Geen producten in je winkelmand.

25 september 2020
verdiepend
10 minuten

Stikstofdepositie: een kwestie van meten en rekenen

De auteurs

Onderzoekers zijn voortdurend op zoek naar de beste manier om de stikstofdepositie in ons land te bepalen. Hoe rekenen zij en wat meten zij? En hoe gaat het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) om met nieuwe technieken, zoals bijvoorbeeld satellietmetingen?

Het berekenen van stikstofdepositie is complex en verantwoordelijk werk. Doel is dat de cijfers de stikstofwerkelijkheid zo goed mogelijk weergeven. Beleidsmakers gebruiken de cijfers van het RIVM immers bij het maken van beleid voor stikstofreductie. Onder andere de veeteeltsector krijgt met de soms rauwe gevolgen van dat beleid te maken. Hier een inkijkje in de totstandkoming van de stikstofdepositiekaart van Nederland.

Stikstofdepositie in beeld

De Nederlandse stikstofdepositie in kaart brengen is minder makkelijk dan het wellicht lijkt. Ze bestaat uit verschillende componenten, zoals ammoniak (NH3) en stikstofoxides (NOx). Die komen zowel met regen als met luchtwervelingen op de vegetatie en het aardoppervlak terecht: natte respectievelijk droge depositie. Vooral de droge depositie is niet eenvoudig te meten. Het is praktisch en financieel niet mogelijk om heel Nederland vol te hangen met meetapparatuur. Daarom heeft het RIVM modellen ontwikkeld om de depositie in heel Nederland te berekenen. De modelberekeningen worden zo goed mogelijk gecombineerd met beschikbare metingen van de stikstofcomponenten uit verschillende meetnetten, om toch een compleet beeld van de stikstofdepositie te krijgen.

Modelberekeningen

Simpel gezegd wordt de droge stikstofdepositie berekend uit de stikstofconcentraties in de lucht en de snelheid waarmee stikstof her en der neerslaat, de depositiesnelheden. Depositiesnelheden worden vooral gemeten in intensieve meetcampagnes en vervolgens ‘vertaald’ naar modelbeschrijvingen, om daarmee de depositie ook op andere plekken te kunnen berekenen.

De natte depositie wordt berekend door luchtconcentraties te vermenigvuldigen met de intensiteit van de neerslag en specifieke coëfficiënten die de opname van stoffen in regendruppels bepalen. Om te controleren of de modellen op de juiste waarden uitkomen, worden de berekende concentraties en deposities vergeleken met metingen, en dan waar nodig bijgesteld. Het RIVM beheert daartoe een aantal meetnetten. De meetstations van elk netwerk zijn zoveel mogelijk verspreid over het land om een representatief beeld voor heel Nederland te geven.

Metingen van stikstofoxiden op 73 plekken

De concentraties stikstofoxiden (NO en NO2) in de lucht worden elk uur op 73 plekken met geavanceerde apparatuur gemeten binnen het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML). Binnen ditzelfde netwerk meten regenvangers op acht locaties hoeveel stikstofoxiden er in het regenwater zitten (hier in de vorm van nitraat). Daarmee wordt de natte depositie van stikstof bepaald. De regenvangers, ook wel wet-only samplers genoemd, zijn voorzien van een deksel die alleen opengaat als het regent. Dat voorkomt enerzijds dat de opgevangen neerslag verdampt, anderzijds dat er droge depositie in de opgevangen neerslag terechtkomt. De droge depositie van stikstofoxiden wordt momenteel niet permanent gemeten.

Landelijk beeld van de stikstofdioxideconcentraties in Nederland.

 

Metingen van ammoniak op 300 plekken

Het RIVM meet de concentraties ammoniak op meer dan driehonderd plekken in Nederland. Ze bevinden zich in tachtig Natura 2000-gebieden, natuurgebieden met een Europese beschermde status. Het grote aantal meetlocaties heeft alles te maken met de grote ruimtelijke variatie in ammoniakconcentraties in Nederland. Dit Meetnet Ammoniak in Natuurgebieden (MAN) bestaat uit zogeheten passieve samplers waarmee een gemiddelde per maand wordt gemeten. Daarnaast registreert geavanceerde apparatuur elk uur de ammoniakconcentratie op zes locaties in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit. Daarmee worden de driehonderd eenvoudige meetbuisjes van het MAN geijkt. Daardoor geven die meetbuisjes een betrouwbaar beeld.

De regenvangers die binnen het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit de natte depositie van stikstof meten, meten ook de natte depositie van ammoniak (dat in regenwater de vorm van ammonium heeft). De droge depositie van ammoniak wordt maandelijks met relatief eenvoudige apparatuur gemonitord op drie locaties, die zich allemaal in Natura 2000-gebieden bevinden.

Landelijk beeld van de ammoniakconcentraties in Nederland.

 

Extra meetcampagnes voor de droge depositie

Naast de bovengenoemde continue metingen houdt het RIVM samen met ECN/TNO regelmatig meetcampagnes. Daarin wordt met geavanceerde apparatuur de droge depositie van ammoniak en stikstofoxiden per uur gemeten. Met deze metingen kunnen de modelbeschrijvingen van het droge depositieproces verbeterd worden. Dit soort metingen zijn gevoelig voor verstoringen in de instrumenten, waardoor ze arbeidsintensief zijn en daardoor ook vrij duur. Door de jaren heen is er gemeten boven bos, heide, gras, mais en duinvegetatie.

Satellietmetingen

Sinds enkele jaren meten ook apparaten aan boord van satellieten de concentraties stikstof in de kolom lucht boven het aardoppervlak. Het meetinstrument TROPOMI doet dat op een schaal van ongeveer vijf bij vijf kilometer, andere instrumenten (CrIS en IASI) op een schaal van veertien bij veertien kilometer. De Vrije Universiteit Amsterdam, het KNMI en TNO werken nauw samen om de kwaliteit van de satellietmetingen te verbeteren. Het RIVM gaat onderzoeken of ze op termijn ook te gebruiken zijn bij de bepaling van het ruimtelijke beeld van de concentraties en de depositie in Nederland. Het voordeel van satellieten is dat je in één keer een beeld van de stikstofconcentraties in heel Nederland krijgt, althans op wolkeloze dagen.

Ruimtelijke beelden

De nieuwste concentratiekaarten voor stikstofdioxide en ammoniak en de stikstofdepositiekaart zijn hierboven weergegeven. Ze zijn tot stand gekomen door de modelberekeningen te combineren met de beschikbare metingen. In de kaarten zijn duidelijk de brongebieden terug te vinden: snelwegen en steden voor stikstofoxiden en landbouwgebieden voor ammoniak. Ook de gebieden met een ruw oppervlak zie je erop terug, zoals steden en bossen. Dat komt doordat een ruwer oppervlak meer luchtwervelingen (turbulentie) veroorzaakt, waardoor er meer stikstof neerslaat.

NOx wordt ook in regionale meetnetten (DCMR, GGD Amsterdam) gemeten. Die meetpunten zijn in dit aantal meegenomen.

Over de auteurs

Dr. ir. Roy Wichink Kruit
Dr. ir. Roy Wichink Kruit is wetenschappelijk onderzoeker stikstofdepositie bij het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu

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
Thema's

Thema's

Bekijk ook eens onze thema’s met een overzicht van de cahiers, artikelen en lesmaterialen die hierop aansluiten.

Nooit meer iets missen?

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

Schrijf je in