Ozon (O3) (von griechisch ozein = riechen) ist ein aus drei Sauerstoffatomen bestehendes, instabiles Molekül. Zudem ist es ein starkes Oxidationsmittel. Ozon ist bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck gasförmig. O3 ist bei Raumtemperatur ein instabiles, blaues, diamagnetisches Gas, das unterhalb von -192,5 °C (80 K) zu einem schwarzvioletten Feststoff erstarrt, der zu explosionsartiger Zersetzung zu O2 neigt. Aufgrund seiner oxidierenden Wirkung ist es für den Menschen giftig (MAK-Wert = 0,2 mg/m³).

Häufig bei Ozonaufnahme ist heftiger Schläfenkopfschmerz. Der Geruch ist bei sehr hohen Konzentrationen aufgrund der oxidierten Nasenschleimhaut charakteristisch stechend-scharf, in der Natur jedoch geruchlos. Die Geruchsschwelle liegt bei 40 µg/m³, allerdings gewöhnt man sich schnell an den Geruch und nimmt ihn dann nicht mehr wahr. Das gewinkelte Molekül bleibt im Festkörper erhalten, der O-O-Abstand beträgt 128 Picometer, der Winkel zwischen den drei Sauerstoffatomen 117°. Ozon unterhält die Verbrennung sehr viel stärker als Disauerstoff, etliche Materialien flammen schon bei Raumtemperatur bei Kontakt auf.

Ozon bildet sich in der Atmosphäre vor allem auf drei Arten: Energiereiche Sonnenstrahlung spaltet Sauerstoff-Moleküle in der Stratosphäre in zwei einzelne Atome, die sich jeweils mit einem weiteren Sauerstoff-Molekül zu Ozon vereinigen. In Erdnähe bildet sich Ozon aus einer Reaktion zwischen Stickstoffdioxid NO2 und Sauerstoff O2 unter dem Einfluss von UV-Strahlung oder durch ein Gewitter: Letzteres lässt bei seiner Entladung (Wolke mit Erde) durch den elektrischen Strom Ozon (aber auch Salpetersäure und andere Stoffe) entstehen.

Grundsätzlich ist Ozon in der Stratosphäre erwünscht, weil es dort das schädliche UV-Licht der Sonne absorbiert (siehe Ozonschicht). In Erdnähe ist es jedoch als Umweltgift unerwünscht, insbesondere bewirkt die lokal sehr unterschiedliche Ozonbelastung Reizungen der Atemwege, erhöhte Korrosion und Baumsterben. In Reinluftgebieten ist die Ozon-Konzentrationen im Sommer oft höher als in Städten, da UV-Licht zur Ozon-Entstehung benötigt wird (sogenannter Photosmog) und sich in Städten gebildetes und durch Wind in Reinluftgebiete transportiertes Ozon langsamer abbaut. In Städten tragen hingegen Emissionen (Ruß und ähnliches) zum Ozon-Abbau bei, da oxidierbare Stoffe in der Luft Ozonmoleküle zerstören. Pflanzen produzieren deshalb Terpene und Isoprene, damit die Blattoberfläche vor dem Ozon geschützt ist. Die Verweilzeit ist abhängig von der Luftgüte. Je weniger oxidierbare Stoffe vorhanden sind, um so größer ist die Verweilzeit. Das im Zusammenhang mit der Ozonschicht häufig erwähnte FCKW-Molekül wird durch UV-Strahlung aufgespalten, wodurch ein freies Chloratom entstehen kann, das wiederum viele Ozon-Moleküle „zerstören“ kann.

Ozon wurde 1839 von Christian Friedrich Schönbein entdeckt. Die Abbaureaktionen von Ozon durch Stickoxide wurden 1970 erstmals von Paul Josef Crutzen (Nobelpreis für Chemie 1995) beschrieben. Die Maßeinheit zur Angabe der Ozonmenge in der Atmosphäre ist die Dobson-Einheit.

Bei der Wasseraufbereitung dient Ozon unter anderem zur umweltfreundlichen Oxidation von Eisen, Mangan, organischer Substanz und zur Entkeimung. So gehört eine Ozonierung in vielen Trinkwasserwerken zu den zentralen Aufbereitungsstufen (siehe Wasserwiederaufbereitung). Auch in der Behandlung von kommunalen und industriellen Abwässern kommt Ozon zum Einsatz (Kläranlage). Ziele einer weitergehenden Ozonbehandlung des konventionell gereinigten Abwassers sind hierbei: (a) Abtötung pathogener Keime (Desinfektion) zur Sicherung des Vorfluters (z.B. in Hinsicht auf die Badegewässerrichtlinie) (b) oxidative Elimination / Transformation von nicht oder nur schlecht abbaubaren organischen Spurenstoffen (insbesondere Medikamentenrückstände). Ferner kann Ozon sehr gut in Verfahrenskombinationen mit nachfolgenden biologischen Systemen (Biofilter) eingesetzt werden, so beispielsweise bei der Oxidation des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) zum biologischen Sauerstoffbedarf (BSB), der dann im Biofilter weiterverarbeitet wird. Ebenso findet Ozon in Fischkreisläufen in der Aquakultur oder Aquariensystemen Anwendung. Bei den meisten „chlorfrei“ benannten Produkten oder Verfahren wird Ozon eingesetzt, so zum Beispiel beim Bleichen von Papier. In diesem Zusammenhang ist oft von "aktivem Sauerstoff" die Rede.

Bei älteren Fotokopierern sowie Laserdruckern kann man einen typischen Ozongeruch wahrnehmen. Das Funktionsprinzip der Geräte erfordert eine Ionisierung der Luft bei Spannungen von 5 – 15 kV. Dabei wird auch Ozon gebildet. Meist besitzen diese Geräte Ozonfilter, die das produzierte Ozon in Kohlendioxid umwandeln. Dennoch sollten diese Geräte möglichst 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.

Die EU hat schon seit längerer Zeit Richtwerte für die Ozonkonzentration festgelegt. Keine Gefahr für die Gesundheit besteht laut EU-Richtlinie durch Ozon unter einem Gehalt von 110 µg/m³. Ab einem Ein-Stunden-Mittelwert von 180 µg/m³ erfolgt die Unterrichtung der Bevölkerung, da bei dieser Konzentration die Leistungsfähigkeit empfindlicher Menschen bereits beeinträchtigt werden kann. Ab ungefähr 200 µg/m³ Ozon können Symptome wie Tränenreiz, Schleimhautreizungen in Rachen, Hals und Bronchien, Kopfschmerzen, verstärkter Hustenreiz, Verschlechterung der Lungenfunktion auftreten. Ab einem Ein-Stunden-Mittelwert von 360 µg/m³ werden Warnungen ausgesprochen, da ab dieser Konzentration Gefahr für die menschliche Gesundheit bestehen kann.

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Autorin Tamara Kammerlander, © Rainforest Newsletter e.V. Abdruck (auch auszugsweise), Vervielfältigung und Zitat erwünscht unter Angabe der Quelleangabe.