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Ozon

Ozon (O3) in Erdnähe entsteht durch die Reaktion von Sauerstoff, Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen bei intensiver Sonnenstrahlung. Es verursacht bereits in gering erhöhten Konzentrationen eine starke Reizung der Schleimhäute und Atemwege.

Beschreibung:

Ozon (O3) ist ein farbloses bis leicht blaues und stechend-scharf bis chlorähnlich riechendes Gas. Die Geruchsschwelle für die menschliche Wahrnehmung des Gases liegt bei 40 µg/m³.

Es ist eines der wichtigsten Spurengase in der Atmosphäre und bildet in einer Höhe von 20 bis 30 Kilometern die natürliche Ozonschicht, welche vor der schädlichen Ultraviolettstrahlung der Sonne schützt.

Ozon ist ein instabiles Molekül, welches binnen kurzer Zeit zu dimerem Sauerstoff zerfällt. Zudem ist O3 sehr reaktionsfreudig (oxidierend) und wirkt giftig auf Menschen. Es ist brandfördernd und kann zünd- und explosionsfähige Gemische bilden. Ozon ist schwerer als Luft.

Grenzwerte von Ozon:

Durch seine Eigenschaft, unter normalen Bedingungen innerhalb kurzer Zeit zu zerfallen, sollte Konzentration des Ozons in der Luft nahe Null liegen und damit nicht messbar sein.

Die EU hat in Bezug auf O3 verschiedene 1-Stunden-Werte festgelegt, welche die Konzentration beschreibt, deren Wirkung innerhalb einer Stunde entfaltet wird. Als Informationsschwelle wurde ein Wert von 90 ppb (parts per billion) bzw. 180 µg/m³ bestimmt. Wird dieser überschritten, muss die Öffentlichkeit davon in Kenntnis gesetzt werden. Weiterhin wurde eine Alarmschwelle von 120 ppb (240 µg/m³) beschlossen, bei dessen Erreichen eine Ozonwarnung ausgesprochen werden muss.

Laut Umweltbundesamt darf der maximale 8-Stunden-Wert eines Tages von 120 µg/m³ (60 ppb) an höchstens 25 Tagen pro Kalenderjahr übertreten werden. Langfristig soll allerdings eine Überschreitung dieses Werten an keinem Tag mehr passieren.

Der frühere Grenzwert (MAK-Wert) von 100 ppb (200 µg/m³) wurde durch den Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) ersetzt. Da bisher noch kein AGW für Ozon festgelegt wurde, dient der bisherige MAK-Wert als nicht verbindliche Orientierung. Internationale Arbeitsplatz-Grenzwerte liegen sogar nur bei 60 ppb (120 µg/m³).

Folgen von zu hoher Ozon-Konzentration:

Ozon wird über den Atem sowie über die Augen aufgenommen. Durch seine stark oxidierende Eigenschaft, können bei einer O3-Belastung Reizungen und sogar nachhaltige Schädigungen der Augen und Schleimhäute auftreten. Die Symptome beinhalten Heiserkeit, Husten, Kopfschmerzen und Übelkeit sowie Nasenbluten und Bronchitis.

Da Ozon die Lungenfunktion beeinträchtigt, kann es bei hohen Konzentrationen zur Bildung von Lungenödemen (Wasseransammlungen in der Lunge) kommen. Vorgeschädigte oder empfindliche Personen, die z.B. unter Asthma oder chronischer Bronchitis leiden, sind für die schädlichen Wirkungen von Ozon besonders anfällig. Weiterhin besteht ein begründeter Verdacht, dass O3 für Menschen krebserregend wirkt.

Auch die Leistungsfähigkeit wird durch einen hohen O3-Gehalt in der Luft in Mitleidenschaft gezogen, da es zu Müdigkeit und Konzentrationsschwächen kommen kann.

Entstehung:

Bei der Blitzentladung während eines Gewitters wird, neben anderen Stoffen, Ozon gebildet. Zudem entsteht es durch den Prozess der Photodissoziation, bei welchem unter energiereicher Sonneneinstrahlung Sauerstoffmoleküle in der Stratosphäre in zwei einzelne Atome gespalten werden – Radikale, die dann mit einem O2-Molekül zu O3 reagieren.

Die Bildung von Ozon in Bodennähe ist die Folge einer komplizierten Reaktion von Sauerstoff, Stickoxiden (NOx) und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) bei intensiver Sonnenstrahlung.

Die Vorläuferschadstoffe dieser Reaktion stammen hauptsächlich aus vom Menschen verursachten Quellen wie Feuerungsanlagen und überdüngten Böden (Stickoxide). Flüchtige organische Stoffe werden bei der Verwendung von Lösungsmitteln (u.a. Farben, Lacken, Klebstoffe) und durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugt. Zu den natürlichen Quellen der Vorläuferschadstoffen gehören Ausdünstungen aus Laub- und Nadelbäumen.

Im Innenraum kann Ozon durch elektrische Geräte wie Drucker entstehen. Hochspannung und UV-Strahlung sind dafür verantwortlich.

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