Hình 3.3. Cơ chế phẩn hủy ozone
Dưới tác dụng của các tia tử ngoại, phân tử ozone có thể phân ly thành phân tử oxy và oxy nguyên tử.
O3 + hv (220-330 nm) → O2 + O + Q
Ngoài ra, ozone có thể bị phá hủy bởi các nguyên tử clo, flo, hay brome trong bầu khí quyển. Các nguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất định, đặc biệt là CFC, đi vào tầng bình lưu và được giải phóng bởi các tia cực tím. Các chất như thế sẽ trở thành chất xúc tác phá hủy các phân tử ozone trong một chu kỳ khép kín. Trong chu kỳ này, một nguyên tử clo tác dụng với phân tử ozone, lấy đi một nguyên tử oxy (tạo thành ClO) và để lại một phân tử oxy bình thường. Tiếp theo, một oxy nguyên tử tự do sẽ lấy đi oxy tư Clo và kết quả cuối cùng là một phân tử oxy và một nguyên tử Clo, bắt đầu lại chu kì. Một nguyên tử clo đơn độc sẽ phân hủy hoảng 100 000 phân tử ozone.
4.2 Hiện trạng:
Việc đo đạc tầng ozone được tiến hành từ đầu những năm 1970. Việc nghiên cứu ở diện rộng đã cho rằng, trên bình diện toàn cầu, tầng ozone đã bị suy giảm 2,5% trong khoảng thời gian từ 1969-1986, và thêm 3% nữa từ năm 1986-1993. 98% tia cực tìm của bức xạ mặt trời – UV được hấp thụ ở tầng bình lưu để tạo thành và phá hủy ozone theo các quá trình tự nhiên. Dưới đây là các số liệu đo đạc về diện tích lỗ thủng từ năm 1979.
Năm 1998: Diện tích khoảng 10,5 triệu dặm vuông Năm 2000: Diện tích khoảng 11,4 triệu dặm vuông Năm 2001: Diện tích giảm xuốgn khoảng 10 triệu dặm
Năm 2002: Diện tích thu hẹp lại, nhỏ nhất từ năm 1998 Năm 2003: Diện tích tăng lên khoảng 11,4 triệu dặm vuông Năm 2008: Lỗ thủng ở Nam cực có diện tích lên đến 27 triệu km vuông
4.3 Nguyên nhân của việc thủng tầng ozone.
Do giá lạnh, axit nitric kết tủa thành giọt với nước. Khi nhiệt độ ở mức -80oC, nó sẽ lớn lên và tạo thành những tinh thể băng lớn. Khí CFC và những chất hóa học này bào mòn tầng ozone, là tác nhân chính phá hủy tầng ozone. Nó là các phân tử bền vững nhưng khi gặp các tinh thể bằng này sẽ gây phản ứng và chuyển hóa thành các chất hóa học gốc. Các chất hóa học này, mà y học thường gọi là “các gốc tự do” rất dễ tạo phản ứng với ozone để trở lại trạng thái bền vững. Kết quả là tầng ozone bị phá hủy thành khí oxy thông thường. Trong số đó, phá hủy mạnh nhất là gốc Clo và brom. Các nhà khoa học phát hiện chính hợp chất hóa học của Clo, Brom và Flo, thường được sử dụng trong các bình phun, xịt bằng áp lực đã phân hủy những hợp chất của ozone. Sau này, người ta phát hiện ra các chất thải công nghiệp, đặc biệt là các khí NOx, CO2,… cũng là những chất phá hủy tầng ozone.
Lượng phát thải CO2 tăng mạnh, gây mất cân bằng CO2 trong khí quyển và dẫn đến hàm lượng CO2 vượt mức quy định gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tầng ozone.
Tầng ozone bị suy giảm do con người thải các chất khi CFC – Chloroflurocacbon và các chất ODS – Ozone Depleting Substances) khác vào khí quyển. CFCs được sử dụng làm chất sinh hàn, chất tạo bọt, dung môi,... Các chất ODS khác bao gồm methyl bromide (làm thuốc trừ sâu), halons (trong các bình chữa cháy), methyl chloroform (Dùng làm dung môi trong nhiều ngành công nghệ.
Việc xả khói bụi và các chất hóa học vào bầu không khí gây ảnh hưởng xấu đến tầng ozone. Ví dụ: Cacbon monoxide, sulfur dioxide…