一、什麼是臭氧
太陽是一個巨大的熱體，表面溫度高達6000℃，是地球取之不盡的能量來源。我們都知道，人類肉眼可以看到的"赤橙黃綠青藍紫"的七彩光是可見光範圍的太陽輻射，實際上到達地面的太陽光還有紅外線和紫外線等。太陽輻射的紫外光中有一部分能量極高，如果到達地球表面，就可能破壞生物分子的蛋白質和基因物質，即我們所熟知的DNA，造成細胞破壞和死亡。然而，自然的力量改變了這一過程，地球的大氣層就像一個過濾器，一把保護傘，將太陽輻射中的有害部分阻擋在大氣層之外，使地球成為人類可愛的家園。而完成這一工作的，就是今天已經婦孺皆知的"臭氧層"。
臭氧與我們熟知的氧氣是"親兄弟"，只是臭氧由三個氧原子構成，而氧氣由兩個氧原子構成。由於臭氧和氧氣之間的平衡，大氣中形成了一個較為穩定的臭氧層，這個臭氧層的高度大約在距離地面表面15-25千米處。生成的臭氧對太陽的紫外輻射有很強的吸收作用，有效地阻擋了對地表生物有傷害的紫外線。因此，實際上可以說，臭氧層形成之後，才有了生命在地球上的生存、延續和發展，臭氧層是地表生物系統的"保護傘"。
二、南極臭氧空洞
臭氧層在大氣中是極其脆弱的一層氣體，如果在零度的溫度下，沿著垂直的方向將大氣中的臭氧全部壓縮到一個大氣壓，那麼臭氧層的總厚度只有3毫米左右。
科學家在南極地區最早發現了嚴重的臭氧層破壞。南極是一個非常寒冷的地區，終年被冰雪覆蓋，四周環繞著海洋。在過去10-15年間，每到春天南極上空平流層的臭氧都會發生急劇的大規模耗損。極地上空臭氧層的中心地帶，近95％的臭氧被破壞。從地面向上觀測，高空的臭氧層已極其稀薄，與周圍相比像是形成了一個"洞"，直徑上千千米，"臭氧洞"就是因此而得名的。臭氧洞可以用一個三維的結構來描述，即臭氧洞的面積、深度及延續時間。1987年10月，南極上空的臭氧濃度下降到了1957-1978年間的一半，臭氧洞面積則擴大到足以覆蓋整個歐洲大陸。從那以後，臭氧濃度下降的速度還在加快，有時甚至減少到只剩30%，臭氧洞的面積也在不斷擴大。1994年10月觀測到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。近年臭氧洞的深度和面積等仍在繼續擴展，1995年觀測到的臭氧洞的天數是77天，到1996年幾乎南極平流層的臭氧全部被破壞，臭氧洞發生天數增加到80天。1997年至今，科學家進一步觀測到臭氧洞發生的時間也在提前，1998年臭氧洞的持續時間超過100天，是南極臭氧洞發現以來的最長記錄，而且臭氧洞的面積比1997年增大約15%，幾乎可以相當三個澳大利亞的面積。這一跡象表明，南極臭氧洞的損耗狀況正在惡化之中。
三、臭氧層破壞現狀
眾所周知，太陽輻射的紫外線對生物有很強的殺傷力。幸運的是，距地球表面25-50公裡處有一臭氧層。臭氧是地球大氣層中的一種微量氣體，它是由三個氧原子（O3）結合在一起的藍色、有刺激性的氣體。儘管臭氧層在地球表面並不太厚，若在氣溫0℃時，將地表大氣中的臭氧全部壓縮到一個標準大氣壓時，臭氧層的總厚度才不過3毫米左右，但它卻能吸收太陽輻射出的99%的紫外線。就像地球的一道天然保護屏障，使地球上的萬物免遭紫外線的傷害。因此，臭氧層也被譽為是地球的"保護傘"。
1985年，英國科學家法爾曼等人在南極哈雷灣觀測站發現：在過去10-15年間、每到春天南極上空的臭氧濃度就會減少約30%，有近95%的臭氧被破壞。從地面上觀測，高空的臭氧層已極其稀薄，與周圍相比像是形成一個"洞"，直徑達上千公裡，"臭氧洞"由此而得名。衛星觀測表明，此洞覆蓋面積有時比美國的國土面積還要大。到1998年臭氧空洞面積比1997年增大約15%，幾乎相當於三個澳大利亞大。前不久，日本環境廳發表的一項報告稱，1998年南極上空臭氧空洞面積已達到歷史最高記錄，為2720萬平方公裡，比南極大陸還大約1倍。
美、日、英、俄等國家聯合觀測發現，近年來，北極上空臭氧層也減少了20%。在被稱為是世界上"第三極"的青藏高原，中國大氣物理及氣象學者的觀測也發現，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度減少。根據全球總臭氧觀測的結果表明，除赤道外，1978-1991年總臭氧每10年間就減少1%-5%。
自30年代以來，氟氯碳被廣泛用作冰箱、冷凍機、空調等設備的製冷劑，聚氨醋泡沫和聚乙烯/聚苯乙烯泡沫中的發泡劑，氣霧劑製品中的推進劑，電子線路板、精密金屬零部件等的清洗劑及菸絲的膨脹劑等。哈龍則主要用作滅火器中的滅火劑。上述化學物質非常穩定，排到大氣中可存留數十年，甚至100年左右，因此最終會破壞臭氧層。
四、臭氧洞是怎樣形成的
臭氧洞一經發現，立即引起科學界及整個國際社會的震動。最初對南極臭氧洞的出現有三種不同的解釋。一種認為是底層含臭氧少的空氣被風吹到平流層的天然結果；第二種解釋認為，南極臭氧洞是由宇宙射線在高空生成氮氧化物的自然過程；但是，美國的兩位科學家Monila和Rowland指出，正是人為的活動造成了今天的臭氧洞。元兇就是我們現在所熟知的氟利昂和哈龍。
越來越多的科學證據否定了前兩種假說，而證實氟利昂和哈龍產生的氯和溴在平流層通過化學過程破壞臭氧是造成南極空洞的主要原因。那麼氟利昂和哈龍是怎樣進入平流層，又是如何引起臭氧層破壞的呢？我們知道就重量而言人為釋放的氟利昂和哈龍的分子雖然都比空氣重，但它們在低層幾乎不與任何分子發生反應，因此不能通過一般的大氣化學過程去除。經過一兩年的時間，這些物質於全球範圍內在對流層分布均勻，然後主要在熱帶地區上空被大氣環流帶入平流層，風又將它從高緯度地區向低緯度地區輸送，在平流層內混合均勻。在平流層內，強烈的紫外線照射使氟利昂和哈龍發生分子解離，釋放出原子狀態的高活性的氯和溴，生成破壞臭氧層的主要物質，它們對臭氧層的破壞是以催化劑的方式進行的。據估算，一個氯原子可以破壞104-105個臭氧分子．而由哈龍釋放的溴原子對它的破壞能力是氯原子的30-60倍。而且，氯原子和溴原子還存在協同作用即二者同時存在時，破壞臭氧的能力要大於二者的簡單加和。
南極臭氧空洞的形成是包含大氣化學、氣象學的三維複雜過程，但根源是地球表面人為活動產生的氟利昂和哈龍，氟利昂和哈龍在大氣中的壽命很長，一旦進入大氣就較難去除，這意味著它們對臭氧層的破壞會持續一個漫長的過程．
五、什麼在破壞臭氧層？
大氣平流層中距地面20-40公裡的範圍內有一圈特殊的大氣層，這一層大氣中臭氧含量特別高。大氣平均臭氧含量大約是0.3ppm，而這裡的臭氧含量接近10ppm，高空大氣層中90%的臭氧集中在這裡，所以叫它臭氧層。
臭氧層在保護地球方面具有特別的功能：對於太陽光中與生物無害的可見光和A段紫外線，將它們大部分吸收，小部分放行，讓它們到達地面殺菌消毒，又不至於對人體健康造成危害。所以說臭氧層是保護地球的無縫天衣。
空調、電冰箱用的製冷劑氯氟烴其商品名叫氟裡昂。氯氟烴在低層大氣中穩定，遊蕩10年左右的時間進入同溫層，直至穿出臭氧層。穿出臭氧層後，在強烈紫外線的作用下，氯氟烴迅速分解，產生氯原子，氯原子極為活潑，專門拆散臭氧分子，使臭氧層逐漸變薄，出現空洞。
人類已經把1500萬噸以上的氯氟烴排放到大氣中。進入大氣中的氯氟烴，只有一部分參與臭氧層破壞作用，大部分還在大氣中遊蕩，因而，雖然現在很多地方已停止生產和使用氯氟烴，臭氧層仍然會繼續遭到破壞。何況，除了氯氟烴外，工業廢氣、汽車和飛機的尾氣、核爆炸產物、氨肥的分解物，其中可能含有氮氧化物、一氧化碳、甲烷等幾十種化學物質，都是破壞臭氧層的因素。
六、臭氧層保護
氟利昂是美國杜邦公司30年代開發的一個引為驕傲的產品被廣泛用於製冷劑、溶劑。塑料發泡劑、氣溶膠噴霧劑及電子清洗劑等，哈龍在消防等行業發揮著重要作用、當科學家研究令人信服地揭示出人類活動已經造成臭氧層嚴重損耗的時候，"補天"行動非常迅速。實際上．現代社會很少有一個科學問題像"大氣臭氧層"這樣由激烈的反對、不理解，迅速發展到全人類採取一致行動來加以保護。
1985年，也就是Monlina和Rowland提出氯原子臭氧層損耗機制後11年，同時也是南極臭氧洞發現的當年由聯合國環境署發起。通過保護臭氧層的維也納公約，首次在全球建立了共同控制臭氧層破壞的一系列原則方針。
1987年，大氣臭氧層保護的重要歷史性文件《蒙特婁議定書》通過。在該議定書中，規定了保護臭氧層的受控物質種類和淘汰時間表，要求到2000年全球的氟利昂消減一半，並制定了針對氟利昂類物質生產、消耗、進口及出口等的控制措施。
由於進一步的科學研究顯示大氣臭氧層損耗的狀況更加嚴峻，1990年通過《蒙特婁議定書》倫敦修正案。1992年通過了哥本哈根修正案，其中受控物質的種類再次擴充，完全淘汰的日程也一次次提前。
從這裡我們不僅可以看到人類日益緊迫的步伐，而目也發現，即使如此努力地彌補我們上空的"臭氧洞"，但由於臭氧層損耗物質從大氣中除去十分困難，預計採用哥本哈根修正案也要在2050年左右平流層氫原子濃度才能下降到臨界水平以下。到那時，我們上空的"臭氧洞"可望開始恢復。臭氧層保護是近代史上一個全球合作十分典型的範例。這種合作機制將成為人類的財富，並為解決其它重大問題提供借鑑和經驗。