== Was ist Ozon und wie entsteht es? =={{navi|Atmosphäre|Luft}}
== Chemische Grundlagen ==[[Bild:Ozon2.jpg|thumb|200px|'''O<sub>2</sub> → 2 O∙'''<br />Bild 1: Aufspaltung von Sauerstoffmolekülen zu Radikalen]]Ozon (griechisch ''ozein'': „das Duftende“) ist bei Zimmertemperatur und unter [[Normaldruck|normalem Luftdruck ]] ein blassblaues, giftiges [[giftig]]es Gas mit durchdringendem Geruch. Es ist eine besondere Form von Sauerstoff: Seine Moleküle sind aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut, daher die Formel O<sub>3</sub>.
Es ist eine besondere Form von [[Sauerstoff]], seine [[Molekül]]e sind im Gegensatz zu biatomaren Sauerstoff: (O<sub>2</sub> ) '''aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut''', daher die Formel '''O<sub>3</sub>'''. O. ist eines der stärksten bekannten [[Oxidationsmittel]], es oxidiert [[Indigo]] zu gelbem Isatin – hierauf beruht der Nachweis in Dräger-Prüfröhrchen, siehe [[Ozon: Experimente|Nachweis von Ozon]].[[Bild: Ozon3.jpg|thumb|200px|'''O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub>'''<br />Bild 2: Bildung von Ozon]]
Unter normalen Umständen ist Sauerstoff ein Molekül, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. === Entstehung ===* '''Bild 1:''' Unter der Einwirkung des [[Ultraviolette Strahlung|UV-Lichts ]] der Sonne, aber auch bei elektrischen Entladungen, z.B. bei Gewittern, wird das "normale", also biatomare Sauerstoffmolekül aufgebrochenaufgespalten, dabei entstehen zwei einzelne Sauerstoffatome(Sauerstoffradikale, O∙).* '''Bild 2:''' Die einzelnen Sauerstoffatome sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum O<sub>3</sub>-Molekül Ozon.
O<sub>2</sub> → 2 O∙Diese einzelnen Sauerstoffatome (Sauerstoffradikale, O∙) sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum Molekül Ozon. O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub>http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/Atmosphaere_02.jpg == Troposphäre (bodennahes Ozon)= Physiologische Wirkung ===
Das Ozon in Bodennähe ragt bis Folgen einer zu 15 km in die Atmosphäre. In dieser Ebene wirkt das Ozon als Reizgas. Ein Teil dieser Reaktion sind Stickoxide und diese wiederum entstehen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, z.B. im Straßen- und Flugverkehr sowie bei Verbrennungsprozessen in der Industrie. Der andere Teil der Reaktion sind flüchtige organische Verbindungen und diese beiden Komponenten wirken bei intensiver Sonneneinstrahlung als Reizgas. Die Wirkung des Ozons in Bodennähe ist für Menschen, Pflanzen und Tiere gesundheitsschädigend. Wenn die Ozonkonzentration über dem Grenzwert von 120 ug/m³ liegt, ist dies schädlich für die Gesundheit. Die Reaktion der Menschen auf die hohen Ozonwerte ist bei dem Punkt ''Physiologische Wirkung'' nach zu lesen.Ozondosis:
*Kopfschmerzen und Mattigkeit
Die Ozon-Konzentration in Reinluftgebieten ist im Sommer teilweise höher als in den Städten. Durch *Reizwirkungen auf die vielen Autoabgase in den Städten, ist die NO-Konzentration sehr hoch. Dieses Stickoxid wirkt der Ozonbildung entgegen.Augen (Bindehautentzündung)
No2 + UV*Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchial, Chronische Bronchitis und Herz-Strahlung Kreislauf-> No +O (Reaktion 1)Beschwerden
O + O2 == Verwendung ==* Ozon wird zum Entfernen von Substanzen und Pharmazeutika genutzt, die im Abwasser und sogar im [[Trinkwasser]] vorkommen. * Zusammen mit UV-> O<sub>3</sub> (Reaktion 2)Licht wird das Ozon auch zur [[Trinkwasser]]aufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt.
Abbau durch NO[[Bild:Atmosphaere.jpg|right]]
O<sub>3</sub> + NO -> NO2 + O2 == Ozon in der Atmosphäre ==Ozon kommt in verschiedenen Schichten der [[Atmosphäre]] als [[Spurengas]] vor. Wesentlich für die kontroverse Diskussion um atmosphärisches Ozon ist die unterschiedliche Bedeutung des Ozons in Bodennähe (Reaktion 3Troposphäre)und in der sogenannten [[Ozon#Stratosph.C3.A4re_.28atmosph.C3.A4risches_Ozon.29|Ozonschicht der Stratosphäre]].
=== Troposphäre (bodennahes Ozon)===
Je stärker die Sonne scheintDa Ozon reaktionsfreudiger ist als gewöhnlicher Sauerstoff ist, desto mehr wirkt Ozon in Bodennähe als Reizgas auf Organismen und weniger NO2 ist vorhandenerhöht durch die stärkere [[Oxidation]]swirkung z. B. NO2 wird durch die UV-Strahlung gespaltenAlterung von Gummi in Autoreifen. Eine Ozonkonzentration über dem Grenzwert von 120 μg/m³ gilt sogar als schädigend für Menschen, Pflanzen und Tiere, siehe ''physiologische Wirkung''.
==== Auf- und Abbau von Ozon ====
In Ein interessantes Phänomen ist, dass im Sommer in Reinluftgebieten sogar eine höhere Ozon-[[Konzentration]] erreicht wird als in den Städten. Neben der Atmosphäre befinden sich auch Kohlenwasserstoffe, [[Ozon#Entstehung|UV-Strahlung]] wird die sowohl Konzentration von Menschen als auch bodennahem Ozon von Vegetationen verursacht werden. CO werden von OH-Radikale oxidiert zwei Komponenten bestimmt, den [[Stickoxide]]n und werden zu Peroxid-Radikale R-O-O. Die Peroxid-Radikale oxidieren NO zu NO2, ohne das dabei O<sub>3</sub> verbraucht wird.[[Kohlenwasserstoffe]]n:
R-O-O + NO -> R-O + NO2 (Reaktion 4)'''Einfluss der Stickoxide'''
Einen wesentlichen Einfluss auf bodennahes Ozon haben die verschiedenen [[Stickoxide]], die bei der Verbrennung von [[fossile Brennstoffe|fossilen Brennstoffen]] entstehen, z. B. [[Stickstoffdioxid]] (NO<sub>2</sub>) und Stickstoffmonoxid (NO) aus Abgasen im Straßenverkehr und der Industrie. In Abhängigkeit von der Tageszeit bzw. Intensität der Sonnenstrahlung stehen die folgenden [[Chemische Reaktionen|chemischen Reaktionen]] in Konkurrenz zueinander:
Der Kreislauf schließt sichOzonbildung durch Stickstoff'''di'''oxid, wenn die Reaktionen z. B. durch morgendlichen Berufsverkehr in den Ballungszentren: NO<sub>2</sub> + UV-Strahlung → NO∙ + O∙ (Reaktion 1 und : NO<sub>2 wieder stattfinden</sub> wird durch die UV-Strahlung zu Radikalen gespalten.
=== Physiologische Wirkung === O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub> (Reaktion 2: Ozonbildung - das Sauerstoffradikal verbindet sich mit einem Sauerstoffmolekül (O<sub>2</sub>) zu Ozon)
Folgen einer Die gestiegene Konzentration von Stickstoff'''mon'''oxid (NO) führt im weiteren Verlauf des Tages zu hohen Ozondosis Ozonabbau: O<sub>3</sub> + NO∙ → NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> (Reaktion 3: Ozonabbau)
-Kopfschmerzen Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Ozon wird gebildet und Mattigkeitumso stärker wird NO<sub>2</sub> abgebaut.
-Reizwirkungen auf die Augen (Bindehautentzündung)
-Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchiale Chronische Bronchitis Herz-Kreislauf-Beschwerden'''Abbau der Stickoxide durch Kohlenwasserstoffe'''
=== Technischer Nutzen ===In der Atmosphäre befinden sich auch flüchtige [[organische Verbindung]]en wie unverbrannte [[Kohlenwasserstoffe]] (HC), z. B. aus dem Abgas im Straßenverkehr. HC reagieren mit OH-Radikalen zu Peroxid-Radikalen R-O-O{{*}}. Die Peroxid-Radikale oxidieren NO∙ zu NO<sub>2</sub>, ohne dass dabei O<sub>3</sub> verbraucht wird.
R- Ozon wird als Entferner von Substanzen und Pharmazeutika genutzt, die im Abwasser und sogar im Trinkwasser vorkommen. O-O∙ + NO → R-O∙ + NO<sub>2</sub> (Reaktion 4)
- Zusammen mit UV wird das In reiner Luft kann demnach Ozon auch zur Trinkwasseraufbereitung verwendetnur langsamer abgebaut werden. Langanhaltend hohe Ozonbelastungen können also gerade in verkehrsarmen Gegenden auftreten, da Ozon keimtötend wirktnur in Städten die Autoabgase dafür sorgen, dass nachts wiederum die Ozonkonzentration sinkt.
=== Stratosphäre (atmosphärisches Ozon)===
Die In der von 15-50 km über der Erde reichende reichenden Gasschicht, die sogenannte der sogenannten Stratosphäre, ist befindet sich in ca. 30 km Höhe eine Gasschicht mit besonders viel Ozon("Ozonschicht", mit ca. 10 ppm Ozonanteil). Dieses Ozon Die Ozonschicht ist wiederum besonders wichtig für die Erde, da sie wie ein Filter wirkt und die harten violetten ultravioletten Sonnenstrahlen absorbiert und sie dann in Wärme umwandelt. Hierbei wird eun erheblicher Anteil des UV-Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. Somit schützt sie also Menschen, Tiere und Pflanzen. Die übrig gebliebene UV-Strahlung, die die Oberfläche erreicht, kann jedoch, bei entsprechender Dosis zu Sonnenbrand bishin zum Hautkrebs führen.
In der Stratosphäre herrscht normalerweise ein Gleichgewicht zwischen dem natürlichen Ab- und Aufbau des Ozons. Dieses Gleichgewicht wird jedoch von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen gestört. Durch diesen Ablauf wird die Ozonschicht geschädigt und somit kann man von einer Entstehung des [[Ozon#Ozonloch|Ozonlochs]] reden.
== Ozonloch ==
[[Bild:Ozon_ein.jpg|thumb|Bildung von Ozon]]
[[Bild:Ozonj aus.jpg|thumb|Abbau des Ozons]]
==== Ozonloch ====
[[Bild:Bildung1.jpg|thumb|Die Bildung des Chlormonoxidradikals]]
[[Bild:Bildung2.jpg|thumb|Die Bildung des Sauerstoffmoleküls]]
Bei dem natürliche Beim natürlichen Auf- und Abbau des Ozons entsteht in der Stratosphäre ein Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht wird von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen [[Fluorchlorkohlenwasserstoffe]]n gestört. Sie tragen dazu bei, dass mehr Ozon zersetzt wird als das sich Neues bilden kann. Durch Luftbewegungen in der Atmosphäre verteilen sich die FCKW rund um die Erde. Da ihre Moleküle sehr stabil gegen äußere Einflüsse sind, verändern sie sich beim Kontakt mit anderen Molekülen nicht. In der Stratosphäre werden jedoch durch die intensive UV-Strahlung aus den FCKW reaktionsfähige Chlorradikale abgespalten. Diese wiederum greifen die Ozonmoleküle an und bewirken deren Umwandlung in Sauerstoffmoleküle. Dabei entsteht außerdem das radikale Chlormonooxid.
Durch die Ausdünnung der Ozonschicht gelangen vor allem UV-B-Strahlungen auf die Erde. Diese Strahlen stellen für alle Lebewesen eine große Bedrohung dar.
* sie schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen.
=== Was sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe ( FCKW) ? ===
[[Fluorchlorkohlenwasserstoffe]] sind eine umfangreiche chemische Gruppe niedermolekularer organischer Verbindungen, die als Treibgase oder Kältemittel verwendet werden. FCKW sind Kohlenwasserstoffe, bei denen Wasserstoffatome durch die Halogene Chlor beziehungsweise Flouer ersetzt wurde und sind eine Untergruppe der Halogenkohlenwasserstoffe. FCKW. die nur Einfachbindungen enthalten, nennt man gesättigte FCKW. Ist die Verbindung kein Wasserstoff mehr enthalten, so nennt man sie Chlorflourkohlenstoffe.
== Lösungsansätze ==
* Fahrverbot an Sonntagen
* Tempolimit auf den Autobahnen
* Bei der Stromerzeugung auf Solarenergie umstellen
* FCKW- und FKW-freien Kühlschrank
== Zusammenfassung ==
Das Ozon in der Stratosphäre ist besonders wichtig für uns, da es die UV-Strahlung absorbiert und somit die Menschen, Tiere und Pflanzen auf der Erde schützt. Dagegen ist das Ozon in der Troposphäre, wenn es in zu hohen Konzentrationen vorkommt, gesundheitsgefährdend.
* '''Ozon hat eine nützliche Wirkung in der Stratosphäre, aber eine schädliche Wirkung in Bodennähe.'''
"kurz&knapp":=== Lösungsansätze ===
Nützliche Wirkung in der Stratosphäre* Verminderung verkehrsbedingte Emissionen von Stickoxiden, schädliche Wirkung in Bodennähez.B. durch Fahrverbot an Sonntagen und Tempolimit auf den Autobahnen
== Fragebogen ==* Bei der Stromerzeugung auf [[Solarenergie]] umstellen
* Verminderung der [[Ozon: Fragebogen|Fragebogen zum Thema OzonFCKW]]-Emissionen, z.B. durch Einsatz vonn FCKW-freien Kühlschränken
== Fragebogen ==* [[Ozon: Fragebogen|Fragebogen zum Thema Ozon]]* [[Ozon: Antworten|Antworten zum Fragebogen]]
== Versuche Experimente ==[[Ozon: Experimente|Experimente zum Thema Ozon]]
[[Ozon: Versuch|Versuche zum Thema Ozon]]{{Sammlung}}
== Internet{{cb|-Links ==|392|468}}{{www}}{{Blume|ozon}}* [http://dewww.umwelt.wikipedianiedersachsen.orgde/wikimaster/C44768198_N41769412_L20_D0_I598.html Luftüberwachung in Niedersachsen mit aktuellen Ozon Ozon in der Wikipedia-Messwerten]