Ozon (O) ist ein Bestandteil der Troposphäre (es ist auch ein wichtiger Bestandteil von bestimmten Gebieten der Stratosphäre, die allgemein als die Ozon-Schicht bekannt ist). Fotochemische und chemische Reaktionen, die damit verbunden sind, steuern viele der chemischen Prozesse, die in der Atmosphäre bei Tage und bei Nacht vorkommen. Bei anomal hohen Konzentrationen, die durch menschliche Tätigkeiten (größtenteils unvollständiges Verbrennen von fossilen Brennstoffen, wie Benzin, Diesel, usw.) verursacht sind, ist es ein Schadstoff und ein Bestandteil des Smogs. Viele hoch energische Reaktionen erzeugen es im Intervall vom Verbrennen zum Fotokopieren. Häufig werden Laserdrucker einen Geruch nach dem Ozon haben, der in hohen Konzentrationen toxisch ist. Ozon ist ein mächtiger Oxidieren-Agent, der sogleich mit anderen chemischen Zusammensetzungen reagiert, um viele vielleicht toxische Oxyde zu machen.

Die Troposphäre streckt sich von der Oberfläche der Erde zu zwischen 12 und 20 Kilometern über der Oberfläche der Erde aus und besteht aus vielen Schichten. Ozon ist über der sich vermischenden Schicht oder Boden-Schicht konzentrierter. Ozon des Boden-Niveaus, obwohl weniger konzentriert, als Ozon oben, ist mehr von einem Problem wegen seiner Gesundheitseffekten.

Ozon von Tropospheric ist ein Treibhausgas und beginnt die chemische Eliminierung des Methans und der anderen Kohlenwasserstoffe von der Atmosphäre. So betrifft seine Konzentration, wie lange diese Zusammensetzungen in der Luft bleiben.

Satelliten können tropospheric ozone.http://tes.jpl.nasa.gov/http://jwocky.gsfc.nasa.gov/ messen Maße spezifisch des Ozons des Boden-Niveaus verlangen in situ Überwachung der Technologie.

Bildung

Die Mehrheit der tropospheric Ozon-Bildung kommt vor, wenn Stickstoff-Oxyde (NOx), Kohlenmonoxid (CO) und flüchtige organische Zusammensetzungen (VOCs), wie xylene, in der Atmosphäre in Gegenwart vom Sonnenlicht reagieren. NOx, CO und VOCs werden Ozon-Vorgänger genannt. Kraftfahrzeug-Auslassventil, Industrieemissionen und chemische Lösungsmittel sind die anthropogenen Hauptquellen dieser Chemikalien. Eine andere Quelle ist Windschutzscheibe-Waschmaschine-Flüssigkeit. Obwohl diese Vorgänger häufig in städtischen Gebieten entstehen, können Winde NOx Hunderte von Kilometern tragen, Ozon-Bildung veranlassend, in weniger bevölkerten Gebieten ebenso vorzukommen. Methan, ein VOC, dessen atmosphärische Konzentration schrecklich während des letzten Jahrhunderts zugenommen hat, trägt zu Ozon-Bildung, aber auf einer globalen Skala aber nicht in lokalen oder regionalen fotochemischen Smog-Episoden bei. In Situationen, wo dieser Ausschluss des Methans von der VOC Gruppe von Substanzen nicht offensichtlich ist, wird der Begriff Nichtmethan VOC (NMVOC) häufig gebraucht.

Die chemischen an der tropospheric Ozon-Bildung beteiligten Reaktionen sind eine Reihe von komplizierten Zyklen, in denen Kohlenmonoxid und VOCs zu Wasserdampf und Kohlendioxyd oxidiert werden. Die an diesem Prozess beteiligten Reaktionen werden hier mit CO illustriert, aber ähnliche Reaktionen kommen für VOC ebenso vor. Oxydation beginnt mit der Reaktion von CO mit dem hydroxyl Radikalen. Das dadurch gebildete Wasserstoffatom reagiert schnell mit Sauerstoff, um einen peroxy radikalen HO zu geben

:: OH + CO  H + CO

:: H + O  HO

Radikale von Peroxy setzen dann fort zu reagieren ohne, NICHT zu geben, der photolysed ist, um Atomsauerstoff und durch die Reaktion mit Sauerstoff ein Molekül des Ozons zu geben:

:: HO + KEIN  OH + KEIN

:: NICHT + hν  NICHT + O

:: O + O + N  O + N

Die Nettowirkung dieser Reaktionen ist:

:: CO + 2O  CO + O

Dieser Zyklus, der HO einschließt, und wird NICHT durch die Reaktion OH begrenzt ohne, Stickstoffsäure oder durch die Reaktion von peroxy Radikalen mit einander zu bilden, um Peroxyde zu bilden. Die Chemie, die VOCs einschließt, ist viel komplizierter, aber dieselbe Reaktion von peroxy Radikalen, die NICHT zu NICHT oxidieren, ist der kritische Schritt, der zu Ozon-Bildung führt.

Gesundheitseffekten

bekannt, hat Ozon die folgenden Gesundheitseffekten bei in städtischer Luft üblichen Konzentrationen:

• Verärgerung des Respirationsapparaten, das Husten, die Hals-Verärgerung und/oder eine unbehagliche Sensation in der Brust verursachend.
• Reduzierte Lungenfunktion, es schwieriger machend, tief und kräftig zu atmen. Atmen kann schneller und seichter werden als normal, und eine Fähigkeit einer Person, sich mit kräftigen Tätigkeiten zu beschäftigen, kann beschränkt werden.
• Erschwerung des Asthmas. Wenn Ozon-Niveaus hoch sind, haben mehr Menschen mit Asthma Angriffe, die eine Aufmerksamkeit eines Arztes oder Gebrauch des Medikaments verlangen. Ein Grund, der das geschieht, besteht darin, dass Ozon Leute empfindlicher zu Allergenen macht, die der Reihe nach Asthma-Angriffe auslösen.
• Vergrößerte Empfänglichkeit für Atmungsinfektionen.
• Entzündung und Schaden am Futter der Lungen. Innerhalb von ein paar Tagen werden die beschädigten Zellen verschüttet und haben viel wie die Hautschalen nach einem Sonnenbrand ersetzt. Tierstudien weisen darauf hin, dass, wenn dieser Typ der Entzündung wiederholt im Laufe einer Periode der langen Zeit (Monate, Jahre, eine Lebenszeit) geschieht, Lungengewebe dauerhaft geschrammt werden kann, auf dauerhaften Verlust der Lungenfunktion und einer niedrigeren Lebensqualität hinauslaufend.

Eine statistische Studie von 95 großen städtischen Gemeinschaften in den Vereinigten Staaten hat bedeutende Vereinigung zwischen Ozon-Niveaus und Frühtod gefunden. Die Studie hat eingeschätzt, dass eine dritte Verminderung von städtischen Ozon-Konzentrationen ungefähr 4000 Leben pro Jahr sparen würde (Glocke u. a. 2004).

Ozon von Tropospheric führt etwa 21,000 Frühtod pro Jahr in 25 Ländern in der Europäischen Union herbei. (WER, 2008)

Problem-Gebiete

Die USA-Umweltbundesbehörde hat einen Luftqualitätsindex entwickelt, um zu helfen, Luftverschmutzungsniveaus zur breiten Öffentlichkeit zu erklären. 8-stündige durchschnittliche Ozon-Maulwurf-Bruchteile von 85 bis 104 nmol/mol werden als "Ungesund für Sensitive Groups", 105 nmol/mol zu 124 nmol/mol so "ungesund" und 125 nmol/mol zu 404 nmol/mol beschrieben wie "sehr ungesund" http://www.airnow.gov/index.cfm?action=health2.smog1#4. Der EPA hat mehr als 300 Grafschaften der Vereinigten Staaten benannt, die um die am schwersten bevölkerten Gebiete (besonders in Kalifornien und dem Nordosten), als scheiternd gebündelt sind, die Nationalen Umgebenden Luftqualitätsstandards zu erfüllen.

Siehe auch

• Weites Kanada Standards für die particulate Sache (PM2.5) und Ozon http://www.ccme.ca/assets/pdf/pmozone_standard_e.pdf (pdf)
• Nationale umgebende Luftqualitätsstandards (die USA)
• Ozon
• Fotochemischer Smog
• Troposphäre
• Kriterium-Luftverseuchungsstoffe
• Ozon-Erschöpfungsereignisse von Tropospheric
• Amann, Derwent, Forsberg u. a. (2008): Gesundheitsgefahren des Ozons von der grenzüberschreitenden Langstreckenluftverschmutzung. Veröffentlichung der Weltgesundheitsorganisation Europa. Internationale Standardbuchnummer 978-92-890-4289-5
• Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N (1998). Atmosphärische Chemie und Physik - Von der Luftverschmutzung bis Klimaveränderung. Internationale Standardbuchnummer von John Wiley and Sons, Inc 0-471-17816-0
• Wayne, Richard P (2000). Chemie von Atmosphären (3. Ed). Presse der Universität Oxford. Internationale Standardbuchnummer 0 19 850375 X

Außenverbindungen

• Die europäische Umgebungsagentur in der Nähe von der Echtzeitozon-Karte (ozoneweb)
• Amerikanische Umweltbundesbehörde-Ozon-Information
• Amerikanische Umweltbundesbehörde lebende Ozon-Karte
• Amerikanische Umweltbundesbehörde-Ozon-Regulierungsinformation
• University Corporation für die Atmosphärische Forschung über die Ozon-Verschmutzung
• Gesamtozon-Spektrometer des Kartografisch darstellenden (Satellitenüberwachung)
• Berichte von WEM-EUROPA: Gesundheitsaspekte der Luftverschmutzung (2003) (PDF) und "Antwort, um Fragen vom CAFÉ (2004) (PDF) fortzusetzen
• Die Ozon-Quellenseite der NASA