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6.3 Luftverschmutzung (Ozon)

Die Sonnenstrahlung ist von großer Bedeutung fĂŒr die Ozon- und Stickoxidkonzentrationen in der AtmosphĂ€re.

 

In der StratosphĂ€re in einer Höhe von 15 bis 35 km wird Ozon direkt von den energiereichen UV-Strahlen der Sonne durch Aufspaltung der SauerstoffmolekĂŒle gebildet und erreicht Konzentrationen bis zu 5000 ppb. Der so entstehende Ozonmantel, der nahezu homogen die Erde umgibt, hat in der StratosphĂ€re eine fĂŒr uns lebenswichtige Aufgabe. Er vermindert den Anteil der auf die Erde auftreffenden kurzwelligen UV-Strahlen.

 

Ein zweiter wichtiger Gesichtspunkt ist die photochemische Produktion des Ozons in BodennÀhe aus Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxiden.

 

FĂŒr die photochemische Produktion des Ozons (O3) in BodennĂ€he ist das Vorhandensein freier Sauerstoffatome notwendig. Das wichtigste MolekĂŒl, das durch Sonnenstrahlung photolysiert werden kann und Sauerstoffatome liefert, ist Stickstoffdioxid (NO2):

 

(1)      NO2 + Lichtenergie    >    NO + O

 

(2)      O2 + O    >    O3

 

Die Stickoxide (NO und NO2) stammen ĂŒberwiegend aus anthropogenen Quellen, wobei hauptsĂ€chlich Stickstoffmonoxid emittiert wird; dieses wird dann in der AtmosphĂ€re zu NO2 oxidiert. Hierbei spielt das Ozon eine wichtige Rolle:

 

(3)      NO + O3    >    NO2 + O2

 

Dort, wo Stickstoffmonoxid im Überfluss vorhanden ist, wird Ozon gemĂ€ĂŸ (3) schnell abgebaut. In Bereichen, die stark durch den Kraftfahrzeugverkehr belastet sind wie z. B. Straßenschluchten, ist deshalb in der Regel nur mit geringen Ozonkonzentrationen zu rechnen.

 

In Ballungsgebieten sind allerdings neben dem Ozon noch weitere Stoffe vorhanden, die eine Oxidation des NO zu NO2 bewirken. Hierzu gehören z. B. gasförmige organische Kohlenwasserstoffe. Diese NO2-Bildung ohne Verbrauch des Ozons nach Gleichung (3) hat eine Erhöhung der Ozonbelastung gemĂ€ĂŸ der Reaktionen (1) und (2) zur Folge. Die in der Außenluft ablaufenden Reaktionen mit den organischen Komponenten sind sehr komplex und modellmĂ€ĂŸig nur unvollstĂ€ndig zu beschreiben, da sie zudem von den meteorologischen Randbedingungen (Außentemperatur, Strahlung, Feuchte u. a. ) abhĂ€ngen.

 

Die realen Ozonbelastungen sind also sowohl ein Produkt von natĂŒrlichen als auch anthropogenen Prozessen. In der Regel treten hohe Ozonkonzentrationen im Zusammenhang mit bestimmten meteorologischen VerhĂ€ltnissen wie z. B. starker Sonneneinstrahlung und erhöhten Außenlufttemperaturen auf. Daraus resultieren ausgeprĂ€gte Tages- und auch JahresgĂ€nge. Konzentrationsspitzen können aber zu jeder Tageszeit auftreten, da Ozon auch ĂŒber weite Entfernungen transportiert wird. Erhöhte Konzentrationen werden deshalb nicht nur in der NĂ€he großer Quellen fĂŒr Ozon-VorlĂ€uferstoffe, wie z. B. im Lee von Stadtgebieten, sondern auch in lĂ€ndlichen Gebieten gemessen.

(Aktuelle Ozondaten in Baden-WĂŒrttemberg)



 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie