CFCs ทำลายชั้นโอโซนได้อย่างไร?

Chlorofluorocarbons หรือ CFCs เป็นก๊าซประเภทหนึ่งที่เคยใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารทำความเย็นและสารขับเคลื่อน แม้ว่าจะไม่เป็นพิษและมีประโยชน์มาก CFCs ทำลายชั้นโอโซนซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ ของชั้นบรรยากาศของโลกที่ดูดซับแสงยูวีจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากแสงยูวีสามารถทำให้เกิดมะเร็งผิวหนังในมนุษย์ ความเสียหายต่อชั้นโอโซนจึงส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพของคุณ

CFCs ค่อนข้างไม่ทำปฏิกิริยา คุณลักษณะเดียวกันนี้ทำให้ทั้งสองมีความน่าสนใจเช่นเดียวกับสารเคมีทางอุตสาหกรรมและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพวกมันไม่มีปฏิกิริยา จึงสลายตัวช้ามากเมื่อปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้พวกเขามีเวลาไปถึงชั้นบรรยากาศของโลกที่เรียกว่าสตราโตสเฟียร์ หลายไมล์เหนือพื้นผิวโลกในสตราโตสเฟียร์เป็นชั้นที่อุดมไปด้วยก๊าซที่เรียกว่าโอโซน โอโซนแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยออกซิเจนสามอะตอม ซึ่งไม่เหมือนกับโมเลกุลทั่วไปของก๊าซออกซิเจนที่มีออกซิเจนเพียงสองอะตอมต่อกัน

เมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง CFCs จะสลายตัวในที่สุดเพื่อปลดปล่อยอะตอมของคลอรีนที่โดดเดี่ยวด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กัน อะตอมของคลอรีนเหล่านี้มีความไม่เสถียรสูงและทำปฏิกิริยากับโอโซนเพื่อสลายเป็นออกซิเจนผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่ชนิดหนึ่ง อะตอมของคลอรีนตัวเดียวสามารถทำปฏิกิริยากับโอโซนได้มากถึง 100,000 โมเลกุล ก่อนที่มันจะรวมตัวกับอะตอมอื่นในที่สุดเพื่อสร้างสารประกอบที่เสถียร นั่นเป็นสาเหตุที่โมเลกุล CFC จำนวนน้อยสามารถทำลายโอโซนจำนวนมากและยังคงทำงานอยู่ในบรรยากาศชั้นบนได้เป็นเวลานาน

แม้ว่าสารซีเอฟซีจะเป็นผลผลิตจากกิจกรรมของมนุษย์ แต่ภูเขาไฟสามารถมีส่วนทำให้เกิดความเสียหายได้ด้วยการทำให้สารทำลายโอโซนเหล่านี้ทำลายล้างมากยิ่งขึ้น ฝุ่นละอองขนาดเล็กที่กระจัดกระจายจากการปะทุ เช่น การปะทุของภูเขาไฟฟูจิในปี 1992 Pinatubo ในฟิลิปปินส์ไปถึงบรรยากาศชั้นบนและรบกวนปฏิกิริยาเคมีที่ขจัดอะตอมของคลอรีน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อะตอมของคลอรีนจะยังคงทำงานเป็นระยะเวลานาน และมีโอกาสที่จะทำลายโมเลกุลของโอโซนอีกมากมาย

CFCs จะไม่ทำงานไปเรื่อย ๆ แน่นอน; เมื่อเวลาผ่านไป ปฏิกิริยาเคมีจะเปลี่ยนอะตอมของคลอรีนเป็นสารประกอบอื่นๆ ที่เสถียรกว่าซึ่งไม่ทำลายโอโซน นั่นเป็นสาเหตุที่ระดับ CFC ในสตราโตสเฟียร์จะค่อยๆ ลดลง ตราบใดที่มนุษย์หยุดเพิ่มก๊าซเหล่านี้สู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อให้เวลาเพียงพอโดยไม่มี CFCs ชั้นโอโซนสามารถฟื้นตัวจากความเสียหายได้ในที่สุด เนื่องจากโอโซนก่อตัวขึ้นในบรรยากาศชั้นบนผ่านกระบวนการทางเคมีตามธรรมชาติ การผลิต CFCs ถูกยกเลิกในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ผ่านข้อตกลงระหว่างประเทศที่เรียกว่าพิธีสารมอนทรีออล ตามรายงานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าชั้นโอโซนอาจกลับสู่ระดับปกติหลังจากปี 2060