Sự suy giảm tầng ozone, làm mỏng dần tầng ozone của Trái đất trong bầu khí quyển phía trên gây ra bởi sự giải phóng các hợp chất hóa học có chứa khí clo hoặc brom từ công nghiệp và các hoạt động khác của con người. Sự mỏng đi rõ rệt nhất ở các vùng cực, đặc biệt là ở Nam Cực. Sự suy giảm ôzôn là một vấn đề môi trường lớn vì nó làm tăng lượng bức xạ cực tím (UV) đến bề mặt Trái đất, làm tăng tỷ lệ ung thư da, đục thủy tinh thể và tổn thương hệ thống miễn dịch và di truyền. Nghị định thư Montreal, được phê chuẩn năm 1987, là thỏa thuận quốc tế đầu tiên trong một số thỏa thuận quốc tế được ban hành nhằm ngăn chặn việc sản xuất và sử dụng các hóa chất làm suy giảm tầng ozone. Do kết quả hợp tác quốc tế liên tục về vấn đề này, tầng ozone dự kiến sẽ phục hồi theo thời gian.
Lịch sử
Năm 1969, nhà hóa học người Hà Lan Paul Crutzen đã xuất bản một bài báo mô tả chu trình xúc tác nitơ oxit chính ảnh hưởng đến nồng độ ozone. Crutzen đã chứng minh rằng các oxit nitơ có thể phản ứng với các nguyên tử oxy tự do, do đó làm chậm quá trình tạo ra ozone (O 3), và cũng có thể phân hủy ozone thành nitơ dioxide (NO 2) và khí oxy (O 2). Một số nhà khoa học và nhà môi trường trong những năm 1970 đã sử dụng nghiên cứu của Crutzen để hỗ trợ cho lập luận của họ chống lại việc tạo ra một đội tàu vận tải siêu âm (SST) của Mỹ. Họ sợ rằng sự phát thải tiềm năng của oxit nitơ và hơi nước từ những chiếc máy bay này sẽ làm hỏng tầng ozone. (SSTs được thiết kế để bay ở độ cao trùng với tầng ozone, một số 15-35 km [9-22 dặm] ở trên bề mặt của Trái đất.) Trên thực tế, chương trình SST Mỹ đã bị hủy bỏ, và chỉ có một số ít người Pháp-Anh Concordes và những chiếc Tu-144 của Liên Xô đã đi vào hoạt động, do đó ảnh hưởng của các SST đối với tầng ozone được tìm thấy là không đáng kể đối với số lượng máy bay đang hoạt động.
Tuy nhiên, vào năm 1974, các nhà hóa học người Mỹ Mario Molina và F. Sherwood Rowland thuộc Đại học California tại Irvine đã công nhận rằng chlorofluorocarbons (CFC) do con người sản xuất chỉ chứa carbon, flo và clo nguyên tử có thể là một nguồn chính của clo. tầng bình lưu. Họ cũng lưu ý rằng clo có thể phá hủy lượng ozone lớn sau khi nó được giải phóng khỏi CFC bằng bức xạ UV. Các nguyên tử clo tự do và các khí có chứa clo, như clo monoxide (ClO), sau đó có thể phá vỡ các phân tử ozone bằng cách tước đi một trong ba nguyên tử oxy. Nghiên cứu sau đó cho thấy rằng bromine và một số hợp chất có chứa bromine, chẳng hạn như bromine monoxide (BrO), thậm chí còn hiệu quả hơn trong việc phá hủy ozone so với clo và các hợp chất phản ứng của nó. Các phép đo trong phòng thí nghiệm sau đó, các phép đo trong khí quyển và các nghiên cứu về mô hình khí quyển đã sớm chứng minh tầm quan trọng của những phát hiện của họ. Crutzen, Molina và Rowland đã nhận giải thưởng Nobel về hóa học năm 1995 vì những nỗ lực của họ.
Các hoạt động của con người đã có tác động đáng kể đến sự tập trung và phân phối toàn cầu của tầng ozone tầng bình lưu kể từ trước những năm 1980. Ngoài ra, các nhà khoa học đã lưu ý rằng nồng độ ozone trung bình giảm hàng năm bắt đầu xảy ra ít nhất là vào năm 1980. Các phép đo từ vệ tinh, máy bay, cảm biến trên mặt đất và các công cụ khác cho thấy tổng mức ozone của cột tích hợp (đó là con số các phân tử ozone xảy ra trên một mét vuông trong các cột không khí được lấy mẫu) đã giảm khoảng 5% trên toàn cầu từ năm 1970 đến giữa những năm 1990, với rất ít thay đổi sau đó. Sự sụt giảm lớn nhất của ozone diễn ra ở các vĩ độ cao (về phía cực) và sự giảm nhỏ nhất xảy ra ở các vĩ độ thấp hơn (vùng nhiệt đới). Ngoài ra, các phép đo trong khí quyển cho thấy sự suy giảm của tầng ozone làm tăng lượng bức xạ UV tới bề mặt Trái đất.
Sự giảm toàn cầu này trong tầng ozone tầng bình lưu có mối tương quan tốt với mức độ tăng của clo và brom trong tầng bình lưu từ việc sản xuất và giải phóng CFC và các halocacbon khác. Halocarbons được sản xuất bởi ngành công nghiệp cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như chất làm lạnh (trong tủ lạnh, điều hòa không khí và máy làm lạnh lớn), chất đẩy cho lon aerosol, chất thổi để tạo bọt nhựa, chất chống cháy và dung môi để làm sạch và tẩy nhờn. Các phép đo trong khí quyển đã chứng thực rõ ràng các nghiên cứu lý thuyết cho thấy clo và brom được giải phóng từ halocarbons trong tầng bình lưu phản ứng và phá hủy ozone.
