Misschien heeft mijn vorige blog over stikstof (zie link) voor onduidelijkheden gezorgd. Het was niet de bedoeling om aan te tonen dat stikstof géén effect heeft (of kan hebben) op Natura2000 gebieden. Wel ben ik van mening dat deze effecten van stikstof op dit moment duidelijk worden overschat.
Er zijn immers een tweetal aspecten ten aanzien van de depositie van ammoniak die een aantoonbaar effect hebben op plantengroei en de samenstelling van vegetatie-associaties.
Als eerste is er een effect als gevolg van de directe blootstelling van planten aan hoge doses ammoniak. De zgn. “Directe ammoniak schade”.
Hiervoor gevoelige planten die worden blootgesteld aan hoge stikstof concentraties, raken hierdoor beschadigd. Vanwege de schade die ammoniak op deze wijze toebrengt aan gewassen, bestaat er in Nederland al sinds 1981 het rapport “Stallucht en planten”, waarin een, op dit moment nog steeds gehanteerd, toetsingskader is geschreven over wanneer uitbreidingen van veehouderijen niet zijn toegestaan in de nabijheid van “voor ammoniak gevoelige planten”.
Daarnaast is er een ‘bemestend effect’. Voor planten is stikstof een onmisbaar element om te kunnen groeien. Vervelend is wel dat sommige planten, beter dan andere, gebruik kunnen maken van de extra bemesting door ammoniak. Dit leidt klaarblijkelijk tot een duidelijk effect op de vegetatie samenstelling. In de nabijheid van grote stikstof bronnen is er een duidelijke verschuiving te zien naar zgn. “stikstof minnende” planten.
Voor de verschillende vegetatie-habitats in Nederland zijn als gevolg hiervan zgn. “Kritische Depositie Waarden” (KDW) vastgesteld, “waarboven het risico niet kan worden uitgesloten dat de kwaliteit van het habitattype significant wordt aangetast als gevolg van de verzurende en/of vermestende invloed van de atmosferische stikstofdepositie.”
In het rapport “Overzicht van de kritische depositiewaarden van stikstof op habitatgebieden en Natura 2000 gebieden” wordt dit als volgt toegelicht: “Wanneer de atmosferische depositie hoger is dan het kritische niveau van het habitattype, bestaat er een duidelijk risico op een significant negatief effect, namelijk dat het instandhoudingsdoel in termen van biodiversiteit niet duurzaam kan worden gerealiseerd.”
Zoals ik al eerder heb opgemerkt is dit iets voor de kenners: dit is natuurlijk een juridische definitie, aangepast aan artikel 6, tweede lid van de (Europese) habitatrichtlijn:
“De lidstaten treffen passende maatregelen om ervoor te zorgen dat de kwaliteit van de natuurlijke habitats en de habitats van soorten in de speciale beschermingszones niet verslechtert en er geen storende factoren optreden voor de soorten waarvoor de zones zijn aangewezen, voor zover die factoren, gelet op de doelstellingen van deze richtlijn een significant effect zouden kunnen hebben.”
Tot dusverre hebben de Nederlandse rechtbanken zich keurig geconformeerd aan de inzichten van Alterra, de opsteller van het rapport, maar uit de eerdere blogs (zie link) zal duidelijk zijn dat er zeker vraagtekens gezet mogen worden bij de wetenschappelijke waarde (van deze definitie) van de KDW’s.
Veldproeven
In de jurisprudentie is uitgemaakt dat ‘directe ammoniakschade’ een maximaal bereik van 50 meter heeft voor ‘ammoniak gevoelige planten’. Het bemestende effect van ammoniak wordt dan ook verantwoordelijk gehouden voor de hierboven genoemde verschuivingen in de vegetatie in de nabijheid van een grote stikstofbron.
Toch moet eigenlijk worden geconcludeerd dat niet duidelijk is of dit wel zo is.
De stromen stikstof die deel uitmaken van de jaarlijkse stikstof kringloop maken het immers onwaarschijnlijk dat de effecten op de vegetatie, die in de nabijheid van een grote stikstofbron waargenomen worden, worden veroorzaakt door van de, relatief geringe, hoeveelheid stikstof, die door depositie van ammoniak en stikstofoxiden bijdraagt aan de stikstofbalans. (zie link)
Helaas is de tijd van het praktijkonderzoek naar de verspreiding van ammoniak door stallen al enkele jaren voorbij. De praktijk is vervangen door numerieke modellen die op zichzelf een prima overeenstemming laten zien tussen metingen en berekeningen.
In Nederland wordt het Operationele Prioritaire Stoffen model (OPS) gebruikt wat in het (veel bekritiseerde) Aerius rekenmodel, de ammoniakdepositie berekent, tot op zeer grote afstanden van de bron.
Toch is het misschien geen slecht idee om een aantal veldproeven nog eens te bestuderen om te zien wat nu eigenlijk precies wordt gemeten ten aanzien van de ammoniakemissie van veehouderijen.
Een van de belangrijkste studies in dat kader is het “GRAMINAE Integrated Experiment” in Braunschweig (2009), een studie van 23 Europese wetenschappers met onder meer M.A. Sutton (reviewer van het Nederlandse ammoniakbeleid) en J.W. Erisman (welbekend).
De opzet van de studie was simpel. Gezocht werd naar een verbetering van het begrip van productie en verspreiding van ammoniak bij een grasland in de nabijheid van een agrarisch bedrijf.
Het onderzoek vond plaats in het onderstaande gebied. De studie had naast het in beeld brengen van de veehouderij (120 melkvee, 130 overig rundvee en 100 varkens) onder meer ook betrekking op het effect van bemesting en beheer van het grasland.
Van belang in dit kader is onder meer de onderstaande grafiek, waarin het effect van een veehouderij niet in depositie is uitgedrukt, maar in concentratieverhoging van de ammoniak in de atmosfeer.
Te zien is dat na ongeveer 400 meter de emissie van het agrarische bedrijf is opgegaan in de achtergrondconcentratie. Dit is een bekend verschijnsel wat bij vrijwel alle in die tijd uitgevoerde veld-experimenten kan worden waargenomen.
Hierbij kan o.a. worden verwezen naar de studie van (2) Von Bobrutzki, et al.(2010) waarin de depositie van 382.200 slachtkuikens werd bestudeerd. Uiteraard mag de studie van (3) Santing (2012) niet ontbreken, waarbij de effecten van een aantal bedrijven in Dwingelderveld werden bestudeerd, terwijl ook (4) Sommer in Denemarken een studie heeft gedaan bij een leghennen bedrijf.
Bij alle bestudeerde studies is een vergelijkbaar beeld op te tekenen. Na enkele honderden meters verdwijnt de extra emissie in de achtergrondconcentratie. Bij (2) waren dit 415 meters, bij (3) was er een effect tot maximaal 400 meter terwijl bij (4) er sprake was van een effectgebied van 300 meter.
De studie (2) was in dat verband bijzonder, omdat er ook een vergelijkende vegetatiekartering plaats vond. Verrassend, of misschien ook niet, was dat ook de effecten op de vegetatiesamenstelling, verdwenen na 415 meter. Het is immers zo dat de depositie van ammoniak wordt bepaald door de concentratie van ammoniak in de atmosfeer.
Het is dan ook niet goed te begrijpen hoe de ammoniakdepositie kan toenemen (zoals wordt berekend door Aerius) terwijl de concentratie van ammoniak in de atmosfeer gelijk blijft (want de extra emissie blijkt na 400 meter te zijn opgenomen in de achtergronddepositie).
Dit hangt samen met een groot nadeel wat aan een rekenmodel kleeft, waarbij de ingevoerde parameters zich alleen beperken tot emissie en depositie, terwijl de interactie tussen de verschillende gascomponenten in de atmosfeer, maar ook processen als turbulent transport en diffusie, niet worden meegenomen.
Te verwachten is immers dat ammoniak zich bij hoge achtergrondconcentraties anders gedraagt dan bij een lage achtergrondconcentratie. Ammoniak is bijvoorbeeld een base die in een zure atmosfeer snel reacties kan aangaan met andere deeltjes, wat uiteraard veel minder het geval zal zijn wanneer de atmosfeer ‘ammoniak-verzadigd’ zal zijn.
In het OPS rekenmodel is depositie enkel afhankelijk van de beginconcentratie van de bron. Maar een bepaalde ammoniakemissie kan in werkelijkheid alleen aan een extra depositie bijdragen, wanneer ook de concentratie van ammoniak in de atmosfeer, door deze emissie, hoger is dan de sowieso aanwezige achtergrondconcentratie.
Voor de huidige Aerius-beoordeling van emissies van reactief-stikstof geeft dit dus problemen.
Naast het feit dat de overige stikstofstromen sowieso niet in beeld worden gebracht bij de beoordeling van de ‘bemestende waarde’-effect, wordt dus tevens geen rekening gehouden met het feit dat, alleen bij afwijkingen van de achtergrondconcentratie, een mogelijk stikstof-effect op aanwezige natuurgebieden aanwezig kan zijn. Dergelijke afwijkingen zijn evenwel, in de door mij bestudeerde veld-proeven, niet geconstateerd bij grotere afstanden dan 450 meter rondom een agrarisch bedrijf.
Wanneer hier echter geen rekening mee wordt gehouden dan blijft een rekenmodel extra deposities berekenen, ook daar waar allang geen extra reactief stikstof (anders dan de achtergrondconcentratie) meer aanwezig is.
Directe ammoniakschade
Wanneer de bemestende waarde dus mogelijk niet verantwoordelijk is voor een significant effect; hoe zit het dan met de ‘directe ammoniakschade’?
De aanleiding voor onderzoek naar directe ammoniakschade is, volgens het rapport “Stallucht en planten” (1981) zelf, dat er in de periode voorafgaand aan de opstelling van dit rapport:
“van tijd tot tijd gevallen zijn geconstateerd, waarbij de emissie van intensieve veehouderijbedrijven de vegetatie rondom de stallen in meer of mindere mate beschadigd heeft. De afstanden waarbinnen beschadiging is geconstateerd lopen uiteen van enkele tientallen tot honderden meters. (…)
Uit onderzoek is gebleken dat in stallucht ammoniak de component is die beschadiging aan de bladeren veroorzaakt…”
Tijdens begassingsexperimenten zijn verschillen geconstateerd in de gevoeligheid van gewassen voor ammoniak. Op basis hiervan wordt in het rapport geconstateerd dat voor ammoniak gevoelige gewassen een afstand van 50 meter dient te worden aangehouden, voor minder gevoelige gewassen kan een afstand van 25 meter worden aangehouden en voor ‘ongevoelige soorten’ is er geen minimale afstand nodig.
Dat alles lijkt dus ook niet echt problemen op te leveren voor de vegetatie in Natura 2000 gebieden die veelal op veel grotere afstanden zijn gelegen.
Het is echter weinig bekend dat het rapport Stallucht en planten, in 1996, door een van de auteurs van het oorspronkelijke rapport, verbonden aan de WUR, is geupdated. Het rapport “Effecten van ammoniak op planten in de directe omgeving van planten” was immers slechts een kort juridisch relevant leven beschoren.
Maar, los daarvan, geeft het rapport wel de meest recente informatie over directe ammoniakschade. Enkele relevante passages die te vinden zijn in het rapport:
“Het proces van ammoniakschade is onder te verdelen in een viertal categorieën van afnemende plantschade:
etsing bladoppervlak,
2. ammoniumtoxiciteit,
3. verstoorde voedingsbalans door stikstofovermaat,
4. bijdrage aan de N-voorziening.
ad 1. Dit is vooral een pH-effect. De schade treedt alleen op bij zeer hoge concentraties die vooral door incidenten veroorzaakt worden. De concentraties zijn > 3300 ug m3 gedurende 1 uur.
ad 2. De toxische werking wordt veroorzaakt door hoge NH4-concentraties in het celvocht. Deze accumulatie is een gevolg van een te lage assimilatie-capaciteit. De fotosynthese en enkele processen die via membranen werken worden geremd. De effectieve concentratieniveaus zijn 100 tot 2000 ug m3 voor het jaargemiddelde.
ad 3. De plant is al (meer dan) optimaal van N voorzien. Meer stikstof leidt niet tot meer groei maar wel tot verhoogde gevoeligheid voor stress. Deze stress kan zowel abiotisch (droogte, vorst) als biotisch (ziekten, plagen) zijn. Vaak hebben planten bij dit N-niveau de neiging meer blad en minder vrucht of wortel te produceren. De grens waar boven N supra-optimaal wordt verschilt per soort en ligt tussen 1,8 en 3 % N in het blad. Oorzaak zijn luchtconcentraties van 20 tot 400 ug m3 jaargemiddeld.
ad 4. Dit is een bemestende werking en geeft een positieve groeirespons. Bij agrarische gewassen leidt dit niet tot negatieve effecten. Bij oligotrofe vegetaties vindt er een ongewenste verandering plaats in de soortensamenstelling doordat snelle groeiers meer van de N profiteren.
Er zijn in het kader van deze studie vier categorieën van gevoelige planten onderscheiden:
a. Kasgewassen Deze zijn door teelt-optimalisatie zeer gevoelig en hun economische waarde daalt meestal sterk bij een beschadiging. De No Effect Level concentratie (NoEL) ligt bij de lage waar[1]den van schadecategorie 2.
b. Fruitteelt De vruchtvorming en afrijping worden afgeremd door teveel N in het blad. Ook wordt een rimpeling van de schil waargenomen. De NoEL is nooit vastgesteld, maar zal boven het optimale gehalte van 3 % liggen. 44
c. Coniferenkwekerijen Over het algemeen wordt schade in het voor- en naseizoen zichtbaar, hetgeen duidt op onvoldoende ammonium-assimilatie of op verhoogde vorstgevoeligheid. Deze vorstgevoeligheid neemt bij naaktzadigen toe boven ongeveer 2,5 % N, wat o.a. blijkt uit werk van Clement (1996). Hij vond geen verhoogde gevoeligheid bij zaailingen tot 2,3 % N, maar wel bij een 30-jr dennenbos met 3 % N. Andere aspecten zoals K-gehalte en NH3- concentraties gedurende afharding zijn ook van belang. Een NoEL van 2,5 % is redelijk voor vorstgevoeligheid, voor de ophoping van NH4 + als gevolg van een te laag assimilatie[1]vermogen kan met een koolstofmodel een kritische concentratie (CLE) berekend worden (zie 6.3).
d. Voedselarme vegetaties Deze vegetaties worden in geheel Nederland, met uitzondering van een smalle kuststrook, reeds bedreigd door de achtergrondbelasting (5-10 ug m 3; 20-40 kg per ha per jr). In die zin is de extra schade door een lokale bron niet relevant. Bovendien komen deze vegetaties niet voor binnen 250 m van bronnen.“
Het zal duidelijk zijn dat ik het niet eens ben met de laatste constatering over de bedreiging door de bemestende werking van ammoniak (deze bevinding heeft ook eigenlijk geen relatie met ‘directe ammoniakschade’), maar het is goed om te zien dat zelfs vanuit de WUR werd geconstateerd, dat een enkele lokale bron niet relevant is ten aanzien van dit effect.
Op 2 november 2000 maakte de Raad van State (casusnummer E03.98.0118 (West Maas en Waal)) echter een einde aan de toetsing van directe ammoniakschade op basis van de update van “Stallucht en planten” uit 1996.
De redenen hiervoor waren:
1) dat het rapport slechts rekening hield met de invloed van ammoniak in het traject van 50 tot 500 meter (onder de 50 meter was er al een effect wat was bepaald door de studie uit 1981, boven de 500 meter was er volgens deze studie geen effect);
2) Noch in de notitie noch in het rapport is gemotiveerd aangegeven waarom elk effect als onaanvaardbaar wordt aangemerkt.
Dit laatste zou natuurlijk wel weer prima passen bij de huidige jurisprudentie over ammoniak, maar dit terzijde.
500 meter?
Het beeld wat uit de bovengenoemde studies verschijnt, is eigenlijk heel eenduidig. Het is mogelijk dat een forse ammoniakbron op korte afstand van een natuurgebied zorgt voor een (significante) aantasting van de natuurwaarden van een dergelijk gebied. De maximale grens van dit effect lijkt echter te vinden bij 500 meter, omdat:
a) ten aanzien van het bemestende effect moet worden geconstateerd dat de extra stikstofemissie, volgens de bestudeerde onderzoeken, na maximaal 500 meter is opgegaan in de achtergrondconcentratie, waarbij processen als turbulent transport, chemische reactiviteit en diffusie een belangrijke rol spelen. Processen die niet worden gemodelleerd in het OPS/ Aerius model.
Omdat de depositie van stikstof alleen afhankelijk is van de concentratie van reactief stikstof in de atmosfeer, betekent dit dat ook de de extra depositie van reactief stikstof ophoudt, zodra de achtergrondwaarde is bereikt.
b) ten aanzien van de directe schade door ammoniak is geconstateerd dat deze alleen kan plaatsvinden tot een afstand van 500 meter. In de meest recente studie over directe ammoniakschade bij “voor eutrofiering gevoelige” vegetatie wordt dus zelfs opgemerkt:
“Deze vegetaties worden in geheel Nederland, met uitzondering van een smalle kuststrook, reeds bedreigd door de achtergrondbelasting (5-10 ug/m3; 20-40 kg per ha per jr). In die zin is de extra schade door een lokale bron niet relevant. Bovendien komen deze vegetaties niet voor binnen 250 m van bronnen.”
Dit alles maakt dat de grondslag onder het Nederlandse stikstofbeleid wel heel dubieus wordt.
De enige wijze waarop de emissie van reactief stikstof effect zou kunnen hebben op Natura 2000 gebieden buiten de hierboven genoemde grens van 500 meter, is, zoals hierboven al opgemerkt, theoretisch. Door de directe depositieberekeningen van een rekenmodel, op basis van aannames over de depositiesnelheid van ammoniak en stikstofoxides (zonder rekening te houden met de bovengenoemde atmosferische processen), kan inderdaad een bepaald depositie-effect kan worden berekend.
Dit is echter een effect wat tot dusverre blijkbaar nog nooit, experimenteel geverifieerd, is waargenomen.
Dat ook het Europese Hof een regeling voorstaat waarbij niet alle mogelijke effecten ook direct als significant moeten worden aangemerkt, volgt duidelijk uit de overwegingen 105 t/m 109 van de Advocaat Generaal van het Europese Hof in het befaamde pre-advies op aanvraag van de Raad van State over de PAS regelgeving. Geconcludeerd wordt op basis van de genoemde overwegingen in 110:
“Bijgevolg dient op de eerste vraag in zaak C 294/17 te worden geantwoord dat artikel 6, leden 2 en 3, van de habitatrichtlijn niet in de weg staat aan een wettelijke regeling die ertoe strekt, projecten en andere handelingen die stikstofdepositie veroorzaken die een drempel- of grenswaarde niet overschrijdt, van de vergunningplicht uit te zonderen en zonder individuele vergunning toe te staan, wanneer op grond van objectieve gegevens vanuit wetenschappelijk oogpunt geen redelijke twijfel bestaat dat deze stikstofdepositie geen significante gevolgen zal hebben voor de betrokken beschermingszone.”
We mogen dan ook concluderen dat de huidige situatie ten aanzien van de stikstofregelgeving in Nederland, zowel vanuit wetenschappelijk- als juridisch oogpunt, op dit moment volledig onbegrijpelijk is…
