UV-Strahlung Ozon FCKW Hautkrebs Was haben Ø Hautkrebs

Präsentation zum Thema: "UV-Strahlung Ozon FCKW Hautkrebs Was haben Ø Hautkrebs"—  Präsentation transkript:

1 UV-Strahlung Ozon FCKW Hautkrebs Was haben Ø Hautkrebs
Ø  Hautkrebs Ø  UV – Strahlung Ø  Ozon Ø  und FCKW miteinander zu tun ??????

2 Das „böse“ Ozon am Boden hat mit dem „guten“ Ozon in der Stratosphäre nichts zu tun !
Ein Ozonüberschuss am Boden (Troposphäre) hat aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsweise andere Leiden zur Folge: Erkrankungen der Atemwege (z.B. Asthma), besonders Kinder sowie bei körperlicher Anstrengung Entzündungen Übelkeit Veränderungen im Blutbild Effekte auf das Nervensystem (Müdigkeit, Leistungsabnahme). Waldsterben Korrosion an allen Metallgegenständen Zerstörung von Gebäuden (Denkmäler) Zunächst eine Klarstellung. Wenn bei uns im Sommer Ozonwerte durchgesagt werden, d.h. die Ozonbelastung zu groß ist, so ist dies ein ganz anderes Umweltproblem, welches mit dem im folgenden Vortrag dargestellten nichts zu tun hat.

3 Inhalt UV - Strahlung Hautkrebs und andere Auswirkungen
Aufbau der Haut Ozonschicht und Ozonloch Wir werden den Vortrag wie auf der Folie dargestellt gliedern. FCKW und Alternativen

4 Was ist UV-Strahlung? Das UV-Licht befindet sich unter 390nm.
Das sichtbare Licht befindet sich im Bereich von 390nm bis 770nm. Das UV-Licht befindet sich unter 390nm. UV-B und UV-C Strahlung ist schädlicher. Sie dringt nicht so tief in die Haut ein und reagiert schon in der Ober- und Lederhaut. Licht stellt man sich wie lauter kleine Wellen vor. Wie lang eine Welle ist (von einem Wellenberg zum nächsten Wellenberg) wird in Nanometer gemessen. Nanometer bedeutet Milliardstel Meter. Das Licht das wir sehen können ist aus allen Farben zusammengesetzt. Man sieht dies im Regenbogen. Wenn alle Farben zusammen bleiben, meinen wir, es wäre weiß. Das Licht, das wir sehen, hat Wellenlängen von 390 nm bis 770 nm. Licht mit größerer Wellenlänge heißt Infrarotstrahlung = Wärmestrahlung. Licht unterhalb von 330 nm, also unterhalb von violettem Licht, heißt Ultraviolette Strahlung, kurz UV-Strahlung. Nach ihrer schädigenden Wirkung teilt man sie ein in UV-A, UV-B und UV-C. UV-C hat die kürzeste Wellenlänge.

5 Das Spektrum der Sonnenstrahlung
Hier sieht man, wie die Sonnenstrahlung zusammengesetzt ist, wenn sie auf die Erde trifft. Glücklicherweise sind nur 4 % UV – Strahlung dabei. 52% sichtbares Licht 44% unsichtbare Infrarotstrahlung 4% UV Strahlung (Diese ist für die Haut am gefährlichsten!)

6 Folgen erhöhter UV-Strahlung
In den letzten Jahren kommt immer mehr UV – Licht auf der Erde an. Warum das so ist, erklären wir später. Was aber ist so schädlich daran? Wir werden es an den folgenden drei Punkten erklären: Hautkrebs Beispiele für andere Erkrankungen Auswirkungen auf die Natur Hautkrebs Beispiele für andere Erkrankungen Auswirkungen auf die Natur

7                                            Strahlenschädigung Die Hauptgefahren sind Entzündungsreaktionen (Sonnenbrand) und Schädigungen der Erbsubstanz der Hautzellen, die zu Hautkrebs führen können. Es können gutartige Melanome oder bösartige Melanome entstehen. Diese nennt man dann schwarzen Hautkrebs. Hautkrebs ist wohl die Folge, die die Menschen am unmittelbarsten betrifft. Mediziner unterscheiden zunächst „gutartige Melanome“ und „bösartige Melanome“. Aber natürlich sind die „gutartigen“ auch kein Grund zur Freude.Sie bilden nur keine „Ableger“ = Metastasen und man kann sie deshalb leichter wegoperieren.

8 nodulären Melanomen (NM). superfiziell spreitende Melanom (SSM)
Gutartiges Melanom Bösartiges Melanom Diese Bilder zeigen Hautkrebsgeschwüre. Wie man erkennt, gibt es da nochmal verschiedene Arten. Die „nodulären“ bilden eher Knoten, die „superfiziell spretenden“ bilden flächenartige Tumore. nodulären Melanomen (NM). superfiziell spreitende Melanom (SSM)

9 Das maligne Melanom - Schwarzer Hautkrebs -
Besonders bösartiger Tumor Entstehungsort: Meist von den pigmentbildenden Zellen (Melanozyten oder Nävuszellen) der Haut Entwicklung: Auf normaler Haut oder auf bereits vorbestehenden Nävuszellnävus (Leberfleck, Muttermal) Ausgangspunkt: Unterste Schicht der Oberhaut; Je nach Ausbreitungsbestreben (Autonomiegrad) verläuft das Wachsturm horizontal oder vertikal. Diese Folie erklärt sich von selbst. Sie wird auch beim normalen Vortrag weggelassen, weil sie zu speziell ist.

10 Ca. 20% aller Melanome gehören zu den
nodulären Melanomen (NM). Farblich variiert es von blau bis dunkelbraun. Durch das stark ausgeprägte Tiefenwachstum besitzt das NM die schlechteste Prognose aller Melanome. Diese Folie erklärt sich von selbst. Sie wird auch beim normalen Vortrag weggelassen, weil sie zu speziell ist.

11 Das superfiziell spreitende Melanom (SSM) tritt mit einem relativen Anteil von ca. 60% aller Melanome am häufigsten auf. Seine Entwicklung ist vorwiegend horizontal mit farblicher Vielfalt wie braun, grau, rosa bis blauschwarz. Es ist flach, teils knotig und von der gesunden Haut oft scharf begrenzt. Diese Folie erklärt sich von selbst. Sie wird auch beim normalen Vortrag weggelassen, weil sie zu speziell ist.

12 Dies Folie zeigt den Aufbau der Haut mit Oberhaut, Lederhaut, Unterhaut. Am Übergang von Oberhaut zu Lederhaut erkennt man die Keimschicht, in der immer neue Hautzellen gebildet werden.

13 Die Wirkung der UV-Strahlung
Die UV-B – Strahlung hat viel Energie. Darum reagiert sie bereits in der Oberhaut. Die UV-A-Strahlung kann tiefer eindringen, hat aber kleinere Wirkung. Beides führt dazu, dass sich mehr „Pigmente“ bilden, das heißt, man wird braun. Gleichzeitig aber wird das Kollagen = Bindegewebe zerstört: die Haut wird runzelig, Blutgefäße werden erweitert: die Haut erscheint rot. Am schlimmsten ist die Zerstörung von Enzymen, was zum Zelltod (Apoptose) führt, und die Schädigung der Erbsubstanz (DNA), die den Hautkrebs auslöst.

14 Reagieren wir alle gleich?
Durch den fortschreitenden Ozonverlust in der Stratosphäre hat die Intensität der UV-Strahlung deutlich zugenommen. Die Empfindlichkeit gegenüber der UV-A-Strahlung hängt stark vom Hauttyp ab. Gegen UV-B und UV-C sind wir aber alle gleich empfindlich. Es ist von der Natur nicht vorgesehen, dass diese Strahlen überhaupt bis zur Erde kommen. Nicht alle Menschen reagieren gleich. Für die Reaktion auf UV-A Strahlen (Bräunung) teilt man sie in vier Gruppen ein. Obwohl manche Menschen mehr Sonne vertragen, tritt jedoch die Schädigung bei allen früher oder später ein. Gegen UV-B und UV-C-Strahlung ist kein Mensch geschützt. Dass solche Strahlen überhaupt auf die Erde kommen ist nämlich von der Natur gar nicht vorgesehen.

15 Die 4 verschiedenen Hauttypen
Haut: Auffallend hell, blass Haare: Hellblond bis rötlich Augen: Grün, blau Reaktion auf Sonne: Immer, schwer, schmerzhaft Bräunung: Keine Bräunung Sonnenbrand nach: 10 Min. Hauttyp 2 Haut: Hell Haare: Blond bis braun Augen: Grau, blau, grün Reaktion auf Sonne: Meistens, schwer Bräunung: Mäßige Bräunung Sonnenbrand nach: 15 Min.

16 Die 4 verschiedenen Hauttypen
Haut:Hellbraun Haare: Dunkelblond, braun Augen: Grau, braun Reaktion auf Sonne: Seltener, mäßig Bräunung: Gut Sonnenbrand nach: Min. Hauttyp 4 Haut: Braun Haare: Dunkelbraun, schwarz Augen: Braun Reaktion auf Sonne: Kaum Bräunung: Schnell und tief; Sehr gut Sonnenbrand nach: Min.

17 Beispiele für andere Erkrankungen
Augenerkrankungen Außer Hautkrebs, kann UV-Strahlung die Augenlinse zerstören. Jeder weiß, dass man nicht ohne Augenschutz in die Sonne schauen darf. Erhöhte UV-Strahlung zerstört auch unser Immunsystem, das System, mit dem wir Krankheiten bekämpfen. Allgemeine Schwächung des Immunsystems

18 Auswirkungen auf die Natur
Eine nachhaltige Schädigung hinterlässt ebenso deutliche Merkmale an Pflanzen: Einschränkungen der Photosynthese Verkürzung der Sprosslängen Verminderung der durchschnittlichen Blattfläche Veränderung innerhalb der Pflanzengemeinschaft Diese Veränderungen können aus volkswirtschaftlicher Sicht zu Ernteverlusten in hohem Ausmaße und zu Veränderungen in der Nahrungskette führen und nicht zuletzt zum Waldsterben beitragen. Man stelle sich nur vor, dass die Photosyntheseleistung so wichtiger Nahrungspflanzen wie Weizen, Mais oder Reis zerstört wird. Dies würde zu riesigen Hungerkatastrophen auch in den Ländern führen, die heute noch wohl versorgt sind.

19 Auswirkungen auf die Natur
In den Meeren geht das nährstoffreiche Phytoplankton (z.B. Algen) zurück. Dies hat folgende Auswirkungen: Nahrungsmangel für Fische und Veränderung der Artenzusammensetzung Wegfall des größten Sauerstoffproduzenten sowie weniger Umsetzung von CO2 Zunahme des Treibhauseffektes Auch auf dieser Folie sieht man nochmals, welche Auswirkungen die Zerstörung der Pflanzen, diesmal der kleinen Meerespflanzen, hätte: Keine Pflanzen – keine Pflanzenfresserfische – keine größeren Fische ---- Rückgang der Fischfangquoten - Hunger. Wird auf dieser Welt weniger Photosynthese betrieben, so nimmt der Kohlenstoffdioxidgehalt enorm zu, welches zu einer weiteren Erwärmung der Erde führen wird (Treibhauseffekt).

20 Die Ozonschicht Lage und Aufbau
Nun wollen wir erklären, was die Ozonschicht mit all dem zu tun hat! Lage und Aufbau

21 Allgemeines über die Ozonschicht
Die Ozonschicht befindet sich in der Stratosphäre. Die größte Konzentration von Ozon ist in einer Höhe von 20 bis 25km vorhanden und dient dort als Schutzschild gegen die UV-B und UV-C Strahlung. Nur so ist das Leben auf der Erde in der heutigen Form überhaupt möglich. Die Ozonschicht ist in einer Höhe von 20 bis 25 km. Man nennt diese Schicht Stratosphäre. Die meisten Flugzeuge fliegen höchsten 10 km hoch. Die Ozonschicht hält die UV-Strahlen zurück. Noch hält sie fast das ganze UV-C zurück. UV-A und UV-B kann aber immer mehr hindurch kommen, weil die Schicht inzwischen schon dünn geworden ist. Warum ? Erklären wir gleich. Das ganze Leben auf dieser Erde, also auch wir Menschen, sind nur so wie wir sind, weil die Ozonschicht UV schon immer zurückhielt. Wenn sie das jetzt nicht mehr genau so tut, muss es andere Lebewesen auf der Erde geben.

22 Aufbau der Atmosphäre Unser Lebensraum befindet sich in der Troposphäre. Nochmal der Aufbau der Atmosphäre im Überblick. Wir leben in der Troposphäre, die Ozonschicht ist in der Stratosphäre.

23 Das antarktische Ozonloch
Die Ozonschicht ist über der ganzen Erdkugel dünner geworden. Am dünnsten ist sie allerdings über den Polen und den Ländern, die diesen Erdpolen am nächsten liegen. Am Beispiel des „Ozonloches“ über der Antarktis soll geklärt werden, warum gerade dort das Ozon in der Schicht so stark zerstört wird.

24 Warum über der Antarktis?
Die Grafik rechts zeigt das gemessene Totalozon über der Halley Bay Station in der Antarktis. Die Graphik zeigt das gemessene Ozon über der Halley Bay Station in der Antarktis. Jeder Punkt repräsentiert die mittlere Ozonmenge des Monats Oktober. Bemerkenswert ist die plötzliche Änderung der Kurve nach ca erreichten die Werte im Oktober weniger als die Hälfte der Werte der 70er Jahre, 20 Jahre zuvor. Dieser dramatische Verlust an Ozon war die Folge des Einsatzes menschengemachter Chemikalien, bekannt als 'Halogene', welche die berühmten FCKWs umfassen, die man üblicherweise in Kühlschränken usw. einsetzt. Diese FCKWs verbreiteten sich nun in die obere Atmosphäre, wo die viel stärkere UV-Strahlung sie in ihre Bestandteile zerlegt hatte. Dies setzte die möglicherweise schädlichen Chlor- (und Brom-)Atome frei, welche unter günstigen Bedingungen Ozon zerstören können. Dobson units (DU) Die Ozonmenge wird, anstelle einer Konzentration oder eines Mischungsverhältnisses, gerne auch in Dobson Einheiten (Dobson Units = DU) angegeben. 300 DU ist ein typischer Wert. Aber was heisst das? Nehmen wir an, die Ozonmoleküle wären nicht über die ganze Stratosphäre und 10% ja auch über die Troposphäre verteilt, sondern in einem dünnen Film am Erdboden konzentriert. Und bestände dieser Film aus reinem Ozon, so wäre er etwa 3 mm dick (= 300 DU). Also: 1 DU = 0,01 mm Dicke eines gedachten Filmes aus reinem Ozon am Erdboden.

25 Warum über der Antarktis?
Durch die Temperaturen von - 80° C kondensiert der Wasserdampf in der Stratosphäre unter der Bildung von Eiswolken. (PSC = Polar Stratospheric Clouds). Mit den Eiskristallen dieser Wolken können nun die Reservoirmoleküle HCl und ClONO2 reagieren. Warum also entsteht das Ozonloch? 1) Eine Bedingung sind die extrem niedrigen Temperaturen von etwa -80°C oder darunter, die während der Polarnacht über der Antarktis herrschen. Unter solchen Bedingungen bilden Salpetersäure und Wasser stratosphärische Eiswolken, die bei höheren Temperaturen nicht mehr stabil blieben. An der Oberfläche solcher Wolken können sich HCl (Salzsäure) und ClONO2 (Chlornitrat) chemisch zu Salpetersäure und reinem Chlor Cl2 umsetzen. 2) Zwar ist Chlorgas Cl2 ein stabiles Molekül und reagiert nicht mit Ozon, aber vom Sonnenlicht (UV !!) wird es leicht in zwei Radikale Cl gespalten, welche nun wiederum das Ozon angreifen.  Dabei wird HCl an der Oberfläche von Eiskristallen gebunden und reagiert mit dem Reservoirmolekül ClONO2 in einer Weise, bei der molekulares Chlor (Cl2) frei wird.

26 Warum über der Antarktis?
Durch das Absinken der sich abkühlenden Luftmassen bildet sich ein Luftmassen-Wirbel mit zyklonaler, zirkumpolarer Umströmung aus, der die kalte Luft über den Polen einschließt und das Eindringen wärmerer und ozonreicher Luftmassen aus niederen Breiten verhindert. Ein Ozonloch, welches über der Antarktis entstanden ist, schließt sich nicht leicht wieder, weil die Luft dort in Wirbelströmen das seitliche Eindringen wärmerer ozonreicherer Luft aus der Äquatorregion verhindert.

27 Die Zukunft des Ozonlochs
Aufgrund der Langlebigkeit von FCKW wird es noch ca. 50 Jahre dauern, bis die jetzt schon freigesetzten FCKWs aus der Stratosphäre entfernt sind. Außerdem wird die Nutzung von FCKW Gasen nicht ganz gestoppt, obwohl es Übereinkommen wie das Montreal Protokoll und seine Nachfolge-Protokolle gibt Kyoto-Protokoll Das Kyoto-Protokoll ist ein internationales Abkommen der UN Organisation UNFCCC zum Klimaschutz. Es schreibt verbindliche Ziele für die Verringerung des Ausstoßes von so genannten Treibhausgasen fest, welche als Auslöser der globalen Erwärmung gelten. Die Zunahme dieser Spurengase, zu denen vor allem Kohlendioxid (CO2), Methan und die Ozon zersetzenden FCKW (Fluorchlor-Kohlenwasserstoffe) zählen, wird großteils auf menschliche Aktivitäten zurückgeführt. Das Protokoll wurde in der japanischen Präfekturstadt Kyoto verhandelt und 1997 verabschiedet. Das Abkommen tritt jedoch erst in Kraft, wenn 55 Staaten, welche zusammen mehr als 55 % der Kohlenstoffdioxid-Emissionen (bezogen auf 1990) der Industrieländer verursachen, das Abkommen ratifiziert haben. Aktueller Status des Protokolls Deutschland hat das Protokoll endgültig am 26. April 2003 ratifiziert, alle anderen EU-Staaten folgten bis spätestens zum gemeinsamen Termin am 31. Mai Derzeit (Stand 05. September 2003) liegt die Zahl der Staaten, die das Protokoll ratifiziert haben, bei 117. Das entspricht etwas über 44 %. Sobald auch Russland, das für 17,4 % der Emissionen von 1990 verantwortlich war, die Ratifizierung abschließt, wäre die Grenze von 55 % überschritten und das Kyoto-Protokoll würde in Kraft treten. Mit Rücksicht auf die diplomatischen Beziehungen zu den USA hält sich Russland mit der Ratifizierung zurück. Aufgrund der Dringlichkeit des Klimaproblems hat sich die EU zusammen mit einigen anderen Staaten, darunter Kanada und Japan auf ein "Kyoto light" geeinigt. Auch ohne Inkrafttreten des Kyoto-Protokolls wollen diese Länder ihre zugesagten CO2-Minderungsziele bis 2012 erreichen. Die USA und Australien haben als wichtige Industrienationen das Kyoto-Protokoll zwar unterschrieben, aber letztlich nicht ratifiziert. Die USA allein sind im Durchschnitt der Treibhausgase für etwa 36% des globalen Ausstoßes verantwortlich (in etwa der doppelte pro-Kopf-Ausstoß der 25 EU-Staaten). Deutschland hat sich verpflichtet, seinen Ausstoß an den betreffenden Gasen von 2008 bis 2012 um 21 Prozent gegenüber dem Stand von 1990 zu senken. Zwar ist schon einiges geschehen - doch der restliche Weg zu diesem Ziel kostet die Wirtschaft wesentlich mehr als bisher und auch die politische mehr Mut oder Überzeugungskraft. Um den dazu vorhandenen Willen vieler Ratifikationsstaaten zu nützen, müssten die wirtschaftlichen Nachteile von einseitigen Maßnahmen wenigstens teilweise ausgeglichen werden.

28 FCKW FCKW – Wo sind sie enthalten?
Das sind die Schuldigen. Die FCKW: Fluor – Chlor – Kohlen - Wasserstoffe FCKW – Wo sind sie enthalten? Klimaschonende Alternativen und deren Nachteile

29 Was sind FCKW? FCKW ist die Abkürzung für Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe. Sie werden in Feuerlöschern, Spraydosen und Kühlschränken aller Art benutzt. Ihre Lebensdauer beträgt Jahre, da sie so reaktionsträge sind. FCKW ist die Abkürzung für Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe Die FCKW sind stabil, nicht brennbar, nicht explosiv, weitgehend ungiftig für Menschen, Tiere und Pflanzen und sie sind geruch- und geschmacksneutral Sie sind sehr reaktionsträge und ihre “ Lebensdauer“ beträgt Jahre Sie werden in Feuerlöschern, Spraydosen und Kühlschränken aller Art benutzt.

30 Warum zerstören die FCKW das Ozon?
UV-Strahlen trennen das Chlor-Atom vom FCKW-Molekül. Chlor und Ozon reagieren. Ozon ist zerstört Gleichzeitig entsteht Chloroxid, das auch mit Ozon reagiert. Ozon wird zerstört und dabei werden Chlor-Atome frei Die ewige Kettenreaktion zerstört das Ozon. Die UV-Strahlen der Sonne trennen das Chlor-Atom vom FCKW Molekül. Ein dazukommendes O3 Molekül (Ozon) reagiert mit dem Chlor Es entsteht ein Chlor-Sauerstoff Molekül und ein Sauerstoff (O2) Molekül. Trifft das Chlor-Sauerstoff Molekül auf ein weiteres O3 so reagieren diese und es entstehen ein Chlor Atom und zwei Sauerstoff Moleküle

31 Klimaschonende Alternativen
Enthalten in Kältemittel (Seit den 30er Jahren) Seit dem in Autoklimaanlagen und in Haushaltskühlschränke FCKW nicht mehr enthalten Stattdessen in Haushaltskühlschränken: Isobutan enthalten Ammoniak und Propan in gewerblichen Neuanlagen Auch: H-FKW, ozonunschädlich

32 In Kunststoffschäume verboten,
stattdessen Pentan oder Kohlenstoffdioxid seit 1994 in Dämmstoffen verboten, stattdessen Glas-/ Steinwolle, tierische oder pflanzliche Fasern In Reinigungs- und Lösungsmittel verboten seit 1992 Zunehmend Reinigungsmittel auf Wasserbasis werden nun verwendet Feuerlöscher 1994 verboten, stattdessen Kohlendioxid , Wasser , Schaum und Pulver In Spraydosen früh verboten, noch in speziellen Anwendungen (Asthmasprays) enthalten

33 Sonstige Klimaschonende Alternativen und ihre Nachteile
Kohlenwasserstoffe (Propan, Isobutan, Pentan  brennbar) Kohlendioxid (Emissionen von Kohlendioxid für Umwelt und Klima schädlich: Treibhauseffekt. ) Wasser (sehr reaktionsfähig mit Stoffen, die bei der Reaktion ihre Eigenschaft verlieren) Ammoniak (Können in der Luft sich zu Ammoniumverbindungen umwandeln, welche zu einer Überdüngung von Gewässern und der Vegetation führen. Außerdem ist Ammoniak stark giftig.)