A Föld sztratoszférájának felső szakaszán egy vékony ózonmolekularéteg elnyeli az ultraibolya napfényt, így a felszínen lévő körülmények kedvezőek az élőlények számára. Az ózonréteg vékony - csak körülbelül két egymásra rakott fillér vastagságú -, és bizonyos gázok kölcsönhatásba lépnek az ózonnal, és ezáltal a réteg szezonálisan elvékonyodik. Az ózonlyukakért felelős gázok nagy része az emberi ipari vagy mezőgazdasági tevékenység eredményeként szabadul fel.
Az ózonréteg
Az oxigén a föld atmoszférájának mintegy 21 százalékát képezi, és ennek nagy része stabil oxigénatomként, két oxigénatomból áll. A felső sztratoszférában azonban a napfénynek elegendő energiája van ahhoz, hogy e molekulák egy részét szabad oxigénné hasítsa atomok, amelyek a stabil oxigénmolekulákkal kombinálódva ózont képezhetnek - egy molekula, amely három oxigénből áll atomok. A három atom olyan konfigurációt hoz létre, amely lehetővé teszi a molekula számára az ultraibolya fény elnyelését. A tudósok úgy vélik, hogy az ózonréteg körülbelül 600 millió évvel ezelőtt képződött, lehetővé téve az élőlények számára a tengerből való kilépést és a szárazföldön való életet.
A klór és a bróm hatása
A klór és a bróm hasonló atomszerkezettel rendelkezik, és mindkettő képes az ózonréteg lebontására. Amikor bármelyik elem egyetlen atomja érintkezik egy ózonmolekulával, az extra oxigénatomot csíkolja képezzen egy kissé stabilabb molekulát - akár hipoklorit-, akár hipobromitiont - és hagyjon molekuláris oxigént. Mivel messze van az inertől, minden hipoklorit- és hipobromit-ion reagál egy másik ózonmolekulával, ez idő alatt két oxigénmolekula képződik, és a klór- vagy brómgyök szabadon hagyja a folyamat megkezdését újra. Ily módon egyetlen klór- vagy brómatom sok ezer ózonmolekulát képes oxigénné alakítani.
CFC-k, metil-bromid és halonok
Ha klór vagy brómgáz szabadul fel a felszínen, egyik sem jut el a sztratoszférába - vegyületek képződnének jóval azelőtt, hogy odaérnének. A klór azonban az inert gázok két osztályának, az úgynevezett klór-fluorozott szénhidrogéneknek vagy CFC-knek az elsődleges összetevője. Ezek a gázok vándorolnak a felső légkörbe, ahol a napsugárzás elég erős ahhoz, hogy szétváljon a molekuláktól és szabadon szabaduljon fel klór. Ugyanígy a metil-bromid talajszinten történő kiürítése brómot enged a sztratoszférába. A CFC-ket az iparban számos felhasználási területre használják, és a metil-bromid peszticid. A brómot tartalmazó ózonréteget lebontó gázok, az úgynevezett halonok más osztályait a tűzoltó készülékekben és a mezőgazdaságban használják.
Ellenőrzési intézkedések
2013 februárjától 197 ország egyetértett a Montreali Jegyzőkönyv feltételeivel, amely egy bizonyos CFC-k és halonok használatát ellenőrző nemzetközi szerződés. A szerződés nem foglalkozik kifejezetten a szén-tetrakloriddal, egy másik ózonréteget lebontó anyaggal, de mivel a CFC-k gyártásában használják, amelyek fokozatosan megszűntek, felhasználása visszaszorult. A szerződés nem foglalkozik a metil-bromid vagy a dinitrogén-oxid kibocsátásával sem. Ez utóbbi egy másik ózonréteget lebontó gáz, amelyet a mezőgazdaság és a mezőgazdaság szabadít fel. A dinitrogén-oxid a CFC-khez hasonlóan reaktív gyököt képez a sztratoszférában, amely leválasztja az extra oxigénatomot az ózonról.
