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6.3 Luftverschmutzung (Ozon)

Die Sonnenstrahlung ist von gro√üer Bedeutung f√ľr die Ozon- und Stickoxidkonzentrationen in der Atmosph√§re.

 

In der Stratosph√§re in einer H√∂he von 15 bis 35 km wird Ozon direkt von den energiereichen UV-Strahlen der Sonne durch Aufspaltung der Sauerstoffmolek√ľle gebildet und erreicht Konzentrationen bis zu 5000 ppb. Der so entstehende Ozonmantel, der nahezu homogen die Erde umgibt, hat in der Stratosph√§re eine f√ľr 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 Bodennähe aus Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxiden.

 

F√ľr die photochemische Produktion des Ozons (O3) in Bodenn√§he ist das Vorhandensein freier Sauerstoffatome notwendig. Das wichtigste Molek√ľl, 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 √ľberwiegend aus anthropogenen Quellen, wobei haupts√§chlich Stickstoffmonoxid emittiert wird; dieses wird dann in der Atmosph√§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 gemäß (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 gemäß der Reaktionen (1) und (2) zur Folge. Die in der Außenluft ablaufenden Reaktionen mit den organischen Komponenten sind sehr komplex und modellmäßig nur unvollständig zu beschreiben, da sie zudem von den meteorologischen Randbedingungen (Außentemperatur, Strahlung, Feuchte u. a. ) abhängen.

 

Die realen Ozonbelastungen sind also sowohl ein Produkt von nat√ľrlichen als auch anthropogenen Prozessen. In der Regel treten hohe Ozonkonzentrationen im Zusammenhang mit bestimmten meteorologischen Verh√§ltnissen wie z. B. starker Sonneneinstrahlung und erh√∂hten Au√üenlufttemperaturen auf. Daraus resultieren ausgepr√§gte Tages- und auch Jahresg√§nge. Konzentrationsspitzen k√∂nnen aber zu jeder Tageszeit auftreten, da Ozon auch √ľber weite Entfernungen transportiert wird. Erh√∂hte Konzentrationen werden deshalb nicht nur in der N√§he gro√üer Quellen f√ľr Ozon-Vorl√§uferstoffe, wie z. B. im Lee von Stadtgebieten, sondern auch in l√§ndlichen Gebieten gemessen.

(Aktuelle Ozondaten in Baden-W√ľrttemberg)



 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie