Waarom zijn er gaten in de ozonlaag?

Misschien heb je het wel eens geroken, die rare geur die alleen na regenval in de lucht hangt. Sommigen vinden het lekker ruiken en ik bijvoorbeeld niet. Het is de geur van onder andere ozon. De aarde wordt bedekt door een laag gassen die bekend staat als dampkring of atmosfeer. Hiervan vormt de ozonlaag, bestaande uit ozongas, een onderdeel. De ozonlaag bevind zich in de stratosfeer en is de natuurlijke zonnefilter van de aarde. Het houdt een groot deel van de schadelijke uv-straling tegen. Echter, begin jaren tachtig werd ontdekt dat deze beschermlaag vooral boven de Zuidpool uitdunde, waardoor de bescherming tegen schadelijke uv-straling met zeventig procent afnam. Deze uitdunning kan nare gevolgen hebben voor al het leven op aarde.

Figuur 1: Schematische weergave grootte ozongat boven Antarctica, September 2006

WRM breken cfk´s de ozonlaag af?
Chloorfluorkoolstofverbindingen, ook wel cfk´s genoemd, werden begin jaren dertig geïntroduceerd door de Amerikaanse chemicus Thomas Midgley jr. Deze stoffen moesten als veilig alternatief fungeren voor gevaarlijke gassen zoals ammoniakgas, chloormethaan en propaan die in koelsystemen gebruikt werden. Een van de eerste cfk´s was freon. Het duurde niet lang voordat freon en andere cfk´s ook als drijfgas in verschillende spuitbussen werden gebruikt. In het midden van de jaren zeventig werd ontdekt dat cfk´s niet alleen broeikasgassen waren, maar ook de ozonlaag afbraken. Maar WRM is dat zo?

Cfk´s komen in de ozonlaag terecht en kunnen onder invloed van uv-straling afbreken. Bij deze afbraak komen chloorradicalen (Cl.) vrij. Radicalen zijn zeer reactieve deeltjes; dit verklaart ook WRM ze onmiddellijk reageren met ozonmoleculen (O3), waarbij het chloormonoxideradicaal (ClO.) en zuurstof (O2) ontstaan. De chloormonoxideradicalen zoeken elkaar op en vormen vervolgens chloorperoxide (Cl2O2 ), dat onder invloed van uv-licht uiteen valt in chloorradicalen (Cl.) en zuurstof (O2 ). Hiermee begint het proces opnieuw: doordat nieuwe chloorradicalen met ozonmoleculen reageren, wordt de ozonlaag langzaam afgebroken.

Cl. + O3 -> ClO. + O2
Cl. + O3 -> ClO. + O2
ClO. + ClO. -> Cl2O2
Cl2O2 + uv-licht -> 2 Cl. + O2
—————————– +
2 O3 -> 3 O2

Figuur 2: Schematische weergave cfk´s en ozonafbraak

Nu vraag je jezelf af: WRM is het ozongat boven de Zuidpool juist zo groot? De afbraak van ozon wordt door verschillende factoren beïnvloed; zo gaat het sneller bij zeer lage temperaturen. Verder moet er voldoende zonlicht zijn. Dat is er, omdat in het Zuidpoolgebied de zon voortdurend schijnt als de poolwinter overgaat in de lente. Tenslotte is de aanvoer van ozon door de wind naar de Zuidpool niet altijd even groot omdat deze sterk wordt beïnvloed door zonlicht en de koude atmosfeer. Er worden echter maatregelen getroffen: zo werd in 1987 het Montreal Protocol opgesteld. Dit protocol limiteert het gebruik van chloor- en broomhoudende verbindingen in de industrie, waaronder cfk´s. Alhoewel dit voor ontwikkelingslanden nog enkele jaren zal duren, wordt verwacht dat cfk´s de komende 50 jaar nog ozon zullen afbreken, gezien het feit dat ze lang actief blijven (sommigen tot wel 75 jaar!). Koop dus niet teveel toiletverfrisser.