Разрушениие озонового слоя

     Введение 

     Современная кислородная атмосфера Земли  – уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта её особенность  связана с наличием на нашей планете  жизни.

     Проблема  экологии для людей сейчас, несомненно, самая главная. На реальность экологической  катастрофы указывает разрушение озонного слоя Земли. Озон - трехатомная форма кислорода, образуется в верхних слоях атмосферы под действием жесткого (коротковолнового) ультрафиолетового излучения Солнца.

     Сегодня озон беспокоит всех, даже тех, кто  раньше не подозревал о существовании  озонного слоя в атмосфере, а считал только, что запах озона является признаком свежего воздуха. (Недаром  озон в переводе с греческого означает ''запах''.) Этот интерес понятен –  речь идёт о будущем всей биосферы Земли, в том числе и самого человека. В настоящее время назрела  необходимость принять определённые обязательные для всех решения, которые  позволили бы сохранить озонный  слой. Но чтобы эти решения были правильны, нужна полная информация о тех факторах, которые изменяют количество озона в атмосфере  Земли, а также о свойствах  озона, о том, как именно он реагирует  на эти факторы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Воздействие человека  на окружающую  среду 

     Наряду  с многочисленными преимуществами, присущими индустриальным обществам, для них характерно как возникновение  новых, так и обострение уже существующих экологических и ресурсных проблем. По масштабам распространения эти  угрожающие благосостоянию человека проблемы можно подразделить на:

     – локальные: загрязнение подземных вод токсичными веществами;

     – региональные: повреждение лесов и деградация озер в результате атмосферных выпадений загрязнителей;

     – глобальные: возможные климатические  изменения вследствие увеличения содержания углекислого газа и других газообразных веществ в атмосфере, а также  истощения озонового слоя.

     Совокупное  воздействие интенсивного сельского  хозяйства, возросшей добычи полезных ископаемых и урбанизации значительно  усилило деградацию потенциально возобновимых ресурсов – верхнего почвенного слоя, лесов, пастбищ, а также популяций диких животных и растений. Напомним, что точно такие же причины привели к гибели древних цивилизаций.

     Индустриализация  значительно увеличила власть людей  над природой и в то же время  уменьшила численность населения, живущего в непосредственном контакте с ней. В результате люди, особенно в промышленно развитых странах, еще сильнее уверились в том, что их назначение состоит в покорении  природы. Многие серьезные ученые убеждены, что, пока будет сохраняться подобное мироощущение, будут продолжать разрушаться  и системы жизнеобеспечения Земли.

     2. Разрушение озонового слоя

     2.1.История озоновой проблемы. Озоновый слой (озоносфера) располагается в стратосфере приполярных широт на высоте 10 км от поверхности Земли и на высоте до 50 км вблизи экватора. Максимальная концентрация озона О₃ (около 5 млн"¹) отмечается на высоте 20—25 км, где его содержание составляет ~5 молекул О₃ на 10⁶ молекул воздуха. В слое озоносферы озон находится в очень разреженном состоянии. Если бы можно было собрать весь озон, содержащийся в атмосфере, у поверхности Земли при давлении 101,3 кПа и температуре 20 °С, то толщина этого слоя составила бы около 3 мм. Его называют озоновым щитом Земли, так как он защищает все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.

     Проблема  разрушения или, точнее, истощения озонового  слоя возникла в начале 1970-х гг. Было высказано несколько гипотез, согласно которым некоторые вещества — продукты деятельности человека — достигнув стратосферы, могут вызывать разложение озона.

     В 1970 г. немецкий ученый Пауль Крутцен предположил, что причиной разрушения озона является N₂O — оксид диазота, который в атмосфере превращается в NO — оксид азота(II). Последний непосредственно участвует в каталитической реакции разрушения озона. В следующем 1971 г. химик из Калифорнийского университета в Беркли (США) Гарольд Джонстон высказал мысль, что оксиды азота, содержащиеся в выбросах реактивных двигателей сверхзвуковых самолетов, могут вызывать уменьшение количества озона в стратосфере. В декабре 1973 г. химики из Калифорнийского университета в Ирвине (США) Шервуд Роу-ленд и Марио Молина высказали мнение, что хлорфторуглеродные соединения (ХФУ) могут постепенно достигать стратосферы и разрушать озоновый щит. В июне 1974 г. статья об их открытии была опубликована в журнале «Nature» («Природа»).

     В 1977 г. в рамках Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) проведена Первая международная конференция по проблеме истощения озона.

     С 1982 г. группой английских исследователей под руководством Джо Фармана из Кембриджа установлен факт уменьшения содержания озона над Антарктидой. В 1984 г. приборы их наземных станций мониторинга (на антарктической станции Халли-Бей) показали снижение содержания озона на 40% за период около 30 дней (с сентября по октябрь).

     В 1985 г. была опубликована историческая статья, объявившая о появлении в Южном полушарии озоновой «дыры». Фотоснимки, сделанные из космоса, показали наличие над Антарктидой огромной «дыры», равной по площади территории США. Под «дырой» не следует понимать то, что в данной области совсем нет озона. Отмечено лишь сильное утончение его слоя.

     В том же 1985 г. участники международных переговоров в Вене подписывают Венскую конвенцию об охране озонового слоя, призывающую страны к проведению дополнительных исследований и обмену информацией по сокращению озонового слоя. СССР присоединился к Венской конвенции в 1986 г.

     В 1986 г. тринадцать американских ученых совершают Национальную озоновую экспедицию в Антарктиду, результаты которой позволяют заключить, что потеря озона в этом районе, вероятно, вызвана химическими веществами. Однако в то время некоторые ученые объясняли уменьшение озона не химическими, а климатическими или динамическими процессами (движением масс воздуха).

     В 1987 г. 150 американских ученых совершают вторую экспедицию в Антарктиду, в результате которой сделан вывод о том, что первопричиной сокращения озонового слоя являются хлор-содержащие химические соединения. В октябре 1987 г. озоновая «дыра» над Антарктидой стала больше, чем в 1985 г. Дефицит озона уже составлял почти 50%.

     Следующим шагом после Венской конференции  стало подписание 16 сентября 1987 г. Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Это международное соглашение устанавливает графики поэтапного сокращения производства и использования озоноразрушающих веществ (ОРВ). Страны-участницы согласились заморозить производство и потребление ХФУ к 1990 г. на уровне 1986 г., провести 20%-ое сокращение к 1 января 1994 г. и следующее 30%-ое — к 1 января 1999 г. В 1987 г. Монреальский протокол (МП) подписали 36 стран, к июню 1995 г. — почти 150 стран, а на юбилейной встрече в Монреале в сентябре 1997 г. таких стран было уже 163. СССР подписал Монреальский протокол в 1988 г.

     День  принятия Монреальского протокола — 16сентября — по инициативе ЮНЕП с 1995 г. объявлен ООН Международным днем защиты озонового слоя.

     После открытия озоновой «дыры» над Антарктидой (1985 г.) исследования по содержанию озона продолжались. Они проводились не только в Южном, но и в Северном полушарии. В 1988 г. появилось сообщение, что над Северным полушарием за период 1968—1986 гг. обнаружены потери от 1,7 до 3% озонового слоя. Установлено наличие озоновой «дыры» и над Арктикой, однако меньшей по размерам, чем над Антарктидой.

     В 1989—1992 гг. проведено несколько международных  экспедиций по исследованию озонового  слоя над Арктикой, в которых активное участие принимали ученые нашей  страны. Выявленные озоновые «мини-дыры» особенно часто появлялись над европейским сектором Арктики и севером Европы и Атлантического океана. Однако в отличие от Антарктиды эти «мини-дыры» были менее интенсивными, меньше по площади и смещались на значительные расстояния за недолгое время своего существования. Это объясняется тем, что зимний полярный вихрь слабо устойчив и в отличие от антарктического обменивается массами воздуха со стратосферой соседних широт, откуда приходит более теплый и богатый озоном воздух. Однако арктические «мини-дыры» могут вызывать более серьезные последствия в густонаселенной Северной Европе, чем более сильная озоновая дыра в пустынной Антарктиде.

     Встречи сторон Монреальского протокола на правительственном уровне происходят ежегодно. На таких встречах принимаются новые поправки к МП, все более ограничивающие производство и использование озоноразрушающих веществ. Так, в июне 1990 г. в Лондоне представителями 92 государств (в том числе и нашей страны) подписано дополнение к МП, предусматривающее полное прекращение производства ХФУ к 2000 г. Этот документ называют Лондонским протоколом. В 1997 г. на очередной встрече в Монреале была достигнута договоренность о необходимости лицензирования экспортно-импортных операций с озоноразрушающими веществами (ОРВ).

     Озоновая  проблема обсуждалась и на Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) с участием глав государств и представителей из 179 стран мира. В документах конференции отмечено, что «озоновый слой в стратосфере планеты продолжает уменьшаться из-за выбросов в атмосферу хлорфторуглеродов и других веществ, содержащих химически активные соединения хлора и брома... Необходимо разработать безопасные заменители этих химических веществ и проследить за тем, чтобы они были доступны как развитым, так и развивающимся странам».

     Ежегодно  наша планета Земля теряет около 0,5% озонового слоя. За последние 10—15 лет его содержание уменьшилось примерно на 7%, и отмечается нарастающая интенсивность этого процесса. Наибольшие потери стратосферного озона раньше приходились на каждую антарктическую весну (октябрь), но сейчас и в северных широтах исчезает около 10% озона зимой и весной и около 5% летом и осенью. В первой половине 1997 г. возникла громадная по своим масштабам озоновая «дыра» площадью ~30 млн км² над всей Арктикой, включая север Европы, Канады, Гренландию, Балтийское море, северные области Сибири вплоть до Урала и Байкала. Среднемесячное уменьшение озона весной достигало здесь 30—40%. Над Южным полушарием за 5 лет (1993—1998) «дыра» увеличилась в два раза, достигнув площади 22 млн км². Полученные данные полностью подтверждают теорию химического разрушения озонового слоя.

     В 1996 г. ученые Шервуд Роуленд, Марио Молина из Калифорнийского университета в США и Пауль Крутцен из Института химии им. Макса Планка в Германии были удостоены Нобелевской премии за установление причин снижения концентрации стратосферного озона. Они смогли доказать, что основными разрушителями озона являются атомы хлора или брома, отделившиеся от молекул галогенированных углеводородов под действием солнечной радиации.

     Методы  измерения содержания озона. Каким же образом ученые определяют содержание озона в стратосфере?

     Систематические измерения содержания озона в  атмосфере начались в Англии и  Швейцарии в 1926 г. Позднее начала формироваться мировая озонометрическая сеть, а в 1960-е гг. она появилась и в нашей стране. К концу 1990-х гг. в мире уже насчитывалось около 120 озонометрических станций, из них около 40 — на территории России.

     В первые годы измерение озона осуществляли преимущественно с помощью наземных спектрофотометров Добсона. Этот старейший разработанный Дж. М. Б. Добсоном инструмент стал использоваться с 1931 г. метеорологами для слежения за движением воздушных масс и измерений содержания озона. Принцип данного метода состоит в определении доли ультрафиолетового излучения Солнца, достигающего поверхности Земли. Поскольку О₃ поглощает ультрафиолетовые лучи, уменьшение его количества соответствует усилению ультрафиолетового облучения земной поверхности. Точность этого прибора при благоприятных метеоусловиях составляет 1—3%. Этим методом, например, пользовались английские исследователи под руководством Джо Фармана в 1980-е гг. на британской антарктической станции Халли-Бей. В России широко используются фильтровые озоно-метры. Вертикальное распределение концентрации озона исследуют с помощью озонозондов, поднимаемых на аэростатах до высоты 20-35 км.

     Глобальное  распределение озона изучают  также с помощью приборов, установленных  на искусственных спутниках Земли, например на американских серии «Нимбус» или российских серии «Метеор». Так, группа исследователей Дональда Хита из Годдардовского центра космических полетов НАСА использовала спутник «Нимбус-7». Цветные слайды, полученные ими с помощью компьютеров в 1979—1983 гг., показали наличие над Антарктидой озоновой «дыры», о которой заявила английская группа Джо Фармана только в 1985 г.

     В России проводятся систематические  наблюдения за общим содержанием озона (ОСО) сетью наземных озонометрических станций, а также путем измерений прибором ТОМС со спутника «Метеор-3».

     В последнее десятилетие ушедшего века измерения содержания озона  проводились с помощью российских стратосферных самолетов, ранее  используемых в военных целях. В  их числе М-17, созданный под руководством генерального конструктора В.М. Мясищева, и его модификация М-55, разработанная Экспериментальным машиностроительным заводом (ЭМЗ) им. В.М. Мясищева. Эти летательные аппараты представляют собой выдающиеся образцы мировой авиационной техники. Уже в 1990 г. самолетом М-17 «Экологический интернационал» проведены первые исследования состояния атмосферы с целью определения содержания в ней озона. Эта работа проводилась в рамках проекта «Глобальный резерв озона», организаторами которого были объединение «Ноосфера», ЭМЗ им. В.М. Мясищева и Московская патриархия. Самолет М-55 также получил новое назначение и название «Геофизика». В переоборудовании самолета принимали участие ученые Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета и Института космических исследований Российской академии наук (РАН). В 1994 г. комиссия по научно-техническому сотрудничеству между Российской Федерацией и Итальянской Республикой одобрила международный проект создания на базе советского высотного самолета-разведчика М-55 летающей лаборатории для проведения всестороннего мониторинга атмосферы Земли, в частности стратосферного озона. В декабре 1996 г. — январе 1997 г. состоялась первая международная научная экспедиция по изучению озонового слоя в Арктике с помощью самолета-лаборатории М-55 «Геофизика». Создание подобной летающей лаборатории — это вклад России в выполнение ее обязательств по Венской конвенции и Монреальскому протоколу.

     Мониторинг  озона как в верхних слоях атмосферы, так и в приземном слое в нашей стране осуществляет Росгидромет и в первую очередь его ведущие институты — Центральная аэрологическая обсерватория (ЦАО), Главная геофизическая обсерватория и Институт прикладной геофизикии имени академика Е.К. Федорова.

     Проблемой озонового слоя занимаются также  многие научно-исследовательские институты  РАН, например Институт космических  исследований, Физический институт, Институт химической физики, Институт физики Земли.

     Рис. 3. Истощение озона над Антарктидой 

     Состояние озонового слоя в мире и над  Россией. Исследования, проведенные в Антарктике с помощью американских спутников «Нимбус-7» и российских «Метеор-3», показали уменьшение общего содержания озона в районе 60—90° ю.ш. за 20 лет (1979—1999). На рис. 3 приводится содержание озона О₃ (в единицах Добсона, ДЕ), 1 ДЕ = 0,01 мм толщины слоя, который получается, если сжать весь озон, содержащийся в атмосфере, до давления 101,3 КПа (760 мм рт. ст.) при температуре 0 °С. Тогда образующийся слой озона в 3 мм (нормальное значение) будет соответствовать 300 ДЕ. Все данные получены за период с середины сентября по начало октября. Из данных следует, что минимальное количество озона, почти такое же, как в 1995 г., наблюдалось в 1999 г.

     Мониторинг  содержания озона, проводимый в нашей  стране, позволяет дать следующую  характеристику озонового слоя над  территорией России в последнее  десятилетие XX в.

     Если  в 1970—1980 гг. снижение общего содержания стратосферного озона (ОСО) над Россией  происходило эпизодически, то в 1990-х  гг. озоновые «дыры» над обширными  регионами России зимой стали  носить устойчивый характер.

     С декабря 1992 г. по апрель 1993 г. над территорией СНГ значения ОСО были ниже климатических норм на 5—20%. Наибольшие среднемесячные отклонения в декабре составляли 10—12% севернее 50° с. ш. Понижение ОСО достигало 20% над Восточной Сибирью в январе и над севером европейской части в феврале 1993 г. В марте—апреле этого же года наиболее низкие значения ОСО отмечены на северных широтах (от 60° и выше). В период с мая по сентябрь над территорией СНГ значения ОСО были ниже нормы на 5—15%. В октябре—ноябре ОСО было близко к норме. В декабре 1993 г. над всей территорией России ОСО было пониженным. Таким образом, в период с декабря 1992 г. по сентябрь 1993 г. для средних и высоких широт территории СНГ, как и для всего Северного полушария, были характерны пониженные значения ОСО.

     Зимой 1993—1994 гг. не было столь обширных и  сильных отрицательных отклонений ОСО, как зимой 1992—1993 гг., однако в  зимне-весенний сезон 1994—1995 гг. опять  отмечены значительные отрицательные  отклонения в содержании озона.

     До  середины 1990-х г. общее содержание озона над Скандинавией и северо-западом  России в январе было обычно ниже, чем  над северо-востоком Сибири и Камчаткой, на 20—25%. Однако в последние годы снижение ОСО стало наблюдаться  и над другими областями России. Так, в январе 1995 г. отмечено снижение ОСО над Западно-Сибирской равниной и Среднесибирским плоскогорьем на 15—20%, в то время как над северо-западом России ОСО было ниже нормы только на 10—15%.

     В 1996 г. (в период с января по апрель) над большей частью контролируемой территории России наблюдались пониженные среднемесячные значения ОСО. С мая по июль незначительные понижения отмечались только в отдельных районах. В августе значения ОСО приблизились к климатическим нормам, а в сентябре в отдельных регионах оказались несколько выше средних многолетних значений. К декабрю 1996 г. значения ОСО снова понизились. В целом за 1996 г. ОСО было несколько ниже нормы над европейской территорией России и Уралом, устойчиво ниже нормы — над Западной и Восточной Сибирью, а также над Дальним Востоком. Над Якутией озоновый слой был минимален, и жители республики подвергались сильному ультрафиолетовому облучению.

     Весной  1996 г. было зарегистрировано уменьшение озонового слоя до 30% над Республикой Коми, Архангельской и Кировской областями РФ, что, по мнению некоторых специалистов, связано с воздействием выбросов при запусках искусственных спутников Земли с космодрома Плесецк, находящегося в Архангельской области.

     С января по май 1997 г. значения ОСО были ниже нормы на 5—30% преимущественно над Сибирью и Дальним Востоком, в особенности над их северными районами. С июня по ноябрь среднемесячные значения ОСО над всей контролируемой территорией были близки к норме. В декабре значения ОСО также были близки к норме, исключая северо-западную часть европейской территории России (ЕТР) и Балтии, где дефицит озона превышал 20%.

     Следует отметить, что уже не первый год  выделяется весна с аномально  низкими значениями ОСО в марте  и апреле над Восточной Сибирью. Аномалия 1997 г. была самой значительной как по длительности, так и по размерам затрагиваемой территории и дефициту озона (—30%) за все время наблюдений. Эта аномалия над восточной территорией страны явилась отражением необычно низкого содержания озона в циркумполярном вихре весной 1997 г., когда в Арктике наблюдалось близкое подобие озоновой «дыры» в Антарктике. «Дыра» над Арктикой и значительной частью Восточной Сибири имела диаметр ~3 тыс. км. Таким образом, наиболее неблагоприятными с точки зрения повышения доз УФ-Б (биологически опасной) радиации в 1997 г. были Восточная Сибирь и северо-запад ЕТР.

     В 1998 г. в отличие от ряда предыдущих лет общее содержание озона над территорией Российской Федерации характеризовалось значениями, близкими к средним многолетним. Только в отдельные периоды наблюдался некоторый дефицит озона (5—25%), преимущественно над Якутском, Архангельском, Владивостоком, Сибирью, Дальним Востоком, Северным Уралом, ЕТР. В другие месяцы наблюдались повышенные значения ОСО над этими же районами. В ноябре ОСО практически над всей территорией России было выше средних многолетних. В целом за 1998 г. ОСО над Россией было близко к «нормам» 70-х гг. и даже несколько их превышало. Неблагоприятных по ОСО зон на территории нашей страны не было.

     Наблюдаемое поведение озона над территорией  России зимой — весной 1997—1998 гг. можно объяснить естественными  и антропогенными факторами. Среди  естественных причин можно назвать  влияние изменений солнечной  и вулканической активности, динамики атмосферы, флуктуации температуры. Долговременные изменения содержания озона связаны  с солнечной активностью, которая  имеет 11-летний цикл. Например, максимум солнечной активности отмечен в  1979 г. Кроме того, наблюдаются изменения содержания озона с более коротким периодом — 26 месяцев. К антропогенным факторам относятся выбросы парниковых газов и озоноразрушающих веществ, содержащих хлор. Это приводит к потеплению тропосферы и похолоданию стратосферы. Рост антропогенного хлора в стратосфере вызывает понижение уровня глобального ОСО. Другое антропогенное воздействие — повышение содержания парниковых газов — с одной стороны, должно приводить к некоторому уменьшению скорости разрушения озона при понижении температуры стратосферы; с другой стороны, при этом может увеличиться скорость разрушения озона в результате активации хлора в гетерогенных реакциях на сульфатном аэрозоле и полярных стратосферных облаках. Совокупность всех этих факторов в конечном итоге влияет на содержание озона.

     В 1999 г., как и в 1998 г., средние значения общего содержания озона над всей территорией России оказались близки к средним многолетним.

     В целом с 1979 г. наблюдается понижение глобального среднегодового ОСО со скоростью примерно 2,5% за десятилетие.

     Озоноразрушающие вещества. К числу основных озоноразрушающих веществ (ОРВ) относятся:

     • хлорфторуглероды (ХФУ, международное обозначение CFC — chlorofluorocarbon), такие как фтортрихлорметан CFC1₃(ХФУ-11, или CFC-11), дифтордихлорметан CF₂C1₂ (ХФУ-12, илиСРС-12)идр.;

• фторхлорбромуглероды, иначе называемые талонами, такие как дифторхлорбромметан CF₂ClBr (галон-1211) и трифтор-бромметан CF₃Br (галон-1301);
• гидрохлорфторуглероды (ГХФУ, международное обозначение — HCFC), в них не все атомы водорода замещены галогенами (например, дифторхлорметан CHC1F₂);
• метилбромид СН₃Вг, метилхлороформ СН₃СС1₃ (МХФ) и четыреххлористый углерод СС1₄ (ЧХУ).

     Из  перечисленных веществ главными виновниками разрушения озона являются ХФУ и галопы.

     Хлорфторуг-лероды (ХФУ) имеют и другие названия: хлорфторметаны, хладоны, фреоны. Они относительно химически инертны (нереакционноспособны), негорючи, малотоксичны, просты в производстве и хранении, очень летучи, практически нерастворимы в воде и хорошо растворимы в органических растворителях. Более того, являясь газами при комнатной температуре, они сжижаются при небольшом давлении с выделением тепла, а испаряясь, вновь его поглощают и охлаждаются. Благодаря этим свойствам ХФУ широко используются в технике.

• Первоначально ХФУ стали использовать как хладагенты в холодильниках и кондиционерах воздуха. Поскольку эти изделия ломаются и в конце срока эксплуатации выбрасываются, содержащиеся в них ХФУ попадают в атмосферу.
• Другая область применения — ХФУ как пропелленты (распылители) в аэрозольных упаковках различного назначения.
• Следующая важнейшая область их применения — производство пористых пластмасс (пенопластов). ХФУ растворяют в жидких пластмассах при повышенном давлении (они хорошо растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, они вспенивают пластмассу, так как растворимость их уменьшается, и при этом улетучиваются в атмосферу.

     Талоны  уже в середине 1940-х гг. стали  применяться как эффективные  средства пожаротушения. Галон-1301 и  сейчас широко используется пожарными  службами многих стран.

     В России к концу XX столетия сложилась  следующая структура использования  озоноразрушающих веществ (ОРВ) по секторам потребления, связанным с промышленным производством: 1 — аэрозольные упаковки — 46%; 2— холодильная техника (бытового, торгового и промышленного назначения) и кондиционеры — 27%; 3— средства пожаротушения — 14%; 4 — пенопласта — 11%; 5— растворители — 2%.

     В свое время разработка ХФУ определяла новую ступень американской промышленности. Хлорфторуглеродные соединения открыл в 1928 г. химик корпорации «Дюпон» Томас Мидгли. Он знал, что компания «Дженерал-Моторс» работает над усовершенствованием холодильных агрегатов. В то время в качестве хладагентов использовали аммиак NH₃ или сернистый газ SO₂, которые имели серьезные недостатки: например, аммиак огнеопасен, а сернистый газ токсичен. Токсичным можно считать и хлористый метил СН₃С1, использовавшийся до фреонов в качестве хладагента. Новый хладагент должен был быть нетоксичным, неогнеопасным и устойчивым. Томас Мидгли нашел такие соединения, он назвал их фторуглеродами, так как они содержали углерод и один или несколько атомов галогенов (фтор, хлор, бром, йод). Позднее их стали называть хлорфторуглеродами (ХФУ), поскольку в состав химикатов, используемых в аэрозольных упаковках, вошли главным образом хлор и фтор.

     Чтобы продемонстрировать неогнеопасность и нетоксичность этого нового класса химических соединений, Т. Мидгли даже вдыхал их и выдыхал на свечу. Только в 1970-х гг. было установлено, что вдыхание ХФУ дает наркотический эффект. Использование аэрозольных баллончиков с пропеллентами из ХФУ представляет опасность для здоровья людей. В больших концентрациях ХФУ могут вызывать остановку сердца, а в малых дозах — нарушение его ритма. Вдыхание содержимого аэрозольных баллончиков оказывает отрицательное воздействие на легкие. Хлорфторуглеродные соединения, предложенные Т. Мидгли, получили торговое название «фреоны» (от лат. frigor — холод), и оно стало торговой маркой корпорации «Дюпон».

     Во  время Второй мировой войны в  качестве пропеллента инсектицидов использовали оксид углерода(ГУ) СО₂. Так называемые «противоклопиные бомбы» (банки) открыли практику использования химикатов в аэрозольных баллончиках. В 1947 г. на рынке аэрозолей главным товаром были инсектициды. Позднее аэрозольные баллончики стали использоваться и для других видов продукции.

     В 1950-х гг. в качестве пропеллентов стали широко применяться фреон-11 и фреон-12, которые, как потом выяснилось, оказались и наиболее опасными для озона. Эти фреоны позволяли производить тонкое распыление, они были устойчивы и не вступали в реакции с содержимым баллончика.