Ako chlórfluórované uhľovodíky poškodzujú ozónovú vrstvu?

Zem má medzi planétami v slnečnej sústave mnoho výhod, a to vďaka svojim miernym teplotám a vody a kyslíka do svojej vrstvy molekúl ozónu, ktoré chránia jej obyvateľov pred škodlivými účinkami slnka energie. Príchod chlórfluórovaných uhľovodíkov alebo CFC ohrozil ozónovú vrstvu a prežitie obyvateľov Zeme. Výrobcovia si mysleli, že chemikálie sú všeliekom na ich bolesti hlavy pri výrobe, pretože CFC neuvoľňovali žiadny zápach, boli stabilné, neboli horľavé ani toxické a dali sa vyrobiť lacno. Títo výrobcovia netušili, že ich nádeje sa rozplynú až o desaťročia neskôr.

Vrstva ozónu obklopuje Zem a neprestáva poškodzovať ultrafialové alebo UV žiarenie pred dosahom živých vecí na povrchu planéty. Ozónová vrstva existuje hlavne v stratosfére, vrstve atmosféry, ktorá dosahuje 10 až 50 kilometrov nad zemským povrchom. UV žiarenie spôsobuje rôzne škodlivé účinky na človeka, vrátane rakoviny kože a šedého zákalu, zakalenia očnej šošovky. Ozón obsahuje tri atómy kyslíka, ktoré sú chemicky spojené, zatiaľ čo kyslík v obvyklej forme je dvojatómový, čo znamená, že obsahuje dva chemicky viazané atómy kyslíka. Molekuly ozónu absorbujú UV lúče a pomocou tejto energie oddeľujú atóm kyslíka od molekuly ozónu. Toto spotrebuje energiu UV lúča a stane sa neškodným pre živé veci. Z troch typov UV žiarenia je UVB najškodlivejší, pretože dosahuje najďalej, dokonca aj pod povrch oceánu.

Chlórfluórované uhľovodíky alebo CFC sú zlúčeniny zložené z kombinácií prvkov chlór, fluór a uhlík; aerosóly, chladivá a peny obsahujú CFC. Keď tieto CFC vstupujú do vzduchu, vystupujú do atmosféry, aby sa stretli a zničili molekuly ozónu. CFC sa prvýkrát začali používať v roku 1928 a odvtedy sa stávajú bežnejšími, pretože vznikajú rôzne ďalšie zlúčeniny CFC. Niektoré zo známejších freónov sú freónové zlúčeniny, ktoré sa používali ako chladiace prísady v chladničkách a klimatizáciách, ale od tej doby boli v USA vyradené z výroby. Vláda USA stále povoľuje použitie freónu v zariadeniach a vozidlách, pokiaľ sú k dispozícii zásoby. Ako chladivá nahradili Freon väčšinou ekologické zlúčeniny.

Pri kontakte slnečných UV lúčov s CFC sa atómy chlóru uvoľňujú. Tieto atómy chlóru putujú atmosférou, kým sa nestretnú s molekulami ozónu. Atóm chlóru a jeden z atómov kyslíka ozónu sa spájajú a zanechávajú po sebe dvojatómový alebo molekulárny kyslík. Keď sa voľný atóm kyslíka dostane do styku s touto zlúčeninou chlóru a kyslíka, oba atómy kyslíka sa spoja a vytvoria molekulárny kyslík. Chlór sa potom odvedie a devastuje viac molekúl ozónu. Molekulárny kyslík na rozdiel od molekúl ozónu nedokáže zabrániť UV lúčom v dosiahnutí zemského povrchu. Americká agentúra na ochranu životného prostredia odhaduje, že jeden atóm chlóru môže zničiť až 100 000 molekúl ozónu. V roku 1974 M. J. Molina a F. S. Rowland publikoval dokument, v ktorom načrtáva, ako CFC štiepili molekuly ozónu v atmosfére.

CFC sa uvoľňujú do atmosféry kvôli netesnostiam v zariadeniach. Pretože CFC sú stabilné zlúčeniny a nerozpúšťajú sa vo vode, majú tendenciu sa tu držať dlho, od desaťročí do stoviek rokov. Všeobecne sa ozón neustále formuje a ničí, ale celkové množstvo ozónu v atmosfére by malo v zásade zostať na stabilnom počte. CFC narúšajú túto rovnováhu a odstraňujú ozón rýchlejšie, ako je možné ho nahradiť.

UVB lúče rozkladajú DNA, molekulu, ktorá uchováva genetický materiál všetkého živého. Organizmy si môžu niektoré z týchto poškodení opraviť samy, ale neopravená DNA spôsobuje tvorbu rakoviny a vedie k ďalším mutantným účinkom, ako sú napríklad chýbajúce alebo končatiny navyše u zvierat. V roku 1978, po zverejnení niekoľkých štúdií týkajúcich sa účinkov CFC na ozón vrstve sa USA rozhodli zakázať CFC používané v aerosóloch spolu s niekoľkými ďalšími krajinami nasledujúci oblek.