Marknära ozon

Marknära ozon (även kallat markozon eller troposfäriskt ozon) är ozon nära jordytan. I stratosfären, över tio kilometers höjd, skyddar ozon mot solens farliga ultravioletta strålar, men det är skadligt för växter och djur som lever i den lägsta delen av atmosfären. Det hindrar fotosyntesen och skadar vattenbalansen hos växter, och reagerar med slemhinnorna i luftvägarna. Marknära ozon bildas bland annat när solljuset möter bilavgaser. Det alstras också i kopieringsapparater. Marknära ozon är en växthusgas.

Bildning av marknära ozon

Ozon bildas naturligt av fotolys av kvävedioxid (NO₂) genom följande reaktioner:

NO₂ + UV → NO + O

O₂ + O → O₃

NO + O₃ → NO₂ + O₂

O₃ + UV → O₂ + O

Dessa reaktioner leder inte till någon nettoproduktion av ozon, eftersom det ozon som bildas i reaktion 2 bryts ned av den kväveoxid (NO) som bildas i reaktion 1. Dock kommer dessa reaktioner, på grund av olika reaktionshastighet, att leda till att luften dagtid innehåller en låg koncentration av ozon. Mekanismerna har klarlagts av bland andra Paul Crutzen.

Höga halter uppstår först i närvaro av lättflyktiga organiska föreningar (VOC:er). En del av sådana organiska föreningar avges naturligt av växter (särskilt barrträd), men i städer kommer emissionen från mänskliga källor såsom hantering av olja och oljeprodukter eller ofullständig förbränning av oljeprodukter i motorer och kraftverk. Dessa organiska föreningar höjer halten av ozon då de reagerar med kväveoxiden som bildas i reaktion 1 ovan. Elimination av kväveoxiden leder till att mindre ozon kan förstöras genom reaktion 3, vilket leder till att koncentrationen av ozon dagtid höjs. Ett exempel på hur detta sker är genom oxidation av etan:

C₂H₆ + OH → C₂H₅ + H₂O

C₂H₅ + O₂ → C₂H₅O₂

Den peroxiradikal (C₂H₅O₂) som bildas i den andra reaktionen ovan kan sedan reagera med NO:

C₂H₅O₂ + NO → C₂H₅O + NO₂

Kvävedioxiden som bildas här kan sedan fotolyseras vidare enligt den allra första reaktionen ovan och bilda mer ozon.