Ozon

Ozon ist ein natürlicher Bestandteil der Luft, dessen Konzentration durch anthropogene (vom Menschen verursachte) Aktivitäten deutlich verändert wurde. Unter der Überschrift "oben zu wenig, unten zu viel" werden Diskussionen über die niedrigen Ozonwerte in der oberen Erdatmosphäre ("Ozonloch") und die erhöhten Ozonwerte in Erdoberflächennähe ("Sommersmog") geführt.

Chemisch gesehen ist Ozon eine Verbindung, die aus drei Sauerstoffatomen besteht (O₃), im Gegensatz zu dem im lebenden Organismus benötigten zweiatomigen molekularen Sauerstoff (O₂). Es entsteht aus molekularem und atomarem Sauerstoff. Es ist gasförmig und chemisch gesehen hoch aktiv.

Ozon entsteht durch photochemische Prozesse, aus sogenannten "Ozonvorläufern" und benötigt zu seiner Bildung eine Energiequelle. Zu den wichtigsten Substanzen dieser "Ozonvorläufer" gehören Stickstoffoxide (NOx) und flüchtige organische Verbindungen (VOC). Unter Energiezufuhr in Form der Sonneneinstrahlung entsteht aus diesen Stoffen das bodennahe Ozon.

Sie stammen sowohl aus natürlichen (biogenen) als auch aus anthropogenen (vom Menschen verursachten) Quellen. In Mitteleuropa sind die natürlichen gegenüber den anthropogenen Emissionen eher gering. Als Hauptemittent kommen hier für die Stickoxide der Kraftfahrzeugverkehr (etwa 60 Prozent) und Feuerungsanlagen in Frage. Die VOC stammen zu 50 Prozent von Lösemitteln aus Industrie, Gewerbe und Haushalt. Beim Verkehr kommen VOC überwiegend aus dem Auspuff von Pkw mit Ottomotoren (unverbrannter Kraftstoff) sowie durch Verdampfen von Kraftstoff aus dem Tank und an den Tankstellen.

Ozon ist aufgrund seiner chemischen Struktur ein starkes Oxidationsmittel, das alle Oberflächen angreift, mit denen es in Kontakt kommt. Zusammen mit den anderen Bestandteilen des "photochemischen Smog"

• Peroxyacetylnitrat (PAN)
• Peroxybenzoylnitrat (PBN)
• Acrolein
• Formaldehyd und anderen

wirkt es als starkes Reizgas. Wegen seiner geringen Wasserlöslichkeit dringt Ozon bis in die Lungen ein. Dort kann es zu direkten Schäden der Zellmembranen und damit zu entzündlichen Prozessen kommen.

Abhängig von der Ozonkonzentration in der inhalierten Luft, von der Dauer der Belastung sowie der Frequenz und Tiefe des Atmens (Atemvolumen) kann Ozon zu Reizungen der Atemwege, Husten, Kopfschmerzen, Atembeschwerden, Einschränkungen der Lungenfunktion und Lungenkrankheiten führen.

Reizungen der Augen und Schleimhäute werden vor allem durch die anderen Bestandteile des "photochemischen Smog" (Sommersmog) verursacht.

Im Regelfall gehen die Beschwerden unmittelbar nach der Exposition mit Ozon ohne Folgeschäden zurück. Bei sehr hohen Konzentrationen können chronische Wirkungen auf das Lungengewebe ("vorzeitiges Altern der Lunge") sowie chronische Lungenerkrankungen, wie chronische obstruktive Bronchitis und Asthma bronchiale, auftreten beziehungsweise verschlimmert werden.

Die individuelle Empfindlichkeit gegenüber Ozon ist sehr unterschiedlich ausgeprägt. Es ist davon auszugehen, dass etwa 10 bis 15 Prozent der Bevölkerung besonders empfindlich auf Ozon reagieren.

Da die Aufnahme von Ozon unter anderem von Frequenz und Tiefe des Atmens (Atemvolumen) abhängt, sind von Ozon besonders Menschen betroffen, die während hoher Ozonkonzentrationen im Rahmen von Spielen, Sport oder Arbeiten häufig längere, anstrengende körperliche Tätigkeiten im Freien ausüben. Aus Vorsorgegründen werden alle Säuglinge und Kleinkinder als Risikogruppe eingestuft, da sie, bezogen auf ihre Körpergröße, ein relativ erhöhtes Atemvolumen haben.

Da die Entstehung von Ozon sowohl an die Anwesenheit der "Vorläufersubstanzen" als auch an die Anwesenheit von Sonnenlicht gebunden ist, treten die höchsten Ozonwerte des Jahres an Sonnentagen des Sommers auf (Sommersmog). Die Konzentrationen von Ozon zeigen eine charakteristische Tageskurve. Der Anstieg beginnt mit der Neubildung des Ozons in den frühen Vormittagsstunden und reicht bis in den frühen Nachmittag. Danach bildet sich ein Plateau gleichbleibender Konzentration, die mit Abnahme der Sonneneinstrahlung stark sinkt. Der Abbau des Ozons findet ohne Sonneneinstrahlung mit den gleichen "Vorläufersubstanzen" statt, die auch bei der Ozonbildung benötigt werden. Da diese Stoffe in den Ballungsräumen in erhöhtem Maße vorhanden sind, erfolgt auch dort der Abbau wesentlich schneller als in den ländlichen "Reinluftgebieten". Daher sind in den ländlichen Gebieten die Ozonkonzentrationen oft höher als in den städtischen Ballungsgebieten.

Da die Ozonkonzentration von meinem persönlich Verhalten unabhängig ist, kann ich mich nur durch Änderung meines Verhaltens schützen. Als Faustregel gilt, bei hohen Ozonkonzentrationen körperliche Anstrengungen im Freien zu vermeiden, da es sonst durch ein erhöhtes Atemvolumen zu einer vermehrten Aufnahme von Ozon kommt. Das gilt insbesondere für die Nachmittagsstunden, wo die Ozonkonzentrationen am höchsten sind. Zu dieser Zeit sollten zum Beispiel in Schulen Dauersportarten vermieden werden. Gleiches gilt für das Joggen der Freizeitsportlerinnen und Freizeitsportler.

Im Übrigen ist ein Verhalten, das im Hinblick auf hohe Temperaturen sinnvoll ist, auch zum Schutz vor Ozonauswirkungen angebracht.

Zur Beurteilung der Ozonkonzentrationen in der Atemluft sowie zur Information und Warnung der Bevölkerung sind für die Europäische Union folgende Zielwerte festgelegt worden. Diese sollen bis 2010 beziehungsweise 2020 eingehalten werden. Außerdem wurden eine Informationsschwelle und eine Alarmschwelle für kurzfristige Spitzenbelastungen festgelegt, die mittels 33. Bundesimmissionsschutzverordnung in das deutsche Immissionsschutzrecht übernommen wurden.

• Zielwert (2010)
  120 Mikrogramm pro Kubikmeter als höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages darf an höchstens 25 Tagen pro Kalenderjahr überschritten werden, gemittelt über drei Jahre.
• Langfristiges Ziel (2020)
  120 Mikrogramm pro Kubikmeter als höchster Acht-Stunden-Mittelwert eines Tages während eines Kalenderjahres.
• Informationsschwelle
  180 Mikrogramm pro Kubikmeter als Ein-Stundenmittelwert, aktuelle Information bei Überschreitung
• Alarmschwelle
  240 Mikrogramm pro Kubikmeter als Ein-Stundenmittelwert, aktuelle Warnung der Bevölkerung

Jeder Mensch des Landes Nordrhein-Westfalen kann sich über die Auskunftsdienste des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) informieren:

• WDR Videotext
  3. Fernsehprogramm, Tafeln 197 bis 199: Aktuelle Luftqualitätswerte aus Nordrhein-Westfalen
• Telefaxabrufdienst
  0201 / 7995-1446
  Luftqualitätswerte des Vortags
• Bürgertelefon
  0201 / 7995-1214

Zur gesundheitlichen Bewertung von Ozonbelastungen:

Gesundheitsamt der Stadt Köln
Abteilung Infektions- und Umwelthygiene

Telefon: 0221 / 221-26930

Fax: 0221 / 221-23553