Entstehung

Bodennahes Ozon ist ein Schadstoff, der bei schönem Wetter unter Einwirkung von Sonnenlicht aus Stickoxid (NOx) und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) entsteht.

Quellen

Der motorisierte Verkehr sowie Industrie und Gewerbe verursachen hauptsächlich die Stickoxide und die flüchtigen Verbindungen, die Ozon bilden.

Auswirkungen

Ozon reizt die Schleimhaut der Atemwege, verursacht Druck auf der Brust sowie Schmerzen bei tiefer Einatmung und vermindert die Leistungsfähigkeit der Lungen. Die Beeinträchtigung durch Ozon ist von der Konzentration des Schadstoffs in der Luft, der Dauer der Einwirkung und der körperlichen Aktivität abhängig. Es gibt Menschen, die auf Ozon schneller reagieren als andere. Wiederholte Ozoneinwirkungen können einen Einfluss auf die Entstehung und den Verlauf von Atemwegserkrankungen haben.

Ozon schädigt auch Pflanzen. Kurzfristig auftretende hohe Ozonkonzentrationen führen bei empfindlichen Pflanzenarten zu Schädigungen der Blätter. Hohe Ozonbelastungen über einen längeren Zeitraum führen zu einer Abnahme des Wachstums sowie zu Ertragseinbussen bei landwirtschaftlichen Kulturen.

Grenzwerte

In der Luftreinhalte-Verordnung wurden folgende Grenzwerte festgelegt:

• 120 µg/m³ (Mikrogramm pro Kubikmeter) als maximaler Stundenmittelwert. Er darf höchstens einmal pro Jahr überschritten werden.
• 100 µg/m³(Mikrogramm pro Kubikmeter) als 98% Wert der Halbstundenmittelwerte eines Monats (98% der gemessenen Halbstundenmittelwerte eines Monats dürfen den Grenzwert von 100 Mikrogramm pro Kubikmeter nicht überschreiten).

Anzahl Grenzwertüberschreitungen (Stunden pro Jahr)

Vertiefte Informationen zu Ozon

Ozon in Bodennähe (Troposphärisches Ozon) und Ozon in höheren Luftschichten (10-50km Höhe, Stratosphärisches Ozon) ist chemisch gesehen das gleiche: O₃. Je nach Lage in der Atmosphäre hat Ozon aber andere Auswirkungen.

Troposphäre (Bodennähe): aus Stickstoff und VOC (Flüchtige Kohlenwasserstoffe) wird Ozon gebildet.

Ozonaufbau:NO₂ + Sonnenlicht → NO + O
O + O₂ → O₃

Erklärung: Aus NO₂ – kommt aus dem Auspuff oder aus VOC - wird durch Sonneneinstrahlung NO (Stickstoffmonoxid) und O (Sauerstoffatom) gebildet. Das Sauerstoffatom (O) kann nicht einzeln existieren und verbindet sich deshalb mit Luftsauerstoff (O₂) zu Ozon (O₃). So entsteht Ozon in der Bodennähe.

Stratoshpäre (10-50 km Höhe): Halogenierte Kohlenwasserstoffe bauen Ozon ab

Ozonabbau: O₃ + Cl → O₂ + O + Cl

Erklärung

Ozon schützt die Erde und ihre Bewohner vor schädlichen UVB-Strahlen, weil Ozon diese Strahlen auffängt. Normalerweise herrscht in der Stratosphäre ein Gleichgewicht zwischen dem Auf- und Abbau von Ozon.

Halogenierte Kohlenwasserstoffe greifen ins Gleichgewicht ein. Halogeniert heisst, dass Kohlenwasserstoffe als Anhang ein oder mehrere Halogen-Atome haben. Folgende Elemente sind Halogene: Fluor, Chlor, Brom, Iod. Halogenierte Kohlenwasserstoffe werden in der Kältetechnik, in Spraydosen, Kunststoffschäumen und Feuerlöschern angewendet.

Die bekannteste Stoffgruppe sind die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) mit Fluor-Atomen und Chlor-Atomen als Anhang. Diese Anhänge werden durch das Einwirken der Sonne von den Kohlenwasserstoffen getrennt, befinden sich als einzelne Atome in der Atmosphäre und wollen sich sehr schnell mit anderen Atomen verbinden. Sie wirken als Radikale, greifen das Ozon (O₃) an und bauen es ab zu Luftsauerstoff (O₂) und einem Sauerstoffatom (O) (Siehe Gleichung oben).

Dieser Effekt führt zum Phänomen des Ozonlochs. Als Ozonloch wird ein sehr schneller Abbau von Ozon in der Stratosphäre bezeichnet. Je weniger Ozon in der Stratosphäre, desto weniger schädliche UVB-Strahlung wird aufgefangen. Die schädliche Strahlung trifft dann auf die Erde, wo sie Pflanzen, Tieren und Menschen schadet. Beim Menschen führt die übermässige Einstrahlung zum Beispiel zu Hautkrebs.

Fazit: Unten zu viel, oben zu wenig… Ozon in Bodennähe ist gesundheitsschädigend, Ozon in höheren Luftschichten aber gesundheitsfördernd. Durch Luftschadstoffe wird schädliches Ozon in Bodennähe gebildet, während das lebenswichtige Ozon in der Stratosphäre durch andere Luftschadstoffe abgebaut wird.