Deposition von Ozon

Bodennahes Ozon (O₃) ist ein sekundärer Luftschadstoff, welcher sich besonders unter intensiver Sonneneinstrahlung im Zusammenspiel mit komplexen Reaktionen zwischen Stickstoffoxiden und sog. nicht-Methan flüchtigen organischen Verbindungen (engl. abgekürzt als NMVOCs) bildet. Bei der Bildung spielt die UV-Strahlung eine wichtige Rolle, weshalb im Sommer und auch in höher gelegen Regionen, wie z.B. den Mittelgebirgen oder den Alpen, überdurchschnittlich hohe Konzentrationen gemessen werden. Ozonvorläuferstoffe werden vor allem durch Emissionen aus Industrie und Verkehr freigesetzt, aber auch natürliche Emissionen von NMVOCs von Wäldern tragen maßgeblich zur Ozonbildung bei. Die Vorläuferstoffe sowie Ozon selbst werden durch Luftströmungen in der Atmosphäre weitergetragen und letztlich über die gesamte nördliche Hemisphäre verteilt. Deshalb sind erhöhte Ozonwerte auch entfernt von anthropogenen Emissionsquellen in hohen Konzentrationen anzutreffen.

Aufgrund seiner geringen Wasserlöslichkeit wirkt Ozon fast ausschließlich über die Trockendeposition auf Ökosysteme. Dabei wird es über die Spaltöffnungen (Stomata) der Blattorgane aufgenommen und reagiert dort mit den pflanzlichen Zellstrukturen und ist danach als Stoff nicht mehr vorhanden. Da die Öffnung der Stomata stark an die Photosynthese und den Wasserhaushalt der Pflanze gekoppelt ist, nehmen viele Pflanzen Ozon hauptsächlich tagsüber auf. Des Weiteren reagiert Ozon aber auch an Blatt- und anderen Oberflächen, wie z.B. dem Stammholz und an Bodenteilchen, und wird so ebenfalls aus der Atmosphäre entnommen. Die Höhe der Deposition wird europaweit über das EMEP Programm innerhalb der Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) modelliert und ist dort in einem jährlichen Statusbericht dokumentiert.

Durch seine oxidativen Eigenschaften hat bodennahes Ozon eine schädliche Wirkung auf Pflanzen. So schädigt es nicht nur natürliche Ökosysteme, sondern trägt auch zu Ertrags- bzw. Qualitätsverlusten in der Land- und Forstwirtschaft bei. In der Bewertung der Wirkung des bodennahen Ozons hinsichtlich des Schutzes der Vegetation, werden expositionsbasierte Ansätze wie der AOT40 oder der die phytotoxische Ozondosis (POD) verwendet (mehr Details dazu hier).

Während sich für Europa die mittlere Ozonkonzentration in den letzten zwei Jahrzehnten kaum verändert hat (siehe o.g. Statusbericht), sind als Folge fortwährender Emissionsminderungen extrem hohe Ozonkonzentrationen weniger häufig aufgetreten. So ist über Wäldern der AOT40 europaweit jährlich um etwa 1-2 % gesunken. Da er stark von der Sonneneinstrahlung abhängt, war der absolute Rückgang des AOT40 stärker für südliche Regionen im Vergleich zum Norden Europas.  Da die Depositionsrate in der Regel stark and die Ozonkonzentration in der Umgebungsluft gekoppelt ist, ist davon auszugehen, dass sich auch der Eintrag von Ozon in die Vegetation ebenfalls verringert hat.