Warum Luftverschmutzung in Form von bodennahem Ozon ein Risiko für die Nahrungssicherheit bedeutet
Gemäß einem IPCC-Szenarium wird die Konzentration von bodennahem oder auch troposphärischem Ozon (O3) im Jahr 2050 möglicherweise 70 ppb erreichen kann. Dann könnten mehr als 30% der globalen Anbaufläche von Getreide einer signifikanten Ozonbelastung ausgesetzt sein, die wiederum zu deutlich geringeren Ernteerträgen führt.
Bodennahes oder troposphärisches Ozon (O3) wird von den Pflanzen durch ihre Spaltöffnungen (Poren in der Epidermis der Pflanzen) aufgenommen und hat eine wachstumshemmende Wirkung: O3 führt zu einer verringerten Photosyntheserate, erhöhter Atmung und beschleunigter Alterung der Blätter. O3 erhöht zudem die Anfälligkeit der Pflanzen gegenüber Krankheiten und anderen Stressfaktoren. Es wird vermutet, dass O3 auch die Konzentration von Stickstoff, Kohlenhydraten und Phenolen im Blatt und im Korn verändert.
Die Aufnahme von Ozon durch Pflanzen hängt stark von der Funktion der Spaltöffnungen ab: In sehr trockenen Gebieten öffnen sich die Spaltöffnungen nur wenig, um Wasserverluste zu verhindern, und bieten somit wenig Gelegenheit für die Aufnahme von Ozon durch die Pflanze. Sobald allerdings eine künstliche Bewässerung stattfindet, wird dieser Mechanismus außer Kraft gesetzt.
Groß angelegte Studien in den USA (NCLAN, National Crop Loss Assessment Network) und Europa (EOTCP, European Open-Top Chamber Program) haben erhebliche Ertragseinbußen bei Nutzpflanzen ergeben: Bereits bei den derzeitigen Ozonwerten betrugen die Ertragseinbußen in europäischen Feldversuchen für Getreide 5-15 %; bei einer Exposition von über 60 ppb steigen die Verluste auf bis zu 60 %.
Berechnungen innerhalb eines IPCC-Szenariums erwarten eine weiterhin steigende O3 Konzentration, die im Jahr 2050 möglicherweise 70 ppb erreichen kann. Dann könnten mehr als 30% der globalen Anbaufläche von Getreide einer signifikanten Ozonbelastung ausgesetzt sein. Dies bedeutet nicht nur erhebliche finanzielle Verluste in der Landwirtschaft, sondern auch ein ernstes Problem bei der Nahrungsmittelversorgung.
Wo kann man ansetzen?
Troposphärisches oder bodennahes Ozon (O3) wird nicht direkt in die Luft emittiert, sondern entsteht durch chemische Reaktionen zwischen Stickoxiden (NOx) und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC). Dies geschieht, wenn Schadstoffe, die von Autos, Kraftwerken, Industriekesseln, Raffinerien, Chemieanlagen und anderen Quellen ausgestoßen werden, in Gegenwart von Sonnenlicht chemisch reagieren.
Ozon kann durch den Wind über weite Strecken transportiert werden, so dass auch in ländlichen Gebieten hohe Ozonwerte auftreten können.
Hieraus ergibt sich, wenn man die Quellen der Vorläuferstoffe identifiziert, können effektive Maßnahmen ergriffen werden. Korrelationen von O3 Belastung mit Wetter- und Winddaten sind dabei ebenso grundlegend, wie die NOx Korrelationen mit Verkehr.
