Die unterste Schicht der Atmosphäre der Erde, welche 90 Prozent der Luft enthält, die Troposphäre, ist in unseren Breiten nur etwa 10 Kilometer dick. Sie besteht aus einem Gasgemisch, wobei Stickstoff mit 78 Prozent Anteil und Sauerstoff mit etwa 21Prozent Anteil den Hauptanteil ausmachen. Neben dem Edelgas Argon und dem Kohlendioxid kommt das natürliche Ozon in der Troposphäre nur in einer Konzentration zwischen 40 bis 80 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft vor, das sind 40 bis 80 Millionstel Gramm pro Kubikmeter Luft.
Ozon ist eine besondere Form von Sauerstoff. In einem Molekül Ozon sind drei Sauerstoffatome miteinander verbunden, deshalb besitzt es die Formel O3. Unter normalen Umständen ist Sauerstoff ein Molekül, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. Unter der Einwirkung des UV-Lichts der Sonne, aber auch bei elektrischen Entladungen, zum Beispiel bei Gewittern, wird das Sauerstoffmolekül aufgebrochen, dabei entstehen zwei einzelne Sauerstoffatome. Diese einzelnen Sauerstoffatome sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit den verbleibenden Sauerstoffmolekülen zu Ozonmolekülen. Der Vorgang findet in der Natur in Bodennähe bei Gewitterentladungen statt. Auf diese Weise entsteht das Ozon auch in der Stratosphäre, in 15 bis 50 Kilometer Höhe, durch das hier intensiv strahlende UV-Licht der Sonne.
Das Ozon erfüllt in der über der Troposphäre liegenden Stratosphäre eine lebenswichtige Aufgabe für die Lebewesen der Erde: Es wirkt als Filter und schirmt die energiereichen UV-B-Strahlen der Sonne um ca. 95 bis 97 Prozent ab. Diese Strahlenart kann krankhafte Veränderungen der Zellen bei allen Lebewesen bewirken und ist an der Entstehung von Krebs beteiligt. Die noch energiereichere UV-C-Strahlung wird bereits in der Mesosphäre vollständig abgeschirmt.
Während das Ozon in der Stratosphäre lebenserhaltend wirkt, ist es in Bodennähe unerwünscht, da es ein starkes Atemgift ist. Schon eine Erhöhung der Ozonwerte auf über 100 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft kann bei ozonempfindlichen Personen (10 bis 30 Prozent der Bevölkerung) zu Schleimhautreizungen, Kopfschmerzen, Atembeschwerden und Hustenreiz führen. Ab Werten über 180 Mikrogramm pro Kubikmeter wird die Öffentlichkeit informiert, anstrengende Tätigkeiten im Freien sind zu vermeiden. Bei Werten über 360 Mikrogramm pro Kubikmeter ist die Lungenfunktion bereits um 50 Prozent vermindert, dann besteht akute Ozongefahr. Der Aufenthalt im Freien kann dann bleibende Lungenschäden oder Erbgutschäden nach sich ziehen.
Seit 1995 wird das Ozon als krebserregende Substanz klassifiziert. Das Ozon ist nicht nur für die Menschen gefährlich, sondern es ist auch am Waldsterben beteiligt. Außerdem wirkt es als Treibhausgas und ist wie das Kohlendioxid und andere Schadstoffe am Treibhauseffekt beteiligt.
Die erhöhten Ozonkonzentrationen im Sommer sind vor allem auf die Abgasemissionen des Straßenverkehrs zurückzuführen. Bei der Verbrennung von Benzin im Automotor entstehen immer in größeren Mengen Stickstoffoxide. Das Vorhandensein von Stickstoffoxiden und von Kohlenwasserstoffen aus Abgasen und die UV-Strahlung der Sonne begünstigen das Entstehen von Ozon in Bodennähe. Aus diesem Grund steigen die Ozonwerte im Hochsommer besonders in der Umgebung von Ballungsgebieten mit viel Straßenverkehr. Weiträumige Versuche haben ergeben, dass die Ozonbelastung durch Fahrverbote erheblich vermindert werden kann. Doch langfristig kann das Problem nur durch eine neue Verkehrspolitik gelöst werden. Dazu gehören vor allem der Ausbau des öffentlichen Verkehrsnetzes, Geschwindigkeitsbeschränkungen und Förderung des Baus von sparsamen Autos. Der Mensch vermehrt durch sein rücksichtsloses Verhalten zur Umwelt das Ozon in Bodennähe, doch er zerstört gleichzeitig die Ozonschicht der Stratosphäre. Der Hauptverursacher für den Abbau der lebensnotwendigen Ozonschicht sind die FCKW, die Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, die sich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen zusammensetzen. (nz)
