Einleitung Entstehung und Abbau von Ozon Die

Michael Kußmaul
26.06.12
Laurenz Hiller
Phillip Thiele
Ozon
Einleitung
Ozon ist heute ein wichtiges Thema. Häufig hört man vom Ozonloch. Doch was ist Ozon
eigentlich und wieso ist die Ozonschicht so wichtig für uns?
Ozon ist ein farbloses, giftiges Gas, das aus drei Sauerstoffatomen besteht. Das
Formelzeichen von Ozon ist somit O3. Würden wir Menschen mit dem Gas in Kontakt
kommen, würde es uns schädigen. Es ist allerdings auch ein sehr wichtiges Spurengas in
der Atmosphäre. Das Ozon kommt hauptsächlich in der Ozonschicht vor, welche ein Teil
der Stratosphäre ist. Sie befindet sich in einer Höhe von 10- 50km über der Erde. Das
Ozon in der Ozonschicht hat für uns Menschen eine sehr wichtige Aufgabe. Es schützt
uns vor der energiereichen Strahlung der Sonne, die unsere Haut schädigen würde. In
dieser für uns so wichtigen Ozonschicht kann es aber auch Löcher geben, die
sogenannten Ozonlöcher. Als Ozonloch bezeichnet man eine Abnahme der Ozonschicht.
Entstehung und Abbau von Ozon
UV-C-Strahlung spaltet die O2-Bindung in ihre einzelnen Sauerstoff-Moleküle. Die
entstehenden Sauerstoff-Diradikale (ungepaarte Sauerstoffatome) sind besonders
reaktionsfähig und reagieren mit weiteren Sauerstoff-Molekülen zu einer O3-Bindung, den
Ozon-Molekülen.
Für den Abbau von Ozon sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) verantwortlich. Sie
setzen Chlor frei und zerstören damit das Ozon. Die Menge des stratosphärischen Ozons
und die Abnahme der Ozonschicht variieren aber auch im Jahresverlauf und in
Abhängigkeit vom Breitengrad. Der Ozonabbau machte über der Antarktis (südlich des 65.
Breitengrades)in den 90er Jahren bis zu 60 % aus, während über arktischen Regionen in
den Monaten Februar bis April Ozonverluste von 20 bis 25 % beobachtet wurden. In den
mittleren Breitengraden der nördlichen Hemisphäre betrug der Ozonabbau im Winter und
Frühling 1997 5-6 %, im Sommer und Herbst rund 3 % im Vergleich zu 1979.
Die Ozonschicht
„Die Ozonschicht ist ein Teil der Stratosphäre, in der unter Einwirkung der
energiereichen ultravioletten Strahlung der Sonne Sauerstoff in Form von O2 (auch als
Dioxygen bezeichnet) in Ozon (O3) umgewandelt wird. Sie beginnt in einer Höhe von 10
bis 17 Kilometern und erstreckt sich bis in eine Höhe von ca. 50 km.“[1]
Die Ozonschicht ist für uns Menschen überlebenswichtig. Ohne sie wären wir der UVStrahlung hilflos ausgeliefert.
Die UV-Strahlung würde unseren Körpern beispielsweise Gewebeschäden zufügen und
man hätte ein viel höheres Risiko an Hautkrebs zu erkranken.
(die Ozonschicht)
Das Ozonloch
Das Ozonloch wurde in den achtziger Jahren entdeckt. Unter einem Ozonloch versteht man eine
Stelle in der Ozonschicht, an der der Ozongehalt so stark zurückgegangen ist, dass es ein Loch
entstehen konnte. Es entsteht durch die so genannten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW). Diese
Gase steigen in die Ozonschicht, werden dort vom Sonnenlicht gespalten und setzen Chlor frei.
Chlor wiederum zerstört Ozon.
So tritt beispielsweise seit den achtziger Jahren im antarktischen Frühling ein sich ständig
vergrößerndes Ozonloch auf. In ihm sinkt der Ozongehalt um mindestens die Hälfte. Auch
in den mittleren Breitengraden der Nordhalbkugel ist in den Wintermonaten ein
Ozonabbau von bis zu 20% messbar.
Das Ozonloch tritt also periodisch auf. Das liegt daran, dass manche Moleküle gespalten
werden und dabei Radikale entstehen.
(der dunkelblaue Bereich beschreibt das Ozonloch)
Ein freies Radikal (Atom oder Molekül mit mindestens einem ungepaarten Elektron) kann
ein Ozonmolekül spalten, ohne dass es dabei selbst verändert wird. So können wenige
Radikale sehr viel Ozon zerstören. Man spricht hier von einer Kettenreaktion.
Ein gutes Beispiel für ein Ozonloch ist das über der Antarktis. Hier sinken die Ozonwerte
im Oktober teilweise unter 100 DU und liegen damit etwa 70% unter den Werten aus den
70er Jahren. Besonders klimatische Bedingungen über der Antarktis sind dafür
verantwortlich. In der extremen Kälte der Polarnacht (bis -90°C) bilden sich
stratosphärische Wolken an den Wolkenpartikeln und es wird durch verschiedene
chemische Reaktionen die Bildung von Chlorradikalen gefördert. Hinzu kommt ein
kreisförmiges Windsystem, dass sich im polaren Winter entwickelt. In diesem Polarwirbel
können sich Chlorradikale ansammeln. Die zunehmende Sonnenseinstrahlung im
Polarfrühling verstärkt zunächst den Ozonabbau, sorgt aber auch dafür, dass die
Temperaturen langsam steigen und der Polarwirbel sich auflöst. Deshalb werden die
niedrigsten Ozonkonzentrationen zu Beginn des Polarenfrühlings gemessen. Auf der
Nordhalbkugel sind die Verhältnisse nicht so extrem. Quer liegende Gebirge am Rand der
Arktis behindern die Ausbildung eines stabilen Polarwirbels und die Tiefsttemperaturen
sind ca. 10°C höher als in der Antarktis.
Das Ozonloch hat aber nicht nur auf die Antarktis einen hohen Einfluss,sondern auch auf
große Teile der Biosphäre. Die UV-Strahlung, die nicht mehr von der Ozonschicht
abgeschirmt wird und bis zur Erdoberfläche vordringt, schädigt alles Leben, sowohl das
von Tieren als auch das von Pflanzen.
Für den Menschen bedeutet es, dass die ultraviolette Strahlung unsere Haut und unsere
Augen angreift. Wenn der Ozongehalt abnimmt, wird die Anzahl der Hautkrebsfälle
zunehmen.
Pflanzen können sich ohne die Ozonschicht nicht schützen: Abgesehen von dem Schaden
an allen Wildpflanzen befürchten Experten die Verringerung von Ernteerträgen, so dass es
in einigen Teilen der Welt bei steigender ultravioletter Strahlung zu Hungersnöten kommen
kann.
Ein weiteres Problem ist, dass das Phytoplankton (also die einzelligen Pflanzen) in den
obersten Meeresschichten abstirbt. Dieses pflanzliche Plankton ist jedoch nicht nur ein
wichtiger Sauerstoff-Lieferant. Es entnimmt bei der Photosynthese auch eine große
Menge von Kohlendioxid aus dem Meer, das aus der Luft ersetzt wird. Kohlendioxid spielt
eine bedeutende Rolle beim Treibhauseffekt und der Erwärmung unserer Atmosphäre.
(die Entstehung eines Ozonlochs)
Maßnahmen gegen den Ozonabbau
Unserer Meinung nach sollte man die Regenwälder in Ruhe lassen, die Industrie so gut es
geht zurückfahren und am besten "Zurück zur Natur" gehen.
Die Europäische Union ist dem Gedanken der nachhaltigen Entwicklung verpflichtet. Mit
anderen Worten, einer Entwicklung, die es den künftigen Generationen ermöglichen wird,
in den Genuss einer höheren Lebensqualität zu kommen – nicht nur in Europa, sondern
auf der ganzen Welt.
Quellen
http://www.umweltbundesamt.de/luft/schadstoffe/ozon.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozon
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozonloch
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozonschicht
http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltkontrolle/2001/04_strato.pdf
[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Ozonschicht