Perubahan Iklim Tingkatkan Risiko Ozon Paras Tanah sebagai Pencemar Udara Sekunder

Penulis: Prof. Madya Dr. Norrimi Rosaida Awang
Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan, Kampus Jeli

“Peningkatan keamatan sinaran matahari disebabkan oleh perubahan iklim meningkatkan pembentukan ozon paras tanah”

Apabila memperkatakan tentang perubahan iklim, tumpuan masyarakat lebih tertumpu kepada gas karbon dioksida (CO₂), kerana peranannya sebagai gas rumah hijau utama yang menyerap dan memancarkan radiasi haba inframerah. Proses ini menyebabkan peningkatan suhu global yang membawa kepada pemanasan global serta pelbagai kesan perubahan iklim yang kini menjadi perbincangan global. Namun begitu, tumpuan ini sering mengabaikan peranan ozon paras tanah, yang juga merupakan salah satu gas rumah hijau yang signifikan tetapi kurang difahami oleh masyarakat umum.

Ozon paras tanah atau ozon troposfera berbeza daripada ozon yang dijumpai di lapisan stratosfera, yang membentuk lapisan ozon semulajadi. Ozon stratosfera secara umumnya berfungsi sebagai perisai bumi dengan menyerap radiasi UV-B yang berbahaya daripada matahari, melindungi kehidupan daripada pendedahan kepada sinaran lampau ungu yang boleh menyebabkan pelbagai kesan buruk seperti kanser kulit dan pengurangan hasil tumbuhan. Sebaliknya, ozon paras tanah adalah pencemar udara sekunder yang terbentuk melalui tindak balas fotokimia antara nitrogen oksida (NOₓ) dan sebatian organik meruap (VOC) di bawah sinaran matahari. Ozon juga dikenali sebagai gas berbau tengit yang mana kesannya terhadap perubahan iklim dan kesihatan manusia jauh sangat kompleks.

Sebagai gas rumah hijau, ozon paras tanah menyumbang kepada pemanasan global dengan memerangkap haba di atmosfera. Selain itu, kepekatannya yang tinggi juga membahayakan kesihatan manusia kerana ia boleh menyebabkan masalah pernafasan, keradangan paru-paru, dan memburukkan penyakit respiratori seperti asma. Sumbangan ozon paras tanah kepada perubahan iklim sering diabaikan kerana ia tidak dilepaskan terus oleh mana-mana sumber, tetapi terbentuk secara tidak langsung melalui aktiviti manusia seperti pembakaran bahan api fosil, pelepasan dari kilang, dan aktiviti kenderaan bermotor. Perkaitan antara perubahan iklim dengan ozon paras tanah adalah penting kerana fenomena ini menunjukkan hubung kait antara pencemaran udara, gas rumah hijau, dan perubahan iklim. Usaha mengurangkan ozon paras tanah memerlukan pendekatan bersepadu, termasuk pengurangan pelepasan gas prapenanda daripada sumber primer, pengawasan ketat terhadap sumber pencemaran, dan langkah-langkah kawalan yang lebih ketat untuk mengurangkan kesannya terhadap iklim global dan kesihatan awam. Kesedaran masyarakat terhadap peranan ozon paras tanah sebagai gas rumah hijau perlu ditingkatkan supaya ia menjadi sebahagian daripada perbincangan utama dalam usaha melawan perubahan iklim.

[ARTIKEL BERKAITAN – Memahami Ozon ‘Baik’ dan Ozon ‘Jahat’]

Pembentukan dan variasi harian ozon paras tanah amat dipengaruhi oleh sinaran matahari dan iklim persekitaran. Pembetukan ozon paras tanah bermula apabila gas nitrogen dioksida yang dibebaskan oleh kenderan atau kilang bertindakbalas dalam sinaran matahari dengan tenaga kurang daripada 400 nm yang mana menghasilkan nitrik oksida dan atom oksigen (1). Atom oksigen yang terbentuk kemudianya akan bergabung dengan molekul oksigen dalam udara membentuk oksigen paras tanah (2) yang kemudiannya akan berinteraksi dengan nitrik oksida bagi membentuk kembali nitrogen dioksida (3).

Proses fotokimia ini akan menyebabkan ozon paras tanah terbentuk dan seterusnya terkumpul dalam udara dalam kepekatan yang tinggi pada tengahari oleh kerana reaksi fotokimia banyak dipengaruhi oleh sinaran Cahaya matahari yang lebih tinggi intensitinya pada waktu tengah hari.

𝑁𝑂₂ + sinaran matahari (𝛾 < 400 𝑛𝑚) → 𝑁𝑂 + 𝑂 (1)

𝑂₂ + 𝑂 + 𝑀 → 𝑂₃ + 𝑀 (2)

𝑁𝑂 + 𝑂₃ → 𝑁𝑂₂ + 𝑂₂ (3)

Standard Kualiti Udara Ambien Malaysia (2020) menetapkan had piawai kepekatan ozon paras tanah adalah pada 0.1 ppm. Menurut Laporan Kualiti Alam Sekeliling 2022 yang dikeluarkan oleh Jabatan Alam Sekitar terdapat beberapa kawasan di Lembah Klang dan beberapa kawasan di kedah, Perak dan Negeri Sembilan menunjukkan kepekatan maksimum harian ozon paras tanah dalam tempoh 1 jam melebihi had standard yang ditetapkan. Keadaan ini adalah disebabkan oleh pelepasan gas-gas prapenanda ozon paras tanah seperti nitrogen oksida dan sebatian organik meruap di kawasan kepadatan trafik yang tinggi. Selain aktiviti manusia, faktor geografi dan meteorologi turut memainkan peranan penting dalam peningkatan kepekatan ozon paras tanah. Faktor geografi, seperti kawasan bertopografi rendah yang dikelilingi oleh bukit atau gunung, boleh menyebabkan pergerakan udara yang terhad, sehingga meningkatkan pengumpulan gas-gas pencemar di kawasan tertentu. Faktor meteorologi, seperti suhu tinggi, cahaya matahari yang kuat, dan kelembapan rendah, juga menggalakkan tindak balas fotokimia yang menghasilkan ozon paras tanah. Di Malaysia, musim dengan cahaya matahari yang lebih terang dan angin yang perlahan cenderung menyumbang kepada pembentukan ozon yang lebih tinggi.

Langkah Mitigasi

Keadaan ini mencerminkan hubungan kompleks antara aktiviti manusia, geografi tempatan, dan perubahan iklim dalam menentukan tahap pencemaran udara. Justeru, langkah mitigasi yang bersepadu diperlukan untuk mengawal pelepasan NOₓ dan VOC, termasuklah memperkenalkan kenderaan elektrik, menggalakkan tenaga boleh diperbaharui, dan melaksanakan kawalan pelepasan industri yang lebih ketat. Selain itu, pemantauan udara secara berterusan dan penyelidikan yang mendalam mengenai faktor-faktor meteorologi tempatan perlu dijalankan untuk mengenal pasti kawasan-kawasan risiko tinggi dan menetapkan strategi kawalan pencemaran yang lebih efektif.

Hubungkait antara ozon paras tanah dan perubahan iklim kompleks dan perkaitannya adalah secara dua arah; perubahan iklim menyebabkan peningkatan ozon paras tanah dan juga ozon paras tanah adalah antara penyumbang kepada perubahan iklim yang berlaku kerana ozon paras tanah sendiri bertindik sebagai gas rumah hijau memerangkap haba. Seperti yang dijelaskan sebelum ini, ozon paras tanah merupakan pencemar udara sekunder yang terbentuk daripada reaksi fotokimia yang dipengaruhi oleh sinaran cahaya matahari, oleh yang demikian antara ciri-ciri perubahan iklim adalah peningkatan suhu panas yang membawa kepada gelombang hab yang lebih kerap menyediakan keadaan atmosfera yang sesuai bagi pembentukan ozon paras tanah pada kadar yang lebih tinggi. Selain itu, peningkatan intensiti cahaya matahari akibat perubahan iklim boleh mempercepatkan lagi tindak balas pembentukan ozone paras tanah. Secara keseluruhan, walaupun perubahan iklim dijangka meningkatkan tahap ozon sedikit sebanyak, kesan yang tepat bergantung kepada pelbagai faktor dengan interaksi yang kompleks. Peraturan untuk mengurangkan pelepasan prekursor ozon adalah penting dalam mengurangkan kesan ini seterusnya membantu dalam usaha memperlahankan perubahan iklim yang dialami pada masa kini.

Kredit foto-IAS