Industrieabgase haben am Meer eine besonders verheerende Wirkung: Durch chemische Reaktionen zwischen Stickoxiden und salzhaltigen Schwebteilchen entsteht das giftige Gas Ozon. Forscher um Hans Osthoff von der National Oceanographic and Atmospheric Administration in Boulder entdeckten das Phänomen in der Umgebung der amerikanischen Erdöl-Metropole Houston.
Wenn es Sommer wird in Houston, kommt der Smog: In keiner anderen Stadt der USA außer Los Angeles steigen die Ozonwerte häufiger in gesundheitsschädliche Bereiche als in der texanischen Metropole. Schuld daran ist nicht nur der starke Verkehr in der Zwei-Millionen-Stadt, sondern auch die Ölindustrie. Im Großraum Houston-Galveston liegen allein elf Raffinerien, außerdem befindet sich dort die größte Ansammlung petrochemischer Anlagen auf der Welt. Bislang galten die bei den Verbrennungsprozessen erzeugten Stickoxide als Hauptursache für Houstons Ozonproblem.
Osthoff und seine Kollegen schreiben nun, dass die Nähe zum Meer den Smog noch verstärkt. Das Ozon entsteht gewöhnlich, wenn Sonnenlicht Stickoxide zu reaktionsfreudigen Radikalen zersetzt. Morgens ist die Luftqualität daher meist besser, da die Stickoxide nachts zu Boden sinken und unschädlich werden.
Doch winzige salzhaltige Nebeltröpfchen über dem Meer, so genannte Aerosole, können die Stickoxide binden. Auf einer Forschungsfahrt im Golf von Mexiko registrierten die Forscher mit einem speziellen Massenspektrometer die Konzentration von Stickoxiden und Chlorverbindungen. Sie stellten fest, dass die Aerosole mit Stickoxiden zu der Verbindung Nitrylchlorid reagieren. Wie die Forscher berichten, konnten sie diese Schlüsselverbindung erstmals in der unteren Atmosphäre direkt nachweisen. Bereits die ersten Sonnenstrahlen, stellten die Forscher fest, zersetzen diesen Stoff wieder zu Stickoxiden, die wiederum Sauerstoff-Moleküle spalten und damit eine Quelle für Ozon sind.
Beim Zerfall von Nitrylchlorid entsteht außerdem elementares Chlor, dass die Ozonproduktion ebenfalls ankurbelt: Chlor aktiviert sogenannte flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Coumpounds, VOCs), die von den petrochemischen Anlagen freigesetzt werden.
Bislang war nicht bekannt, welche Rolle Meersalz bei der Ozonchemie in Bodennähe spielt. Anders als in der hohen Atmosphäre, wo die Ozonschicht UV-Strahlung abschirmt, ist das Gas in Bodennähe schädlich, weil es die Atemwege schädigt. Nach der Berechnung der Forscher erhöht das Meer die Ozonbildung in der Region Houston um ein Drittel. Der Effekt könnte überall da auf der Welt auftreten, wo sich in Küstennähe große Industriegebiete befinden ? also in der Umgebung vieler Megacities.
Hans Osthhoff (National Oceanographic and Atmospheric Administration, Boulder, Colorado) et al.: Nature Geoscience, Online-Vorabveröffentlichung, 6. April 2008 Ute Kehse
