Ozon (O₃) is een molecule die uit 3 zuurstofatomen bestaat. Ozon komt voor binnen verschillende lagen in de atmosfeer: de troposfeer en de stratosfeer.

• De troposfeer is de onderste laag van de dampkring rond de aarde, ons leefniveau. Ozon in de troposfeer is een vorm van luchtverontreiniging en schadelijk voor de gezondheid.
• De stratosfeer is de laag boven de troposfeer. De stratosfeer begint op een hoogte van 6 à 15 km boven het aardoppervlak en eindigt op 50 km hoogte.

90% van de in de atmosfeer aanwezige ozon bevindt zich in de stratosfeer. Binnen deze stratosfeer stellen we vast dat de hoogste ozonconcentraties worden aangetroffen op een hoogte van een 15 tot 30 km. Het is de daar aanwezige ozon die bekend staat als de ozonlaag. Deze ozonlaag heeft een beschermende functie en fungeert als schild tegen de schadelijke UV-B straling van de zon.

Hoe en door wat wordt de ozonlaag afgebroken?

De hoeveelheid ozon in de stratosfeer kan beïnvloed worden door vulkaanuitbarstingen. Zo veroorzaakte de uitbarsting van de Pinatubo-vulkaan in 1992 een kortstondige piek in de verdunning van de ozonlaag. Dit effect is echter van korte duur. De langdurige verdunning of de aantasting van de stratosferische ozonlaag die nu wordt vastgesteld is het gevolg van de emissies van bepaalde chloor- en broomhoudende verbindingen die door de mens zijn gefabriceerd en in de atmosfeer terecht komen ten gevolge van menselijke activiteiten.

Chloorfluorkoolstoffen (CFK’s), halonen of broomfluorkoolstoffen (BFK’s), tetrachloorkoolstof, 1,1,1-trichloorethaan, methylbromide, chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK’s) en broomfluorkoolwaterstoffen (HBFK’s) zijn de bekendste ozonlaag afbrekende stoffen. Het zijn stoffen die worden of werden gebruikt als koelmiddel in koelinstallaties en luchtbehandelingsinstallaties, in kunstofmaterialen (zoals isolatiemateriaal), in spuitbussen, als oplosmiddel, als aërosol in spuitbussen, als blusmiddel in brandblusapparaten, als ontsmettingsmiddel in bijvoorbeeld de landbouw), …

Deze stoffen werden in de vorige decennia massaal gebruikt omdat ze op het eerste zicht niets dan positieve eigenschappen bezaten. Ze waren stabiel en chemisch inert, ze waren niet-agressief en slechts in zeer hoge concentraties toxisch en bezaten tal van goede eigenschappen en waren bovendien goedkoop. Maar het is die chemische stabiliteit die net de boosdoener is. Ze worden namelijk wanneer ze vrijkomen in de atmosfeer niet afgebroken maar blijven voor vele jaren aanwezig in de atmosfeer. Langzaam maar zeker worden ze vermengd met hogere luchtlagen en bereiken zo de stratosfeer. Daar heersen totaal andere condities dan op leefniveau en pas daar worden deze stoffen ontbonden en komen de voor de daar aanwezige ozon zeer agressieve chloor- en broomradicalen vrij. Deze fungeren als katalysator in de ozonafbraak. Dit wil zeggen dat zo’n chloor- of broommolecule deelneemt aan een vernietigingsproces van ozonmolecules zonder zelf weg te reageren.

Na zo’n afbraakproces kunnen deze chloor- en broomradicalen dus opnieuw deelnemen aan een nieuw proces van ozonafbraak. Eén chlooratoom (met levensduur van enkele tientallen tot honderden jaren) kan duizenden malen deelnemen aan de afbraak van ozon-molecules alvorens het wordt omgezet in een verbinding die niet schadelijk is voor ozon.

Wat zijn de gevolgen van de verdunning van de ozonlaag?

De ozonlaag beschermt de aarde tegen de schadelijke UV-straling. Een toename van de hoeveelheid UV-B straling die het aardoppervlak bereikt heeft een negatief effect op de gezondheid (toename van huidkanker en oogaandoeningen zoals cataract), op planten (dalende opbrengst) en aquatische ecosystemen waar het effect op wieren een invloed heeft op de hele voedselketen.

Wat is de evolutie van de dikte van de ozonlaag? Wat zijn de verwachtingen?

Sinds het begin van de jaren 1980 is er jaarlijks een daling van gemiddeld 0.23% voor. Deze trend is sterk seizoensgebonden: in de lente bedraagt de afname gemiddeld 0.75% per jaar, terwijl de afname in de herfst statistisch verwaarloosbaar is. Schommelingen in de dikte zijn normaal maar de trendmatige daling is zorgwekkend.

De belasting van de troposfeer (ozonafbrekende stoffen worden op leefniveau uitgestoten en bereiken via de troposfeer de stratosfeer) met ozonafbrekende stoffen kende zijn piek in 1994 en is nu dalende (het totale choorgehalte is dalende, maar de hoeveelheid broom stijgt nog). De stratosferische chloor- en broomconcentraties pieken binnen dit en 10 jaar.

De laatste jaren is een recordverdunning van de ozonlaag vastgesteld (de kortstondige piek voor de jaren ‘92-’93 is toe te schrijven aan de uitbarsting van de Pinatubo-vulkaan op de Filippijnen in 1991. Hierbij werd een grote hoeveelheid aërosolen geëmitteerd die de effectiviteit van de in de stratosfeer aanwezige chloormoleculen die de ozonmoleculen afbreken aanzienlijk verhoogd. Dit effect was echter tijdelijk en de op lange termijn vastgestelde verdunning van de ozonlaag is uitsluitend het gevolg van antropogene activiteiten). Een piek in de verdunning wordt verwacht in de komende twee decennia. Een volledig herstel van de ozonlaag wordt pas verwacht tegen het midden van de 21ste eeuw.