Forschung A: Ozontrends
(Ergebnisse aus ACCENT)

Die Forschung im ACCENT Projekt hat einen Schwerpunkt auf der Untersuchung von Ozon in der Troposphäre und in der Grenzschicht zur Erdoberfläche. Die Troposphäre ist die unterste Schicht in der Atmosphäre, in der sich alle Wetterereignisse abspielen. Die "planetare Grenzschicht" bilden die untersten 1-2 km über dem Erdboden, also die Luft, die wir täglich einatmen.
  

Ozon ist nicht gesund. In hohen Konzentrationen ist es wirklich schädlich, für die Atemwege ebenso wie für die Pflanzen. Eine wichtige Ursache für die Ozonbildung ist, dass Stickoxidemissionen (NO and NO₂) in die Luft entlassen werden. Im städtischen Raum werden diese Stickoxide vor allem vom Straßenverkehr und der Industrie produziert, auf dem Ozeanen auch von Schiffen. Es gibt aber auch natürliche Quellen wie Vegetationsfeuer und Gewitter.
  

In den Motoren von Personenwagen, Lastwagen und Bussen ist es so heiß, dass der Luftstickstoff (N₂) oxidiert wird. Katalysatoren haben sehr viel dabei geholfen, die Emissionen zu reduzieren und die Ozon-Spitzenwerte zu senken. Aber das Problem ist noch lange nicht gelöst. Andererseits ist es nicht nur eine Frage der Stickoxide. Auch der Anstieg der Konzentrationen von Methan und Kohlenmonoxid (CO) sowie von Kohlenwasserstoffen in der Atmosphäre wirken sich auf die Bildung von Hintergrundozon aus.
  

Der Gipfel der Zugspitze (deutsche Alpen) und Mace Head (Observatorium an einem einsamen Platz der irischen Küste) sind zwei Messstationen in Europa, an denen die Luft für gewöhnlich relativ rein und wenig von den Städten beeinflusst ist. Die Ozonwerte sind hier jedoch über die letzten beiden Jahrzehnte angestiegen.
   

Dies ist zu einem guten Teil deshalb der Fall, da die Emissionen von Ozon bildenden Vorläufern aus menschlichen Quellen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts weltweit gestiegen sind. Stickoxide werden zum Beispiel in Form von Peroxiacetylnitrat (PAN) über lange Strecken transportiert. Nun sinken die Stickoxidkonzentrationen in vielen Industrieländern, aber eine Menge an Ozon oder Ozonvorläufern wird immer noch "importiert". Wir berichteten hierüber im ACCENT Magazin Nr. 8: Hintergrundozon und Ferntransport von Stickoxiden
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/5o7.html

Aber die Abbildung zeigt auch: Die Ozonbildung ist Teil komplexter chemischer Prozesse in der Atmosphäre. Sie kann von Jahr zu Jahr und von Station zu Station schwanken.
In den ländlichen Gegenden Großbritanniens sind die Werte leicht gesunken.
  

Größere Mengen an Stickoxiden werden in den städtischen Räumen gebildet. Versuche zu ihrer Reduzierung sind weniger erfolgreich als für andere Abgase. Die partielle Reduzierung der Stickoxide führt auch dazu, dass in der Stadt weniger Ozon durch die Reaktion mit Stickstoffmonoxid zerstört wird. Aber es ist immer noch genug NO und NO₂ vorhanden, um die Ozonbildung zu ermöglichen. Daher steigen die Ozonwerte in den Stadtzentren. Nur eine sehr starke Reduktion der Stickoxide würde helfen, dies zu vermeiden. Sie wurde bislang allerdings nicht erreicht.´
 

Daher sagen ACCENT Wissenschaftler in ihren Antworten auf die Urbino Fragen:
"Die Auswirkungen hinsichtlich Ozonbelastung für die Bevölkerung sind komplex. Wenngleich wir die mittleren Konzentrationen in ländlichen Gebieten weiträumig senken mögen, indem wir die Emissionen an Ozonvorläufern reduzieren, so wird doch der Anstieg in den Städten einen größeren Anteil der Bevölkerung treffen und dadurch die Gesamtbelastung erhöhen."
  

6. Die örtliche Ozonkonzentration setzt sich zusammen aus a) dem Hintergrundozon, das seinen Ursprung in über Ferntransport eingetragenen Substanzen wie PAN hat und b) der lokalen Produktion, die zu großen Teilen auf den Verkehr in den Städten zurückgeht, durch den NO oder NO₂ emittiert werden. NO reduziert Ozon in der Stadt und reagiert dabei zu NO₂. NO₂ wiederum bildet unter bestimmten Umständen Ozon zurück. Siehe auch:
www.atmosphere.mpg.de/
enid/20x.html
 

Die Schlussfolgerung ist: Ozon-Spitzenwerte fallen, während die Werte des Hintergrundozons auf dem Weg sind in einen möglicherweise gesundheitsbeeinträchtigenden Bereich von 35-40 ppb vorzustoßen. Dies gilt insbesondere im sonnigen und warmen Südeuropa. Solche Werte können auch negative Auswirkungen für das Pflanzenwachstum haben. Es ist nicht zu erwarten, dass es während der nächsten 20 - 30 Jahre zu starken Veränderungen kommen wird.
 

7. Zielwerte, Information der Bevölkerung und Alarmwerte für Ozon in Konzentrationen [µg/m³] und Mischungsverhältnissen [ppb].

Im Teil "Forschung B: Mehr NO₂ in den Städten" dieser Ausgabe werden wir sehen, dass bei weitem nicht alle Ozonprobleme nach Europa importiert werden. Reinigungstechnologien für Autos wie Partikelfilter können sogar eine Quelle von mehr Stickstoffdioxid in Stadtgebieten sein.