鲁德纳亚也是俄罗斯的一个巨型熔炼基地。几乎这个地球上有的东西都曾在这个仅有9万人的城市里熔炼处理过。据说，已经没有植物能在这里生长了，其污染程度可想而知。
臭氧层与臭氧层空洞
臭氧对调节地球气温有很大的作用。臭氧吸收紫外线辐射的效率极高，所以在臭氧浓度较高的地方，几乎所有的紫外线都已被吸收而转化成热能了，只有少数的紫外线抵达离地面较低的地方。
由臭氧形成的臭氧层，是地球的“保护伞”，这是由于臭氧层对保护地球上的生物有着巨大的作用。臭氧是太阳紫外线辐射的一种过滤器，能强烈地吸收波长在220～330纳米的紫外线辐射，防止这种紫外线到达地球的表面，对地面上的生物造成伤害。
臭氧层是地球的“天然屏障”，一旦空气污染导致臭氧层的破坏，产生臭氧层空洞，就相当于在阳光中加入了“毒素”。没有了臭氧层的“隔离术”，阳光对于地球、生物、人类来说可能就成了灾难的代名词。
一、大气的分层
自地球表面向上，随高度的增加，空气愈来愈稀薄。大气的上界可延伸到2000～3000千米的高度。在垂直方向上，大气的物理性质有明显的差异。根据气温的垂直分布、大气扰动程度、电离现象等特征，大气从上至下依次分为散逸层、电离层、中间层、平流层、对流层。其中，臭氧层就处于平流层内。
散逸层是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。这一层，空气极其稀薄，大气质点碰撞机会很小。气温也随高度增加而升高。由于气温很高，空气粒子运动速度很快，又因距地球表面远，受地球引力作用小，故一些高速运动的空气质点不断散逸到星际空间，散逸层由此而得名。
在电离层里，空气的密度很小，在270千米高度处，空气密度约为地面空气密度的百亿分之一。由于空气密度小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯有重要意义。
中间层的气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温降至－113℃～－83℃。因为该层臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，故气温随高度增加而递减。
在平流层中，臭氧浓度急剧上升，平流层比对流层要干燥得多。由于空气特别稀薄，平流层往往成为某些污染物的躲藏所。如核爆炸产生的污染物，在平流层中就比对流层中多得多。飞机也往往在这一层中行驶，把大量废气、垃圾等排放在平流层中。
对流层包含了地球上80%以上的大气。几乎所有的云、雾、降雨等天气现象都发生在对流层。对流层是各种生物活动的空间。紧贴地面的空气是比较温暖的，这是因为地面土壤和海洋吸收了太阳光送来的短波光线的能量，然后辐射出长波段的红外线。空气本身是不能够吸收阳光使其温度上升的，正是红外线才使空气变热。
二、臭氧与阳光中的紫外线
臭氧是氧气的一种异构体，是大气中的微量气体之一，在大气中的含量仅占亿分之一，如果把所有这些臭氧集中在地球表面上，也只能形成3毫米厚的一层气体，总重量约为30亿吨，臭氧在地表空气中是微乎其微的，但在海拔10～60千米中聚集了一个臭氧层，且主要聚集在平流层中距地面20～25千米的高空。臭氧层对保护地球上的生命以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。
在平流层中，在太阳光照射下，氧气分离成氧原子。氧原子与氧气结合生成臭氧。臭氧又吸收紫外线，变成氧气和氧原子，这样循环往复，不断地产生大量的臭氧。
在大气层的上层，氧分子不断受到太阳光紫外线的辐射。当氧分子吸收了波长短于242纳米的光子时就会分解成两个氧原子，因而在海拔400千米或更高的地方，99％的氧处于原子状态；在高度低于400千米的地方，氧气的数量远多于氧原子；而在130千米左右的地方，氧气和氧原子的浓度相当。当氧原子跟氧分子碰撞，并有一个双原子物质如氮气或氧气吸收过剩的能量时，就产生臭氧。形成臭氧的这个过程在大约海拔30千米的平流层处达到了最高点。大气中所有的臭氧几乎都集中在对流层与同温层底部这两层中。臭氧的绝大部分都集中在地面上空20～25千米的空中，其最高浓度约10克/吨，即使在这里，10万个气体分子中也只有1个分子的臭氧。同温层中的臭氧有时可以下降到对流层中来，但对流层中的臭氧却不能上升到同温层中去。
同时，强烈的太阳光不断地加热平流层，使其温度保持在－80℃～－40℃，使平流层始终像一层臭氧薄膜，盖在我们头顶，使空气在对流中生成云彩和雪雨等沉降物，保护着我们的身体免遭紫外线的伤害。
大量科学实验证明，动植物需要一定量的紫外线照射，如果照射不够，可能引起某些疾病，如缺乏维生素D。紫外线的适当照射，能够杀死某些病菌，起到防病的作用。然而，过量紫外线的照射，则会对人类健康产生不利影响。
臭氧层可以吸收太阳紫外线中对生物有害的部分。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性作用，发挥着调节气候的重要功能。
臭氧层对于地球的重要性，有两种使用较广的比喻足以说明：一是臭氧层是地球的“保护伞”，二是臭氧层是地球的“天然屏障”。现在，我们的“保护伞”和“天然屏障”已遭受到了人类的大肆破坏，产生了臭氧层空洞。
三、臭氧层空洞
1849年，人类首次发现臭氧。20世纪50年代末到70年代初发现了臭氧浓度有减少的趋势。1974年，美国化学家罗兰和穆连首先提出臭氧层的问题。他们认为，在对流层大气中极稳定的化学物质氯氟烃（氟利昂）被输送到平流层后，在那里分解产生的原子氯有可能破坏臭氧层。20世纪70年代末，科学家们开始每年在南极考察臭氧层。
1982年冬季，英国南极科学考察队来到南极基地。他们这次的任务主要是观察大气平流层有什么变化。
队员伐曼把往年使用的老仪器放在了一块空旷雪地上。他环顾四周没有发现什么新情况，于是，扭动仪器开关进行观测。刚刚开始工作，仪器就像发疯似的“嘀嘀”叫个不停。这种声音不曾有过。伐曼马上意识到：可能有以往没有观测到的光线穿过了大气层。从波段看，它属于臭氧所吸收的部分。
关机后再开机进行观测，仪器仍然发出那种响声。伐曼坚信，这是新的发现。他提着仪器，疾步跑回驻地，和同事们一起分享了这个新发现。通过对观测数据的仔细分析、计算，他们推断：与上次观测时相比，南极上空臭氧减少了20%。
对于这个结论，伐曼和他的同事们感觉多少有些拿不准，还需要等一等，最好是再进行一次观测，以期验证。
1984年10月，英国南极科学考察队带上新仪器，再次登临南极大陆。其主要目的就是确认1982年的观测结果。利用新的仪器，他们依然检测到了本来应该由臭氧吸收的光线。利用观测数据，他们又进行了反复的计算。根据计算结果，他们推断：臭氧层中的臭氧减少了不止20%，而在30%以上。
1984年底，伐曼把他们的论文寄给了《自然》杂志。1985年5月16日，这家杂志刊登了他们的论文。于是，他们的这个最新的、重大的发现传播到了全世界。
1986年，美国的一支南极科学探险队对臭氧层空洞进行了考察。他们的结论是：臭氧层空洞还在不断扩大。
1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957～1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩30%，臭氧洞的面积也在不断扩大。1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到南美洲最南端的上空。
1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏，臭氧洞发生天数增加到80天。1997年以来，科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前，1998年臭氧洞的持续时间超过100天，是南极臭氧洞发现以来的最长纪录，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%，几乎可以相当3个澳大利亚的面积。
2000年，南极臭氧层空洞的面积达到了2800万平方千米。美国国家宇航局发布了当时的臭氧层空洞图片。从图片上可以看到，臭氧洞像一个大的蓝水滴，完全罩在南极的上空，并延伸到南美的南端。
2000年以后，南极臭氧层空洞出现减小与扩大交替的情况。其中，2003年的南极臭氧层空洞又一次达到了2800万平方千米的面积。2007年的2500万平方千米和2008年的2700万平方千米的臭氧层空洞面积，也都表明臭氧层空洞面积处于一个较高的水平。南极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在1个世纪里就被破坏了60％。
目前，不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少的现象，美、日、英、俄等国家联合观测发现，北极上空臭氧层也减少了20%，已形成了面积约为南极臭氧空洞1/3的北极臭氧空洞。
在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，我国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度减少，已经成为大气层中的第三个臭氧空洞。链接：臭氧层恢复速度过快？
过去，全球臭氧层损耗变薄以及南极地区出现的臭氧层空洞一直让人揪心不已。然而美国国家航空航天局科学家的研究却持有相反的观点，他们担心，中纬度地区臭氧层的恢复有可能“过了头”，浓度可能会比破坏之前还要高，臭氧保护伞也有可能成为破坏人体健康的“毒药”。
美国国家航空航天局科学家指出，温室气体在大气中的积累会导致距离地球表面10千米以内的对流层的温度上升，但距离地球30~50千米的平流层的温度却会下降。
温度下降会减缓化学反应速度，因此平流层的臭氧受破坏程度也将随之减小，最终臭氧层的自然恢复速度会超过化学物质对它的破坏速度。
而温室气体的积累同时也改变了平流层气团在热带和南北极之间的大气环流模式。这意味着在地球的中纬度地区，臭氧层的恢复可能“过了头”，浓度反而比被破坏之前还要高。
而我国的很多地方都属于中纬度地区，未来，这些地区会面临臭氧层过度恢复的威胁吗？针对这个疑问，有专家指出，从2000年开始，臭氧层破坏的速度有所减缓，开始了逐渐恢复的过程，根据氟利昂80年的半衰周期，专家们推算，臭氧层完全恢复要等到2060~2070年。在最近几年内，我国包括中纬度地区的臭氧层仍然在变薄，有关监测数据显示，截至2007年，华东地区上空的臭氧层在过去的20年中出现了变薄的现象，总共变薄了0.1毫米，并没有朝着变厚的方向发展。
然而，现实的情况却不容乐观。以华东地区的南京为例，当地8～16千米的对流层，臭氧的数量已在不断增加，而它无法上升到平流层，危害巨大，专家表示，如果人短暂暴露于臭氧中，可引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、恶心等；严重暴露于臭氧中，将影响人的呼吸道结构，明显损伤肺功能，引起炎症。
臭氧层空洞成因
关于臭氧层空洞的形成，在世界上占主导地位的是人类活动化学假说：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，氯游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。为此，于1987年在世界范围内签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的《蒙特利尔议定书》。
太阳活动影响说则认为当太阳活动峰年（即太阳活动强烈的时期）前后，宇宙射线明显增强，促使双电子氮化物（如二氧化氮）与臭氧发生化学反应，使得奇电子氮化物增加，臭氧转换为氧气。
另外，还有大气动力学认为，每到初春，极夜结束，太阳辐射加热空气，产生上升运动，将对流层臭氧浓度低的空气输入平流层，使得平流层臭氧含量减少，容易出现臭氧洞。
后两种学说都认为臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。
臭氧层空洞成因的人类活动化学假说，在科学界占主导地位，对其进行的研究也较为深入。大量的研究证实，冰箱和空调等设备中制冷剂氟利昂等的使用、人类的飞行活动、氮肥的施用和化石燃料的燃烧、核试验和核爆炸的进行，会向空气中排放大量的废物，如氮氧化物、碳氢化合物、氯化物、溴化物。这些化合物要么对臭氧有分解作用，要么会降低臭氧的生成速度，从而对臭氧层构成破坏，造成臭氧层空洞。
一、罪魁祸首——氟利昂