Преди Томас Мидгли младши и неговите сътрудници да изобретят фреона през 1928 г., най-често срещаните хладилни агенти са били опасни химикали като серен диоксид, метил хлорид и амоняк. Фреонът е комбинация от няколко хлорофлуорвъглеводороди или CFC, които са толкова химически инертни, че инженерите вярват, че са открили чудотворно съединение. ХФУ са без вкус, без мирис, незапалими и корозивни, но през 1974 г. двама учени предупреждават, че те далеч не са безвредни и техните предупреждения са потвърдени през 1985 г.
Озоновият слой
Кислородът е вторият най-разпространен газ в земната атмосфера и съществува предимно като молекули, изградени от два кислородни атома. Кислородът обаче може да се комбинира в молекули с три атома, които се наричат озон. Озонът близо до земята е замърсител, но в горната стратосфера той образува защитен слой около планета, която абсорбира ултравиолетовата слънчева светлина, като по този начин защитава целия живот от вредните ефекти от това радиация. Дебелината на този слой се измерва в единици Добсон (DU); един DU е една стотна от милиметъра при стандартна температура и налягане. Озоновият слой е дебел средно около 300 до 500 DU, което е около дебелината на две подредени стотинки.
Ефектът на CFC
Учените първо започнаха да осъзнават потенциала на хлора да взаимодейства разрушително с озона в началото на 70-те години, а Шерууд Роуланд и Марио Молина предупреждават за опасността, която фреоните представляват за озоновия слой през 1974. Тази опасност е пряка последица от факта, че CFC - които съдържат въглерод, флуор и хлор - са толкова инертни. Тъй като не реагират с нищо в долната атмосфера, CFC молекулите в крайна сметка мигрират в горните слоеве на атмосферата, където слънчевата радиация е достатъчно интензивна, за да ги раздели. По този начин се получава свободен хлор - елемент, който е всичко друго, но не инертен.
Ефектът на хлора върху озона
Процесът, чрез който хлорът разрушава озона, е двуетапен. Хлорен радикал, който е силно реактивен, отделя допълнителния кислороден атом от озоновата молекула, образувайки хлорен моноксид и оставяйки кислородна молекула като продукт на реакцията. Хлорният моноксид също е много реактивен и той се комбинира с друга молекула озон, за да образува две молекули кислород и оставя хлорния атом свободен, за да започне процеса отново. Един-единствен хлорен атом може да унищожи хиляди озонови молекули при достатъчно студени температури. Тези температури съществуват над Антарктика и в по-ограничена степен над Арктика през зимата.
Озоновата дупка
За първи път учените откриха доказателства за озонова дупка над Антарктика през 1985 г. Световните правителства побързаха да реагират, като постигнаха споразумение в Монреал през 1987 г. до 2010 г. да прекратят употребата на ХФУ сред подписалите държави. Средната дебелина на слоя в озонова дупка, която се развива всяка година по време на антарктическата пролет, е около 100 DU - дебелината на стотинка. Най-голямата дупка, наблюдавана през 2006 г.; площта му беше 76,30 милиона квадратни километра (29,46 милиона квадратни мили); нито една дупка през следващите години, считано от 2014 г., не е била толкова голяма. Първата озонова дупка над Арктика е наблюдавана през 2011 г. след необичайно студена арктическа зима.