地球大氣層中，距離海平面50公里以下，8～18公里以上叫平流層。平流層中的氧氣因為紫外線的作用，會形成氧原子（O）、氧分子（O2）與臭氧（O3）三種形態。在平流層的下半部，大約20到30公里這個範圍的臭氧濃度特別高，就稱為臭氧層。
臭氧層會吸收波長200到310奈米的紫外線，避免生物受到傷害，可說是保護我們的重要防線。然而，1974年6月號的《自然》期刊登了一篇由美國化學家羅蘭（Frank S. Rowland, 1927－2012）與墨西哥化學家莫里拉（Mario J. Molina, 1943－ ）所寫的論文，他們認為人造的氟氯碳化物（CFC）會嚴重破壞臭氧層。
CFC一開始就是為了做為汽車而研發的；1930年由美國杜邦公司與通用汽車合資成立的動力化學公司（Kinetic Chemicals）開始生產製造。CFC具有化學性質穩定、低毒性、不自燃、不助燃等特性，所以除了冷凍空調冷媒，也被用於噴霧推進劑、塑膠泡棉、滅火劑、電子零件的清潔劑，很快在全世界被大量使用。
但也因為CFC相當穩定，將近百年才會自行分解，因此一旦釋放至空氣中，就會穩定存在，一直到進入平流層後，在紫外線照射下釋出氯離子，與臭氧產生化學作用，因而大量消耗臭氧，破壞臭氧層。
CFC的相關企業紛紛反彈，杜邦公司董事長就憤而指責這篇論文是「科幻故事，一派胡言」。不過美國國家科學院於1976年即證實了羅蘭與莫里拉的假說，美國政府於1978年禁止噴霧劑使用CFC，但並未限制做為冷媒與溶劑使用。直到1985年，南極科學家發表報告，指稱南極上空的臭氧層破洞比預估大很多，並經衛星觀測確認後，世界各國才驚覺事態嚴重。
1987年9月16日，46個國家在加拿大簽訂「蒙特婁破壞臭氧層物質管制議定書」，訂定時程，逐步全面禁止使用CFC；之後又納入其它類似作用的物質。1995年，羅蘭、莫里拉，與率先提出一氧化氮破壞臭氧層之機制的荷蘭大氣化學家克魯岑（Paul J. Crutzen, 1933－）三人共同獲頒諾貝爾化學獎。
簽訂蒙特婁議定書的執行相當徹底，堪稱有史以來最成功的全球公約之一。雖然2014年的觀測發現南極臭氧層破洞仍有北美洲那麼大，但科學家證實臭氧層正在緩慢復原中；而這也提醒我們，人類一旦對大自然造成破壞，就無法輕易彌補了。
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