Ozon is een bekend en interessant gas. Het wordt gezien als een "goed" gas wanneer het aanwezig is in de stratosfeer, waar het de ozonlaag vormt die 15 tot 30 kilometer boven de aarde zit en die het leven beschermt tegen schadelijke ultraviolette straling.

Maar wanneer aanwezig in de laagste atmosferische laag - de troposfeer, die zich 8 tot 14 kilometer boven de aarde uitstrekt - ozon wordt een zorg voor de gezondheid van mens en plant. Het is ook het derde belangrijkste broeikasgas na koolstofdioxide en methaan. Er is substantieel bewijs dat ozon een van de meest fytotoxische (giftig voor planten) luchtverontreinigende stoffen is, wereldwijd aanzienlijke schade toebrengen aan landbouwgewassen.

Een combinatie van verontreinigende stoffen

Dit komt deels omdat ozon een secundaire luchtvervuiler is:het wordt niet rechtstreeks uitgestoten, maar wordt gevormd wanneer andere primaire verontreinigende stoffen – voornamelijk stikstofoxiden (NO _x ), koolmonoxide (CO) en vluchtige organische stoffen (VOS), die voornamelijk worden uitgestoten door de verbranding van fossiele brandstoffen in het vervoer, industrie en energieopwekking – ondergaan fotochemische reacties onder zonnige omstandigheden.

Er zijn enkele uren nodig om deze fotochemische reacties te laten plaatsvinden, wat betekent dat de ozonconcentraties beneden de wind van stedelijke en industriële centra vaak hoger zijn.

Sommige belangrijke landbouwregio's in de buurt van stedelijke en industriële centra hebben te maken met verhoogde ozonconcentraties, deze omvatten het Midwesten van de VS, een groot deel van het vasteland van Europa, de Indo-Gangetische vlakten van Zuid-Azië, en de kust van China.

In deze regio's, ozonconcentraties worden vaak hoog genoeg om de fysiologie van gewassen te beïnvloeden, groei en opbrengst. Hemisferisch transport van ozon en zijn voorlopers kan ook plaatsvinden, zodat emissies in het ene continent de concentraties in een ander continent beïnvloeden, bijvoorbeeld, Noord-Amerikaanse emissies kunnen door ozon veroorzaakte opbrengstverliezen in Europa beïnvloeden.

Ozon komt plantenbladeren binnen via huidmondjes – poriën die de gasuitwisseling vergemakkelijken – waar het reageert met cellulaire componenten, het produceren van een reeks chemische reacties die sterke oxidatieve stress veroorzaken. Schade varieert van zichtbare bladverwondingen zoals vergeling (chlorose) en meanderen en lokale celdood (necrose), tot subtiele fysiologische veranderingen zoals verminderde fotosynthese en vroegtijdige veroudering. Deze effecten verminderen uiteindelijk de gewasopbrengsten.

Een groeiende zorg

Ozonniveaus zijn verdubbeld sinds pre-industriële tijden als gevolg van antropogene emissies. Vanwege de strenge luchtkwaliteitscontroles, de ozonpieken zijn de afgelopen decennia in Europa en Noord-Amerika gedaald. Echter, de "achtergrondozon", dat is de ozonconcentratie in afwezigheid van lokale antropogene bronnen, is de afgelopen jaren wereldwijd toegenomen.

In ontwikkelingslanden, vooral Zuid- en Oost-Azië, ozonniveaus stijgen en deze trend zal zich in ieder geval tot 2030 voortzetten, tenzij de uitstoot van ozonprecursoren (NO _x en VOS) aanzienlijk worden verminderd.

Het is belangrijk op te merken dat regio's met hoge huidige en toekomstige ozonniveaus ook een prominente positie innemen in de wereldwijde landbouw en voedselproductie en kwetsbaar zijn voor voedselonzekerheid.

China en India zijn belangrijke voorbeelden van landen waar ozonvervuiling de gewasproductie al bedreigt. In India, tot 14 en 6% opbrengstverliezen in tarwe en rijst, respectievelijk, zijn naar schatting veroorzaakt door ozon.

Vergaande sociaaleconomische implicaties

Ozon voegt dus nog een andere factor toe aan de bestaande nexus van armoede, ondervoeding en effecten van klimaatverandering die de voedsel- en voedingszekerheid in sommige van deze regio's op de proef stellen. Het is ook belangrijk om te bedenken dat de instabiliteit van deze voedselsystemen verstrekkende sociaaleconomische gevolgen zal hebben via veranderingen in voedselprijzen, landbouwinkomens, consumentengedrag en toegang tot voeding voor verschillende groepen in de samenleving, inclusief vrouwen.

Studies tonen aan dat oogstverliezen als gevolg van omgevingsfactoren boeren vaak treffen door toenemende schulden en toenemende werkdruk, evenals door veranderende genderverhoudingen.

Tegelijkertijd, het dichten van de opbrengstkloven in bestaande en toekomstige landbouwregio's is essentieel voor de wereldwijde voedselzekerheid.

Boeren en beleidsmakers zien luchtverontreiniging vaak niet als een oorzaak van lagere gewasopbrengsten en zorgen over de luchtkwaliteit blijven gefocust op steden en stedelijke centra waar verhoogde vervuiling gevolgen heeft voor de menselijke gezondheid. Daarom, het is belangrijk dat media, wetenschappers en milieuactivisten nemen het voortouw om boeren te bereiken, publiek en beleidsmakers, en hen bewijs te leveren van risico's en schade en samen te werken om te begrijpen waar oplossingen nodig zijn om ozonvervuiling en de gevolgen ervan te verminderen.

Integratie van ozonvervuiling

Door deze uitdagingen te erkennen, wetenschappers zouden moeten overwegen om ozonvervuiling op te nemen in voorspellingen van seizoensopbrengsten. Onderzoekers van het Stockholm Environment Institute ontwikkelen instrumenten voor het beoordelen van ozonrisico's en schade aan gewassen. Een recent rapport benadrukt het belang van ozonmonitoringnetwerken in plattelandsgebieden voor het beoordelen van achtergrondconcentraties van ozon en de frequentie van episodes van hoge ozon.

Dit is met name van belang omdat de monitoring van de luchtkwaliteit over het algemeen is gericht op stedelijke en semi-stedelijke gebieden. Dit rapport synthetiseerde informatie van 15 ozonmonitoringnetwerken over de hele wereld, waaronder het Europees monitoring- en evaluatieprogramma, samen met gegevens die zijn verzameld door individuele onderzoekers of kleinere regionale tot nationale netwerken.

Dergelijke netwerken zullen de integratie van informatie over ozonvervuiling mogelijk maken, met het potentieel om vroegtijdige waarschuwingen te geven voor ozonepisodes (die vaak dagen tot weken kunnen duren) en boeren helpen om oogstverlies tot een minimum te beperken door middel van geschikte beheerpraktijken.

Onderzoek om veerkrachtige landbouwsystemen te ontwikkelen zou idealiter aanpassing integreren om de ergste effecten van ozonvervuiling naast klimaatverandering te voorkomen door middel van verbeterde gewasveredeling en agronomische praktijken. Echter, het is een absolute noodzaak om de verbanden en interacties tussen luchtkwaliteit, klimaatverandering, landbouw, voedselvoorraad, en de bijbehorende sociaal-economische implicaties op de lokale, regionale en mondiale schaal om een ​​compleet beeld van het probleem te genereren en daarmee effectieve oplossingen te bieden.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.