Ozon

 

Ozon (O3) ist ein aus drei Sauerstoffatomen bestehendes Molekül. Die Ozonschicht schützt Lebewesen vor der Schädigung durch energiereiche, ultraviolette Strahlung der Sonne.
Die so genannte Allotropie beschreibt das Phänomen, dass ein Element in Gasform in zwei verschiedenen molekularen Formen nebeneinander beständig ist – Ozon und gewöhnlicher Sauerstoff.

Eigenschaften von Ozon:

Bei Zimmertemperatur liegt Ozon als instabiles, farbloses bis bläuliches Gas vor, das bei -110,5 °C zu einer tiefblauen Flüssigkeit kondensiert und bei -192,5 °C zu einem schwarzvioletten Feststoff erstarrt. Ozon unterhält die Verbrennung sehr viel stärker als gewöhnlicher Sauerstoff und ist leicht entzündlich. Die Geruchsschwelle liegt bei 40 µg/m3, es tritt allerdings eine Gewöhnung ein. Der Geruch wird dann nicht mehr wahrgenommen.
Aufgrund seiner Instabilität kann Ozon nicht über längere Zeit gelagert oder wie andere industriell verwendete Gase in Druckflaschen gekauft werden. Vor seiner Anwendung (chemische Synthese, Wasseraufbereitung, als Bleichmittel etc.) muss vor Ort erzeugt werden.
Wegen der hohen Reaktivität von Ozon sind nur wenige Materialien gegen Ozon beständig. Dazu gehören rostfreier Stahl, Glas, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Perfluorkautschuk.

Maßeinheiten und Richtwerte:

Die Menge an Ozon in der Atmosphäre wird in Dobson-Einheiten (also pro Erdoberfläche) oder in ppm (also pro Stoffmenge Luft) angegeben. Die höchste Konzentration mit einigen ppm weist Ozon in der Stratosphäre auf.

Die EU Richtwerte für die Ozonkonzentration sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Ozonwerte
(1 - Std.-Mittelwerte)

Gesundheitsrisiken

< 110 µg/m3

Keine Gesundheitsgefahr

> 180 µg/m3

Leistungsfähigkeit empfindlicher Menschen beeinträchtigt → Unterrichtung der Bevölkerung

> 200 µg/m3

Symptome wie Kopfschmerzen, verstärkter Hustenreiz, Schleimhaut-Reizungen in Rachen, Hals und Bronchien Tränenreiz, Verschlechterung der Lungenfunktion

> 360 µg/m3

Erhebliche Gesundheitsgefahr → Warnungen für die Bevölkerung

Bildung und Abbau von Ozon:

Ozon entsteht aus Sauerstoff (O2) und entsteht auf 3 Wegen:

Photodissoziation: Energiereiche Sonnenstrahlung ( UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von < 0,242 µm) spaltet Sauerstoff-Moleküle in der Stratosphäre in zwei einzelne Atome, die sich jeweils mit einem weiteren Sauerstoff-Molekül zu Ozon vereinigen.

Spuren von Ozon-Gas in der Luft zerfallen unter Normalbedingungen innerhalb einiger Tage zu dimerem Sauerstoff.

Belastung der Umwelt:

Die Ozon-Konzentration ist im Sommer in Reinluftgebieten häufig höher als in Städten. Dies hängt mit der dort hohen Konzentration an Stickstoffmonoxid (NO) durch Autoabgase zusammen. NO wirkt der Ozonbildung entgegen!
Die Zerstörung der Ozonschicht durch die FCKW (Fluorchlorkohlen-wasserstoffe) wird verursacht durch UV-Strahlung gespalten, bei der die FCKW gespalten werden. Infolge entstehen freie Chlorradikale, die wiederum den Abbau von Ozon-Molekülen fördern.

Der typische "Ozongeruch“ bei älteren Fotokopierern oder Laserdruckern liegt nicht ausschließlich am Ozon, er kommt vielmehr durch Spuren nitroser Gase (NOx) zustande, die durch Reaktion des Ozons mit dem Luftstickstoff gebildet werden. Diese Geräte besitzen zwar Ozonfilter, die das produzierte Ozon in Kohlendioxid umwandeln, dennoch sollten sie nicht in unbelüfteten Räumen verwendet werden. Moderne Drucker und Fotokopierer arbeiten mit einer Transferrollentechnik, welche die Ozonbildung verhindert und die ältere Coronadrahttechnologie weitestgehend ersetzt hat.

Wirkungen auf die Gesundheit:

In der Stratosphäre ist Ozon unschädlich und absorbiert teilweise die Ultraviolettstrahlung der Sonne.
Als starkes Oxidationsmittel wirkt es In der Atemluft je nach Empfindlichkeit bereits in geringeren Konzentrationen gesundheitsschädlich. Bei Menschen und Tieren kommt es zu Reizungen der Atemwege (siehe auch Richtwerte)

Anwendungen von Ozon:

Die wichtigste Anwendung von Ozon ist die Wasseraufbereitung. Eine Ozonierung gehört in diesem Bereich zu den zentralen Schritten der Aufbereitung:

Die Bleichung von Papier ist ein weiteres Verfahren, bei dem Ozon ("aktiver Sauerstoff“) zum Einsatz kommt.

Ein Nachteil der Ozonierung ist die Entstehung von unbekannten und möglicherweise giftigen Produkten, vor allem dann, wenn Ozon mit Schadstoffen im Wasser reagiert. Entstehen können krebserregende Nitrosamine. Einige Schadstoffe, zum Beispiel jodhaltige Röntgenkontrastmittel können durch Ozon praktisch nicht abgebaut werden. Daher ist die Verfahrenskombinationen mit nachfolgenden biologischen Systemen (Biofilter) sinnvoll.

Ozontherapie:

Als wissenschaftlich umstrittenes Behandlungsverfahren der so genannten Komplementärmedizin ist die Ozontherapie bekannt. Dazu zählen verschiedene Behandlungsweisen, bei denen Ozon in den Organismus verbracht wird, beispielsweise die kleine und große Eigenbluttherapie, die intraarterielle Injektion, die Darm Ozontherapie über einen Katheter, die Behandlung mit ozonisiertem Olivenöl sowie die Ozonbegasung von kariösen Zähnen.
Wissenschaftlich belegt ist lediglich die keimabtötende Wirkung von Ozon. Indikationen, die häufig genannt werden, bei denen aber ein wissenschaftlicher Wirknachweis fehlt sind: Allergien, Asthma Durchblutungsstörungen, Gelenkschmerzen, Krampfadern, Krebs, Virusinfektionen. Die Risiken einer Ozontherapie werden von vielen Ärzten und Wissenschaftlern als hoch angesehen.

Literatur: