Sonne und Abgase heizen den Ozon-Ofen

Man sieht es nicht, aber es reizt die Lunge: Viel Sonne, Abgase und auch hohe Temperaturen verbinden sich in Großstädten zu einem gefährlichen Chemiecocktail. Um die Bildung von Ozon wirksam zu verringern, sollten Autos zum Beispiel längere Zeit nicht fahren.

Von Susanne Götze und Jörg Staude

Der Asphalt flimmert, heiße Blechlawinen schieben sich durch die Berliner Innenstadt, die Luft ist stickig und trocken. Über 30 Grad, warnt der Wetterdienst, wer kann, bleibt zu Hause oder in klimatisierten Büros. Ob mit dem Fahrrad oder zu Fuß, jeder hat in großen Städten in diesen Tagen mit dem Sommersmog zu kämpfen. Die Hitze ist zu fühlen, der Körper schwitzt. Die Luft ist schwer und stickig, die Abgase kann man riechen. Doch die eigentliche Gefahr ist unsichtbar: bodennahes Ozon. Was unsere Erde in der Atmosphäre eigentlich vor der ultravioletten Strahlung der Sonne schützt, wird an der Erdoberfläche zur Gefahr für die Gesundheit.

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Eine gefährliche Mischung: Autoabgase und Hitze ergeben Ozon. (Foto: Ruben de Rijcke/Wikimedia Commons)

Das Gas bildet sich, wenn Industrie- oder Autoabgase mit einer erhöhten Sonneneinstrahlung zusammen treffen. Dann zerfällt das in den Abgasen befindliche Stickstoffdioxid und verbindet sich mit molekularem Sauerstoff der Luft zu O3, also Ozon. Weitere Vorläufersubstanzen zur Ozonbildung sind flüchtige organische Verbindungen. Diese entstehen im Verkehr, aber auch durch lösemittelhaltige Produkte wie Farben, Lacke, Klebstoffe, Reinigungsmittel oder auch Haarsprays.

Das Ozon ist auch dort, wo man es nicht erwartet

Als Fahrradfahrer im Sommerstau merkt man vom Chemiecocktail nicht viel. Ozon ist so gut wie geruchlos. Nur an den Kopfschmerzen und den gereizten Atemwegen erkennt man, dass man zu viel von dem Gas eingeatmet hat. Es dringt in die Lunge ein und kann dort zu Entzündungen führen, besonders Menschen mit Allergien oder Asthma sind betroffen.

Erika von Schneidemesser ist viel mit dem Fahrrad unterwegs – trotz und sogar wegen der schlechten Luft. Die Forscherin des Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) radelt durch die Hauptstadt, um Feinstaub- und Ozonwerte zu messen. An ihrem Mountainbike sind hochsensible Sensoren angebracht. "In einer großen Stadt wie Berlin gibt es nur 16 stationäre Messstationen – deshalb wollen wir so viel Werte wie möglich in der gesamten Stadt sammeln", sagt von Schneidemesser.

Denn das Ozon ist überall in der Luft – gerade in Nebenstraßen und Parks kann die Konzentration erstaunlicherweise sogar noch höher sein. "Pflanzen geben flüchtige organische Verbindungen ab, die dann auch zur Ozon-Bildung führen", erläutert die Umweltwissenschaftlerin. Ist das Ozon erst einmal in der Stadt, gebe es kaum einen Weg sich zu schützen, außer sich in geschlossenen Räumen aufzuhalten. Am Stadtrand ist die Belastung oft noch höher, da es dort weniger Schadstoffe wie das Stickstoffmonoxid gibt, die das Ozon teilweise wieder abbauen.

Ozon-Alarmschwelle deutlich übertroffen

Bei einer stabilen Hochdrucklage, wie sie im Sommer häufig vorkommt, kann die Ozonbildung nahezu optimal laufen. So wurde Anfang Juli die Alarmschwelle von 240 Mikrogramm je Kubikmeter mehrfach deutlich überschritten, deutschlandweit lag der Stunden-Spitzenwert bei 283 Mikrogramm, wie beim Umweltbundesamt (UBA) sogar live nachgeprüft werden kann.

Allerdings hatte die Behörde kurz vor der jüngsten Hitzewelle verkündet, dass hohe Ozonwerte mittlerweile seltener auftreten. Das sei nur scheinbar paradox, erklärt Andrea Minkos, Expertin für Luftqualität beim UBA. Derartige Wetterlagen hätten zu Beginn der 1990er Jahre noch zu sehr viel höheren Ozonkonzentrationen geführt.

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Tempolimits können die Ozonbelastung in den Städten reduzieren. (Foto: Manfred Sauke/Wikimedia Commons)

Dass die Ozon-Höchstmengen tendenziell abgenommen haben, kann IASS-Forscherin Schneidemesser bestätigen. "Die Ozonmittelwerte sind aber gleichbleibend hoch – trotz des Rückgangs von Stickoxiden und anderen Schadstoffen im städtischen Raum." Aufgrund der Reduzierung dieser Vorläufersubstanzen hätte man größere Minderung von Ozonkonzentrationen erwartet, was aber laut Schneidemesser nicht der Fall ist. "Das hängt damit zusammen, dass es mehrere Faktoren gibt, die die Ozonkonzentrationen beeinflussen", meint die Forscherin. Eine Erklärung sei, dass die durchschnittlichen Temperaturen durch den Klimawandel kontinuierlich ansteigen. Extremwetterereignisse wie starke Hitzeperioden oder Dürren würden die Ozonbildung fördern.

Ob die Erwärmung einen Einfluss auf die Ozonkonzentration hat, interessiert auch das UBA. Seit 2012 läuft dort ein Forschungsvorhaben, das sich mit dem Einfluss einer geänderten Energiepolitik, also der Energiewende, sowie des Klimawandels auf die Luftqualität befasst. Auch aus Sicht von Andrea Minkos gibt es keinen direkten Zusammenhang zu höheren Lufttemperaturen, weil Ozon durch die ultraviolette Strahlung eben dann gebildet wird, wenn bestimmte Vorläufersubstanzen vorhanden sind. Es könne aber sein, dass Pflanzen bei hohen Temperaturen mehr Stoffe emittieren, die zur Ozonbildung beitragen, vermutet Minkos.

Das Auto für eine Woche stehenlassen

Da man sich bei Sommersmog kaum vor dem bereits gebildeten Ozon schützen kann, ist Vorbeugung wichtig: "Man sollte sein Auto besser stehen lassen – und nicht nur für einen Tag, sondern wenn, dann gleich eine ganze Woche", so Wissenschaftlerin Schneidemesser vom Potsdamer IASS. Denn Ozon bilde sich nicht nur von einer Stunde auf die andere, sondern durch eine stabil heiße Wetterlage über mehrere Tage.

Nach Ansicht des Umweltbundesamtes müssen die Emissionen der Vorläuferstoffe weiter vermindert werden. Das sei durch verschärfte Grenzwerte für Stickoxide aus Feuerungsanlagen, darunter auch für Öfen und Heizungen, zu erreichen. Im Verkehr empfiehlt die Behörde Tempolimits sowie vom Auto aufs Fahrrad umzusteigen oder den öffentlichen Verkehr zu nutzen. Neue Emissionsgrenzwerte müssten auch für Schiffe, Dieselloks und Baumaschinen festgelegt werden.

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An heißen Sommertagen atmen Fahrradfahrer in Städten einen besonders schädlichen Chemiecocktail ein. Die Lösung wäre aber nicht das Fahrrad stehenzulassen, sondern das Auto. (Foto: Brigitte Hiss/BMU)

Einer schnellen Entschärfung des Chemiecocktails steht auch das gesetzliche Prozedere im Wege. Allein um die flüchtigen organischen Verbindungen besser in den Griff zu bekommen, müssten die 31. Bundesimmissionsschutzverordnung und die europäische Decopaint-Richtlinie verschärft werden. Bei mehreren heißen Sonnentagen gilt vorerst – leider – weiter: Zu Hause zu schwitzen ist gesünder als im Stadtpark zu joggen.

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