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Wo befindet sich die Ozonschicht?
In Stratosphäreà in Höhe bis etwa 50 km erstreckt
Aufgrund d. Absorption d. Sonneneinstrahlung durch Ozon nimmt Temp. ab Höhe von 20-25 km zu
Folge: Luftschichten nur wenig ausgetauscht, Schadstoffe können nur langsam entfernt werden
Was ist Ozon?
Ozon (O3 ) ist Spurengas, dass auf Erde sowohl bodennah als auch in höheren Schichten der Atmosphäre vorhanden ist
Speziell in unterster Stratosphäre in Höhe von 20-25 km
90% befindet sich in Stratosphäre
Ozon erfüllt die wichtige Rolle: Filter für ultraviolettes Sonnenlicht
Bodennaher Ozon schädlich für Säugetiere, Atmungsorgane
Entstehung des Ozons
Ozonbildung verläuft in 2 Schritten:
1. energiereiche UV-C-Strahlung spaltet molekularen Sauerstoff in 2 Sauerstoffradikale (O2 O +O )
bei dieser Reaktion vollständige Absorption UV-C-Strahlung
2. Sauerstoff-Radikale äußerst aggressiv verbinden sich sofort mit anderen Substanzen, u.a. mit molekularem Sauerstoff, so dass Ozon entsteht (O +O2 O3)
Ozonabbau: erfolgt in Umkehrung dieses Prozesses
Durch energieärmere UV-B-Strahlung wird Ozon in Sauerstoff-Radikal und Molekularem Sauerstoff gespalten (O3 O +O2 )
Die Entdeckung des Ozonlochs
Britte Joe Farmen registrierte 1979 den Ozonschwund in Forschungsstation "Halley Bay" als Erster
Auch Japaner Sui Chubachi entdeckte Ausdünnung d. Ozonschicht wenig später
Auf Druck d. Japaner u. Britten analysierte amerik. Raumfahrtbehörde NASA ebenfalls einen Datenabfall
Darauf hin schreckte Menschheit auf: Farmens Messungen 1979 waren doch richtig
Seitdem viele Expeditionen in Arktis
Kehren alle mit Erkenntnis zurück, dass Ozonloch zw. Sep. u. Okt. besonders groß war, also im arktischen Frühling
Trend war eindeutig: stratosphärische Ozonwerte sanken von Frühling zu Frühling
NASA-Expedition bestätigt Ozonschwund öffentlich
Neue Erkenntnisse: an einigen Tagen nur noch 50% des Normalwerts gemessen
Später noch weniger
1988 hatten dt. Forscher dann auch über Nordpol Ozon-Defizite festgestellt, die sich jedoch kaum über 10% Marke bewegten
Ursachen und Entstehung des Ozonloches
Nach jahrelanger Forschung ist deutlich das d. Verkehr eine Ursache für Entstehung des Ozonlochs ist bzw. seine Abgase
So entsteht gefährliches NOx (Stickoxid)durch Flugzeugabgase
Jahrzehntelang schwörten Chemiker, Mediziner und Ingeneure auf Substanz FCKW, die sich universelle einsetzten ließ: als Kältemittel in Klimaanlagen, als Treibmittel für diverse Lack-; Duft- und Haarsprays, als Schäumer und Aufbläher v. Kunststoffen und für Narkose im OP
FCKWs = Kohlenwasserstoffe , in denen d. Wasserstoff (H) teilweise oder ganz durch Flour oder Chlor ersetzt wurde
Galten als problemlos, weil ungiftig, geruchlos, unbrennbar + vor allem innert (träge)
Werden nicht von anderen Substanzen angegriffen und greifen selbst nicht an
Gerade diese chemische Stabilität wurde zum Boomerang, denn was innert ist, ist langlebig und durchwandert problemlos d. 10 km hohe Troposphäre
Nach 10-20 Jahren erreicht gefährliche Fracht unversehrt d. Stratosphäre und somit d. Ozonschicht
Ist eigentlich keine Schicht im klassischen Sinne, keine dünne Schale o. Hülle: In der vertikalen Spanne v. 20 km liegen O3 -Moleküle weit verstreut
auf 1 Ozon-Molekül kommen 100 000 gewöhnliche Sauerstoffs (O2 )
Ozonschicht ist also mehr feiner Schleier, der Bausteine des Lebens vor ultravioletter Strahlung schützt
Zusammengedrückt ergäben alle stratosphärischen O3 -Moleküle gerade mal eine 3 mm dicke Schicht
In dieser Höhenregion angekommen, treiben d. 2 FCKW-Hauptarten, das Trichlorflourmethan (CFCl3) u. Dichlordiflourmethan (CF2Cl2), dann bis 90 J. zerstörerisches Werk
Genau genommen sind FCKWs tatsächlich innert, auch harmlos für Ozon-Atome, allerdings nur, wenn Atome der FCKW bleiben, wo sie sind
So ist es nicht
FCKWs vertragen keine UV-Strahlung, werden gespalten, + so sind es Bestandteile der FCKWs, die auf Anklagebank sitzen
Was während aktiven FCKW-Phase mit wem zu was reagiert, ist arg kompliziert und noch nicht völlig aufgeklärt
Auch Chlor und Bromradikale sollen beim Ozonabbau wichtige Rolle spielen, somit erhöhen auch Vulkanausbrüche Ozonabbau, denn am Vulkanstaub heften Chlor- und Bromteilchen
Nach neueren Erkenntnissen ist Entstehung des Ozonlochs auf von Existenz polarer stratosphärischer Wolken und Temperaturen v. -80° abhängig
Auswirkungen
Dennoch weiß man: Chloratome aus den FCKWs knacken das dreiatomige Ozon (O3) à eine lautlose, äußerst effektive Zerstörung
1 Chloratom wirkt dabei wie chem. Hammer: zerschlägt bis zu 100 000 Ozon-Moleküle
700 000 Tonnen FCKW werden jährlich in Luft geblasen
mit jedem zerstörten O3- Molekül schrumpft Schutzwall vor UV-B-Strahlen, unsichtbare gefährliche Mitgift der Sonne
energiereiche Anteil d. UV-Strahlung spaltet in O2 -Moleküle + in O-Atome, verschweißt diese zu Ozon (O3 ); gleichzeitig zerstört d. energieärmere Anteil d. UV-Strahlen das Ozonmolekül zu O2 und ein O-Atom
fortwährender und natürlicher Prozess d. Entstehens + Zerstörens, der nur bei Dunkelheit unterbrochen wird oder wenn sich FCKWs als Nebendirigent in chemisches Orchester einmischen
Mensch hat über Jahrtausende eingespieltes Gleichgewicht gekippt
Mittlerweile hat sich Ozonschwund über Polregion hinaus ausgeweitet, so NASA
Weiter: Ausdünnung über der Arktis des Ozonschleiers erstreckt sich über Winter bis in Frühlingsmonate, so sind bereits kleine Löcher in Ozonschicht der Arktis zu finden
Auch räumlich expandiert d. Phänomen
Es reiche weiter nach Süden , bis Gebiete wo Besiedlung dichter + Landwirtschaft betrieben werde
Zwischen 1978 + 1991 ist Ozon in USA + Kanada um 5% gesunken
Gleiche Sorge in Europa
Äußerer Rand des Ozonlochs erstreckt sich während d. südhemisphärischen Sommer bis 30° südliche Breite
Überdeckt somit Tasmanien, Neuseeland, den Süden Australiens, Argentiniens und Chiles
Die Auswirkung beim Menschen:
Ultraviolette Strahlen wirken in geringen Dosen Blutdrucksenkend und steigern körpereigene Abwehrkräfte
Höhere UV-Dosen verursachen bereits Sonnenbrand
Stärkere UV-Dosen nach einem Ozonabbau lässt das Hautkrebsrisiko steigen, sowie Erblindung, denn durch UV-Strahlung wird Netzhaut geschädigt
Also Faustregel gilt: Dünnt Ozonschleier um 1% aus, erhöht sich die UV-Strahlung um 1,5-2% und die Zunahme von Hautkrebs um 0,6%
Auch Atemwegserkrankungen, Kopfschmerzen und Übelkeit sind auf Ozonloch zurück zu führen
Größte Gefahr droht dem homo sapiens auf indirektem Wege
Die Auswirkung bei Pflanzen und Tieren:
UV-B-Strahlen lösen bei allen Lebewesen Mutationen aus, hemmen Photosynthese d. Landpflanzen , aber niederen Organismen in Meeren sterben sofort ab, z.B. Mikro-Algenartenà Plankton
Besitzt keinerlei Schutzmechanismen gegen UV-B- Stress.
Mensch hängt auf vielfältige Art vom Plankton ab:
P. steht im untersten Glied d. Nahrungskette, zum anderen produziert es Sauerstoff; doppelt so viel, wie alle Wälder und Landpflanzen zusammen
Ihre Photosynthese entzieht d. Atmosphäre jährlich einige Gigatonnen Kohlendioxid
Mit großflächigem Sterben d. Planktons würde also weitere, verhängnisvolle Rückkopplung auf Treibhauseffekt ausgelöst: weniger Ozon in der Stratosphäre, mehr UV-B-Strahlung, weniger Plankton, mehr Kohlendioxid
Vorschläge für Gegenmaßnahmen
· Politiker sollten Unkenntnis des Volkes beseitigen oder wenigstens einschränken
· Forschung muss fortgeführt oder besser intensiviert werden
· Suche nach Alternativen, gemeint ist nicht nur Forschung nach Ersatzstoffen für d. halogenierten Kohlenwasserstoffe viel mehr auch Forschung nach neuen Verfahren und Techniken
· Ersatzstoffe für Sprühdosen entwickelnàFCKW vermeiden
· Verbot von Produktion und Verbrauch von FCKW weltweit
· Fahrverbot für Autos bei hoher Ozonkonzentration
· Allgemeines Tempolimit auf den Straßen
· Verbesserung der Sonnenmilch
· Ständiges Eincremen der Haut bei Sonne
Gegenmaßnahmen
· 1985 wurde von Vereinten Nationen in Wien ein Abkommen zum Schutz der Ozonschicht vereinbart
· 16.9.1987 unterzeichnet Bundesrepublik Abkommen in Montreal, was Verringerung der Emission von Ozonschädigenden Stoffen festschreibt
· Vereinbarung trat zum 1.1.1989 in Kraft und hatte Ziel bis 1998 FCKW Verringerung um 50%
· Durch zusätzliche Nationale Maßnahmen sollten FCKW und Halone bis 1995 um mindestens 95 %
· Aerosolindustrie verpflichtete sich den Einsatz von FCKW in Spraydosen um 90% zu reduzieren
· Lediglich in unverzichtbaren medizinischen und technischen Vorgängen darf FCKW eingesetzt werden ( rund 4000t pro Jahr)
· 1.1.1992 Verbot von Einsatz von FCKW bei Herstellung von Weichschaumstoffen
· 1.1.1995 Verbot von FCKW als Kältemittel
· 2000 wurde Verwendung des teilhalogenierten H-FCKW 22 verboten
· 2000 EU-weites Verbot von vollhalogenierten FCKW und Halonen, gibt auch Ausnahmen bei wesentlichen Verwendungszwecken
· 2004 darf EU-weit kein Methylbromid produziert werden
· Verwendung von H-FKW wird schrittweise eingeschränkt, Produktion läuft 2005 aus
Ergebnisse der Politik zum Schutz der Ozonschicht
· Derzeitige Modellberechnungen zeigen, dass dank Einschränkungen v FCKWs im Montreal-Protokoll v1987 Ozonloch 2003 größte Ausdehnung erreichen wird, sich in weiter Folge schließen wird, sowie d Ozonsäule circa im Jahre 2050 wieder auf Maß v 1975 zurückkehren wird.
Anders ausgedrückt, erreichen die Chlorkonzentrationen in der Stratosphäre erst heute ihre Peakwerte, und wir beginnen erst von nun an von der Einhaltung der Protokollrichtlinien zu profitieren.
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