas suatu ketinggian tertentu, yang kemudian mengurangi total ozon sebanyak dua pertiga pada sejumlah lokasi.

Pengurangan ozon yang parah di Antartika ini mengakibatkan timbulnya lubang ozon yang dapat dilihat pada foto-foto total ozon di Antartika melalui observasi satelit. Di kebanyakan tahunnya, area maksimum dari lubang ozon telah melebihi dari besar dari benua Antartika itu sendiri

²³

.

22 Daniel B. Botkin dan Edward A. Keller, Environmental Science Earth As A Living Planet. Ed.3. (New York : John Willey & Sons, Inc., 2000), hal. 516-517.

(26)

26 Gambar 7. Kondisi Lapisan Ozon di Antartika dari 1980 ke 2001.

Sumber :

http://www.kennuncorked.com/images_multiple_locations/sus_history_ozone_hole.jpg

(27)

27 Gambar 8. Kondisi Lapisan Ozon di Antartika dari 9 September 2006 – 9 September

2010.

Sumber : http://www.gmes-atmosphere.eu/about/highlights/MACC_ozone_hole_1.png Pengurangan yang signifikan atas lapisan ozon di kawasan Artik juga terjadi beberapa tahun ini pada akhir periode musim dingin dan awal musim semi (Januari – Maret). Akan tetapi, pengurangan maksimum tidak lebih parah dari apa yang telah diobservasi di Antartika dan menjadi lebih bervariasi dari tahun ke tahun. Suatu lubang ozon yang besar dan muncul berulang kali ditemukan di stratosfer Antartika, namun tidak dengan di stratosfer Artik

²⁴

. Vorteks pada kawasan kutub juga menutup kawasan kutub utara, namun secara umum lebih lema dan tidak bertahan lama. Namun, pengurangan ozon juga terjadi di kutub utara, dan saat vorteks tersebut memecah, ia mengirimkan pula massa udara yang kurang ozon ke arah selatan, dimana hal ini mencapai daerah-daerah berpopulasi tinggi di Eropa dan Amerika Utara. Pada bulan Januari

(28)

28 tahun 1992, data satelit mengindikasikan bawhaw massa udara dalam jumlah besar yang mengandung klorin monoksida (ClO) tingkat tinggi terdapat di sekitar Eropa utara. Klorin monoksida ini sering disebut pula sebagai “smoking gun‖ dalam permasalahan ozon, karena ia memainkan peranan yang besar dalam pengurangan ozon. Dispekulasikan bahwa apabila vorteks kawasan kutub utara muncul selama lebih dari sebulan atau lebih, maka berkurangnya ozon di masa udara yang terpengaruh dapat mencapai 39 persen hingga 40 persen. Massa udara tahun 1992 dengan tingkat konsentrasi klorin monoksida yang tinggi terdeteksi di sekitar Eropa dari Inggris Raya hingga kawasan Eropa utara lainnya. Kekhawatiran yang muncul akibat adanya vorteks di kawasan kutub dan pengurangan ozon adalah ia cenderung memecah dan kemudian membawa massa udara yang kekurangan ozon tersebut ke arah selatan, dibandingkan vorteks kutub Antartika yang lebih stasioner atau tidak sering bergerak kemana-mana. Akan tetapi, pada tahun 1987, massa udara yang kruang ozon yang sebelumnya terbentu dari Antartika bergerak menuju utara Melbourne, Australia. Pada bulan Desember pada tahun tersebut, kot tersebut melaporkan rekor tingkat konsentrasi yang rendah atas ozon stratosfer

²⁵

.

25 Daniel B. Botkin dan Edward A. Keller, Op.cit, hal. 518-519.

(29)

29 Gambar 9. Kondisi Lapisan Ozon di Artik dari tahun 1979 – 2011.

Sumber : http://www.gmes-atmosphere.eu/news/ozone_mar2011/ozone_loss2011.jpg

Pengurangan dari lapisan ozon global mulai secara bertahap sejak tahun 1980an dan

mencapai maksimum sebesar 5% di awal 1990an. Pengurangan tersebut kemudian telah

berkurang dan sekarang menjadi rata-rata sekitar 3,5% di seluruh bumi. Pengurangan rata-rata

mencapai variasi alami dari tahun ke tahun atas total ozon secara global. Ozon yang hilang

adalah paling kecil di dekat khatulistiwa dan semakin meningkat sesuai dengan garis lintang

menuju kawasan kutub. Pengurangan yang lebih besar di daerah kutub disebabkan oleh

(30)

30 kerusakan ozon pada akhir musim dingin atau awal musim semi yang terjadi di sana setiap tahunnya

²⁶

.

Sampai dengan awal 1970, telah relatif dipahami bahwa peran klorin, bromin dan beberapa zat-zat kimia lainnya dalam perusakan ozon hanyalah suatu bagian yang terjadi secara alami dalam keseimbangan atmosfer. Baru pada tahun 1974, F. Sherwood Rowland dan Mario Molina mempublikasikan penjelasan yang kredibel mengenai apa yang sesungguhnya terjadi pada CFCs dan perannya yang potensial dalam perusakan lapisan ozon. Artikel tersebut dipublikasikan dalam majalah Nature yang dalam suatu judul yang cukup “berat” yaitu Stratospheric Sink for Chlorofluoromethanes : Chlorine Atoms – Catalyzed Destruction of Ozone

²⁷

, yang mengargumentasikan bahwa inersia dari CFCs dapat menjadi lebih stabil di lapisan atmosfer bawah, sebagian dikarenakan oleh lapisan ozon yang memblok radiasi UV-B dari mempenetrasi melalui stratosfer. Walaupun CFCs adalah menjadi lebih berat dari kebanyakan molekul atmosfer, CFCs yang diemisikan melalui permukaan bumi dapat bermigrasi ke stratosfer karena terjadinya perubahan yang konstan di atmosfer. Saat di Atmosfer, Molina dan Rowland berhipotesis bahwa radiasi UV dapat memecah CFCs, dan mengeluarkan klorin yang sangat reaktif (Cl) dan molekul-molekul klorin oksida (ClO). Molekul-molekul ini menghasilkan suatu chain reaction dimana satu atom klorin reaktif, dapat menghancurkan ribuan molekul-molekul ozon stratosferik. Dengan demikian CFCs menjadi suatu katalis, yang mengubah keseimbangan alami dari pembuatan ozon dan perusakan atau penghancurannya.

Yang terjadi kemudian bukanlah terbentuknya suatu lubang ozon, namun penipisan ozon yang berhubungan pula dengan kemampuannya dalam menyerap radiasi.

Tiga puluh tahun sejak publikasi dari artikel majalah Nature tersebut, teori dasar Molina dan Rowland tidak pernah secara serius ditantang oleh teori lainnya. Di tahun 1995, kedua ilmuwan tersebut sama-sama berbagi penghargaan Nobel bidang Kimia dengan Paul Crutzen atas penemuan yang berkaitan dengan ozone depletion. Mekanisme atas rusaknya lapisan ozon kemudian semakin dijelaskan secara lebih lengkap. Mungkin, yang paling penting, adalah hubungan yang jelas antara konsentrasi dari komponen perantara (sebagai contoh, ClO) dan

27 239 NATURE 810 (1974)

(31)

31 konsentrasi ozon yang telah ditemukan di Antartika. Penelitian ini, yang dilaksanakan melalui pesawat yang dapat terbang di ketinggian yang amat tinggi dan dipublikasikan pada tahun 1987, menunjukkan hubungan pertama yang jelas antara konsentrasi senyawa klorin dengan pengurangan ozon. Ini dan bukti lainnya telah mengkonfirmasi peran dari CFCs dan substansi buatan manusia lainnya dalam pengurangan ozon, yang menujuk pada konsensus yang hampir universal atas ilmuwan-ilmuwan di seluruh dunia mengenai berkurangnya ozon

²⁸

.

Banyak publikasi awal dari ozone depletion berfokus mengenai masalah lubang ozon Antatika yang terjadi secara berulang kali. Ozone depletion terjadi paling parah di Antartika oleh karena reaksi perusakan ozon yang dikatalisasi oleh ODSs terjadi paling cepat di permukaan atmospherik dari kristal es mikro. Kristal-kristal es ini menjadi umum di daerah yang paling dingin, sebagai contoh pada awan-awan stratosferik kutub di Antartika di musim dingin. Selama dekade terakhir, pengukuran dari ozon yang hilang telah dilakukan di hampir seluruh permukaan bumi, dengan pengecualian di wilayah khatulistiwa. Berikut kutipan dari suatu laporan UNEP di tahun 1974

²⁹

yang menunjukkan penjelasan yang baik atas penemuan yang sama :

―Over the past 10–15 years, there has been a large, rapid and unexpected loss of ozone in the stratosphere each spring above Antarctica. Every spring up to 95 percent of stratospheric ozone is destroyed at a height of 12–24 km above the earth’s surface—the heart of the polar ozone layer. Satellite observations show that the ozone hole is sometimes larger than the area of the United States. The latest measurements show that throughout the entire stratosphere, from 12 to 50 km above the surface, half the ozone layer above Antarctica is destroyed each spring. Scientific theory did not predict this scale of destruction. The rate at which ozone in the stratosphere above mid-to high latitudes is now disappearing is much faster than was predicted.* * *

The ozone layer is not only diminishing above Antarctica. In mid-December 1987, following what was, until 1991, the deepest Antarctic ozone hole ever, ground-based observations showed a sudden drop of about 10 percent in stratospheric ozone above southern Australia and New Zealand, which lasted for the rest of the month.

Reduced ozone levels have now been measured year-round at latitudes much nearer the Equator, in both hemispheres, and the evidence suggests that these decreases are largely due to chlorine and bromine.

Decreases in winter in the northern hemisphere have been recorded since the 1970s but there is now evidence of significant decreases in the spring and summer in both hemispheres at both middle and high latitudes (as much as 3.5 percent at 45 ˚ N in summer over the period 1979–91).

The rate of loss appears to be accelerating. The loss per decade was about 2 percentage points higher during the 1980s than during the 1970s TTT Ozone layer depletion has also occurred in the northern hemisphere. In northern mid-latitudes, the ozone layer in the 38–43 km slice of the stratosphere thinned by 5–13 percent between 1979 and 1986. Ozone continues to thin during the winter at altitudes of 25 km

28 UNEP, SCIENTIFIC ASSESSMENT OF OZONE DEPLETION (1994).

29 UNEP, THE IMPACT OF OZONE LAYER DEPLETION 9, 12–13 (1994).

(32)

32 and below. It is now thought inevitable that an Arctic ozone hole will form, though it is unlikely to be as deep or long-lived as its Antarctic counterpart‖.

Tingkat perusakan ozon itu sendiri telah berkurang dalam kurun waktu tahun-tahun terakhir, akan tetapi seberapa besar jumlah stratospheric ozone depletion tidak dapat kita ekspektasikan turun pula ke dasar hingga setidaknya tahun 2010, dimana titik dari kepanjangan atas pengurangan tersebut menjadi lebih sedikit dari waktu ke waktu. Sebagai contoh, di tahun 2006, lubang ozon Antartika mencapai luasnya yang paling besar, yaitu 10, 6 juta mil kuadrat. Di sisi lain, lapisan ozon juga telah berkurang sebanyak 60% di Artik dan 15% di keseluruhan wilayah Eropa

³⁰

. Sebuah laporan di tahun 2002 dari Scientific Assesment Panel atas Protokol Montreal

³¹

menjelaskan penemuan berikut mengenai berkurangnya ozon :

“Synthesis Finding 2: The ozone layer will remain vulnerable

The ozone layer will remain particularly vulnerable during the next decade or so, even with full compliance by all Parties with the Montreal Protocol control measures. Springtime Antarctic ozone depletion due to halogens has been large throughout the last decade, with the monthly total column ozone amounts in September and October about 40 to 55% below pre-ozone-hole values. * * *

Estimates of the cumulative losses in the Arctic total column ozone amounts during the last four years range up to about 25%. * * *

Relative to the pre ozone- hole abundances of 1980, the 1997–2001 losses in total column (i.e. overhead) ozone amounts are:

1 about 4% at northern mid-latitudes in winter/spring;

1 about 2% at northern mid-latitudes in summer/fall; and 1 about 6% at southern mid-latitudes on a year-round basis.

2b. Calculations based on relationships with total ozone and total irradiance suggest that UV irradiance has increased by 6–14% as compared to pre-ozone hole values at more than 10 sites distributed over mid-and high latitudes of both hemispheres‖.

30 Lihat Joe Kirwin, Ozone Depletion: Severe Stratospheric Ozone Losses in the Arctic Described by Europe, NASA, BNA–IED, Apr. 6, 2000; Lihat pula Antarctic Ozone Hole Is Largest Measured, THE WASH.

POST, A11, Oct. 20, 2006.

31 Executive Summary, Synthesis of the 2002 Reports of the Scientific Assessment Panel (SAP), Environmental Effects Assessment Panel (EEAP), Technology and Economic Assessment Panel (TEAP) of the Montreal Protocol (2002).

(33)

33 BAB II.

PRINSIP-PRINSIP YANG BERLAKU DALAM PERLINDUNGAN LAPISAN OZON

Konvensi Vienna tahun 1985 mengenai Proteksi Lapisan Ozon (the 1985 Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) telah mendefinisikan lapisan ozon sebagai :

―the layer of atmospheric ozone above the planetary boundary layer‖.

Ini tidak berarti bahwa lapisan ozon tersebut adalah secara hukum dan secara fisik merupakan bagian dari ruang angkasa. Lapisan ozon tetap menjadi bagain dari atmosfer, dan sebagian jatuh dalam area yang masuk sebagai common property, dan sebagian masuk dalam area yang masuk dalam kedaulatan nasional suatu negara. Tujuan utama dari konvensi ini untuk mendefinisikan lapisan ozon tersebut adalah untuk mengindikasikan apa yang termasuk sebagai ozon stratosferik, dan tidak dengan ozone tingkat rendah (low-level ozone) yang disini dapat kita pandang sebagai polutan udara. Definisi ini sesungguhnya memperlakuakan ksesluruhan lapisan ozon stratosferik sebagai suatu global unity, tanpa menunjuk pada konsep hukum lainnya mengenai kedaulatan, shared resources, atau common property, akan tetapi lebih menujuk kepada common resource atau common interest, tanpa memandang siapa yang menikmati kedaulatan atas ruang udara yang dimilikinya. Hal penting lainnya, dikemukakan dalam Resolusi Majelis Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa (UN General Assembly) Res 43/53 yang mendaklarasikan bahwa perubahan iklim global sebagai the common concern of mankind

³²

. Hal yang penting perlu kita garis bawahi adalah bahwa :

a. Perubahan iklim global memiliki status yang sama halnya dengan lapisan ozon, b. Totalitas dari atmosfer global sekarang dapat dijelaskan sebagai common concern of

mankind.

32 Boyle, dalam Churchill dan Freestone (eds.), International Law and Global Climate Change (London, 1991).

(34)

34 Dalam hal ini, Perserikatan Bangsa-Bangsa telah mengenal artifisialitas dari batas territorial dan ketidakcukupan untuk memperlaukan perubahan iklim global sama halnya dengan polusi udara lintas batas, yang dimana solusi regional atau bilateral masih menjadi yang lebih tepat

³³

.

Prinsip lain yang juga berlaku dalam perlindungan lapisan ozon adalah prinsip common but differentiated responsibility. Publisis Nina E. Bafundo

³⁴

, menjelaskan bahwa :

―Common but Differentiated Responsibility (―CDR‖) seeks to remedy global environmental problems with participation from all corners of the world. "Common" suggests that global concerns, like ozone depletion, affect every country

³⁵

. "Responsibility" is "differentiated," or administered in distinct ways among developed and developing countries to address these concerns

³⁶

. CDR presumes that developed, industrialized countries are disproportionately responsible for creating global environmental problems, and thus they should take the lead in finding solutions

³⁷

. Further, because developing countries are unable to contribute financially to a global solution, the international community holds them to a much lesser degree of responsibility

³⁸

. However, CDR appreciates the importance of including developing countries in the search for solutions, because as their economies grow and industrialize, developing countries may cause massive environmental damage in the future

³⁹

.

Even though use of the phrase "CDR" is recent, the principle of differentiated responsibility has evolved over a number of years in international law

⁴⁰

." The 1972 Stockholm Declaration of the U.N. Conference

33 Patricia Birnie dan Alan Boyle, International Law & The Environment., Op.cit., hal. 502.

34 Nina E. Bafundo, Compliance with the Ozone Treaty: Weak States and the Principle of Common But Differentiated Responsibility, AM. U. INT‟L L. REV. 21:461 (2008). hal. 467-468.

35 Lihat Christopher D. Stone, Common but Differentiated Responsibilities in International Law, 98 AM. J.

INT'L L. 276, hal.276 (menjelaskan bahawa isu-isu lingkungan yang serius seperti berkurangnya ozon dan global warming sebagai isu yang tidak mengenal batas geografis).

36 Lihat Michael Weisslitz, Comment, Rethinking the Equitable Principle of Common but Differentiated Responsibility: Differential Versus Absolute Norms of Compliance and Contribution in the Global Climate Change Context, 13 COLO. J. INT'L ENVTL. L. & POL'Y 473, 473-78 (2002), hal. 476 (membedakan antara negara yang satu dengan negara yang lainnya untuk menentukan tingkat tanggung jawab dan menemukan solusi-solusi yang paling efisien.

37 Lihat Proceedings of the Ninety-Sixth Annual Meeting of the American Society of International Law, Common but Differentiated Responsibility, 96 AM. Soc'Y INT'L L. PROC. 358, 358 (2002) [dalam hal ini disebut sebagai ASIL Proceedings 2002] (komentar dari Christopher C. Joyner) (mengaplikasikan konsep CDR dalam usaha komunitas internasional untuk menangani emisi gas rumah kaca dan perubahan iklim). Negara-negara industri bertanggung jawab atas mayoritas emisi-emisi tersebut, dan dengan demikian U.N. Framework Convention on Climate Change tahun 1992 tidak mengikut sertakan negara miskin, dan negara-negara berkembang dari persyaratan reduksi emisi yang mengikat).

38 Lihat Weisslitz, Op.cit, hal. 476.

39Lihat Duncan French, Developing States and International Environmental Law: The Importance of Differentiated Responsibilities, 49 INT'L & COMP. L.Q. 35, 50 (2000). (melaporkan bahwa negara-negara berkembang memiliki empat per lima dari populasi global dan banyak area wilayah dari massa daratan yang dimilikinya belum terindustrialisasi).

40 Lihat Stone, Op.cit., hal. 278. Lihat pula General Agreement on Tariffs and Trade Pasal. 18, 30 Oktober, 1947, 61 Stat. Al l, 55 U.N.T.S. 187, 252 (“giving special consideration to "contracting parties ... the economies of which can only support low standards of living and are in the early stages of development"); Lihat Constitution of