Trotz scheinbar idealer Bedingungen für die Ozonbildung wurden im heißen und sonnigen Sommer 2018 Spitzenkonzentrationen nicht häufiger als in den Vorjahren gemessen. Einer aktuellen UBA-Studie zufolge trug die Trockenheit wahrscheinlich zur Minderung der Ozonkonzentrationen bei, da die Pflanzen weniger für die Ozonbildung nötige Vorläuferstoffe bildeten.

Der Sommer 2018 war nach 2003 der zweitwärmste, zweitsonnigste und nach 1911 der zweittrockenste seit Beginn der Wetteraufzeichnung in Deutschland. Hitze und viel Sonne begünstigen normalerweise die Bildung bodennahen Ozons, eines hochreaktiven, für die Gesundheit und für Pflanzen schädlichen Spurengases. Ozon entsteht unter Lichteinwirkung aus sogenannten Vorläuferstoffen – Stickstoffoxide und flüchtige organische Verbindungen. Trotz scheinbar idealer Bedingungen für die Ozonbildung wurden im Sommer 2018 Spitzenkonzentrationen nicht häufiger gemessen.

So wurde der Schwellenwert zur Information der Bevölkerung von 180 µg/m³ im Jahr 2018 nur wenige Stunden überschritten. Allerdings wurden die Zielwerte zum Schutz der Gesundheit sowie zum Schutz der Vegetation im Mittel der Jahre 2016 – 2018 auch durch die Messwerte 2018 wieder häufiger überschritten als im vorigen Betrachtungszeitraum 2015 – 2017.

Die Studie im Auftrag des Umweltbundesamts hat diese Diskrepanz zwischen extremen Witterungsbedingungen und eher moderatem Anstieg der Ozonkonzentrationen nun untersucht. Demnach liegt die Ursache vermutlich in den Stoffwechselprozessen von Pflanzen. Viele Pflanzenarten geben flüchtige organische Verbindungen (biogenic volatile organic compounds, BVOC) in die Atmosphäre ab und liefern daher, neben den vom Menschen gemachten Emissionen, selbst Vorläuferstoffe für die Ozon- und auch die Feinstaubbildung. Bei den BVOC handelt es sich um zahlreiche Stoffgruppen bzw. Einzelverbindungen mit jeweils unterschiedlichen biologischen Funktionen, z. B. Schutz der Pflanzen vor vielfältigen Stressfaktoren, Signalwirkungen innerhalb der Pflanze und für andere Lebewesen.

Die Bildung und Freisetzung von BVOC wird von vielen unterschiedlichen äußeren Faktoren beeinflusst mit teils gegensätzlichen Reaktionen, je nach Art der BVOC. Die Witterung spielt dabei eine zentrale Rolle, aber auch CO2-Gehalt der Atmosphäre, Landnutzungs- bzw. Pflanzenarten, Krankheits- und Schädlingsdruck auf die Vegetation.

Die aktuelle Studie zeigt, dass untersuchte Pflanzenarten bei Trockenheit zunächst die BVOC-Produktion nicht mindern und zum Teil sogar erhöhen. Bei längerer und intensiver Trockenheit, wie sie im Sommer 2018 vorherrschte, werden allerdings deutlich weniger BVOC-freigesetzt. Insofern trug die Trockenheit im Sommer 2018 höchstwahrscheinlich zur Minderung der Ozonkonzentrationen bei, da die Pflanzen weniger für die Ozonbildung nötige Vorläuferstoffe bildeten.

Hintergrund zur Studie

Die Literaturstudie fasst den aktuellen internationalen Wissensstand zu Funktionen der biogenen VOC-Emissionen, ihren Auswirkungen auf die Luftqualität und zu Einflüssen von Umwelt-, insbesondere Witterungsfaktoren auf die BVOC-Bildung zusammen. Sie hilft, auffällige Messergebnisse, wie im Jahr 2018, zukünftig besser interpretieren zu können. Die Studie zeigt auch die vielen noch unzureichend geklärten Fragen und den daraus resultierenden Forschungsbedarf auf. Es ist wichtig, die Wechselwirkungen zwischen Umweltfaktoren, BVOC-Emission und Luftqualität besser als bisher zu erkennen und in Modellen für luftchemische Prozesse abzubilden. Diese liefern wichtige wissenschaftliche Grundlagen für die Politikberatung.


Den Artikel finden Sie unter:

https://www.umweltbundesamt.de/themen/hohe-mittlere-ozonwerte-aber-wenig-spitzen-im-jahr

Quelle: Umweltbundesamt (02/2019)