AFSTEKEN VUURWERK LEIDT TOT PRODUCTIE VAN OZON IN ATMOSFEER

Met `the Fourth of July' en `Quatorze Juillet' in aantocht komen Indiase onderzoekers met het bericht dat het op grote schaal afsteken van vuurpijlen leidt tot extra productie van ozon in de atmosfeer (Nature, 28 juni). Ozon behoort met kooldioxide en methaan tot de belangrijke broeikasgassen. Ook tast het de longfunctie aan en heeft het een negatieve invloed op de fotosynthese bij planten.

Ozon ontstaat in de stratosfeer onder invloed van ultraviolet zonlicht, in de aanwezigheid van stikstofoxiden. Zuurstof (O2) dissocieert hierbij in twee afzonderlijke atomen, waarna ozon (O3) ontstaat uit de reactie van O2en O. De productiesnelheid hangt ook af van de aanwezigheid van gassen als koolmonoxide en methaan. De beruchte smog in Los Angeles is mede ongezond door de hoge concentraties aan ozon.

Arun Attri en collega's, verbonden aan de Jawaharlal Nehru Universiteit in New Delhi, hebben een nieuwe bron van ozon ontdekt die ook in de afwezigheid van zonlicht en stikstofoxiden werkzaam is: vuurwerk. November 1999, tijdens het vijfdaagse Dewali-festival (een van de belangrijkste Hindoe-feesten in India), deden de Indiase onderzoekers in de stad Delhi routinemetingen naar de atmosferische concentraties stikstofoxide (NO en NO2) en ozon, en naar de lokale temperatuur en vochtigheid. Aldus wilden ze de invloed nagaan van het afsteken van grote hoeveelheden vuurwerk – licht speelt op Dewali een centrale rol. De uikomst was dat tijdens de nacht van 7 november 1999, toen Hindoes het begin van het nieuwe jaar vierden, een piek optrad in de ozonproductie. Het ging om maximaal 9 ppbv (parts per billion by volume). Normaal bouwt de ozonconcentratie zich overdag geleidelijk op, met een gemiddelde van circa 55 ppbv op grondniveau. De nachten direct voor of na het lichtfeest, zo stelden de onderzoekers vast, vond geen ozonproductie plaats.

Aanvullende experimenten, uitgevoerd onder diverse atmosferische condities en bij gelijkblijvende concentraties stikstofoxides, gaven een duidelijk verband te zien tussen de hoeveelheid ontvlambaar materiaal in het afgestoken vuurwerk en de hoeveelheid gevormde ozon. Vuurwerk bevat, afhankelijk van de kleur die het genereert, diverse chemische verbindingen zoals kaliumperchloraat, zwavel, aluminium en mangaan. Wanneer deze stoffen hoog in de lucht tot ontbranding komen ontstaat, naast karakteristieke vuurwerkkleuren, ook een aanzienlijke fractie ultraviolet licht, energierijk genoeg om een zuurstofmolecuul in zijn atomen te splitsen. Waarna de reactie tot ozon plaatsgrijpt.