Ozon: So gefährlich sind hohe Ozonwerte

Ozon: Seestern in Sommersonne © rawpixel

Bei lang andauernden Sommertemperaturen kann sich das giftige Gas Ozon bilden. Aber was ist Ozon überhaupt und ab welchen Grenzwerten wird es gefährlich für die Gesundheit? Was es mit Ozonschicht, Ozonloch und hohen Ozonwerten auf sich hat, erklären wir hier.

Was ist Ozon?

Ozon ist ein Gasgemisch, das aus drei Sauerstoffatomen besteht (O3) – es besitzt also ein Sauerstoffatom mehr als der Sauerstoff in unserer Atemluft (O2). Das farblose Gas ist ein wichtiger Bestandteil der Erdatmosphäre und schützt uns als solcher – in 20 bis 30 Kilometern Entfernung von der Erdoberfläche – vor der gefährlichen Ultraviolettstrahlung der Sonne.

Bei starker Sonneneinstrahlung kann auch in Bodennähe Ozon gebildet werden. Eine zu hohe Konzentration des Gases ist für Menschen und Tiere gefährlich, denn es kann die Atemwege und Augen reizen.

Ab welchen Ozonwerten wird es gefährlich?

Seit 1990 treten sehr hohe Ozonwerte nur noch selten auf, und wenn, dann sind die Spitzenkonzentrationen geringer geworden. Doch auch wenn hohe Spitzen deutlich abgenommen haben, ist der Jahresmittelwert der Ozonbelastung im Vergleich gestiegen. 

Der Schwellenwert für die Unterrichtung der Bevölkerung über die Ozonwerte liegt bei 180 µg/m3 (Mikrogramm pro Kubikmeter Luft, gemessen im Ein-Stunden-Mittel). Ab dieser Konzentration sollten Personen, die gegenüber Luftschadstoffen empfindlich reagieren, insbesondere ungewohnte und starke Anstrengungen im Freien am Nachmittag vermeiden. Für die restliche Bevölkerung gilt dies ab dem Schwellenwert von 240 µg/m3.

Unter einer Tagesbelastung (Mittelwert über 8 Stunden) von 120 µg/m3 ist nicht mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu rechnen.

Ozon und seine Nebenprodukte

Ozon wird zu den sogenannten Photo-Oxidantien gezählt. Aus dieser Kategorie bilden sich bei sonnigem Wetter in der bodennahen Luft noch weitere Stoffe – man spricht dann vom Sommersmog. Das für den Sommersmog typische Photo-Oxidantien-Gemisch enthält eine Vielzahl von Reizstoffen, allerdings nicht immer in der gleichen Zusammensetzung. 

Die starke Reizwirkung dieses Smogs auf die Augen und Schleimhäute der oberen Atemwege (Nasen-Rachen-Raum) kommt nur zu einem Teil durch Ozon zustande, sondern auch durch andere Photo-Oxidantien, die als Nebenprodukt der atmosphärischen Ozonbildung entstehen. Dazu gehören zum Beispiel:

  • Peroxiacetylnitrat
  • Peroxibenzoylnitrat
  • Acrolein
  • Formaldehyd

Diese Substanzen sind – im Gegensatz zu Ozon – gut wasserlöslich. Im Hinblick auf ihre gesundheitlichen Wirkungen sind sie allerdings weniger bedeutend als Ozon, da sie in geringeren Konzentrationen auftreten und weniger toxisch (giftig) sind.

Wirkung von Ozon auf die Atemwege

Ozon selbst reagiert fast ausschließlich am Auftreffort, das heißt an den Oberflächen des Atemtraktes. Durch seine geringe Wasserlöslichkeit wird es in viel geringerem Maße als beispielsweise Schwefeldioxid in den oberen Atemwegen zurückgehalten. Folglich dringt Ozon viel weiter in die Lunge ein. 

In der Lungenperipherie trifft das Reizgas auf Gewebe, das nicht durch eine Schleimschicht geschützt ist. Hier kann es zur Schädigung der Zellmembran mit den damit verbundenen entzündlichen Prozessen kommen.

Wann schadet Ozon?

Etwa zehn Prozent der Bevölkerung reagieren besonders empfindlich auf Ozon. Gesundheitliche Beeinträchtigungen sind umso eher zu erwarten:

  • je höher die Konzentration des Ozons in der inhalierten Luft ist
  • je länger man dem Ozon ausgesetzt ist
  • je höher das Atemminutenvolumen (Luftvolumen, das während einer Minute ein- oder ausgeatmet wird) während des Einwirkens ist

Wenn wir uns körperlich anstrengen, steigt das Atemminutenvolumen. Es ist deshalb gut nachvollziehbar, dass Ozon besonders Personen zu schaffen macht, die sich in Sommersmog-Episoden häufig draußen aufhalten und sich dabei körperlich anstrengen.

Aber auch Säuglinge und Kleinkinder sind gefährdet, da sie, bezogen auf ihre Körpergröße, ein relativ hohes Atemminutenvolumen haben. Außerdem ist ihr Immunsystem noch nicht vollständig ausgebildet: Eine zusätzliche Reizung durch Ozon kann die Anfälligkeit gegenüber Infektionen des Atemtraktes erhöhen.

Daneben sind Asthmatiker, Menschen mit Lungen- oder Herzkreislauferkrankungen sowie ältere Menschen besonders gefährdet.

Ozon: Symptome und Folgen für die Gesundheit

Abhängig von der Konzentration und der Dosis können beim Menschen infolge von Ozon sensorische Wirkungen (Geruch), Wirkungen auf die Lungenfunktion und auf die körperliche Leistungsfähigkeit auftreten. 

Folgenden Symptome treten nur nach mehrstündiger Einwirkung bei gleichzeitiger körperlicher Aktivität auf:

  • Veränderungen der Lungenfunktion
  • Reduzierung der körperlichen Ausdauer-Leistungsfähigkeit ab 240 µg/m3
  • entzündliche Reaktion des Lungengewebes ab 160 µg/m3 bei 6,6-stündiger Einwirkung mit intermittierender körperlicher Belastung
  • Zunahme der Häufigkeit von Asthmaanfällen (240 bis 300 µg/m3)

Diese funktionellen Veränderungen und Beeinträchtigungen normalisieren sich in der Regel im Laufe von ein bis drei Stunden nach Einwirkungsende. Bei besonders starken Belastungen lassen sich allerdings geringe Abweichungen noch nach 24 bis 48 Stunden feststellen. Entzündungen des Lungengewebes können länger andauern.

Durch eine dauerhafte Erhöhung der Ozonkonzentration in der Atemluft erhöht sich das Risiko für die Entstehung einer Atemwegserkrankung. Auch andere langfristige Folgen sind nicht ausgeschlossen. So steht Ozon beispielsweise im Verdacht, Krebs auszulösen und Alzheimer zu begünstigen.

Reizerscheinungen durch hohe Ozonwerte

Folgende Befindlichkeitsstörungen werden ab 200 µg/m3 genannt: 

  • Tränenreiz (verursacht durch Begleitstoffe des Ozons)
  • Reizung der Atemwege
  • Husten
  • Kopfschmerzen
  • Atembeschwerden 

Die akuten Reizerscheinungen an Augen und Schleimhäuten sind von der körperlichen Aktivität weitgehend unabhängig; ihr Ausmaß hängt vor allem von der Aufenthaltsdauer in der ozonbelasteten Atmosphäre ab.

5 einfache Regeln gegen den Sommersmog

Um gesundheitliche Beeinträchtigungen durch hohe Ozon-Konzentrationen zu vermeiden, sollte man folgende Regeln beachten:

  1. Da hohe Ozon-Konzentrationen üblicherweise bei hohen Temperaturen auftreten, kann als Faustregel gelten: Vernünftiges Verhalten im Hinblick auf hohe Temperaturen ist auch vernünftig im Hinblick auf Ozon.
  2. Bevor Sie an heißen Tagen Sport machen, sollten Sie sich über die Ozon-Wetterlage informieren.
  3. Längere körperliche Anstrengungen sollten möglichst nicht in die Mittags- und Nachmittagsstunden gelegt werden, wenn sie auch zu anderen Tageszeiten möglich sind. Morgens ist die Ozonkonzentration am niedrigsten.
  4. Weichen Sie gegebenenfalls in einen gut belüfteten Raum aus. In Innenräumen ist die Ozonkonzentration geringer.
  5. Legen Sie mehr Pausen ein, machen Sie Lockerungsübungen im Schatten.

Täglich aktualisierte Ozonwerte

Das Umweltbundesamt (UBA) veröffentlicht mehrmals täglich aktualisierte Ozonwerte und bundesweite Ozonprognosen, auch an den Wochenenden. Die Luftdaten stammen aus zahlreichen Messstationen in Deutschland und geben neben den aktuellen Ozonwerten auch die Feinstaubbelastung wieder.

Aktuelle Informationen über die Ozonwerte für heute und morgen liefern wir außerdem in unserem Biowetter.

Wie entsteht Ozon?

Die Ozonwerte sind stets vom Wetter abhängig. Scheint die Sonne lange und intensiv, kann sich Ozon bilden. Bei der Entstehung spielen verschiedene Schadstoffe in unserer Luft eine Rolle, welche beispielsweise durch den Straßenverkehr, Kraftwerke oder Lösungsmittel in Farben und Lacken freigesetzt werden.

In der Regel zersetzt sich Ozon nach einigen Tagen wieder, insbesondere in verkehrsreichen Gegenden, da der Stoff mit Autoabgasen reagiert – außerhalb von Städten dauert der Abbau von Ozon daher länger.

Verwendung von Ozon

Neben der wetterbedingten Entstehung von Ozon kann das Gas auch gezielt gebildet werden. So gibt es beispielsweise Raumluftreiniger, die Ozon verwenden, um etwa den Geruch nach Zigarettenrauch zu beseitigen – aus gesundheitlichen Gründen raten Experten jedoch vom Einsatz solcher Luftreiniger ab.

Auch manche Waschmaschinen verfügen über einen sogenannten Ozongenerator, um die Wäsche von Bakterien und Gerüchen zu befreien. Zudem wird Ozon bei der Aufbereitung von Wasser, etwa in Wasserwerken oder zur Wasseraufbereitung im Schwimmbad, eingesetzt. Die Vor- und Nachteile dieser Methode werden derzeit noch erforscht.

In der Alternativmedizin kommt das desinfizierende und keimabtötende Gas im Rahmen der sogenannten Ozontherapie zum Einsatz. Es wird beispielsweise gespritzt oder zur äußerlichen Begasung von Wunden verwendet. Die Heilwirkung von Ozon gilt jedoch nicht als belegt, die Therapie mit Ozon ist daher umstritten.

Ozonloch – was hat es damit auf sich?

Wie bereits erwähnt, befindet sich Ozon auch in der Erdatmosphäre. Diese Schicht im unteren Teil der Stratosphäre wird als Ozonschicht bezeichnet.

Jedoch gibt es Einflüsse, welche zu einem Abbau des Ozons in der Ozonschicht führen können und die Ozonschicht dünner werden lassen – man spricht vom Ozonloch. Als einer der Auslöser für die Schädigung der Ozonschicht gilt FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), eine Gruppe von Gasen, die früher beispielsweise als Treibgas in Spraydosen verwendet wurden. Auch der Zusammenhang zwischen Treibhauseffekt und Ozonloch wird in der Wissenschaft viel diskutiert.

Da die Ozonschicht uns vor den schädlichen Einflüssen der Sonnenstrahlen schützt, kann ein Ozonloch schwerwiegende Folgen für unsere Gesundheit haben. Es steht jedoch in keinem Zusammenhang mit erhöhten Ozonwerten in Bodennähe, welche im Rahmen des Sommersmogs entstehen.

Aktualisiert: 30.07.2018 – Autor: überarbeitet: Silke Hamann

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