Wpływ działalności gospodarczej człowieka na zmniejszanie się warstwy ozonowej

Pierwsze oznaki spadku koncentracji ozonu w stratosferze stwierdzono już około pięćdziesięciu lat temu. Alarm ogłoszono na początku lat osiemdziesiątych XX wieku, kiedy odkryto znaczący ubytek warstwy ozonowej nad biegunem południowym. W kolejnych latach dziura ozonowa nad Antarktydą powiększała swój zasięg przestrzenny, a naukowcy odnotowywali przekroczenia kolejnych minimów zawartości ozonu.

Równocześnie z monitorowaniem stanu ozonosfery rozpoczęto analizę przyczyn obserwowanego zjawiska. Przydatne okazały się badania chemików, którzy już w latach siedemdziesiątych XX wieku udowodnili wpływ niektórych związków na powstawanie i rozpad ozonu. Szczególnie destrukcyjnie na ozon wpływają freony, halony oraz tlenek azotu. Substancje te w większości są pochodzenia antropogenicznego.

Freony rozpoczęto wytwarzać w latach dwudziestych XX wieku, ale dynamiczny wzrost produkcji nastąpił w latach sześćdziesiątych ubiegłego stulecia. Freony były popularnym składnikiem produktów przemysłowych ze względu na swoje właściwości, które cechuje niepalność, brak wybuchowości, nietoksyczność, dobre przewodnictwo cieplne oraz nieograniczoną rozpuszczalność w olejach mineralnych. Substancje te znalazły zastosowanie jako nośniki ciepła w przemysłowych układach chłodniczych czy przy chłodzeniu reaktorów jądrowych. Freony odnaleźć można było również w produktach użytkowych jak domowe lodówki, zamrażarki czy urządzenia klimatyzacyjne.

Popularnym zastosowaniem freonów było wykorzystanie ich jako gazów nośnych w pojemnikach aerozolowych powszechnie używanych kosmetyków. Duże ilości freonów stosowano także jako spulchniacze do produkcji materiałów izolacyjnych i pianek poliuretanowych wykorzystywanych na przykład w budownictwie.

Niektóre z freonów znalazły również zastosowanie w czyszczeniu i usuwaniu tłuszczy, olejów i smarów z urządzeń elektronicznych.

Niekorzystnie oddziałujące na ozonosferę halony stosowane były natomiast powszechnie jako środki gaśnicze. Uznawane są za najbardziej skuteczne w gaszeniu ognia, ponieważ ich działanie polega na przerwaniu reakcji spalania w wyniku dezaktywacji wolnych rodników w płomieniu. Halony charakteryzują się przy tym brakiem przewodnictwa elektrycznego, a po zastosowaniu odparowują, nie pozostawiając żadnych zanieczyszczeń. Z tych powodów przeznaczone były głównie do ochrony przeciwpożarowej firm produkcyjnych, elektronicznych i lotniczych. Wykorzystywano je przy gaszeniu pożarów urządzeń elektrycznych i elektronicznych, układów sterowniczych, silników, urządzeń pod napięciem oraz materiałów cennych i zbiorów archiwalnych na przykład w muzeach.

Źródłem podtlenku azotu w stratosferze jest natomiast stosowanie coraz większych ilości nawozów azotowych w rolnictwie oraz rozkład odchodów zwierzęcych pochodzących z licznych farm hodowlanych. Niewielkim źródłem są także środki chemiczne wymagające użycia azotu na przykład w oczyszczalniach ścieków. Wzrost koncentracji podtlenku azotu związany jest również ze spalaniem paliw kopalnych, zwłaszcza w silnikach pojazdów mechanicznych.

Potwierdzony naukowo wpływ przedstawionych substancji na powstawanie dziury ozonowej stał się impulsem do podjęcia międzynarodowych inicjatyw w zakresie ochrony ozonosfery. W 1985 roku podpisano Konwencję Wiedeńską o ochronie warstwy ozonowej a dwa lata później tak zwany Protokół montrealski. Dokument ten został ratyfikowany przez wszystkie kraje świata, które tym samym zobowiązały się do stopniowego wycofywania z produkcji środków niszczących ozon. W kolejnych latach kilkakrotnie uzupełniano protokół o listę nowych substancji kontrolowanych. Po upływie trzydziestu lat można stwierdzić, że udało się wyeliminować aż 98% produkcji tych substancji. Jeżeli ograniczenia będą nadal przestrzegane, warstwa ozonowa powinna całkowicie się zregenerować, powracając do poziomu sprzed 1980 roku w połowie obecnego stulecia.