Bahan Kimia Baru Sangat Reaktif Ditemukan di Atmosfer Bumi, Apa Itu?

KOMPAS.com - Sebuah studi baru menunjukkan bahwa jutaan ton bahan kimia baru yang sangat reaktif yang disebut hidrotrioksida, dapat bertahan di atmosfer Bumi selama beberapa jam. Hal ini pun dapat berimplikasi bagi kesehatan manusia dan iklim global.

Bahan kimia dapat berinteraksi sangat cepat dengan senyawa lain, membuat para ahli kimia mempelajari dan memikirkan terkait proses terjadinya di atmosfer.

Telah lama diduga bahwa hidrotrioksida, senyawa kimia yang mengandung atom hidrogen dan tiga atom oksigen, terlalu tidak stabil untuk bertahan lama di bawah kondisi atmosfer.

Namun, penelitian yang dilakukan kali ini menunjukkan hidrotrioksida merupakan produk reguler dari banyak reaksi kimia umum, dan dapat tetap cukup stabil untuk bereaksi dengan senyawa lainnya di atmosfer.

“Kami menunjukkan masa hidup salah satu dari hidrotrioksida setidaknya 20 menit,” ujar ahli kimia di Universitas Kopenhagen Henrik Grum Kjærgaard, yang juga salah satu penulis studi seperti dikutip dari Live Science, Kamis (2/6/2022).

Adapun penelitian pembentukan hidrotrioksida di atmosfer telah terbit secara online pada 26 Mei lalu. Ini menjadi studi yang pertama untuk meneliti keberadaan bahan kimia ultra-reaktif tersebut di atmosfer.

Namun, penemuan tersebut tidak mengartikan adanya sesuatu baru yang sedang terjadi di atmosfer. Justru sebaliknya, hidrotrioksida kemungkinan selalu terbentuk di sana.

Baca juga: Bahan Kimia dalam Brokoli Perlambat Replikasi Virus Covid-19 pada Sel Tikus, Studi Jelaskan

“Melalui pengamatan langsung, senyawa (bahan kimia baru di atmosfer Bumi) ini benar-benar terbentuk di atmosfer. (Hidrotrioksida) sangat stabil dan terbentuk dari hampir semua senyawa kimia,” tutur mahasiswa doktor Universitas Konpenhagen Jing Chen, yang juga ikut menulis penelitian.

Bahan kimia ini punya oksidan kuat

Hidrotrioksida adalah jenis hidrogen polioksida, salah satu yang paling sederhana yaitu air, dengan dua aton hidrogen dan satu atom oksigen atau H2O.

Hidrogen polioksida lainnya adalah hidrogen peroksida, yang memiliki dua atom oksigen (H2O2) yang biasanya digunakan sebagai pemutih atau disinfektan.

Atom oksigen ekstra juga membuat banyak jenis peroksida sangat mudah terbakar, dan terkadang digunakan sebagai komponen bahan bakar roket.

Dalam tahap lebih lanjut, dikarenakan memiliki tiga atom oksigen yang melekat satu sama lain, membuat hidrotrioksida lebih reaktif dibandingkan peroksida, yang secara kimia ditulis sebagai ROOOH, di mana R merupakan gugus terikat apa pun seperti gugus karbon.

Sementara diketahui peroksida dapat terbentuk dari reaksi kimia di atmosfer, sebelumnya tak diketahui bahwa hidrotrioksida juga dapat terbentuk di sana, meskipun dalam waktu yang realatif singkat sebelum terurai menjadi bahan kimia yang kurang reaktif.

Dalam studi terbaru, peneliti memperkirakan sekitar 11 juta ton (10 juta metrik ton) hidrotrioksida, yakni bahan kimia baru yang terbentuk di atmosfer Bumi setiap tahun sebagai produk dari salah satu reaksi paling umum, seperti oksidasi isoprena, zat yang diproduksi banyak tanaman dan hewan, yang merupakan komponen utama karet alam.

Baca juga: Kenali 3 Bahan Kimia Pemicu Kanker yang Ada di Makanan Anda

SHUTTERSTOCK/Zoran Photographer Ilustrasi aktivitas manusia sebabkan polusi udara. Hal ini diduga menjadi penyebab peningkatan hidrogen di atmosfer yang dijelaskan para ilmuwan dalam studi baru.

Para peneliti memperkirakan, sekitar 1 persen isoprena yang dilepaskan ke atmosfer membentuk hidrotrioksida, dan dihasilkan dari reaksi ini dalam konsentrasi yang sangat rendah, sekitar 10 juta molekul hidrotrioksida dalam sentimeter kubik atmosfer, yang hanya merupakan jejak sangat samar.

“Kami sangat senang dapat menunjukkan (hidrotrioksida) ada di sana dan hidup cukup lama untuk kemungkinan besar penting di atmosfer,” papar penulis utama studi Torsten Berndt, seorang ahli kimia atmosfer di Institut Leibniz untuk Penelitian Troposfer (TROPOS) di Leipzig, Jerman.

Eksperimen atmosfer

Berndt memimpin eksperimen laboratorium penelitian di TROPOS untuk menemukan apakah hidrotrioksida sebenarnya dihasilkan oleh reaksi kimia di atmosfer, sedangkan tim Universitas Kopenhagen mempelajari aspek teoretis tentang bagaimana hidrotrioksida terbentuk.

Para ilmuwan menggunakan spektrometri massa yang sangat sensitif untuk mendeteksi hidrotrioksida ultra-reaktif, sebuah teknik yang dapat menentukan berat molekul bahan kimia untuk mengetahui jenis atom yang terkandung di dalamnya.

Adapun reaksi untuk membuat hidrotrioksida terjadi dalam sistem aliran jet bebas TROPOS, menciptakan aliran udara yang tidak terhalang oleh batas-batas padat.

Baca juga: Studi: Bahan Kimia dalam Produk Plastik Bisa Memicu Kenaikan Berat Badan

Penelitian ini juga menggunakan hasil eksperimen di ruang atmosfer di California Institute of Technology di Pasadena.

Saat ini, peneliti mengonfirmasi hidrotrioksida dibentuk oleh reaksi kimia umum di atmosfer, dan selanjutnya akan menyelidiki keterkaitan senyawa dengan pengaruh kesehatan manusia dan lingkungan selama beberapa menit atau jam aktivitas sebelum senyawa terurai.

"Dari pengetahuan kimia organik, kita bisa berharap (hidrotrioksida) akan bertindak sebagai oksidan di atmosfer," tutur Berndt.

Terdapat kemungkinan bahwa hidotrioksida bisa memiliki efek saat paru-paru menghirup udara yang mengandung zat tersebut dalam konsentrasi yang sangat rendah, tapi sejauh ini masih spekulatif.

Berndt menyampaikan, hidrotrioksida juga dapat menembus aerosol atmosfer, partikel padat yang sangat halus atau tetesan cairan yang tersuspensi di atmosfer, seperti abu dari letusan gunung berapi atau jelaga dari kebakaran besar.

"Mereka mungkin memulai reaksi kimia di sana, tapi penyelidikan eksperimental tentang itu sangat menantang. Banyak yang harus dilakukan," pungkas dia.

Baca juga: Mengandung Bahan Kimia Berbahaya, Ini Efek Sampo Palsu pada Kulit