Ammoniak schadelijker voor natuur, stikstofoxiden voor de gezondheid - Biowetenschappen & Maatschappij

Geen producten in je winkelmand.

18 juni 2020
normaal verdiepend
10 minuten

Ammoniak schadelijker voor natuur, stikstofoxiden voor de gezondheid

De auteurs

De belangrijkste effecten van stikstof op de natuur zijn bodemverzuring en bemesting. Bodemverzuring leidt tot een gebrek aan nutriënten voor planten, terwijl bemesting deze onbalans in het plantendieet versterkt en de groei van stikstofminnende planten bevordert, zoals brandnetels en bramen. Naast deze algemene effecten (Zie ‘De sluipende effecten van stikstofdepositie op de natuur’) bestaan er grote verschillen tussen de effecten van ammoniak (NH3) – meestal afkomstig van de landbouw – en stikstofoxiden (NOx), vooral afkomstig van industrie, kolen- en biomassacentrales en auto- en vliegverkeer.

Bovengrondse effecten van NOx en NH3

Ammoniak (NH3) en stikstofoxiden (NOx) hebben een verschillend effect op planten. En dan met name via de bovengrondse delen van de plant: de bladeren. Hoewel de plant stikstof voor het grootste deel met zijn wortels uit de bodem haalt, komt een klein deel van de stikstof de plant binnen via de lucht. De bladeren assimileren NH3 en NOx via de huidmondjes.

Bij lage concentraties stimuleren deze gassen de groei van planten. Komt de opname echter boven een bepaald niveau, dan treedt remming van de groei op doordat de cellen van bladeren beschadigd worden. Dat toxische effect is groter bij ammoniak dan bij NOx-verbindingen en hangt ook weer af van de stikstofopname via de wortels. De schade treedt vooral op bij plantensoorten die gevoelig zijn voor stikstof, zoals bepaalde vaatplanten of (korst)mossen die voorkomen in heischrale graslanden, soortenrijke heiden, bepaalde vennen, blauwgraslanden, trilvenen en veenmosrietlanden.

Om deze planten te beschermen moeten de ammoniakconcentraties onder een kritische limiet blijven, zo hebben onderzoekers vastgesteld. Voor stikstofoxiden is de waarde waarbij bovengrondse effecten op planten optreden zo hoog dat die in de praktijk niet wordt waargenomen.

Stikstofoxiden, ammoniak en verzuring

Ook de bijdrage van stikstofoxiden en ammoniak aan bodemverzuring verschilt. Dat heeft met name te maken met de manier waarop deze stikstofverbindingen in de lucht en de bodem worden omgezet. NOreageert in de lucht met zuurstof (O2) en water (H2O) en vormt salpeterzuur (HNO3). Het ammoniak (NH3) in de lucht buffert dit salpeterzuur juist door de vorming van ammoniumnitraat (NH4NO3), dat een groot deel van het fijnstof uitmaakt. NOx verzuurt de atmosfeer en ammoniak ontzuurt die dus weer, zeker in Nederland waar ammoniak in overmaat aanwezig is.

Als dit ammoniumnitraat eenmaal op de bodem terechtkomt, splitst het in positief geladen ammonium (NH4+) en negatief geladen nitraat (NO3). Beide stoffen kunnen worden opgenomen door planten. De ammoniumopname zorgt voor verzuring omdat de planten hierbij de positieve waterstofionen weer uitscheiden. Planten houden hun lading namelijk neutraal bij de opname van voedingsstoffen. Om die reden zorgt nitraatopname voor het omgekeerde effect. Planten nemen juist een waterstofion uit de bodem op, om de negatieve lading van het nitraation te compenseren. Als ammoniak of stikstofoxiden, al dan niet na omzetting in lucht, volledig door planten worden opgenomen, verzuurt de bodem hierdoor dus niet.

In de bodem zetten microben ammonium deels of volledig om naar nitraat (de zogenoemde nitrificatie). Daarbij wordt tweemaal zoveel zuur geproduceerd als in de lucht is geneutraliseerd bij de vorming van ammonium uit ammoniakWanneer planten dat nitraat volledig opnemen, is er netto weer geen sprake van verzuring door ammoniak (NH3). Maar wanneer er meer nitraat wordt aangevoerd dan de plant kan opnemen, ontstaat er een overmaat die kan uitspoelen naar het grondwater. Dan treedt wél verzuring op. Met de uitspoeling van nitraat spoelen namelijk ook basen mee, zoals calcium, kalium en magnesium, die de positieve waterstofionen in de bodem neutraliseerden, en daardoor verzuurt de bodem. Deze basen zijn essentiële voedingstoffen voor de planten en organismen. Bodemverzuring door stikstof ontstaat dus wanneer het uit ammonium gevormde nitraat (via ammoniak) of via de lucht aangevoerde nitraat (via stikstofoxiden) niet door de planten wordt opgenomen, maar uitspoelt naar het grondwater.

De schade treedt vooral op bij plantensoorten die gevoelig zijn voor stikstof, zoals in blauwgraslanden. © Noord Brabants Dagblad / Gert-Jan Buijs

 

Ondergrondse effecten van ammoniak en stikstofoxiden

Het lot van atmosferische ammoniak en stikstofoxiden depositie in de bodem is compleet verschillend. Het kost planten meer energie om nitraat op te nemen dan om ammonium op te nemen. Ze geven dan ook de voorkeur aan deze laatste stikstofverbinding en nemen ammonium vrijwel onmiddellijk op. Ook de microben in de bodem nemen ammonium op, en daarnaast zetten de microben de stof om naar nitraat. Dit nitraat passeert de wortelzone veel makkelijker en kan uitspoelen naar het grondwater waardoor de bodem verzuurt.

Alleen bij volledige omzetting van ammonium naar nitraat (nitrificatie) verzuurt ammoniak de bodem evenveel als nitraat. Wanneer de nitrificatie echter onvolledig is – er blijft dan ammonium achter – leidt stikstofoxide tot meer verzuring dan ammoniak. Ondanks dit feit brengt ammoniak meer schade toe aan de natuur dan stikstofoxiden. Dit komt vooral doordat ammonium snelgroeiende stikstofminnende planten meer bevordert dan nitraat, doordat ammoniak bij hoge concentraties toxisch is voor planten en doordat de opname van nutriënten als calcium, kalium en magnesium wordt geremd doordat planten zuur uitscheiden als ze ammonium opnemen.

Natuur lijdt meer onder ammoniak

Al met al heeft ammoniak dus een groter effect op de natuur dan stikstofoxiden. De toegestane totale depositie van ammoniak en stikstofoxiden zouden daarom verschillend moeten zijn. Helaas zijn er tot op heden nog te weinig onderzoeksgegevens om dat goed te onderbouwen. En de effecten van stikstofoxiden op natuur mogen dan minder zijn, ze zijn er welzeker. Daarnaast hebben stikstofoxiden meer negatieve effecten op de gezondheid dan ammoniak (zie ‘Minder stikstof, wel zo gezond’) en dragen ze meer bij aan klimaatverandering dan ammoniak (zie ‘Stikstofuitstoot beïnvloedt het klimaat’).

 

Over de auteurs

Prof. dr. Wim de Vries
Hoogleraar Milieusysteemanalyse en DLO-onderzoeker aan de WUR
Prof. dr. Jan Willem Erisman
Directeur Louis Bolk Instituut.

Meer over dit onderwerp

Stikstof
Artikel
De directe en indirecte kosten en baten van stikstof
Integrale maatregelen met robuuste nettobaten voor de samenleving hebben de voorkeur in het stikstofbeleid. Maar hoe weeg je een kilogram stikstof op natuur af tegen een kilogram op de stedelijke omgeving?...
Lees het artikel
Artikel
Hoe gezonde wateren stikstof verwijderen
Hoewel de waterkwaliteit de afgelopen decennia sterk is verbeterd, zien onze wateren er nog lang niet uit zoals op de schoolplaten van Koekkoek. Vijvers, sloten, plassen en meren zijn vaak bedekt met een dikke laag kroos of zien groen van de algen: een...
Lees het artikel
Artikel
Heide en bos knappen nog niet op
Veel heidegebieden hebben last van te veel stikstof. In eerste instantie verdwijnen langzaam de heideplanten. Snellere groeiers komen ervoor in de plaats, zoals bochtige smele en pijpenstrootje, twee grassoorten...
Lees het artikel
Artikel
Buurlanden gaan anders om met stikstofprobleem
De manier waarop België, Duitsland en Denemarken met de stikstofproblematiek omgaan, heeft in Nederland veel aandacht gekregen. Diverse politici suggereerden dat minister Carola Schouten van Landbouw...
Lees het artikel
Artikel
Hoe emissies van ammoniak en stikstofoxiden te beperken
Zo’n 85 procent van de ammoniakemissie komt uit de landbouw en daarvan komt ruim de helft uit de melkveehouderij. Hier is nog veel milieuwinst te halen. Dat kan door...
Lees het artikel
Artikel
Stikstofdepositie: een kwestie van meten en rekenen
Het berekenen van stikstofdepositie is complex en verantwoordelijk werk. Doel is dat de cijfers de stikstofwerkelijkheid zo goed mogelijk weergeven. Beleidsmakers gebruiken de...
Lees het artikel
Artikel
Hoe de overheid voor de muziek uitliep
Stikstofregels raken 18.000 projecten’, kopte NRC op 5 september 2019. De directe aanleiding was de zogenoemde PAS-uitspraak van de Raad van State van 29 mei 2019...
Lees het artikel
Artikel
Rechter grijpt in – pas op de plaats voor stikstof
De rechterlijke macht in Nederland heeft de laatste jaren furore gemaakt met baanbrekende uitspraken over klimaat- en milieubeleid. Twee uitspraken van de...
Lees het artikel
Artikel
Ammoniak van landbouw, stikstofoxiden van verkeer
Veel mensen weten dat stikstofoxiden vooral vrijkomen bij verbrandingsprocessen en dat ammoniak verdampt uit mest. Minder bekend...
Lees het artikel
Artikel
Ammoniak schadelijker voor natuur, stikstofoxiden voor de gezondheid
De belangrijkste effecten van stikstof op de natuur zijn bodemverzuring en bemesting. Bodemverzuring leidt tot een gebrek aan nutriënten voor planten, terwijl bemesting...
Lees het artikel

Nooit meer iets missen?

Wil je altijd op de hoogte blijven van nieuwe boeken, dossiers en lesmaterialen? Schrijf je dan in voor onze nieuwsbrief. Wij sturen je maandelijks een overzicht van alle nieuwe content.

Schrijf je in