Als Sommersmog (auch Photosmog, Ozonsmog oder L.A.-Smog) bezeichnet man die Belastung der bodennahen Luft durch eine hohe Ozonkonzentration. Er tritt bei wärmerem Wetter auf und entsteht aus Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen in Verbindung mit der UV-Strahlung der Luft. Bodennahes Ozon greift die Atmungsorgane an und schädigt Pflanzen und Tiere. Die Ozonbelastung der Umwelt wird durch Luft-Messstationen ermittelt und regelmäßig in Belastungskarten dargestellt und veröffentlicht.
Entstehung
Das bodennahe Ozon entsteht unter Mitwirkung von Stickstoffoxiden und wird durch die Sonnenstrahlung beeinflusst. Stickstoffdioxid wird durch UV-Strahlung in Stickstoffmonoxid und ein Sauerstoffatom gespalten. Dieser atomare Sauerstoff verbindet sich mit einem Sauerstoff-Molekül zu Ozon:
NO2 + Licht( λ < 420 nm) → NO + O
O + O2 → O3
Gleichzeitig baut Stickstoffmonoxid (NO) Ozon unter Bildung von Stickstoffdioxid und Sauerstoff wieder ab:
NO + O3 → NO2 + O2
Die Ozonkonzentration c(O3) ist also abhängig von der Stickstoffdioxidkonzentration, der Stickstoffmonoxidkonzentration und der Strahlungsintensität:
Mit K als Gleichgewichtskonstante.
Die Bildung von Ozon wird außerdem durch Kohlenwasserstoffe begünstigt, da diese unter Sonneneinwirkung Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid umwandeln:
O3 + UV-Strahlung → O2 + O
O + H2O → 2HO•
HO• + R-CH3 → R-CH2• + H2O
R-CH2• + O2 → R-CH2O-O•
R-CH2O-O• + NO → R-CH2O• + NO2
R-CH2O• + O2 → R-CHO + HO-O•
HO-O• + NO → NO2 + •OH
Das OH-Radikal wirkt also katalytisch und wird nicht verbraucht. In der Gesamtbilanz ergibt sich:
R-CH3 + 2O2 + 2NO → RCHO + 2NO2 + H2O
Weitere Ozonquellen
Laserdrucker, Photokopierer und Faxgeräte setzen Ozon durch Entladung frei. Auch durch Blitze entsteht Ozon.
Auswirkungen beim Menschen
Die Geruchsschwelle von Ozon liegt bei 40,2 µg/m³, allerdings gewöhnt man sich schnell an den Geruch und nimmt ihn dann nicht mehr wahr.
Ozon dringt als Reizgas tief in die Lunge ein und kann Entzündungen hervorrufen. Je nach Dauer der Belastung und der Konzentration gibt es gesundheitliche Auswirkungen wie:
- Husten
- Augenreizung
- Kopfschmerzen
- Lungenfunktionsstörungen
Nach Empfehlungen von Ärzten sollten körperliche Anstrengungen bei hohen Ozonwerten vermieden werden.
Gesetzliche Grenzwerte
Nach der 3. EU Richtlinie 2002/3/EG für "Grenzwerte zum Schutze der Gesundheit" gilt:
- 1-h-Konzentration > 180 μg/m3: Information der Bevölkerung
- 1-h-Konzentration > 240 μg/m3: Warnung der Bevölkerung
- max. Tagesbelastung (8-h-Wert): 120 μg/m3
Literatur
- Chemie heute - Sekundarbereich II, Schrödel Verlag
- C.E. Mortimer, U. Müller: Chemie, 8. Aufl., Thieme, Stuttgart, 2003