最近，科学家们发现在南极地区上空存在臭氧层漏洞。这再次唤起了公众对臭氧——这一地球大气层重要组分的关注。通过陆地和卫星上的大量观测可以确定，在过去的十年中，每年九月到十一月中旬期间南极上空臭氧大量减少。臭氧是大气层中的重要气体，它使人类和所有其他生物免受紫外辐射的伤害。南极上空臭氧季节性大量减少的原因仍不十分清楚，地球其他地区大气臭氧层的情况也还没有确定。但可以肯定的是，由于某些人季活动而释放出来的某种气体正威胁着这一地球保护层的完整性。

与大气中富含的气体氧气和氮气不同，以体积计算，臭氧（O₃）的全球平均浓度是300 ppbv（1 ppbv为10亿分之一），在大气层中只是薄薄的一层。如果把地球上全部臭氧压缩为一个围绕地球的纯臭氧气带，那么这条气带将仅仅3毫米厚。

虽然臭氧的量很少，但它在天气层对太阳辐射的吸收过程中却起着关键作用。太阳光的波谱是很宽的。肉眼可见部分的波长为400 ~ 700纳米，也就是从紫色到红色的部分。320 ~ 400纳米的近紫外辐射也能射到地面，这部分紫外辐射生物是可以耐受的。相反，290 ~ 320纳米的紫外辐射（UV-B）对生物则有伤害作用。幸而，这种有害射线大部分被位于地球大气层上部的臭氧层所吸收。仍会有一些UV-B漏到地表，这种透过量因地而异，靠近赤道地区的透过量要大宁两极。不同地区UV-B透过量的自然差别为研究UV-B辐射的影响提供了一个真实的实验系统。基于这种研究人们已经获得了大量证明，证据表明UV-B对环境和人类健康具有潜在的伤害作用（例如，皮肤癌的发生。）。

自然状况下，大气层中存在着臭氧不断产生和分解的动态平衡过程。首先，单分子氧（O₂）吸收紫外线裂解为原子氧[O]；进一步，原子氧又与另外一分子O₂结合而形成O₃。如果臭氧与原子氧结合则造成O₃的分解，形成2个分子O₂。只要地球周围处于阳光照射下的大气层中存在分子态氧，臭氧不断产生和分解的动态平衡就将维持下去。这种状态至少已持续十亿年了。然而平衡也是可以改变的，一些具有破坏臭氧能力的化学物质进入大气层能够打破这种平衡，并使平衡向着减少臭氧浓度的方向移动。早在1974年便有人首先指出一类叫做氟氯碳聚合物或简称为CFCs的化合物可能是导致氯进入大气层的主要原因，这类化合物干扰了臭氧平衡。

本世纪三十年代，美国通用汽车公司首先发现并使用CFCs。这是经过仔细寻找才发现的在致冷方面具理想性能的一系列化合物，它们可以代替氨而应用于致冷的许多方面。CFCs是化学惰性、无毒且易于液化的气体物质，目前广泛应用于空调、包装和绝缘等方面，并可作为清洗电路板的溶剂及气雾推进剂。

CFCs的强化学惰性使之构成了对臭氧层的威胁。与其他非惰性化合物不同，在大气层下部，CFCs不会由于降雨，氧化或阳光的作用而分解。直到升至大气层上部，由于紫外线的作用其分子中的氯便释放出来进入大气层，而氯又与臭氧发生反应，于是破坏了臭氧的动态平衡。已发现，几乎所有的游离氯原子可在1 ~ 2秒内与臭氧反应，同时产生氯的氧化物。氯的氧化物又进一步释放其氧原子形成氧分子，并重新产生游离氯原子再次与臭氧反应，如此往复。氯原子在反应中起着催化剂的作用。从循环反应开始到反应链最终结束，每个氯原子大约要破坏100，000个臭氧分子。据估计，经常使用的CFCs类化合物（CFC-11，CFC-12和CFC-13）绝大部分可在大气层中存留75 ~ 110年。

大气层化学是远非几个简单化学反应可以说明的。最新的大气层棒型用160多个化学反应才得以模拟出观测到的大气层化学特征。尽管各种关系十分复杂，但有一点是很清晰的，即，由CFCs引入大气层的氯与大气层上部臭氧层的破坏有密切的关系。

七十年后期开始，CFCs在工业和日常生活中普遍使用。1974年以来全世界的年释放量已接近一百万吨。由此，三种主要CFCs类化合物在大气层中的浓度急剧上升。据研究，1900年以前大气层中氯的自然浓度一直大约为0.6 ppbv，几乎全来自于甲基氯化物；而现在氯浓度为3.5 ppbv，且正在以每十年增加1.0 ppbv以上的速率递增。南极地区大气层中氯在春季的增加与同样时间内臭氧丧失的高度相关性为CFCs在臭氧层破坏中起作用的观点提供了有力证据。

长期以来，CFCs—直是一种非常有用的化学物质。它广泛地应用于我们现代生活的许多方面，而其带来的严重环境危害却又深刻地影响着我们及后代的生活赖以维持的基本条件。美国国家科学院从1976年以来作了许多有关论述，指出UV-B的增加不仅导致人体皮肤癌的发生，而且还会损害许多其他生物种。

经过十年的研究工作，我们对臭氧层的有关各个方面有了更多的了解。大量证据不断表明CFCs是臭氧层的严重潜在威胁。尽管越来越多的科学家反对使用CFCs，但为了改善生活水平而发展依赖CFCs产品的国家日益增多，CFCs的使用量正在不断增加。

半个世纪以前，人们为了寻求一种可用于工业生产的无害、无毒化学物质导致了CFCs类化合物的出现，今天则需要同样的聪明才智来寻求解决CFCs所产生的问题的办法。已有一种叫含氢CFC-22的化合物，这种物质一直较多地用于家用空调机中。由于它极易被氧化，在大气层下部即与氧发生了反应，因而对平流层臭氧的破坏作用很小。还有一种叫氟碳聚 - 1，3，4a的化合物，这种化合物不含氯，因而几乎不存在对臭氧层的破坏作用。研究发现它有一些与CFC-12相同的具有工业应用价值的性质，好几家公司已就此申请了多项专利，但仍未投入批量生产。此外，已经开始设计一种能大量减少这些有害化学物质向外界散失的循环利用机制，以便更有效地利用它们。

研究减少全世界使用CFCs的措施不能等待科学家们对此物质危害性的最终答案。因为CFCs在大气层中存留时间相当长，对大气层的任何破坏都将跨越二十一世纪而延续至二十二世纪。为了消除这些有害化学物质而进行尝试所要花的代价比起将来可能造成的巨大损失来要小得多。

[EPA Journal，1986年12月]