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1 F ACHBEREICH G ESUNDHEIT Postanschrift: D Borken Hausanschrift: Burloer Straße 93, D Borken Tel.: 02861/ Fax 02861/ M ERKBLATT FÜR Ä RZTE Sommersmog / Ozon W AS IST S OMMERSMOG? Das Wort Smog setzt sich zusammen aus den englischen Wörtern Smoke (= Rauch) und Fog (= Nebel). Smog bezeichnete ursprünglich eine Dunstglocke aus Abgasen und Schadstoffen, die sich bei austauscharmer Inversions-Wetterlage - wenn die Schadstoffe nicht aufsteigen oder verweht werden können - im Winter über größeren Städten und industriellen Ballungsgebieten bildet. Dieser sog. Winter-Smog enthält hohe Konzentrationen an Schwefel- und Stickstoffverbindungen, außerdem Staub aus Hausbrand sowie Verkehrs- und Industrieabgasen. Im Gegensatz dazu enthält der Sommersmog neben einer Vielzahl von Schadstoffen das unter intensiver Sonneneinstrahlung entstehende Ozon. Da die toxische Wirkung des Ozons beim Sommersmog im Vordergrund steht, gilt Ozon als Leitsubstanz des Sommersmog.

2 W ELCHE R OLLE SPIELT O ZON? Über 90% des Ozons der Erdatmosphäre befinden sich in der Stratosphäre ca km über der Erdoberfläche. Hier schützt das Ozon, indem es die schädlichen UV- Strahlen (UV-B und UV-C) aus dem Sonnenlicht herausfiltert. Die restlichen knapp 10% des Ozons befinden sich in den bodennahen Luftschichten der Troposphäre 0-15 km über der Erdoberfläche. Ein geringer Anteil davon ist natürlicherweise immer vorhanden. Das restliche bodennahe Ozon wird unter intensiver Sonneneinstrahlung aus den Luftschadstoffen gebildet. Dieses Ozon gilt wegen seiner toxischen Wirkungen selbst als Luftschadstoff. W IE ENTSTEHT O ZON? Ozon wird während Schönwetterperioden durch Einwirkung des UV-Lichts der Sonne auf Luftschadstoffe gebildet. Der Vorgang wird als Photooxidation, die dazu erforderlichen Schadstoffe als Photooxidantien bezeichnet. Diese nehmen damit die Funktion von Vorläufersubstanzen für die Ozonbildung wahr. Zu diesen Vorläufersubstanzen gehören in erster Linie Stickstoffoxide (NOx) und flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (Volatile Organic Compounds = VOC). Im Gegensatz zum lebenswichtigen Sauerstoff (O2) besteht das Ozonmolekül aus 3 Atomen (O3). Das O3-Molekül ist instabil und chemisch sehr reaktionsfreudig. Diese Eigenschaft ist für die Toxizität des Ozons verantwortlich. Die Vorläuferstoffe stammen im Wesentlichen aus den Abgasen des Kraftfahrzeugverkehrs (hier vor allem Fahrzeuge ohne Katalysatortechnik), aus industriellen Verbrennungsprozessen (z.b. Kohlekraftwerke) und aus dem Lösemitteleinsatz in Industrie und Haushalten. W IE WIRD O ZON ABGEBAUT? Ozon zerfällt im Verlauf von Stunden. Der Zerfallsprozess kann durch Anwesenheit von Luftschadstoffen - insbesondere Stickstoffmonoxid (NO) - wesentlich katalytisch beschleunigt werden. Auch das NO stammt in erster Linie aus Abgasen von Kraftfahrzeugen und aus industriellen Verbrennungsprozessen. In Ballungsgebieten ist die NO-Konzentration der Luft relativ hoch. Deshalb sinkt dort die Ozonkonzentration mit nachlassender UV-Einstrahlung schon in den frühen Abendstunden sehr schnell wieder ab. In ländlichen Gebieten kommen hohe Ozonkonzentrationen hauptsächlich durch Verwehung der Vorläuferstoffe und des Ozon aus den Ballungsräumen zustande. Auf dem Lande fehlen aber entsprechend hohe Stickstoffmonoxid-Konzentrationen, um den Ozonabbau zu beschleunigen. Daher werden in Reinluftgebieten bei starker Sonneneinstrahlung im Mittel höhere Ozonwerte erreicht als in Ballungsgebieten. Und im Unterschied zum Ballungsraum halten sich die erhöhten Ozonkonzentrationen im ländlichen Raum bis in die späten Abendstunden.

3 W IE SCHÄDLICH IST O ZON? Bei den toxischen Wirkungen des Ozons stehen im Vordergrund Reizerscheinungen an den Augen und Schleimhäuten, die von körperlichen Aktivitäten weitgehend unabhängig sind, und sich schlecht von den Reizwirkungen der übrigen Bestandteile des Sommersmogs trennen lassen. Außerdem kommt es zu Husten, Kopfschmerzen und Atembeschwerden, die sich unter körperlicher Belastung verstärken können. Ozon dringt aufgrund seiner schlechten Wasserlöslichkeit mit der Atemluft tief in die Lunge ein und verursacht in den Alveolen, die nicht wie das Bronchialsystem durch eine Schleimschicht geschützt sind, eine Entzündung, die sich nach Beendigung der Ozonwirkung in der Regel im Verlauf weniger Stunden folgenlos zurückbildet. Lediglich extrem hohe und lange einwirkende Ozonkonzentrationen, wie sie in Los Angeles, USA häufig vorkommen (und in Deutschland nie erreicht werden), können auf Dauer zu irreversiblen Einschränkungen der Lungenfunktion führen. Die Toxizität des Ozons hängt hauptsächlich von drei Faktoren ab: - Ozonkonzentration Je höher die Ozonkonzentration ist, desto stärker ist die giftige Wirkung. - Expositionsdauer Je länger eine bestimmte Ozonkonzentration einwirkt, desto stärker und nachhaltiger ist die toxische Wirkung. - Wirkort Ozon entfaltet an den Bindehäuten der Augen eine einfache Reizwirkung, während es in der Lunge durch Erhöhung des Atemminutenvolumens unter körperlicher Anstrengung wesentlich stärker toxisch wirkt, was u.u. als Verschlechterung der Lungenfunktion messbar wird. Im Gegensatz zum Wintersmog läßt sich beim Ozon bzw. Sommersmog keine exakt abgrenzbare Risikogruppe bestimmen. Die individuelle Empfindlichkeit gegenüber Ozon ist sehr unterschiedlich. Da sich die Wirkung des Ozons nicht von den Wirkungen der übrigen Sommersmog-Bestandteile trennen läßt, kann nicht exakt bestimmt werden, welchen ursächlichen Anteil die verschiedenen Schadstoffe an den beobachtbaren Schadwirkungen haben. Als gesichert gilt aber, dass die Hauptursache gesundheitlicher Schadwirkungen im Ozon begründet ist. Etwa 10% der Bevölkerung (quer durch alle Gruppen) reagieren besonders empfindlich auf Ozon. Körperliche Aktivität bzw. Anstrengung steigern wegen der Erhöhung des Atemminutenvolumens die schädigende Wirkung an der Lunge. Durch Ozon besonders betroffen sind daher Personen, die während Sommersmog-Episoden bei Spiel, Sport oder Arbeit häufig längerdauernde, anstrengende körperliche Tätigkeiten im Freien ausüben. Aus Vorsorgegründen müssen grundsätzlich alle Säuglinge und Kleinkinder als Risikogruppe eingestuft werden, weil sie im Vergleich zu Erwachsenen ein relativ höheres Atemminutenvolumen haben. Auch Menschen mit einer bereits bestehenden Funktionsstörung der Lunge können durch Ozoneinwirkung besonders stark beeinträchtigt werden. S CHWELLENWERTE

4 Zur Beurteilung der Ozonkonzentration sind im Gebiet der Europäischen Union (EU) Schwellenwerte festgelegt worden, die mit der 22. Bundesimmissionsschutzverordnung (22. BImSchV) in deutsches Recht übernommen wurden: - Schwellenwert für den Gesundheitsschutz: 110 µg/m³ als 8-Stunden- Mittelwert Solange dieser Schwellenwert nicht überschritten wird, muss mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen auch im Falle länger andauernder körperlicher Belastung nicht gerechnet werden. Oberhalb des Schwellenwertes müssen ozonempfindliche Menschen nach langdauernder körperlicher Belastung mit reversiblen gesundheitlichen Beeinträchtigungen rechnen. - Schwellenwert für die Unterrichtung der Bevölkerung: 180 µg/m³ als1- Stunden-Mittelwert Bei Überschreitung dieses Schwellenwertes müssen besonders ozonempfindliche Menschen auch bei kurzzeitiger Einwirkdauer mit begrenzten und reversiblen gesundheitlichen Beeinträchtigungen rechnen. - Schwellenwert für den Schutz der Vegetation: 200 µg/m³ als 1-Stunden- Mittelwert und 65 µg/m³ als 24-Stunden-Mittelwert Oberhalb dieser Schwellenwerte ist mit Schäden an Pflanzen in Form von Braunverfärbungen bis zum Absterben von Blättern und mit Wachstumsminderung zu rechnen. - Schwellenwert für die Auslösung des Frühwarnsystems: 360 µg/m³ als 1- Stunden-Mittelwert Ab dieser Ozonkonzentration wird der gesamten Bevölkerung empfohlen, länger andauernde und körperlich anstrengende Tätigkeiten im Freien insbesondere nachmittags und abends zu vermeiden. Das Gesetz zur Änderung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) vom , Bundesgesetzblatt Teil I, S. 930 ( Ozongesetz ) trat am in Kraft. Es regelt einen - Schwellenwert für die Auslösung von Emissionsminderungsmaßnahmen: 240 µg/m³ als 1-Stunden-Mittelwert. Wenn an mindestens 3 Mess-Stationen im Bundesgebiet, die mehr als 50 km und weniger als 250 km voneinander entfernt sind, ein 1-Stunden-Mittelwert von 240 µg/m³ erreicht wird, und wenn im Bereich dieser Stationen auch am Folgetag Ozonkonzentrationen gleicher Höhe zu erwarten sind, so ist für Kraftfahrzeuge mit hohem Schadstoffausstoß (ohne geregelten Katalysator) ein großräumiges Fahrverbot vorgesehen. Damit sollen kurzfristige Ozonspitzen gesenkt werden. Bereits bei Erreichen eines Schwellenwertes von 180 µg/m³ sieht das Ozongesetz einen Appell an die Bevölkerung vor, Kraftfahrzeuge, motorgetriebene Rasenmäher und andere nicht gewerbliche Verbrennungsmotoren nicht zu benutzen. Dieser Appell an das Verantwortungsbewußtsein jedes Einzelnen wird im Konzentrationsbereich zwischen 180 und 240 µg/m³ als das nach dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit angemessene Mittel angesehen.

5 W IE KANN MAN SICH SCHÜTZEN? Der beste Schutz vor schädlichen Ozonwirkungen besteht darin, die Exposition gegenüber hohen Ozonkonzentrationen zu vermeiden oder zu begrenzen: Während der Tageszeiten mit hohen Ozonkonzentrationen - in Ballungsgebieten in den Nachmittags- und frühen Abendstunden, auf dem Land von spätnachmittags bis spätabends - sollten sich sensible Personen möglichst im Haus aufhalten und körperliche Anstrengungen meiden. Notwendige Aufenthalte im Freien und körperliche Aktivitäten sollten so kurz wie möglich gehalten werden oder nach Möglichkeit dann erfolgen, wenn die Ozonwerte unkritisch sind. M ÜSSEN KÖRPERLICHE A KTIVITÄTEN EINGESCHRÄNKT WERDEN? Körperliche Aktivitäten sollten während der Tageszeiten mit hohen Ozonkonzentrationen eingeschränkt werden. Dies gilt für gesunde Erwachsene erst bei wesentlich höheren Werten als für ozonsensible Menschen, Säuglinge, Kleinkinder und Patienten mit eingeschränkter Lungenfunktion. Keinesfalls muss gerade dann, wenn das Wetter am schönsten ist, auf jeden Sport im Freien verzichtet werden. Einerseits können sportliche Aktivitäten auf unkritische Tageszeiten verlegt werden. So besteht in ländlichen Regionen z.b. keine Veranlassung, Schulsport am Vormittag bzw. am frühen Nachmittag ausfallen zu lassen, weil hier erst spätnachmittags hohe Ozonwerte erreicht werden. Andererseits haben wissenschaftliche Untersuchungen gezeigt, dass erst eine mehrstündige körperliche Belastung unter hohen Ozonwerten zu gesundheitlichen Störungen führt. Somit lassen sich eine Reihe Sportarten finden, die selbst bei hoher Ozonbelastung (bis 360 µg/m³) ausgeübt werden dürfen: z.b. Leichtathletik wie Springen, Werfen und Kurzstreckenläufe, aber auch Mannschaftsspiele von kurzer Dauer und Techniktraining, z.b. beim Fußball. Ausdauersportarten wie z.b. Mittel- und Langstreckenlauf, Mannschaftsspiele mit Ausdauerleistungen und Ausdauertraining sollten dagegen ab Ozonwerten von 180µg/m³ unterlassen oder auf unkritische Tageszeiten verlegt werden.

6 W IE VERMEIDET MAN HOHE O ZONWERTE? Das schon erwähnte Ozongesetz hat zum Ziel, durch regionale Fahrverbote für Kraftfahrzeuge ohne Katalysatortechnik kurzfristig eine Senkung von Ozon- Spitzenkonzentrationen zu bewirken. Eine spürbare und dauerhafte Senkung der Ozonkonzentrationen (in einer Größenordnung von ca. 30%) kann jedoch nur durch eine großräumige Verminderung der Ozonvorläufer in der Luft (um 70-80%, bezogen auf die Emissionen Mitte der 80er Jahre) erreicht werden. Regionale und selbst nationale Alleingänge werden allenfalls eine Senkung kurzfristiger Spitzenkonzentrationen bewirken. Daher ist eine Senkung der Photooxidantien nur durch Strategien im europäischen Maßstab erfolgversprechend. Die stufenweise Verschärfung der europäischen Emissionsgrenzwerte für neu zugelassene Fahrzeuge aller Art ist sicherlich eine erfolgversprechende Maßnahme. Ein europäisches Gesamtkonzept zur Festlegung von Emissionsobergrenzen u.a. für Stickstoffdioxid, leichtflüchtige organische Verbindungen (VOC) und Schwefeldioxid ist derzeit in Vorbereitung und hat den Vorteil, dass nicht nur Kraftfahrzeuge, sondern auch industrielle Großfeuerungsanlagen und weitere bedeutsame Emittenten in die Schadstoffminderungsstrategie einbezogen werden.