Pengaruh NOx dan VOC dalam Pembentukan Ozon Troposferik

Masih seputar RFG (Reformulated Gasoline) dan Biofuel. Dan masih dalam pembahasan materi yang sama yakni tugas Produk Migas 7, berikut ini adalah bahasan mengenai alasan dibatasinya emisi Carbon Monoxide (CO), Volatile Organic Compounds (VOC), dan Nitrogen Oxide (NOx) di dalam emisi gas buang kendaraan bermotor.

Pengertian Ozon

Ozon (O3) adalah senyawa kimia yang terbentuk dari 3 atom Oksigen. Senyawa ini merupakan alotrop dari oksigen yang bersifat kurang stabil daripada oksigen. Pertama kali ditemukan oleh Christian Friedrich Schoenbein di tahun 1840, senyawa ini berasal dari kata ‘ozein’ (Yunani) yang berarti bau, karena aroma aneh yang ditimbulkan pada badai halilintar. Rumus molekul ozon, O3, diberikan oleh Jacques-Louis Soret dan dikonfirmasikan oleh Schoenbein di tahun 1867.

 Pemanfaatan Ozon
Ozon digunakan dalam bidang pengobatan untuk mengobati pasien dengan cara terawasi dan mempunyai penggunaan yang meluas seperti di Jerman. Di antaranya ialah untuk perawatan kulit terbakar.
Sedangkan dalam perindustrian, ozon digunakan untuk:

• mengenyahkan kuman sebelum dibotolkan (antiseptik), 
• menghapuskan pencemaran dalam air (besi, arsen, hidrogen sulfida, nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai warna), 
• membantu proses flokulasi (proses pengabungan molekul untuk membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik), 
• mencuci, dan memutihkan kain (dipaten), 
• membantu mewarnakan plastik, 
• menentukan ketahanan getah.

Keberadaan Ozon di Bumi

Pada atmosfer, terdapat dua jenis ozon, yakni lapisan ozon, dan ozon troposferik. Ozon yang tertumpu di bawah stratosfer di antara 15 dan 30 km di atas permukaan bumi dikenal sebagai 'lapisan ozon'. Lapisan ini bermanfaat melindungi bumi dari radiasi UV. Ozon troposferik tersebar pada ketinggian 10-18 km dari permukaan bumi. Ozon troposferik ini sangat berbahaya bagi kesehatan.

Jumlah ozon troposferik dalam atmosfer berubah menurut lokasi geografi dan musim. Ozon ditentukan dalam satuan Dobson (Du) di mana, sebagai contoh, 300 Du setara dengan 3 mm tebal lapisan ozon yang tulen jika dimampatkan ke tekanan permukaan laut. Konsentrasi ozon yang di atmosfer bumi mencapai 0.00006 % dari total atmosfer bumi. Tersebar pada 10-18 km dari permukaan bumi dan dianggap sebagai salah polutan udara. Komponen terbentuknya kabut asap yang sangat berbahaya yang disebut dengan ‘smog’.

Pembentukan Ozon Troposferik

Proses terbentuknya ozon troposferik terjadi karena adanya senyawa-senyawa prekursor seperti oksida nitrogen (NOx), karbon monoksida (CO), dan senyawa organik yang mudah menguap (Volatile Organic Compounds/VOC), yang bereaksi dengan bantuan cahaya matahari. Reaksi pembentukan ozon dengan keberadaan NO adalah sebagai berikut.

• NO hasil pembakaran merupakan spesies dominan dari bentuk NOx yang mencapai lebih dari 95% total NOx, sementara NO2 terbentuk dari NO melalui proses termoleculer (pembakaran gas pada suhu tinggi) yaitu:

• NO2 yang terbentuk melalui proses persamaan (1-1) akan terurai kembali dengan adanya proses fotodisosiasi oleh radiasi matahari pada panjang gelombang <420 nm yang dinyatakan dengan persamaan:

• Laju fotodisosiasi dari NO2 (1-2) berjalan sangat cepat dalam kondisi langit cerah saat sudut zenith matahari + 40 derajat, hampir setengah dari konsentrasi NO2 yang ada akan terurai dalam waktu kurang dari dua menit. Reaksi ini cukup cepat untuk memicu kimia polusi atmosfer. Proses fotolisis NO2 akan menghasilkan O[3p] dan diikuti reaksi dengan molekul oksigen sebagaimana reaksi berikut yang merupakan mekanisme reaksi dasar pembentukan ozon di troposfer bawah.

Reaksi pembentukan ozon melalui VOC jauh lebih kompleks, namun memiliki reaksi yang sama pada tahapan kritis dalam pembentukan ozon yaitu reaksi radikal peroksi dengan NO.

(Dirangkum dari berbagai sumber)

Posted in: Biofuel , Environments , Products , RFG