Open wetenschap Rapport De Heij: ‘Logboek van een startende atmosferisch chemische wetenschapper’

Ik ben er even voor gaan zitten om dit rapport te reviewen. Het is tenslotte vele malen aangekondigd op Foodlog en heeft her en der de nodige aandacht omdat er ferme conclusies worden aangehaald die ook al regelmatig in de geschriften van Wouter de Heij op Foodlog naar voren zijn gebracht. Ik ken Wouter uit mijn tijd bij het Louis Bolk Instituut en heb heel prettig met hem samengewerkt. Een integer persoon die oprecht wetenschappelijk aan de slag is gegaan met een complex onderwerp.

Toen ik net begon aan het rapport, merkte ik dat het doel van het rapport me niet helemaal duidelijk werd: een wetenschappelijk rapport? Een beoordelend rapport van de stand der wetenschap? Een beleidsaanbeveling? Het maakt nogal wat uit voor de feedback. Ik heb Wouter naar zijn doel gevraagd en kreeg het volgende antwoord: “Ik snap je eerste feedback. Ik heb geprobeerd om alles wat ik 'geleerd' en zelf 'berekend' heb vast te leggen. Natuurlijk heb ik ook een kleine beleidskant opgenomen. En daardoor zal het wat dubbel overkomen. Het is dus in elk geval een stand-der-techniek-rapport geworden.“ Met dit antwoord in mijn achterhoofd ben ik aan de slag gegaan.

Het rapport zit vol met niet-onderbouwde aannames
Laat ik met de deur in huis vallen. Dit rapport rammelt aan alle kanten en zit vol met aannames en conclusies die niet onderbouwd zijn, en eenzijdige benaderingen waardoor er een grote bias zit in de resultaten. Fijn dat hij mijn boek De Vliegende Geest aanbeveelt als verplicht leesvoer. Voor geïnteresseerden heb ik nog exemplaren beschikbaar. Verder heeft hij een poging gedaan om in korte tijd de complexiteit van het gedrag van stikstofcomponenten in de lucht te doorgronden en daarbij veel metingen te gebruiken die de afgelopen jaren gedaan zijn.

Ik wil vooropstellen dat ik onderschrijf dat er grote onzekerheden zijn en dat die ook door RIVM en anderen gerapporteerd worden. Ik onderschrijf ook dat er meer onderzoek nodig is. Ik vind de analyses in het rapport daarentegen niet helpend en totaal niet in overeenstemming met de stand der wetenschap. Verder vind ik het eigenlijk ongepast dat Wouter die benadrukt dat alles zo onzeker is, vervolgens uit zijn analyse toch ferme conclusies trekt. Ik heb 216 opmerkingen in het rapport gezet met vragen ter verduidelijking of over de bron van bepaalde beweringen, maar ook bij zaken die niet kloppen of waar ik het niet mee eens ben. Ik geef hieronder een compacte bloemlezing.

Het rapport doet aannames die niet geverifieerd kunnen worden

Bij de introductie en het eerste hoofdstuk wordt de nadruk gelegd op de wetenschappelijke integriteit, onzekerheden en hoe daarmee volgens hem om te gaan. Het zou mooi geweest zijn als deze uitgangspunten ook in het rapport en bij de analyses zelf waren toegepast. Ik vind dat dat niet het geval is. Het ontbreekt namelijk aan goede bronvermeldingen, een evenwichtig onderzoek naar wat er in het verleden gedaan is en wat erover gepubliceerd is, evenals aan de toepassing van correcte analysemethodieken. De analyses moeten door anderen reproduceerbaar zijn, maar dat is vaak niet mogelijk, omdat Wouters rapport aannames doet die niet geverifieerd kunnen worden.

Emissies, metingen en analyses
Het tweede hoofdstuk gaat over de emissies, en daar komt gelijk al een grote onvolledigheid naar voren. Er worden praktijkinzichten gebruikt om aan te tonen dat de ammoniakemissie waarschijnlijk lager is dan door het NEMA-model gerapporteerd. Welke praktijkinzichten dat zijn en waar die na te lezen zijn, blijft onduidelijk. Belangrijker nog: er wordt geen melding gemaakt van praktijkinzichten die juist de andere kant op wijzen, namelijk dat de NEMA-resultaten de huidige emissies in Nederland onderschatten. Door dit weg te laten, ontstaat een eenzijdig en onjuist beeld. Dit heeft weer consequenties voor alle hoofdstukken daarna, waar steeds terug verwezen wordt naar een overschatting van de emissies.

Er staan kort-door-de-bochtconclusies in die elkaar ook nog eens tegenspreken

Het is raadzaam om, voordat er een statistische analyse op de data wordt losgelaten, eerst te kijken naar wat precies de processen zijn, waar de metingen voor bedoeld zijn en wat voor soort statistiek je toe mag passen. In het derde hoofdstuk wordt er meteen begonnen met correlaties tussen temperatuur, neerslag en aantal koeien en varkens op jaarbasis, wat resulteert in een model waarbij de ammoniakconcentratie correleert met temperatuur en neerslag en niet met koeien en varkens. De vraag is hoe nuttig dit is: MAN-metingen zijn representatief voor natuurgebieden en daar lopen geen koeien of varkens. Het feit dat er een correlatie bestaat tussen de jaarlijkse concentraties in natuurgebieden, de jaarlijkse neerslag en temperatuur geeft niet aan dat dit de bepalende factoren zijn voor de ammoniakconcentratie in heel Nederland. Het is heel logisch dat de concentratie een correlatie vertoont (op jaarbasis!) met de temperatuur, omdat de emissie hoger is bij hogere temperaturen: er is dan meer verspreiding, minder regenval en minder aerosolvorming. Ook de trend in het aantal dieren dat niet teruggezien wordt in de ammoniakconcentratietrend zegt niet zoveel, omdat er weliswaar minder dieren zijn, maar de emissies per dier hoger zijn door meer eiwitvoer en door genetische aanpassingen.

Er staan kort-door-de-bochtconclusies in die elkaar ook nog eens tegenspreken: “We kunnen derhalve concluderen dat de concentratie van ammoniak vooral erg afhankelijk is van de lokale omstandigheden” (p. 56). Echter, verderop wordt aangetoond dat de concentratie op Schiermonnikoog maar beperkt door lokale bronnen wordt bepaald. Waar komt het dan vandaan? Grootschalig transport? Dan klopt de conclusie dus niet. Het klopt dat maar iets van 5-10% van de gemeten MAN-concentratie, die ligt tussen de 2,5 en 5 ug/m³, bepaald wordt door lokale bronnen op het eiland. De andere 90-95% van de concentratie moet dus elders vandaan komen. De herkomst is in Friesland, Groningen en zelfs Duitsland en andere delen van Nederland. Dit verklaart ook waarom er hogere concentraties boven de Waddenzee zijn. Bovenstaande conclusie wordt vervolgens weer in de volgende hoofdstukken als basis gebruikt en niet meer ter discussie gesteld.

Het is lovenswaardig dat Wouter zelf een Gaussisch pluimmodel heeft gemaak

Modellering
Het is lovenswaardig dat Wouter zelf een Gaussisch pluimmodel heeft gemaakt. Het mooie van het model is dat het laat zien dat de concentratie snel afneemt door verdunning in de atmosfeer. Dat betekent dat de ammoniak naar hogere luchtlagen gaat en dus ver weg verspreidt en dat de concentratie dichtbij de bron de hoogste concentraties heeft. Onderweg wordt het omgezet in aerosolen die opgenomen worden in regen, minder snel deponeren en dus verder weg getransporteerd worden. De vorming van aerosolen is belangrijk, maar komt in het rapport nauwelijks aan de orde. Daarom kan de depositie ook nooit zo'n hoog percentage van de emissies zijn binnen 500 m (50-100%) volgens de berekeningen uit het rapport.

Het rapport is bepaald niet wetenschappelijk, omdat er allerlei conclusies getrokken worden die niet onderbouwd zijn of waarbij referenties ontbreken. Bijvoorbeeld op pagina 62: “Uit de literatuur komt naar voren dat veel onderzoek onvolledig is uitgevoerd”. Deze stelling gaat over vergelijking met observaties en komt volledig uit het niets. Welke literatuur zegt dit? Welk onderzoek komt tot deze conclusie? Hoe is dat vastgesteld? Ik geef dit als voorbeeld, omdat ik meerdere van dit soort uitspraken heb gemarkeerd met de vraag waar het op gebaseerd is.

In het rapport worden ook Amerikaanse metingen aangehaald die bevestigen dat de verspreiding van ammoniak een Gaussische vorm vertoont en dus voor het merendeel verspreid over de hogere luchtlagen. In het verleden is in Nederland datzelfde ook al aangetoond met metingen. Dit vormt ook de basis van het OPS-model. Al lange tijd geleden zijn er ook zogenaamde Euleriaanse modellen ontwikkeld, denk daarbij aan het Lotos-Euros-model of het EMEP-model. Deze modellen berekenen kort gezegd de verspreiding en depositie door per gridpunt de massabalans bij te houden. In het rapport worden deze modellen niet genoemd. Dat is jammer, omdat vergelijking met OPS ook veel inzicht geeft over wat we wel en niet zo goed weten.

Massabalans en natte depositie
De massabalans over Nederland in hoofdstuk 4 zit vol met aannames die niet kloppen, wat tot conclusies leidt die niet juist zijn, zoals dat de emissie van Nederlandse bronnen weer als depositie in Nederland terechtkomt. Wat hier niet klopt, is de aanname dat er rond een veebedrijf een hele hoge depositie zou zijn. Juist de massabalans is in het verleden gebruikt om aan te tonen dat dit niet klopt en dat de depositie werd overschat op agrarisch gebied vanwege het uitwisselingsproces met het oppervlak, dat bij ammoniak bepaald wordt door een evenwicht: als de concentratie in de lucht hoger is dan die in het oppervlak, is er depositie, en andersom. Juist in de agrarische gebieden is de ammoniak in bodem en gras vrij hoog, waardoor de depositie laag is. De studies die in het verleden gedaan zijn naar aanleiding van het zogenaamde ‘ammoniakgat’ bevestigden dat ook.

Het einde van hoofdstuk 4 geeft een uitgebreide Monte Carlo-analyse, die totaal voorbij gaat aan eigen inzichten over de verdelingen, maar ook een veel te eenvoudige voorstelling van zaken gebruikt. Het zou beter zijn geweest om de Monte Carlo-berekeningen met OPS te doen en daar de ranges op te nemen die de (grote) onzekerheden weergeven in bepaalde parameters.

De tijdreeks van de natte depositie uit hoofdstuk 5 is niet goed geïnterpreteerd. Sowieso mag je niet alle metingen op een hoop gooien, omdat het aantal stations in de tijd sterk is afgenomen. Bovendien is de bulksampler vervangen door de wet-only. De bulksampler meet ook een deel droge depositie mee, waardoor die hoger is dan alleen de natte depositie en dus de trend beïnvloedt. Wet-only-vangers hebben deze droge depositie niet.

Ik ben het er niet mee eens dat de onzekerheden niet uitgebreid gecommuniceerd zijn

Rechtsgeldigheid van modellen
De rechtsgeldigheid van modellen wordt steeds ter discussie gesteld in verschillende hoofdstukken. Ook wordt het woord ‘onrechtvaardigheid’ gebruikt. Hier ontbreekt een definitie. Een model wordt rechtsgeldig op het moment dat bijvoorbeeld de wetgever besluit het op te nemen in een wet. Dat doen ze om een bepaalde reden en met inachtneming van de onzekerheden. Ik ben het er niet mee eens dat de onzekerheden niet uitgebreid gecommuniceerd zijn. Al in 1992, bij de rapportage van het verzuringsonderzoek en als onderdeel van mijn proefschrift, is hier uitgebreid op ingegaan. Gezien de Europese richtlijnen en Nederlandse wetgeving is bescherming en herstel van de natuur en biodiversiteit noodzakelijk. Stikstof draagt bij aan de effecten op de Nederlandse natuur. Dit is uitgebreid wetenschappelijk aangetoond. Daarmee is de overheid eraan gehouden om dit terug te dringen. Dit doet zij door gebruik te maken van de stand van de wetenschappelijke kennis, met de verplichting dat jaarlijks nieuwe kennis wordt toegepast. Hiermee is het rechtsgeldig. Aangezien voor iedereen dezelfde methode wordt toegepast, kun je zeggen dat het ook rechtvaardig is.

Na het lezen van het rapport kom ik tot de conclusie dat er nog erg veel te leren is over de complexiteit van het gedrag van ammoniak, de emissies, verspreiding, chemie en depositie. Er worden vragen gesteld waarop allang een antwoord is. Daarmee wordt geïnsinueerd dat de kennis veel beperkter is dan die daadwerkelijk beschikbaar is. In plaats van al nadenkend schrijven (en naar buiten brengen) zou het beter geweest zijn om bijvoorbeeld de nationale stikstofdag te bezoeken, die op 6 september jl. werd georganiseerd door het RIVM. Daar lag een mooie kans om de vele experts te ontmoeten, apparatuur te zien en kennis te nemen van de vele presentaties die al zoveel meer kennis weergaven dan dat in het 140 pagina’s tellende geschrift is opgenomen. Daar kwamen ook de onzekerheden naar voren en ook vergelijkbare zaken die nader onderzocht moeten worden en ook terugkomen in het rapport. De modellering van de emissies en de droge depositie, ofwel de atmosfeer–biosfeer-uitwisseling van ammoniak in het algemeen, kan sterk verbeterd worden. Er zijn alweer heel veel meer metingen, waarbij ook de satellietwaarnemingen hun vruchten afwerpen, maar de verspreidingsmodellen laten, juist in emissiegebieden, grote verschillen zien.

Er zit een belerende, schoolmeesterachtige toon in

Ik vraag mij af wat de meerwaarde van dit rapport is en welk doel het beoogt. Er zit een belerende, schoolmeesterachtige toon in, en ik vraag mij af voor wie die bedoeld is. Ik zou zeggen dat het een soort logboek is van een beginnend onderzoeker die zich nog onvoldoende in de materie verdiept heeft en al wel zelf aan de slag is gegaan.

Het valt mij tot slot op dat we op vele gebieden het heel gewoon vinden om modellen te gebruiken met vaak grote gevolgen, in de economie, de medische wetenschap en zelfs binnen de sociale media. Waarom is er dan zoveel emotie rond het gebruik van modellen binnen de stikstofproblematiek, terwijl de wetenschap notabene aangeeft wat de onzekerheid is? En waarom voeren we niet de discussie over de effecten op de natuur, biodiversiteit en de mens die we waarnemen? Waarom zetten we niet gezamenlijk onze schouders eronder om een gezond landbouw- en voedselsysteem te creëren waarvan iedereen beter wordt, inclusief de boer?