ในปริมาณแตกต่างกันตามระดับความสูงของชั้นบรรยากาศ เช่น ก๊าซไฮโดรเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และ “ก๊าซโอโซน (Ozone)” มีสูตรทางเคมี คือ O3 เกิดจากการรวมตัวกันของก๊าซออกซิเจน (O2) 1 โมเลกุล กับอะตอมออกซิเจนอิสระ (O) ที่แตกตัวจากก๊าซออกซิเจนโดยการกระตุ้นของรังสียูวีซี (UV-C) สำหรับชั้นบรรยากาศสตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) ซึ่งเป็นบรรยากาศที่ระดับความสูงระหว่าง 10–50 กิโลเมตรจากผิวดินมีชั้นโอโซนหนาแน่นที่สุด หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นแหล่งผลิตก๊าซโอโซน โดยชั้นโอโซนดังกล่าวทำหน้าเป็นเกราะคุ้มกัน ปกป้องพืชและสัตว์จากรังสีทุกชนิดที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ โดยเฉพาะรังสียูวีบี (UV-B) ซึ่งเป็นอันตรายต่อชีวิตและธรรมชาติหากได้รับในปริมาณที่มากเกินไป ดังนั้น เมื่อชั้นโอโซนดังกล่าวถูกทำให้บางลงโดยก๊าซบางชนิด เช่น ออกไซด์ของคลอรีน และออกไซด์ของโบรมีน สะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้รังสีจากดวงอาทิตย์สามารถลงมาสู่พื้นผิวของโลกมากขึ้น ซึ่งส่งผลต่อทั้งสิ่งมีชีวิตและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก

สารเคมีที่เป็นต้นเหตุของ “การทำลายชั้นโอโซน (Ozone Depletion)” จะเป็นสารเคมีที่มีส่วนประกอบของคลอรีนและโบรมีน ซึ่งพบได้มากในกลุ่มสารทำความเย็นที่มีการใช้งานในชีวิตประจำวัน เช่น เครื่องปรับอากาศหรือตู้เย็น สารเหล่านี้จะทำให้เกิดรูโหว่ขนาดใหญ่ของชั้นโอโซน ทำให้รังสียูวีแผ่ขยายลงมายังผิวโลกได้มากขึ้น เมื่อประกอบกับการสะสมของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศซึ่งทำให้รังสีความร้อนที่สะท้อนออกจากผิวโลกถูกสกัดกั้นและสะท้อนกลับลงมาที่ผิวโลกอีกครั้ง จึงเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น หรือที่เรียกว่า “ภาวะโลกร้อน (Global Warming)” อันเป็นสาเหตุหนึ่งที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) ของโลก เช่น การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลและมหาสมุทร การกระจายของปริมาณน้ำฝน ดังปรากฏการณ์เอลนิโย-ลานีญา (El Nino-La Nina) และการเกิดลมมรสุมที่อาจจะทวีความรุนแรงมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

สารทำความเย็นที่เรารู้จักกันดีชนิดหนึ่งซึ่งมีบทบาทสำคัญในการทำลายชั้นโอโซน คือ สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbon) หรือ CFC ซึ่งมีการใช้งานมากในอุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็นและอุตสาหกรรมผลิตโฟม ในช่วง 20-30 ปีที่ผ่านมา โดยเมื่อสาร CFC ระเหยสู่บรรยากาศและทำปฏิกิริยากับก๊าซโอโซนจะทำให้เกิดความเสียหายของชั้นโอโซนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ สาร CFC ยังสลายตัวได้ยากจึงตกค้างในบรรยากาศได้ยาวนาน ทำให้ชั้นโอโซนถูกทำลายได้อย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ นานาประเทศได้ตระหนักถึงความสำคัญของชั้นโอโซนต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกและหันมาใส่ใจกับการอนุรักษ์ชั้นโอโซนจึงร่วมกันทำข้อตกลงในรูปสนธิสัญญาระหว่างประเทศเพื่อแก้ไขปัญหาการทำลายชั้นโอโซนในปี พ.ศ. 2528 เรียกว่า “อนุสัญญาเวียนนาเพื่อการปกป้องชั้นบรรยากาศโอโซน” และในวันที่ 16 กันยายน พ.ศ. 2530 ที่นครมอนทรีออล ประเทศแคนาดา ได้มีการจัดทำข้อกำหนดและมาตรการเพื่อยับยั้งการทำลายชั้นโอโซนภายใต้อนุสัญญาเวียนนา เรียกว่า “พิธีสารมอนทรีออลว่าด้วยสารทำลายชั้นบรรยากาศโอโซน (Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer)” และเพื่อเป็นการระลึกถึงการให้สัตยาบันต่อพิธีสารฉบับนี้ และรณรงค์การลดใช้สารทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศ องค์การสหประชาชาติจึงได้ประกาศให้วันที่ 16 กันยายนของทุกปี เป็นวันโอโซนโลก (World Ozone Day) มาตั้งแต่ปี พ.ศ.2537 จนถึงปัจจุบัน

สำหรับวันโอโซนโลกในปี พ.ศ. 2561 หรือ World Ozone Day 2018 จะอยู่ภายใต้ธีม “Keep Cool and Carry On” โดยมีใจความสำคัญในการสร้างแรงบันดาลใจและกระตุ้นให้ทุกคนร่วมกันปกป้องชั้นโอโซนและสภาพภูมิอากาศภายใต้พิธีสารมอนทรีออล โดยเน้นสร้างความรู้และความเข้าใจว่าการช่วยกันปกป้องชั้นโอโซนอย่างต่อเนื่อง (Carry on) ตามพิธีสารมอนทรีออล เป็นหนึ่งในกระบวนการที่ช่วยลดโลกร้อน (Cool) และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยเพิ่มความเย็น (Cool) ทำให้โลกของเรามีสภาวะที่ดีในการดำรงชีวิต

โอโซน ชั้นบรรยากาศ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศนั้นมีความสัมพันธ์และเชื่อมโยงกันอย่างลึกซึ้ง ซึ่งในตอนต่อไปจะได้กล่าวถึงรายละเอียดเพื่อให้ทุกท่านเกิดความเข้าใจ และเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยรักษาชั้นโอโซนและดูแลสิ่งแวดล้อมของโลกร่วมกัน 

เรื่องโดย : รศ.ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย