Stikstof: een veelkoppig monster

De overmaat aan stikstof in Nederland bedreigt niet alleen de biodiversiteit en de natuur, maar ook de kwaliteit van lucht en water en het klimaat. En dus heeft de mens er zelf ook last van. 

Effecten op natuur
In de jaren tachtig was er veel aandacht voor zure neerslag, ook wel zure regen genoemd. Die bestaat uit zwaveldioxide, stikstofoxiden en ammoniak, in natte vorm (regen, sneeuw, hagel) of droge vorm (gassen, deeltjes). De zwavel- en stikstofgassen worden (in water) omgezet in zwavelzuur en salpeterzuur, terwijl ammoniak het zuur juist buffert en daarbij wordt omgezet naar ammonium. In de grond kan uit ammonium nitraat ontstaan en wordt salpeterzuur geproduceerd. Neerslag van zowel ammoniak als stikstofoxiden op natuurterreinen leidt dus tot bodemverzuring. De verhouding tussen calcium, kalium en magnesium enerzijds en stikstof anderzijds raakt uit balans. Tot een bepaalde waarde is stikstofdepositie gunstig voor de planten en de biodiversiteit, maar daarboven niet meer.

Gelukkig is de uitstoot van zwaveldioxide sinds 1985 met zo’n 90 procent gedaald, dankzij milieumaatregelen als rookgasreiniging en gebruik van brandstoffen met een laag zwavelgehalte. Ook de uitstoot van stikstofverbindingen is meer dan gehalveerd. Toch is de neerslag op de meeste natuurgebieden nog steeds te hoog. Daarom worden effectgerichte maatregelen uitgevoerd om de schade te beperken, maar de effectiviteit daarvan is beperkt.

De verhoogde stikstoftoevoer en de verliezen naar lucht, gevolgd door depositie, hebben effecten op het bodemleven en grote gevolgen voor de biodiversiteit op land (zie figuur). Bepaalde plantensoorten die van veel stikstof houden en bestand zijn tegen zure grond, zoals bramen en brandnetels, verdringen plantensoorten die goed gedijen op een stikstofarme en minder zure grond. Daardoor neemt de diversiteit van plantensoorten af. Dat heeft weer negatieve gevolgen voor allerlei dieren, zoals vlinders, andere insecten en vogels.
Daarnaast kan bodemverzuring tot bossterfte leiden. Met name de zomereik heeft er veel last van. Verder kunnen hoge stikstofconcentraties een grotere gevoeligheid voor droogte, vorst, vraat en ziekteverwekkers veroorzaken.

De N-cascade: de uitstoot van stikstof naar lucht en water leidt tot een cascade van effecten door transport in de lucht en in het water, depositie op natuur en inname door de mens. (Naar Sutton et al., 2013)

Effecten op waterkwaliteit
Als veel stikstof afspoelt naar sloten, rivieren, meren en uiteindelijk de zee, belast dat het ecosysteem in die wateren. Een teveel aan voedingsstoffen, ook wel eutrofiëring genaamd, kan leiden tot algenbloei. Het water wordt dan troebel. Bepaalde waterplanten krijgen minder licht en de plantendiversiteit neemt af. Ook vissoorten die afhankelijk zijn van goed zicht, zoals de snoek, gaan in aantal achteruit, terwijl soorten die daar geen last van hebben, zoals brasem, juist toenemen. Na de bloei gaan de algen die ook nog eens giftig kunnen zijn, dood. Hun afbraak kan zoveel zuurstof uit het water halen dat vissen en andere waterorganismen sterven. Ook in zout water leidt eutrofiëring tot algenbloei en plaatselijke zuurstofloosheid. Afhankelijk van de omgeving en het type alg kan schuim op het strand ontstaan. Te veel stikstof veroorzaakt bovendien verzuring, waardoor in vennen de biodiversiteit kan afnemen.

Een teveel aan voedingsstoffen zoals stikstof kan leiden tot algenbloei. © iStockphoto

Effecten op luchtkwaliteit en gezondheid
Een overmaat aan stikstofoxiden bedreigt ook onze eigen gezondheid. Hoge concentraties van NO2 veroorzaken schade aan de longen en leiden tot ademhalingsproblemen. Belangrijker is dat stikstofoxiden samen met vluchtige organische verbindingen ozon (O3) vormen, waardoor smog kan optreden. Smog door ozon veroorzaakt luchtwegklachten, irritaties aan de ogen, neus en keel, en duizeligheid. Smog is een groot probleem in veel Chinese steden. In Nederland kan ook smog optreden, maar niet zo ernstig als in China.

Daarnaast dragen ammoniak en stikstofoxiden in Nederland gemiddeld voor circa 38 procent bij aan de vorming van fijnstofdeeltjes. Die deeltjes hebben een schadelijke uitwerking op longen, hart en bloedvaten. Een verhoogde uitspoeling van nitraat naar grond- en oppervlaktewater vormt een risico voor de drinkwatervoorziening. Te hoge gehalten in het drinkwater kunnen leiden tot de omzetting van nitraat in nitriet, wat vooral voor baby’s schadelijk kan zijn.

Te hoge stikstofgehalten in het drinkwater kunnen leiden tot de vorming van nitriet, een stof die schadelijk is voor de mens. © iStockphoto

Effecten op klimaat
De overmaat aan stikstof heeft ook gevolgen voor het klimaat. Ten eerste leidt verhoogd stikstofgebruik in de landbouw tot verhoogde emissies van lachgas (N2O), een driehonderd keer sterker broeikasgas dan koolstofdioxide. Lachgas ontstaat in het water en in de bodem, bijvoorbeeld bij het gebruik van mest, het omploegen van grasland of door depositie en stikstofbinding.

Daarnaast leidt de uitstoot van stikstofoxiden tot de vorming van ozon op tien tot vijftien kilometer hoogte, de zogenoemde troposferische ozon. Dit broeikasgas vergroot de opwarming en vermindert de groei van bossen, die daardoor weer minder van het broeikasgas koolstofdioxide vastleggen.

Maar er zijn ook tegenovergestelde effecten. Zo bemesten ammoniak en stikstofoxiden de bodem en zolang de depositie niet te hoog wordt, stimuleert dat de groei van bossen en dus de vastlegging van koolstofdioxide. Bemesting leidt ook tot meer vastlegging van koolstof in de landbouw. Netto is de bijdrage van stikstof aan de totale uitstoot van broeikasgassen klein: slechts 3 procent.

Lees alles over het stikstofprobleem in de paperback Stikstof: de sluipende effecten op natuur en gezondheid.