Hoe breken CFK's de ozonlaag af?

Chloorfluorkoolwaterstoffen, of CFK's, zijn een klasse van gassen die ooit veel werden gebruikt als koel- en drijfgas. Hoewel ze zowel niet-toxisch als zeer nuttig zijn, CFK's beschadigen de ozonlaag, de dunne laag van de bovenste atmosfeer van de aarde die UV-licht van de zon absorbeert. Omdat UV-licht bij de mens huidkanker kan veroorzaken, heeft aantasting van de ozonlaag mogelijk ernstige gevolgen voor uw gezondheid.

CFK's zijn vrij niet-reactief. Deze zelfde eigenschap maakt ze zowel aantrekkelijk als industriële chemicaliën als gevaarlijk voor het milieu. Omdat ze zo niet-reactief zijn, breken ze heel langzaam af wanneer ze in de atmosfeer worden vrijgegeven, waardoor ze tijd hebben om de laag van de atmosfeer van de aarde te bereiken die de stratosfeer wordt genoemd. Enkele kilometers boven het aardoppervlak in de stratosfeer ligt een laag die rijk is aan een gas dat ozon wordt genoemd. Elk molecuul ozon is gemaakt van drie zuurstofatomen, wat anders is dan gewone moleculen van zuurstofgas die slechts twee zuurstofatomen per stuk bevatten.

Wanneer ze worden blootgesteld aan sterk ultraviolet licht, breken CFK's uiteindelijk af om eenzame chlooratomen vrij te maken met een ongepaard elektron. Deze chlooratomen zijn zeer onstabiel en reageren met ozon om het via een soort kettingreactie af te breken tot zuurstof. Een enkel chlooratoom kan reageren met wel 100.000 ozonmoleculen voordat het zich uiteindelijk met een ander atoom verbindt om een ​​stabiele verbinding te vormen. Dat is de reden waarom zelfs kleine aantallen CFK-moleculen grote hoeveelheden ozon kunnen vernietigen en gedurende lange tijd actief blijven in de bovenste atmosfeer.

Hoewel CFK's een product zijn van menselijke activiteit, kunnen vulkanen bijdragen aan de schade door deze ozonvernietigende stoffen nog verwoestender te maken. Kleine stofdeeltjes verspreid door uitbarstingen zoals 1992 uitbarsting van Mt. Pinatubo in de Filippijnen bereikt de bovenste atmosfeer en interfereert met chemische reacties die de chlooratomen verwijderen. Wanneer dit gebeurt, blijven de chlooratomen langer actief en hebben ze zo de kans om veel meer ozonmoleculen af ​​te breken.

CFK's blijven natuurlijk niet voor onbepaalde tijd actief; na verloop van tijd zetten chemische reacties de chlooratomen om in andere, meer stabiele verbindingen die ozon niet afbreken. Dat is de reden waarom CFK-niveaus in de stratosfeer geleidelijk zullen dalen zolang mensen stoppen met het toevoegen van deze gassen aan de atmosfeer. Als er voldoende tijd is en er geen CFK's aanwezig zijn, kan de ozonlaag uiteindelijk herstellen van de schade, omdat ozon in de bovenste atmosfeer wordt gevormd door natuurlijke chemische processen. De productie van CFK's werd halverwege de jaren negentig geleidelijk stopgezet door middel van een internationale overeenkomst, het Montreal Protocol. Volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency denken wetenschappers dat de ozonlaag ergens na 2060 weer normaal kan worden.