Земля користується багатьма перевагами серед планет Сонячної системи, від її помірних температур і існування води та кисню в його шарі молекул озону, які захищають його мешканців від шкідливого впливу сонця енергія. Поява хлорфторуглеводнів, або ХФУ, загрожувало озоновому шару та виживанню мешканців Землі. Виробники вважали, що хімічні речовини є панацеєю від головного болю у виробництві, оскільки ХФУ не видають запахів, є стабільними, не є займистими або токсичними та можуть бути виготовлені дешево. Ці виробники мало знали, що їхні надії будуть розірвані лише через десятки років.
Озоновий шар та ультрафіолетове випромінювання
Шар озону огортає Землю і продовжує пошкоджувати ультрафіолетове або УФ-випромінювання від потрапляння живих істот на поверхню планети. Озоновий шар існує головним чином у стратосфері - шарі атмосфери, який сягає від 10 до 50 кілометрів (близько 6 до 30 миль) над поверхнею Землі. УФ-випромінювання викликає різні шкідливі наслідки для людини, включаючи рак шкіри та катаракту, помутніння кришталика ока. Озон складається з трьох атомів кисню, пов'язаних між собою хімічно, тоді як кисень у своїй звичній формі є двохатомним, що означає, що він містить два хімічно пов'язаних атоми кисню. Молекули озону поглинають УФ-промені, використовуючи цю енергію, щоб відокремити атом кисню від молекули озону. Це витрачає енергію УФ-променю і робить її нешкідливою для живих істот. З трьох типів УФ-випромінювання УФВ є найбільш шкідливим, оскільки він досягає найдальше, навіть під поверхнею океану.
Визначені хлорфторуглероди
Хлорфторуглероди або ХФУ - це сполуки, що складаються з комбінацій елементів хлору, фтору та вуглецю; аерозолі, холодоагенти та піни містять ХФУ. Коли ці ХФУ потрапляють у повітря, вони піднімаються в атмосферу, щоб зустрітись і знищити молекули озону. Вперше використані в 1928 р. ХФУ з тих пір стали більш поширеними, оскільки були створені різні інші сполуки ХФУ. Деякі з найбільш відомих ХФУ - це фреонові сполуки, які використовувались як охолоджуючі інгредієнти в холодильниках та кондиціонерах, але з тих пір були припинені з виробництва в США. Уряд США все ще дозволяє використовувати фреон у побутовій техніці та транспортних засобах, доки є запаси. Екологічно чисті сполуки здебільшого замінили фреон як холодоагент.
Руйнівна сила хлорфторуглеводнів
Коли сонячні ультрафіолетові промені контактують з ХФУ, атоми хлору розсипаються. Ці атоми хлору блукають по атмосфері, поки не зустрінуться з молекулами озону. Атом хлору та один з атомів кисню озону поєднуються, залишаючи за собою двоатомний або молекулярний кисень. Коли вільний атом кисню контактує з цим хлорно-кисневим з'єднанням, два атоми кисню об'єднуються, утворюючи молекулярний кисень, і хлор відходить, руйнуючи більше молекул озону. Молекулярний кисень, на відміну від молекул озону, не може утримати УФ-промені від потрапляння на поверхню Землі. Американське агентство з охорони навколишнього середовища підрахувало, що один атом хлору може знищити до 100 000 молекул озону. У 1974 році М. Дж. Моліна та Ф. С. Роуленд опублікував статтю, де описано, як ХФУ розщеплюють молекули озону в атмосфері.
Знищення озонового шару
ХФУ потрапляють в атмосферу через витоки обладнання. Оскільки ХФУ є стабільними сполуками і не розчиняються у воді, вони, як правило, залишаються довгими періодами, від десятиліть до сотень років. Як правило, озон постійно утворюється та руйнується, але загальна кількість озону в атмосфері повинна по суті залишатися стабільною. ХФУ порушують цей баланс, видаляючи озон швидше, ніж його можна замінити.
Шкідливі наслідки втрати озону
UVB-промені розщеплюють ДНК - молекулу, яка зберігає генетичний матеріал усього живого. Організми можуть самостійно відновити частину цієї шкоди, але невідремонтована ДНК призводить до утворення раку та призводить до інших мутантних ефектів, таких як відсутність або зайві кінцівки у тварин. У 1978 р. Після публікації кількох досліджень, що стосуються впливу ХФУ на озон шару, США вирішили заборонити ХФУ, що використовуються в аерозолях, разом з деякими іншими країнами наступний костюм.