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Verkehrte Welt: Ozonloch in der Atmosphäre und Ozonstress am Boden
Wenn die Sonne brennt und die Temperaturen steigen, leiden viele Menschen unter tränenden Augen, Kopfschmerzen, Übelkeit und Atembeschwerden. Was so die Sommerfreuden trübt, ist das für Mensch, Tier und Pflanze giftige Reizgas Ozon. Aktuell - Mitte Juli 2006 - am stärksten betroffen sind der äußerste Westen vom Oberrhein über Nahe und Mosel, zur Kölner Bucht und Niederrhein bis hoch in den Großraum Oldenburg; außerdem ein breites Band von Wolfsburg und Braunschweig Richtung Südosten über Halle und Leipzig bis nach Chemnitz und ins Erzgebirge. Hier wird an die so genannte "Informationsschwelle" von 180 Mikrogramm regelmäßig überschritten. Die Messwerte gibt es im Internet stündlich neu auf der Seite des Umweltbundesamtes.
Ab 2010 liegt der zulässige Acht-Stunden-Mittelwert eines Tages "zum Schutz der menschlichen Gesundheit" bei 120 Mikrogramm je Kubikmeter. Dieser Wert darf dann an höchstens 25 Tagen im Kalenderjahr überschritten werden, gemittelt über drei Jahre.
Seinen Namen erhielt das Ozon 1839 durch den Chemiker Christian Friedrich Schönbein. Der intensive Geruch des Gases erinnert je nach Konzentration an Nelken, Heu oder Chlor - Ozon heißt so viel wie "das Riechende". Das Ozonmolekül besteht aus drei Sauerstoffatomen und ist bei normaler Temperatur ein durchsichtig blaues Gas. Ozon reizt die Atmungsorgane sehr stark und ist auch in geringen Konzentrationen giftig.
Neun Zehntel des gesamten Ozons allerdings befinden sich hoch oben in luftiger Höhe. Die "Ozonschicht" genannte Zone mit erhöhter Ozonkonzentration erstreckt sich in der Stratosphäre im wesentlichen in einem Bereich von 15 bis 30 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche. Das Ozon legt sich wie eine Schutzhülle um den Globus und hält so die lebenszerstörende UV-Strahlung ab. Würde man alle in der Ozonschicht enthaltenen Ozonmoleküle unter erdnahen Bedingungen zusammenbringen, ergäben diese gerade mal eine drei Millimeter dünne Schicht reines Ozon. Dennoch macht erst dieses so scheinbar wenige stratosphärische Ozon Leben auf unserer Erde möglich.
Geringe Mengen Ozon in Erdnähe sind natürlich
Während das hochgiftige Gas in den hohen Luftschichten lebensnotwendig ist, ist es in Bodennähe äußerst schädlich. Hier unten tritt Ozon normalerweise nur in geringen Konzentrationen auf. Im Laufe der Entwicklungsgeschichte der Erde haben sich Pflanzen, Menschen und Tiere an diese kleine Ozonmenge angepasst. Die durchschnittliche Ozonkonzentration im Sommer von rund 60 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft ist für uns daher ungefährlich. Durch zusätzliche vom Menschen geschaffene Ozonquellen erhöht sich jedoch die Ozonkonzentration, besonders im Sommer bei Hitze und Sonnenschein. Aus einer Vielzahl von Schadstoffen entsteht unter Einwirkung von Sonnenlicht Ozon.
Die direkten Auswirkungen von erhöhter Ozonkonzentration auf Pflanzen und Ökosysteme können sich in vermindertem Wachstum und dem Absterben von Blättern zeigen. Bei auf Ozon besonders empfindlich reagierenden Menschen kommt es zu einer Verminderung der Lungenfunktion. Sobald erhöhte Konzentrationen gemessen werden, hört man durchs Radio die ersten Warnungen vor körperlich anstrengenden Tätigkeiten im Freien. Die ersten Schreckensmeldungen über gefährlich hohe Ozonkonzentrationen kamen in den fünfziger Jahren aus Los Angeles. Die bodennahe Ozonbelastung war dort so hoch, dass man auch Krankheitsfälle und Ernteschäden darauf zurückführte.
Wintersmog und Sommersmog
Man erkannte, dass das Ozon auf vom Menschen verschuldeten Vorläufersubstanzen zurückzuführen war. Dieses Schadstoffgemisch bekam bald den Namen "photochemischer Smog" oder Sommersmog. Das Wort Smog wiederum wurde von dem Schadstoffgemisch aus Staub und Schwefeldioxid übernommen, das auch allgemein als Wintersmog bekannt ist. Smog ist ein Kunstwort aus dem Englischen und leitet sich ab aus smoke = Rauch und fog = Nebel.
Für das Entstehen von Ozonsmog dagegen sind chemische Reaktionen mit von Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen verantwortlich. Diese Substanzen wiederum stammen hauptsächlich aus Autoabgasen. Für den Großteil des deutschen Stickstoffausstoßes ist der Autoverkehr verantwortlich. Für Kohlenwasserstoffe liegt der Anteil bei rund 50 Prozent. Seit Einführung des Katalysators haben in Deutschland die Ozonspitzen etwas angenommen, die Grundbelastung dagegen steigt weiter an. Seit 1994 galt gemäß Sommersmog-Gesetz bei Ozonwerten von mehr als 240 Milligramm pro Kubikmeter Luft ein Fahrverbot für Pkw ohne Katalysator. Dieses Gesetz lief allerdings bereits 1999 aus.
EU-weit wurde 2003 die "Alarmschwelle" von 360 auf 240 Milligramm herabgesetzt. Praktische Folgen hat dies aber kaum. Lediglich der Betrieb von Benzin-Rasenmähern ist in Deutschland bei Ozonalarm verboten, und lösungsmittelhaltige Farben dürfen dann nicht im Freien verwendet werden. Die Autofahrer dagegen bleiben unbehelligt. Dabei wäre nach Auffassung des NABU bei Ozonspitzen ein Tempolimit ebenso angebracht wie Fahrverbote für Diesel-Pkw und solche, deren Schadstoffausstoß noch über der Euro-3-Norm liegt.
Messungen in Deutschland seit 1967
Seit 1967 wird in Deutschland am Meteorologischen Observatorium Hohenpeissenberg Ozon bis in die Stratosphäre gemessen. In den bodennahen Luftschichten zeigt sich ein eindeutiger Zuwachs an Ozon. Dabei haben die Ozonkonzentrationen am Hohenpeissenberg durchschnittlich um jährlich 2,2 Prozent zugenommen. Auch zahlreiche andere Messstationen auf der Nordhalbkugel der Erde melden steigende Ozonkonzentrationen.
Während das Ozon in Bodennähe kontinuierlich ansteigt, wird es in der Stratosphäre immer weniger, mit verheerenden Folgen, wie sich jedes Jahr im antarktischen Frühling zeigt. Das sogenannte Ozonloch rum um den Südpol ist die erschreckende Folge dieser Entwicklung. In den achtziger Jahren entdeckten es japanische und amerikanische Forscher. Zuerst glaubte man an einen Messfehler, als die Ozonwerte im September und Oktober 1984 über der Antarktis unter 200 Messeinheiten gefallen waren (so genannte Dobson Units = DU). Zum Vergleich: In den siebziger Jahren, als die Ozonschicht noch intakt war, lag der Wert bei 300 Einheiten. Inzwischen hat das Frühjahrs-Ozonloch über der Antarktis eine Größe wie der gesamte nordamerikanische Kontinent erreicht - mehr als 25 Millionen Quadratkilometer. Die Minima sind dabei in den letzten 20 Jahren von rund 200 DU auf unter 100 Einheiten gefallen. Die Ozonkonzentration ist also gegenüber dem "heilen" Zustand auf ein Drittel gesunken.
Meeresplankton und Frösche als erste Ozonlochopfer
Noch gefährlicher wird jedoch die UV-C-Strahlung eingestuft, die die für die Nahrungskette unersetzlichen Meereskleinstwesen (Phythoplankton) im Südpolarmeer zerstört. Die größte Gefahr unmittelbare für die Menschheit liegt demnach weniger in der direkten Bedrohung der Gesundheit durch die erhöhte Strahlung, als vielmehr in der Verknappung der natürlichen Nahrungsvorräte. Wenn das Phytoplankton in den nährstoffreichen Gewässern rund um die Antarktis nämlich auch nur teilweise abstirbt, werden auch die Fischbestände in Mitleidenschaft gezogen. Vom Fischfang in diesen Gewässern leben aber gerade in Südamerika Millionen Menschen. In einer weiteren Stufe würde die erhöhte UV-Strahlung auch die Nahrungsmittelproduktion auf dem Land bedrohen. Organismen mit besonders empfindlicher Haut sind offensichtlich schon heute betroffen, wie gerade veröffentlichte Langzeituntersuchungen über katastrophale Bestandseinbrüche bei verschiedenen Froscharten in Amerika und Australien zeigen.
In erster Linie werden die Fluorchlorkohlenwasserstoffe für die Zerstörung der Ozonschicht verantwortlich gemacht. Besonders die Industrieländer entlassen Unmengen Kohlenwasserstoffe und andere schädigende Substanzen in die Atmosphäre, die dann in den höheren Luftschichten mit dem Ozon in Wechselwirkung treten und sich zu gefährlichen Giftcocktails vermischen.
In den unteren Luftschichten wird das Ozon, wie bereits erwähnt, durch das Zusammenwirken von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und Sonnenstrahlung gebildet. Die bodennahe Ozonkonzentration führt zudem dazu, dass der Treibhauseffekt verstärkt wird - das Ozonloch hoch oben und der Treibhauseffekt haben dagegen überhaupt nichts miteinander zu tun. Das Mehr an Ozon in den unteren Luftschichten sorgt nämlich dafür, dass weniger Wärme in den Weltraum abgestrahlt wird und sich dadurch die Atmosphäre erwärmt.
Beitrag erstellt am 10. August 2004, aktualisiert am 20. Juli 2006.
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