Ozon – Oben zu wenig, unten zu viel

Reiz-Gas Ozon: Jedes Jahr im Sommer beherrscht das Molekül mit den drei Sauerstoff-Atomen die Schlagzeilen. Vom Ozonloch bis zur Ozonprognose ist die seltsame Substanz dabei ein Widerspruch in sich, denn von ihr gibt es offenbar gleichzeitig zu viel und zu wenig. Tatsächlich schadet Ozon einerseits, wenn es da ist, und andererseits, wenn es fehlt – es kommt nur auf den Ort seiner Bildung an.

Das Ozon-Molekül besteht aus drei Sauerstoff-Atomen.

Besonders die Bewohner Australiens bekommen zu spüren, was das Fehlen des Gases in der Ozonschicht bewirkt. Im oberen Bereich der Atmosphäre absorbiert das Ozon einen Großteil der UV-Strahlung, die von der Sonne zur Erde gelangt. Das Ozon-Molekül zerfällt dabei, wird aber im Anschluss gleich neu gebildet. Vor allem die in den 70er und 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts massenhaft als Treibgase in Sprühdosen verwendeten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) haben diese schützende Ozonschicht über der Südhalbkugel teilweise zerstört – mit der Folge, dass Australien einer weitaus größeren UV-Strahlung ausgesetzt ist als zum Beispiel Europa. Entsprechend groß ist die Hautkrebs-Gefahr dort, wenn man sich ungeschützt im Sonnenschein bewegt.

Am Boden hat das Ozon dagegen eine andere Wirkung. Dort entsteht es vor allem bei der Einwirkung von Sonnenlicht auf Stickoxide, die in Industrie- und Autoabgasen vorkommen. Anstelle der physikalischen Eigenschaft UV-Licht zu absorbieren, zeigt Ozon am Boden seine große chemische Reaktionsfähigkeit: Das Molekül gibt sehr leicht eines seiner drei Sauerstoff-Atome ab, um die normale, zweiatomige Form des Sauerstoffs zu bilden. Auf diese Weise wirkt es als starkes Oxidationsmittel und kann zum Beispiel die Membranen von Körperzellen angreifen. Weil Ozon zudem schlecht wasserlöslich ist, wird es auch nicht von den Schleimhäuten abgehalten. Es gelangt daher bis tief in die Lunge, wo es zumindest in größeren Konzentrationen Entzündungen hervor rufen kann.

Bodennahes Ozon entsteht vor allem im Sommersmog. Bild: EPA

Einige weitere schädliche Folgen des bodennahen Ozons gehen nicht von dem Molekül selbst aus, sondern von seiner Wirkung auf andere Moleküle. So werden manche an sich wenig gefährliche Stoffe erst dann schädlich, wenn sie vom Ozon oxidiert worden sind. Reizungen der Augen und Schleimhäute sind meist auf solche Stoffe zurückzuführen. Umgekehrt kann Ozon allerdings auch gefährliche Substanzen durch Oxidation unschädlich machen. Fest steht, dass manche Menschen mehr und manche weniger stark auf Ozon reagieren – empfindliche Personen sollten daher an Tagen mit hoher Ozon-Belastung schwere körperliche Aktivität im Freien vermeiden.

Ein umstrittenes Thema ist eine mögliche Verbindung zwischen Ozon und Krebs. In Reagenzglasversuchen zeigt das Molekül eine eindeutig Krebs erregende Wirkung. Bei Versuchstieren und auch in Studien mit Menschen, die in stark ozonbelasteten Städten leben, ist ein solcher Effekt bislang noch nicht eindeutig belegt worden. Es ist zudem schwierig, zwischen der Wirkung des Ozons und jener der vielen anderen schädlichen Substanzen im Sommersmog zu unterscheiden.