โอโซนเป็นก๊าซพิษสีน้ำเงินที่ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนสามชนิด (O 3 ) ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพหรือเป็นประโยชน์ต่อชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับว่ามันถูกสังเกตในชั้นบรรยากาศ ในระดับที่ต่ำกว่าในชั้นบรรยากาศความเข้มข้นของโอโซนเหนือปริมาณที่น้อยที่สุดอาจทำให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืชและทำให้เกิดมลพิษทางอากาศและสร้างความเสียหาย ในบรรยากาศชั้นบน 10-20 ไมล์ (20-30 กิโลเมตร) เหนือพื้นดินโอโซนทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีอุลตร้าไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ถึงพื้น
โอโซนระดับต่ำเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของยานยนต์ที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงโดยมีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ที่พบในน้ำมันเบนซินและสารละลายสี เมื่อสารประกอบถูกสร้างขึ้นในบรรยากาศพวกมันจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนปกติ (O 2 ) และสร้างโอโซนและสารประกอบอื่น ๆ ที่มีส่วนทำให้เกิดหมอกควันหรือมลพิษทางอากาศ โอโซนมีปฏิกิริยาทางเคมีและเมื่อหายใจเข้าไปสามารถทำปฏิกิริยากับเนื้อเยื่อปอดและทำให้เกิดความเสียหาย นอกจากนี้ยังมีฤทธิ์กัดกร่อนและอาจทำให้อาคารเสียหายเนื่องจากปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์อาคารภายนอก
โอโซนที่มีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยจะมีประโยชน์ในการควบคุมการใช้เพราะมันสามารถทำหน้าที่เป็นยาฆ่าเชื้อโรคในการกำจัดเชื้อโรค เครื่องผลิตโอโซนสามารถใช้สำหรับบำบัดน้ำเสียและในบางระบบฟอกอากาศสำหรับการกำจัดเชื้อโรค สิ่งนี้จะถูกเก็บไว้ในระดับความเข้มข้นต่ำเพื่อลดผลกระทบด้านลบต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างของโอโซนในฐานะเครื่องฟอกอากาศเกิดขึ้นเมื่อมีฟ้าผ่าในพายุฝนฟ้าคะนองและอากาศจะสดชื่นขึ้น พลังงานไฟฟ้าสูงในสายฟ้าผ่าสามารถสร้างโอโซนจากโมเลกุลออกซิเจนซึ่งจะทำปฏิกิริยากับมลพิษทางอากาศและทำความสะอาดอากาศชั่วคราว
ในบรรยากาศชั้นบนโอโซนจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยปฏิกิริยาของโมเลกุลออกซิเจนกับแสงแดดที่มีความเข้มสูง โอโซนเป็นตัวดูดซับที่ดีมากของความยาวคลื่นรังสีอัลตราไวโอเลตบี (UVB) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในการส่งเสริมมะเร็งในมนุษย์และสัตว์หลายชนิด โอโซนทำปฏิกิริยากับอนุภาคอื่นอย่างต่อเนื่องและจะถูกสร้างใหม่ในระหว่างวันรักษาความเข้มข้นของโอโซนอย่างต่อเนื่อง ปริมาณมีขนาดเล็กมากวัดได้เพียงไม่กี่ส่วนต่อพันล้านส่วนในอากาศ แต่สำคัญสำหรับการป้องกัน UVB
Chlorofluorocarbons (CFCs) ถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 ในฐานะกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นในการเปลี่ยนสารทำความเย็นอันตรายเช่นแอมโมเนียและเมธิลคลอไรด์ซึ่งเป็นสารไวไฟหรือเป็นพิษ การทดสอบกับ CFCs แสดงให้เห็นว่ามนุษย์และสัตว์สามารถสัมผัสกับการรั่วไหลของปริมาณที่น้อยกว่าที่พบในบ้านและธุรกิจขนาดเล็กโดยไม่มีความเสี่ยง ภายในระยะเวลาอันสั้น CFCs ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางทั่วโลกในการทำความเย็นกระป๋องสเปรย์ละอองและสารดับเพลิง
การวิจัยเริ่มต้นในทศวรรษที่ 1960 แสดงให้เห็นว่าในบางส่วนของชั้นบรรยากาศโลกมีความเข้มข้นของโอโซนลดลง ในช่วงทศวรรษ 1980 มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการสูญเสียชั้นโอโซนและ CFCs ที่ปล่อยสู่อากาศจนถึงชั้นบรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์เสนอว่าโมเลกุล CFC ที่เสถียรมากยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกเป็นเวลาหลายปีและในที่สุดกระแสอากาศและสภาพอากาศทำให้พวกเขาสามารถเข้าถึงความสูงของชั้นบรรยากาศซึ่งความเข้มข้นของโอโซนสูงที่สุด
พลังงานแสงอาทิตย์เดียวกับที่สร้างโอโซนก็แข็งแกร่งพอที่จะแยกโมเลกุล CFC ออกจากกันปล่อยโมเลกุลของคลอรีน (Cl) โมเลกุลเหล่านี้พร้อมกับฝุ่นละอองและผลึกน้ำแข็งระดับความสูงได้สร้างสถานที่ทำปฏิกิริยาที่แยกโอโซนและสร้างโมเลกุลของออกซิเจนตามปกติ แม้ว่าปฏิกิริยาเหล่านี้จะเกิดขึ้นทุกที่ในชั้นบรรยากาศอุณหภูมิที่ต่ำมากและสภาพอากาศที่พบในขั้วโลกใต้ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่สูงขึ้น
ข้อมูลดาวเทียมแสดงให้เห็นว่ามีความเข้มข้นของโอโซนที่ต่ำมากในขั้วโลกใต้ในฤดูใบไม้ผลิที่ขั้วแรก ๆ หลังจากความมืดหลายเดือน นักวิทยาศาสตร์และสื่อใช้ชื่อว่า“ หลุมโอโซน” ในเวลานั้นเพื่ออธิบายผลกระทบ แม้ว่าหลุมโอโซนจะหยุดชั่วคราวในแต่ละฤดูใบไม้ผลิและหายไปอย่างรวดเร็ว แต่ก็มีความกังวลอย่างมากต่อผลกระทบระยะยาวของ CFCs
ในปี 1987 เกือบ 200 ประเทศที่เป็นของสหประชาชาติได้ลงนามในพิธีสารมอนทรีออลและตกลงที่จะยุติหรือหยุดการผลิตสาร CFC ตามกำหนดเวลาที่แน่นอน มีการเปลี่ยนแปลงข้อตกลงในหลายทศวรรษต่อมาเนื่องจากมีหลักฐานใหม่แสดงให้เห็นว่าการลดลงของโอโซนสูงกว่าที่คิดไว้ CFCs ถูกแทนที่ด้วยสารประกอบที่มีคลอรีนน้อยหรือไม่มีเลยในโมเลกุลของพวกเขาที่เรียกว่า hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) และ hydrofluorocarbons (HFCs)
การพัฒนาความสนใจในการใช้ก๊าซไวไฟเช่นโพรเพนและแอมโมเนียสำหรับการใช้งานบางประเภทเนื่องจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดการสูญเสียโอโซน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ผู้ผลิตต่างมองหาวิธีที่จะรวมก๊าซที่ติดไฟได้อย่างปลอดภัยลงในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค นอกจากนี้ยังมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อรวมก๊าซที่ไม่ติดไฟเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่สามารถทำให้อาหารเย็นโดยไม่ต้องใช้สารทำความเย็น
