کارخانه هایی که مصرف کننده ی عمده ی گازهای مخرب لایه ی اوزون هستند عبارتند از : صنايع برودتي و سرد كننده ها، صنايع ابر و اسفنج سازي، بخش دفع آفات كشاورزي، سيستم هاي تهويه مطبوع، كپسول هاي اطفاي حريق و حلال اسپري هاي پاك كننده قطعات الكترونيكي متصاعد مي شوند و تا ارتفاع 40 كيلومتري صعود مي كنند. طول عمر ماندگاري گازهاي مخرب لايه ازن از 50 تا 150 سال است و تا حذف كامل اين گازها كه قبلا وارد جو شده اند حداقل نيم قرن لازم است. ايجاد حفره در لايه ازن باعث خطرات زيست محيطي و انساني بسياري مي شود و حيات بدون اين لايه روي كره زمين از بين خواهد رفت.

فرایند کاتالیزی تخریب اوزون :

دانشمندان در اوایل دهه 1960 به این موضوع پی بردند که افزون بر فرایندهای غیر کاتالیزی مکانیسمهای دیگری برای تخریب  اوزون در استراتوسفر موجود است به ویژه تعدادی گونه های اتمی و مولکولی ،که آنها رو به طور کلی با حرف X مشخص میکنیم وجود دارند که به وسیله حذف یک اتم اکسیژن از مولکول اوزون با آن وارد واکنش میشوند.

                                                                      

در آن مناطقی از استراتوسفر که غلظت اکسیژن اتمی قابل ملاحظه است ،مولکولهای XO متعاقبا با اتمهای اکسیژن ترکیب شده تولید o2 وX  میشود.

از این رو گونه های X برای تخریب اوزون در استراتوسفر نقش کاتالیزگر را دارند، زیرا این گونه ها سرعت واکنش را افزایش میدهند(در اینجا واکنش بین  O3 وO  )و دست آخر از نو به وجود می آیند و میتوانند چرخه واکنش را مجددا شروع کنند که در این مورد به تخریب بیشتر ملوکولهای اوزون می انجامد .همانطور که پیشتر اشاره شد ،واکنش کلی می تواند به صورت یک برخورد ساده بین مولکول اوزون و اتم اکسیژن حتی در غیاب کاتالیزگر انجام شود ،اما تقریبا تمام این قبیل برخوردهای مستقیم بی تاثیرند و به واکنش شیمیایی منتهی نمی شوند.

کاتالیزگر های X به میزان قابل توجهی بازده این واکنش را بالا می برند.تمام نگرانیهای زیست محیطی درباره تهی شدن اوزون ناشی از این واقعیت است که ما ناخواسته با رها کردن بعضی گازها ،به ویژه  گازهایی که کلر دارند در سطح زمین ،غلظت جندبن کاتالیزگرX  را در استراتوسفر بالا میبریم.این افزایش غلظت کاتالیزگر به کاهش غلظت اوزون در استراتوسفر می انجامد.

عاملی که تخریب کاتالیز شده اوزون را در فازگازی به حداقل میرساند این است که اکسیژن اتمی برای تکمیل چرخه باXO  ترکیب شود تا اینکه کاتالیزگر X به شکل مفید آن از نو تولید گردد.

                                                                 

 در استراتوسفر تحتانی (ارتفاع 15 تا 25 کیلومتری )که بیشتر اوزون در آنجا یافت میشود ،غلظت اتمهای اکسیژن بسیار کم است زیرا مقدار کمی از uv-c به این منطقه نفوذ میکند و دیگر اینکه غلظت O2 به اندازه ای زیاد است که تعداد کمی از اتمهای اکسیژن به اندازه کافی دوام می آورند و به اوزون تبدیل نمیشوند .بنابراین تخریب اوزون در فاز گازی به وسیله واکنشهایی که مستلزم شرکت  اکسیژن اتمی است در استراتوسفر تحتانی کند است بیشتر تخریب اوزون به وسیله این واکنشها در استراتوسفر میانی و فوقانب ،در جایی که غلظت اوزون از ابتدا کمتر است صورت میگیرند .در واقع هر مقدار کاهش در غلظت اوزون در ارتفاعات بالاتر ،اجازه میدهد که uv بیشتری به ارتفاعات پایینتر نفوذ کند و در نتیجه در آنجا اوزون بیشتری تولید میشود و بدین ترتیب اتلاف کلی اوزون تا حد.ودی جبران میشود .تمام کاتالیزگرهای X از نظر شیمیایی رادیکال آزاد هستند .این رادیکالها اتمها یا مولکولهایی هستند که تعداد الترونهای آنها فرد است.به علت فرد بودن تعداد الترونها ،الکترون فرد با الکترون دیگری که اسپین مخالف داشته باشد جفت نمی شود.رادیکالهای آزاد معمولا بسیار واکنش پذیرند ،زیرا نیروی محرکی برای الکترون جفت نشده جهت جفت شدن با یک اسپین مالف ،حتی اگر این اسپین مخالف در مولکول متفاوتی قرارگرفته باشد، وجود دارد

تخریب کاتالیزی اوزون حتی در یک جو « پاکیزه » جوی که به وسیله آلاینده های مصنوعی آلوده نشده باشد نیز صورت میگیرد،زیرا مقادیر کم کاتالیزگرهای X در استراتوسفر موجود بوده اند .شکل طبیعی X یعنی گونه ای که علت تخریب بخش بیشتری از اوزون در یک استراتوسفر پاکیزه و غیر آلوده است مولکول نیتریک اکسید   است.این مولکول وقتی تولید میشود که نیترواکسید ،N2O از تراپوسفر به استراتوسفر می رود ودر آنجا ممکن است با یک اتم اکسیژن برانگیخته که به وسیله تجزیه نور شیمیایی اوزون تولید شده برخرد کند بیشتر این برخوردها N2+O2  میدهند اما تعداد کمی از برخوردها به واکنش زیر منتهی میشوند:

                                                    

گازهاي آلوده كننده هوا چه تاثيري بر لايه ازن دارند؟

¬ برخي از اين گازها كه شامل CFCها، هالون ها، متيل برومايد و... مي باشند، پس از رسيدن به لايه ازن به علت داشتن ملكول هاي هالوژن باعث تخريب ملكول هاي ازن و تحليل رفتن اين لايه مي شوند. اما ساير مواد آلاينده هوا نظير اكثر هيدروكربورهاي حاصل از سوخت هاي فسيلي كه از دود اتومبيل و كارخانجات به وجود مي آيند پس از رسيدن به لايه ازن در مجاورت اشعه UV به عنوان سرعت دهنده واكنش تخريب ازن عمل مي كنند

CFC  ها جه موادی هستند؟

CFC ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند. آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده ، براحتی تجزیه نمی‌شوند. به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند. گازهای CFC به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده ، عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند. CFC (کلروفلوئوروکربن) ها ترکیبات حاوی کلر، فلوئور و کربن هستند. از این ترکیبات در آئروسل ها، خنک کننده یخچال و تجهیزات تهویه هوا استفاده می شود. مورد استفاده ی اصلی کلروفلوئورو کربنها در افشانه هاست که بعنوان یک نیروی محرک برای بیرون راندن محتویات افشانه به کار میرود . البته امروزه در اکثر افشانه اها از این گازها استفاده نمی شود و بر روی بدنه قوطی ها عبارت از CFC استفاده نشده است نوشته می شود . همچنین در یخچالها و دستگاههای سرد ساز از این نوع مواد برای کمک به گردش عوامل خنک ساز استفاده می شود . د ر حال حاضر در بسیاری از کشورها استفاده از گازهای CFC ممنوع شده است ولی رهائی از این مواد که هنوز در یخچالهای قدیمی وجود دارد باید در نهایت دقت انجام شود . [9]
 CFC ها بسیار خطرناکتر از دی اکسید کربن و متان هستند، اما مقدار آنها در اتمسفر خیلی کم با این وجود، تلاش های گسترده ای برای کاهش تولید آنها صورت گرفته و حتی تولید برخی از CFC ها ممنوع شده است. CFC ها فقط در فرآیندهای صنعتی تولید می شوند؛ به همین جهت کنترل آنها بسیار ساده تر از متان و  دی اکسید کربنی است که می توان گفت امروزه جزیی از زندگی ما شده اند و در اکوسیستم پیچیده زمین نیز نقش دارند.

علت ايجاد حفره در اين لايه چيست؟

¬ در اوايل دهه 1970 براي اولين بار محققان دريافتند كه لايه ازن در حال تخريب است. در ابتدا تصور مي شد كه عامل اصلي تخريب، اكسيدهاي نيتروژن حاصل از پرواز هواپيماهاي مافوق صوت در استراتوسفر است تا اين كه در سال 1974 اعلام شد بعضي مواد شيميايي ساخت بشر با نام كلروفلوئوروكربن ها (CFCها) به لايه ازن صدمه وارد مي كنند. فرآيند تخريب بدين شكل رخ مي دهد كه پرتو خورشيد باعث شكسته شدن بسياري از گازهاي حاوي كلروبرم و توليد راديكال هاي آن ها در استراتوسفر مي شود. راديكال ها يك رشته واكنش هاي زنجيره اي تخريب كننده را تشديد مي كنند و باعث شكسته شدن گازهاي موجود در اتمسفر از جمله ازن مي شوند.

مواد شيميايي تخريب كننده لايه ازن كدامند؟

¬ مهم ترين اين مواد (كلروفلوئوروكربن ها) CFCها هستند. تركيبات مشابهي كه به طور كامل هالوژنه نيستند و در تركيب آن ها هيدروژن هم وجود دارد مانند هيدرو كلروفلوئوروكربن ها (HCFCها)، اثر تخريبي كمتري نسبت به CFCها و هالون ها بر لايه ازن دارند زيرا هيدروژن باعث كاهش زمان حضور آن ها در اتمسفر مي شود. هالون ها كه در كپسول هاي آتش نشاني براي اطفاي حريق به كار مي روند هيدروكربن هاي هالوژنه هستند كه به جاي يك ياچند اتم هيدروژن، اتم هاي برم، كلروفلوئور دارند و قدرت تخريب لايه ازن آنها بسيار بالاست. كلروفلوئوروكربن ها (CFCها) بسيار پايدار، غير قابل اشتعال و غير سمي هستند و كار كردن با آنها آسيبي به انسان وارد نمي سازد. بنابراين از ديدگاه صنعتي، موادي ايده آل محسوب مي شوند در حالي كه پايداري آنها باعث دوام در اتمسفر و انتقال به استراتوسفر و در نهايت تخريب لايه ازن مي شود.