20 Jahre im Dienst der reinen Luft
Erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Physikalisch-Technischer
Bundesanstalt und Umweltbundesamt – Ozon wird mehr in den Fokus rücken.
Es ist Segen und Fluch zugleich: Weit oben in der Stratosphäre schützt
Ozon die Erde vor übermäßiger UV-Einstrahlung, aber weiter unten ist es
eine Gefahr für die Gesundheit der Menschen und für das Klima. Es bildet
sich, wenn Schadstoffe wie etwa Stickoxide in der Luft mit Sonnenlicht
wechselwirken. In hohen Konzentrationen reizt Ozon bei Menschen die
Atemwege. Für das Klima wirkt es als schädliches Treibhausgas. Es ist
daher immens wichtig, die Ozonkonzentration mit präzisen Messverfahren
feinmaschig zu kontrollieren. Dazu wird die agile Zusammenarbeit zwischen
Behörden, wie sie heute von vielen Bürgerinnen und Bürgern gewünscht wird,
großgeschrieben: Dem Umweltbundesamt (UBA) und der Physikalisch-
Technischen Bundesanstalt (PTB) gelingt diese gemeinsame
Qualitätssicherung der Ozonmessungen bereits seit 20 Jahren. Eine
Erfolgsgeschichte, die immer wieder neue Herausforderungen meistert, wie
die Experten in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts Gefahrstoffe
berichten.
Ozon ist eigentlich ein Sommergas. Es bildet sich umso mehr, je intensiver
die Sonne scheint. „So gesehen liegt das 20-jährige Jubiläum der
Zusammenarbeit von PTB und UBA in der falschen Jahreszeit“, scherzt Jantje
Kalin vom Geschäftsführungsteam des PTB-Innovationsclusters Umwelt und
Klima der PTB. „Doch es ist wichtig, jetzt schon darauf hinzuweisen, dass
Ozonmessungen zukünftig noch genauer werden und Ozon mit seinen
schädlichen Wirkungen dadurch wieder öfter in den Fokus der Öffentlichkeit
rücken könnte.“
Der Hintergrund: Der sogenannte Absorptionsquerschnitt von Ozon ist schon
vor einigen Jahren neu vermessen worden. Er wird nun demnächst in alle
Ozonmessungen eingehen, sodass diese genauer, aber damit auch höher
werden. Der Absorptionsquerschnitt ist ein Maß für die Stärke einer
Wechselwirkung zwischen Strahlung und Teilchen. In diesem konkreten Fall
geht es um Ozonteilchen und die Strahlung, die bei ihrer Messung
eingesetzt wird: In einem Photometer wird UV-Licht durch eine
Absorptionszelle mit ozonhaltiger Luft geschickt. Die Ozonteilchen
absorbieren Licht – je mehr Teilchen, desto mehr Absorption.
Durch die neue, metrologische Vermessung des Absorptionsquerschnitts
werden die Messungen des Ozons genauer. Olav Werhahn, ebenfalls vom
Geschäftsführungsteam des PTB-Innovationsclusters Umwelt und Klima,
ergänzt: „Die Einführung des neuen Wertes zum 1. Januar 2025 wird dazu
führen, dass sich weltweit alle Ozonmesswerte, die mittels Standard-
Referenzphotometern bestimmt werden, schlagartig um 1,3 % nach oben
ändern. Das kann zur Folge haben, dass die Grenzwerte häufiger
überschritten werden.“
Dann könnte es im Sommer wieder öfter heißen: Vorsicht vor zu hohen
Ozonwerten! Bitte möglichst keinen Sport im Freien treiben! Laut UBA haben
die Ozon-Spitzenwerte in den letzten Jahren zwar etwas abgenommen –
allerdings bei höherer Dauerbelastung. „Wenn die Grenzwerte jetzt wieder
häufiger überschritten werden, tritt die Belastung durch Ozon wieder mehr
ins Bewusstsein der Bevölkerung. Dies finde ich sehr wichtig, denn mit dem
Bewusstsein des hohen Risikos von Ozon für die Gesundheit kann dagegen
auch mehr getan werden“, erklärt Jantje Kalin. „Darum sind hochgenaue
Messungen so wichtig.“
Zusammen sorgen PTB und UBA dafür, dass die Überwachung der Luftqualität
in Deutschland auf einer sicheren Basis ruht. „Die Zusammenarbeit
verbessert die kontinuierlichen Prüfungen der vielen entsprechenden Ozon-
Messgeräte der Länder, aber auch derjenigen, die in der Industrie im
Einsatz sind. Und es kommt allen Messungen weltweit zugute, denn die
Referenzgeräte von PTB und UBA bringen ihre Messqualität über sogenannte
Ringvergleiche in viele Länder auf allen Kontinenten“, erklärt Olav
Werhahn. Das Ziel ist es, die internationale Vergleichbarkeit und die
hohen Qualitätsanforderungen, wie sie in der Klimabeobachtung gebraucht
werden, überall zu garantieren. Die Ergebnisse solcher Vergleiche werden
vom Internationalen Büro für Maße und Gewicht (BIPM) veröffentlicht. Damit
tragen die beiden Ozon-Standard-Referenzphotomet
federführend zur Sicherstellung der Qualität internationaler Ozon-
Messungen bei.
Für die PTB haben die Standard-Referenzphotometer darüber hinaus eine
besondere Bedeutung. Als Gerätestandard sind sie ein Vorbild für die
Entwicklung neuer optischer Gasstandards. Diese benötigen in Zukunft keine
Vorkalibrierung mehr mit einem Referenzgas, sondern stützen sich wie die
Ozon-Standards nur noch auf Spektraldaten sowie Messungen von Gasdruck und
Gastemperatur. „Messgeräte wie die Ozon-Referenzphotometer sind die
Zukunft für genaue Gasmessungen“, sagt Olav Werhahn. „Und diese werden für
die Messung von Gasen immer wichtiger“.
PTB-Innovationscluster Umwelt und Klima
Sinnvolles Handeln braucht vertrauenswürdige, also qualitätsgesicherte
Daten. Wer verlässliche Aussagen über Ökosysteme oder Klimaveränderungen
machen will, braucht genaue Messungen. Die PTB ermöglicht solche Messungen
in einzigartiger Genauigkeit und macht sie weltweit vergleichbar. Ihr
Innovationscluster Umwelt und Klima ist eines von sechs übergreifenden
Clustern, die die großen Fragen der Gegenwart und Zukunft im Blick haben.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Jantje Kalin und Dr. Olav Werhahn, Geschäftsführende des PTB-
Innovationsclusters Umwelt und Klima, Telefon: (0531) 592-2008,
Originalpublikation:
H. Gerwig, J. Kalin, C. Meyer, W. Travnicek, O. Werhahn: Ozon-Messungen
mit Standard-Referenzphotometern in Deutschland – eine Erfolgsgeschichte
mit metrologischer Rückführung. In: Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft.
2024; Jg. 84, Nr. 1-2. S. 5-13.
