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Ozon in der Troposphäre

Stadt bedeckt mit orangefarbenem Dunst von Luftverschmutzung

Ozon und andere Luftschadstoffe sind am späten Nachmittag in städtischen Gebieten verbreitet.
Credit: UCAR

In der Stratosphäre spielen Ozonmoleküle eine wichtige Rolle – sie absorbieren ultraviolette Strahlung der Sonne und schützen die Erde vor gefährlichen Strahlen. Aber in der Troposphäre, in Bodennähe, sind Ozonmoleküle sowohl Luftschadstoffe, die die Gesundheit von Lebewesen bedrohen, als auch Treibhausgase, die Wärme einfangen und zum Klimawandel beitragen.

Eine kleine Menge Ozon kommt natürlich in Bodennähe vor. Pflanzen und Boden geben etwas frei. Einige wandern aus der Stratosphäre ab. Aber keine dieser Quellen trägt genug Ozon bei, um als Bedrohung für die Gesundheit von Mensch oder Umwelt angesehen zu werden. Das meiste Ozon, das in Bodennähe gefunden wird, stammt aus Fahrzeugabgasen und Emissionen aus Fabriken, Kraftwerken und Raffinerien. Seit 1900 hat sich die Ozonmenge in der Nähe der Erdoberfläche aufgrund von mehr Automobilen und Industrie mehr als verdoppelt.

Diagramm, wie bodennahes Ozon gebildet wird. Stickstoffdioxidmoleküle brechen mit Sonnenlicht auseinander. Freier Sauerstoff ist instabil und bindet sich an ein Molekül O2 und bildet Ozon

Im Gegensatz zu den meisten anderen Luftschadstoffen wird Ozon nicht direkt in die Luft abgegeben. Troposphärisches Ozon entsteht durch die Wechselwirkung von Sonnenlicht, insbesondere ultraviolettem Licht, mit Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden, die von Autoendrohren und Schornsteinen emittiert werden. In städtischen Gebieten treten in der Regel in den warmen Sommermonaten hohe Ozonwerte auf. Typischerweise erreichen die Ozonwerte ihren Höhepunkt Mitte bis zum späten Nachmittag, nachdem die Abgase der morgendlichen Hauptverkehrszeit Zeit hatten, im Sonnenlicht zu reagieren. Ein heißer, sonniger, ruhiger Tag ist die perfekte Umgebung für die Produktion von Ozonverschmutzung. Am Ende des Tages, wenn die Sonne untergeht, beginnt die Ozonproduktion nachzulassen. Um sich zu bilden, benötigt Ozon Sonnenschein, um die chemische Reaktion anzuheizen.

Wenn die Ozonbelastung ein hohes Niveau erreicht, werden Verschmutzungswarnungen ausgegeben, in denen Menschen mit Atemproblemen aufgefordert werden, zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen zu treffen oder in Innenräumen zu bleiben. Wenn es eingeatmet wird, kann Ozon Lungengewebe schädigen. Ozon ist schädlich für alle Arten von Zellen. Es kann die Leistung eines Athleten beeinträchtigen, häufigere Anfälle bei Personen mit Asthma verursachen, Augenreizungen, Brustschmerzen, Husten, Übelkeit, Kopfschmerzen und Brustverstopfung verursachen. Es kann Herzerkrankungen, Bronchitis und Emphysem verschlimmern.Ozon schädigt auch Materialien wie Gummi, Textilfarben, Fasern und bestimmte Farben. Diese Materialien können durch Einwirkung von Ozon geschwächt oder abgebaut werden. Einige elastische Materialien können spröde werden und reißen, während Farben und Stofffarben schneller verblassen können.

Was können wir tun, um die Ozonproduktion in der Troposphäre zu verringern? Es ist ein guter Schritt, öffentliche Verkehrsmittel zu wählen, zu Fuß oder mit dem Fahrrad zu fahren, anstatt mit dem Auto zu fahren. Wenn Sie bis zum Abend warten, um Ihr Auto zu tanken oder Ihren Rasen zu mähen, ist es unwahrscheinlich, dass die freigesetzten Schadstoffe zu Ozon werden. Und in größerem Maßstab können Sie nach Energiequellen suchen, die nicht die Verschmutzung emittieren, die zu Ozon führt. Erkundigen Sie sich bei Ihrem Energieversorger, woher Ihre Energie kommt. Lesen Sie die Maßnahmen der EPA, die Sie ergreifen können, um die Luftverschmutzung zu reduzieren, um weitere Tipps zur Verringerung der Luftverschmutzung zu erhalten.