De prijs van warm weer

De aanhoudende hitte heeft een keerzijde: verhoogde ozonconcentraties.

Het probleem van de hoge ozonconcentraties is gelinkt aan luchtvervuiling, maar het gas komt al sinds jaar en dag voor op onze planeet. Hoog in de stratosfeer is ozon zelfs onontbeerlijk voor het leven op aarde. Daar bevindt zich de ozonlaag: een dikke barrière van ozongas. Zonder die bescherming zou leven op aarde simpelweg niet mogelijk zijn. De laag absorbeert namelijk het leeuwendeel van de schadelijke uv-straling van de zon. Die ozon in de stratosfeer blijft meestal netjes op zijn plaats en bezorgt ons geen problemen. Ongezond wordt het wanneer het gas zich begint te vormen in de laagste luchtlagen. Verkeer: oorzaak en remedie

Ozonvorming in de onderste luchtlagen, de troposfeer, vereist vrij specifieke omstandigheden. Om de juiste reacties te doen plaatsvinden is er warm en zonnig weer nodig – uv-straling speelt immers een belangrijke rol in het ontstaan van het gas. Verder mag er niet veel wind staan en moeten er voldoende stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen in de lucht hangen.

Als aan al die voorwaarden voldaan is, vindt er een opeenvolging van reacties plaats. Stikstofdioxide (NO2) reageert onder invloed van de uv-stralen en de hitte met de zuurstof (O2) in de lucht om zo stikstofmonoxide (NO) en ozon (O3) te creëren. Het stikstofdioxide is afkomstig van luchtvervuiling, met het verkeer als grootste boosdoener. Uitlaatgassen bevatten stikstofmonoxide, dat onder invloed van vluchtige organische stoffen – ook van vervuiling afkomstig – na een paar minuten oxideert tot stikstofdioxide.

Die samenhang van factoren zorgt voor een merkwaardig fenomeen: hoewel er meer luchtvervuiling voorkomt in de steden, ligt de ozonconcentratie op het platteland meestal hoger. De chemische reacties die ozon produceren, werken immers in twee richtingen, om een evenwicht te bereiken tussen het stikstofdioxide en –monoxide in de lucht. In steden ontstaat er, vanwege het verkeer, veel nieuw stikstofmonoxide. Dat wordt door de vluchtige organische stoffen voor een groot deel omgezet in dioxide, een stabiel gas dat door de wind wordt weggevoerd naar het platteland. Tegelijk blijft er genoeg stikstofmonoxide over om samen met het ozon terug te reageren naar stikstofdioxide en zuurstof. De vervuiling in stedelijke gebieden, en dan vooral de constante aanvoer van stikstofmonoxide, zorgt er dus voor dat de reacties in beide richtingen blijven plaatsvinden, waardoor het overschot aan ozon getemperd wordt.

Het platteland krijgt daarentegen te kampen met de stikstofdioxide van de eigen, beperkte vervuiling, gecombineerd met die van de steden. Er rijden minder auto’s, dus de aanvoer van nieuw stikstofmonoxide blijft beperkt. Wanneer het warme weer samen met de uv-straling de reacties in gang zet, zullen die zoveel mogelijk stikstofdioxide omzetten naar stikstofmonoxide, met ozon dus als bijproduct. Door het gebrek aan stikstofmonoxide in de lucht, om de reactie in de andere richting te forceren, blijft dat ozonoverschot hangen - met alle gevolgen van dien.

Absorptievermogen van planten

Het platteland bevat gelukkig veel groen. Planten kunnen maar liefst twintig procent van de ozon in de lage atmosfeer absorberen. Een kunstje dat goed van pas komt tijdens hittegolven met hoge ozonconcentraties... ware het niet dat de begroeiing het net dan laat afweten. Planten zien immers ook af van al dat ozon. Een studie aan de Universiteit van Göteborg toonde aan dat planten het gas opnemen via poriën of stomata in hun blaadjes, en dat is schadelijk. Ozon versnelt het verouderingsproces van planten en belemmert de groei, met slechtere oogsten tot gevolg. Tijdens warme, ozonrijke zomers kan de opbrengst van onze landbouwgewassen met maar liefst twintig procent achteruit gaan.

De Zweedse onderzoekers vrezen dat de opwarming van de aarde de schade aan planten alleen maar zal verergeren, maar volgens een nieuwe studie aan de University of York zijn planten weerbaarder dan we denken. Tijdens warm en droog weer sluiten ze hun stomata immers af, vooral om water te besparen. Daardoor halen ze ook amper nog ozon uit de lucht. Dat is goed voor de plant, maar slecht voor ons. Door dat beschermingsmechanisme blijft er in het slechtste geval tot twintig procent méér ozon in de lucht hangen. En in tegenstelling tot planten kunnen mensen niet zomaar stoppen met ademen.

Acuut hartfalen

Hoewel niet iedereen plots in elkaar stort bij te hoge ozonconcentraties, kan een langdurige blootstelling fataal zijn. Dat is vooral zo bij oudere mensen en personen met ademhalingsproblemen. Daarom waarschuwt de Intergewestelijke Cel voor het Leefmilieu ons als de concentraties mogelijk de grens van 180 microgram per kubieke meter zullen overschrijden. Vanaf dan ondervinden veel mensen hinder en vermindert de longcapaciteit bij gevoelige personen met tien procent.

Maar het zijn niet alleen ouderen en longpatiënten die uit hun doppen moeten kijken. De gevolgen kunnen iedereen treffen. Een paar jaar geleden onderzochten Amerikaanse wetenschappers de effecten van de blootstelling aan ozon bij gezonde vrijwilligers tussen 19 en 33 jaar. Zij moesten vervuilde lucht inademen terwijl ze afwisselend een kwartier fietsten op een hometrainer en een kwartier uitrustten. De luchtvervuiling was te vergelijken met een overschrijding van de Europese drempelwaarden. Hoewel de vrijwilligers geen hinder ondervonden van de ingeademde ozon bleek het gas toch zijn tol te eisen. Vlak na de proef en zelfs de ochtend erop bevatte hun bloed een grote hoeveelheid interleukine-1 beta, een substantie die ontstekingen aangeeft en een belangrijke rol speelt bij hartziektes. Tegelijk was het aandeel plasminogeen, een stof die helpt om bloedklonters op te lossen, drastisch verminderd. Tot slot bleek ook het hartritme van de vrijwilligers te zijn aangetast.

Uit die bevindingen concludeerden de onderzoekers dat er een sterk verband bestaat tussen de blootstelling aan hoge ozonwaarden en acuut hartfalen. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie sterven er jaarlijks twee miljoen mensen met een gevoelig hart aan de gevolgen van vervuilde lucht. Terwijl het dankzij de waarschuwingen van de weerman zeker bij ons mogelijk is om blootstelling aan ozon te vermijden.

Oplossing nog niet voor morgen

Zeker voor oudere mensen en hartpatiënten is het aangewezen om die waarschuwingen ernstig te nemen. Binnenblijven is een veilige optie. Ozon is immers een erg vluchtig gas, dat verdwijnt bij contact met de omgeving. Binnenshuis zullen de concentraties dus een stuk lager liggen. En wie zijn woonkamer helemaal ozonvrij wil houden, doet er goed aan enkele kamerplanten in huis te halen. Een onderzoek van de University of Pennsylvania toonde in 2009 immers aan dat goedverzorgde kamerplanten de ozon uit een niet te grote ruimte in maximaal twee uur wegfilteren.

Een globale oplossing voor het ozonprobleem zit er voorlopig niet in. De manier waarop ozon gevormd wordt, maakt het immers moeilijk het gas te bestrijden. En een vermindering van de vervuiling zal in eerste instantie een averechts effect hebben. Naar analogie met de situatie op het platteland zou minder verkeersvervuiling voor een vermindering van de stikstofmonoxide in de lucht zorgen, met dus méér ozon tot gevolg. Bovendien wordt er ook heel wat vervuilde lucht aangevoerd uit onze buurlanden. De enige manier om een einde te maken aan hoge ozonconcentraties is om de luchtvervuiling op Europese schaal drastisch te verlagen.

Verschillende overeenkomsten, richtlijnen en reguleringen moeten aan die verlaging bijdragen. Niet alleen omwille van de ozon, maar ook om de opwarming van de aarde en de verspreiding van fijn stof tegen te gaan. Hoewel die maatregelen toe te juichen zijn, zullen we nog minstens enkele jaren moeten leven met de acute luchtvervuiling die ozon veroorzaakt. Gelukkig verdwijnt het gas meestal even snel als het gekomen is: een onweer, een aangenaam briesje of wat bewolking zijn al genoeg om de concentraties weer te doen zakken. Ozon zal onze zomer dus niet om zeep helpen. Al is het wel verstandig om die lange fietstocht of zomerse looptraining een dagje uit te stellen als de ozonwaarden te hoog liggen. Zelfs wanneer je er niets van voelt.

Dit artikel verschijnt ook in Eos Weekblad op iPad
Elke vrijdag bieden we u een nieuwsgedreven weekblad, gelardeerd met beeld en geluid. De Eos-app kunt u gratis downloaden in de App-store van iTunes. Met die app haalt u de wekelijkse uitgaven gratis binnen.