Fragen vorweg

1.  Wenn aus einer Spraydose Freon in die Luft gesprüht wird: Wie lange bleibt es in der Luft?

2. Wir funktioniert der jahrhundertealte Weg, Sprays ohne Druckgas-Beigabe zu versprühen? Erläutern sie die Arbeitsweise eines klassischen Parfümflacons, oder eines Wasserzerstäubers.

3. Welche Treibgase zerstören den Ozongürtel? Was passiert chemisch bei dieser Zerstörung?

4. Ozon in Erdnähe: "Bitte geh weg". Ozon in der Stratosphäre: "Bitte bleib". Was ist Ozon? Was ist sein Schaden, was ist sein Nutzen?

Treibgase helfen, flüssige Stoffe aus einem Gefäß zu drücken. Sie befinden sich selbst verflüssigt oder unter Druck im Gefäß. Sie sollen keine chemischen Reaktionen mit dem Inhalt eingehen. 

Die bekanntesten technischen Treibgase sind FCKW = Fluor-Chlor-Kohlen-Wasserstoffe (Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan) und Kohlenwasserstoffe (Propan, Butan). Für den technischen Gebrauch besitzen FCKWs ausgezeichnete Eigenschaften: Sie sind unbrennbar und chemisch inert, d.h. sie gehen keine Reaktionen mit anderen Stoffen ein.

Unter den Lebensmittelzusatzstoffen finden sich ebenfalls Treibgase. Dazu zählen:
-  Kohlendioxid CO2 (für Getränke)
-  Lachgas N2O (für Sahne besser geeignet als CO2)
-  Sauerstoff O2
-  Stickstoff N2

FCKW = Fluor-Chlor-Kohlen-Wasserstoffe  sind "chemisch verändertes Methan CH4 ": Die Wasserstoffatome sind ersetzt durch Fluor oder Chlor. Also Cl3FC ( Trichlorfluormethan ) oder Cl2F2C ( Dichlordifluormethan ). 
FCKW wurden ab 1930 in Umlauf gebracht. Zwischen 1950 und 1980 produzierte man  ca. 11,5 Mio. t   FCKW (Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe). Sie waren aber nicht nur als Treibgase im Einsatz, sondern auch als Transportflüssigkeit in Kühlschränken sowie bei der "Chemischen Reinigung".

Die Wirkung der FCKW auf die Ozonschicht der Atmosphäre wurde dann ab 1980 erkannt und führte bis 2000 zu einem schrittweisen Ersetzen solcher FCKW (Montrealer Protokoll von 1987 und seine Verschärfungen in London und Kopenhagen 1990 und 1992). In Osteuropa werden auch heute noch verbotene FCKWs hergestellt und eingesetzt.

FCKW brauchen rund 15 Jahre bis sie in die Stratosphäre gelangen und dort ihre schädigende Wirkung ausüben. Die durchschnittliche Lebensdauer von FCKW beträgt 45 bis 85 Jahre. Ihre Konzentration in der Stratosphäre sinkt seit 1993, aber nur um lediglich 2 % bis 1 % pro Jahr.

Im Vergleich zu Kohlendioxid besitzen die FCKW eine 3.000 bis 10.000fach höheres globales Wärmepotenzial. 

Die Zerstörung der Ozonschicht ist eine der größten Umweltkatastrophen, die der Mensch je verursacht hat. FCKW und andere chemische Substanzen verursachen Ozonlöcher in etwa 20 Kilometern Höhe. Denn in dieser Höhe werden sie von energiereicher UV Strahlung der Sonne gespalten - und zerstören dann als "Radikale" das Ozon. Vor allem über dem Südpol schwindet das schützende Gas, so dass schädliche UV-Strahlung der Sonne verstärkt den Boden erreichen konnte. Vermutlich erkrankten dadurch viele Menschen an Hautkrebs.

Die Produktion von FCKW ist weitgehend verboten. Sie wurden durch teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe (H-FKW, H-FCKW) oder andere Substanzen ersetzt. Aber auch H-FCKW tragen (in geringerem Maße) zur Ozonzerstörung bei. Sowohl H-FCKW als auch H-FKW sind Treibhausgase.

Die stratosphärische Ozonschicht - die man erhalten möchte - ist nicht zu verwechseln mit dem bodennahen Ozon. Dieses bildet sich aus verschiedenen Vorläufersubstanzen (Stickoxide, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid) unter Sonneneinstrahlung (Sommersmog).

Bild: Peking - links nach Regen, rechts mit Smog im August 2005  Photos taken by Bobak Ha'Eri

Smog - Der Begriff ist ein "Kofferwort" und setzt sich aus den englischen Worten smoke (‚Rauch‘) und fog (‚Nebel‘) zusammen. Er wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in London geprägt, als Smog dort eine häufige Erscheinung war. Im Dezember 1952 wurde die Stadt London von einer schweren Smog-Katastrophe heimgesucht, die bis zu 12.000 Einwohnern der Stadt das Leben kostete, weshalb dieses Ereignis auch den Namen The Great Smog trägt. Im Nachgang dieser Katastrophe wurde der Clean Air Act verabschiedet, ein Bündel von Maßnahmen, um die Luftqualität in der Metropole nachhaltig zu verbessern. Seither gibt es diese Art von Wintersmog in London kaum mehr.

Die Mischung aus Ruß, Schwefeldioxid (SO2), Staub (trockener Dunst) und Nebel kann sich unter den ungünstigen Bedingungen einer Inversionswetterlage lange über einer Stadt halten und ist gesundheitsschädlich. Der Rauch stammt dabei aus Heizkraftwerken, Holzfeuerungen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.

Aus Schwefeldioxid und Wasser bilden sich Sekundärschadstoffe wie schweflige Säure (H2SO3) und Schwefelsäure (H2SO4). Diese führen zu Schäden an Pflanzen, Gebäuden sowie zu Reizungen der Atemwege und Augen beim Menschen. Auch flüchtige Bestandteile von Lacken und anderen Lösungsmitteln und Dämpfe aus der chemischen Industrie mischen sich mit Nebel zu Smog.

Diese Art von Smog wird auch Wintersmog oder London-Smog genannt. Er ist "reduzierend".

Daneben gibt es auch den Sommersmog (Los-Angeles-Typ). Er ist "oxidierend".

Sommersmog tritt in den wärmeren Monaten des Jahres auf, wenn die einfallende UV-Strahlung in Verbindung mit

- Stickoxiden (NOx) aus beispielsweise Autoabgasen oder Kraftwerken,
- Wasserstoffperoxid ( H2O2 ),
- Kohlenmonoxid ( CO ),
- Flüchtige organische Verbindungen (z.B. Methan CH4 )

zu erhöhten Konzentrationen an Photooxidantien (Ozon, Aldehyden und Salpetersäure HNO3) führt.

In mehreren europäischen Ländern (etwa in Frankreich und der Schweiz) existieren Gesetze, die beim Überschreiten bestimmter Ozonkonzentrationen niedrigere Geschwindigkeitsbeschränkungen oder sogar Fahrverbote vorschreiben. In Deutschland liegt dies in der Verantwortung der Länder. Ein bundeseinheitliches Sommersmoggesetz war von 1995 bis 1999 gültig.

In Deutschland wurde zum ersten Mal am 26. Juli 1994 für das Bundesland Hessen ein solcher Ozonalarm ausgelöst, da die Konzentration von 180 Mikrogramm Ozon pro Kubikmeter überschritten worden war, es galt drei Tage lang Tempo 90 auf Autobahnen und Tempo 80 auf Landstraßen.

In diesem Text wurden die Passagen, die für die Klausur von Bedeutung sind, blau gefärbt.