Melkveehouders van Nederland, wilt u mij helpen om een beter idee te krijgen van het gedrag van ammoniak op uw erf?

Deze Delftse ingenieur probeert al dik vijftien jaar de massabalans over Nederland te maken van belangrijke chemische componenten zoals stikstof (N, in chemische taal) en fosfaat (P). Ik weet dat er allerlei 'formele' publicaties zijn, waaronder de Sankey-diagrammen van het CBS. Helaas blijken ze niet sluitend te krijgen met andere metingen of databronnen zoals bijvoorbeeld riooldata. Dat betekent dat er wel getallen in omloop zijn, maar het is onduidelijk of ze gebaseerd zijn op de werkelijkheid. Dat zit me al een hele tijd niet lekker.

Persoonlijke interesse
Rondom fosfaat heb ik elf jaar geleden meegewerkt aan een documentaire Save Our Children van Tinkebell Simonse. Fosfaat is volgens insiders 'makkelijker' in kaart te brengen dan stikstof, aldus de insiders. Maar zelfs een sluitende fosfaatbalans blijkt niet te maken. We weten dus echt niet welke cijfers in de officiële tabellen over de werkelijkheid gaan en dus ook niet hoe die er echt uitziet.

Omdat fosfaat essentieel is voor de reproductie van het leven op aarde, boeit het mij al sinds de biologielessen in mijn tienerjaren. Daarnaast heeft stikstof, en al helemaal sinds het beroemde ‘kaartje van Van der Wal’, mijn wetenschappelijke interesse gewekt. Sinds enkele jaren probeer ik de N- en P-massabalans over Nederland te maken. Hoeveel van die stoffen gaan in het voedselsysteem, waar worden ze gebruikt, en waar blijven de resten? Ik moet bekennen dat het me niet lukt om die flow rond te rekenen, ondanks honderden uren studie en flink wat artikelen op Foodlog. Wel maak ik binnenkort een uitgebreid rapport af over stikstof, waarin ik de gaten in de als vaststaand beschouwde kennis zal benoemen. Ook zullen de vergissingen die daar vermoedelijk het gevolg van zijn, naar voren komen.

Nieuw persoonlijk doel
Vorig jaar heb ik mijn persoonlijke doel iets bijgesteld. Het luidt nu: "Kunnen we op zijn minst een feitelijk kloppende massabalans maken over een stal, en daarna over een melkveebedrijf met eigen grond?"

Eerst even een recap. In De twee vragen die Nederland uit de stikstofcrisis kunnen halen, kon ik op basis van feitelijk gemeten data laten zien hoe de concentratie ammoniak (de stikstofverbinding die boeren produceren door de manier waarop stalsystemen zijn ingericht) rond een stal sterk afneemt in functie van de afstand tot die stal. Ook een eenvoudig Gaussian Plume Curve (GPC)-model bleek de concentratie als functie van afstand verrassend goed te kunnen voorspellen. Na ongeveer 300 tot 500 meter is de concentratie ver afgenomen tot onder de achtergrondconcentratie. Ook het bekende experiment op Schiermonnikoog liet zien dat na 1000 meter de bijdrage van stallen en melkvee verwaarloosbaar klein is ten opzichte van de lage achtergrondconcentratie op de Wadden. Inmiddels heb ik ook de OPS-berekeningen uitgevoerd, zoals het RIVM die maakt voor deze casus. Op basis daarvan durfde ik te schrijven dat het RIVM de ammoniakdepositie op het erf en land van de boer flink onderschat. Die stellingname werk ik hier verder uit als een ruwe, maar plausibele gedachte.

Emissies uit een stal
Als we uitgaan van een theoretische emissie van tussen de 8 en 14 kilogram ammoniak per melkkoe, dan is de emissie vanuit een stal gevuld met 120 melkkoeien ongeveer 1440 kilo ammoniak. Uit het meest recente onderzoek van de WUR blijkt dat de emissie gemiddeld over alle deelnemers van het WUR-praktijknetwerk 9,8 kilogram ammoniak per dierplaats per jaar was. Ik denk daarom dat ook de zogeheten RAV-factoren aangepast moeten worden en dat er snel een update moet komen van de NEMA-rapportage. RAV en NEMA zijn tabellen met getallen die als officieel ijkpunt gelden; de basis daarvan kan berusten op een inschatting of consensus zonder robuuste feitelijke onderbouwing omdat die niet voorhanden is.

Vorig jaar kwam de Universiteit van Amsterdam met een voorpublicatie van een onderzoek naar de toewijzing van depositie aan emissies uit stallen. De wetenschappelijke paper laat nog steeds op zich wachten. Wel leverde het onderzoek een belangrijke grafiek op die alle media heeft gehaald en het denken over stikstof heeft beïnvloed. Zie de box hieronder.

Figuur 1: '91% stikstof gaat de lucht in', zegt de Universiteit van Amsterdam


Op basis van bovenstaande grafiek is het beeld ontstaan dat 91% van stikstof de lucht ingaat, terwijl slechts 9% terechtkomt op het boerenland.

Klopt dat beeld?

Het onderzoek meldt dat 6640 kilo stikstof (= 8074 kilogram ammoniak) wel erg veel is en eigenlijk alleen mogelijk is als de onderzoeken zijn uitgevoerd op een stal met 400 melkkoeien. Inmiddels weet ik zeker dat het UvA-onderzoek is uitgevoerd op twee stallen van een meer gangbare grootte tussen de 130 en 170 melkkoeien, plus wat jongvee. Meer dan 2000 kg ammoniak (1600 kilo stikstof) kan dus niet uit deze stallen zijn gekomen. Is het dan mogelijk dat de UvA per ongeluk ook de emissies vanuit de weide heeft meegenomen? Of misschien alle N-verliezen naar grondwater en mestafvoer? Dat lijkt onwaarschijnlijk. Als de gemeten depositie en de berekende OPS-deposities door het RIVM kloppen (het gaat om 577 kilogram stikstof in totaal), zou er volgens het UvA-rapport niet 10%, maar 36% van de emissies binnen 500 meter terechtkomen.

Op basis van het Gaussian Plume Curve-model dat ik voor mijn jongste artikel op Foodlog gebruikte, kwam ik uit op een depositie van 340 kg ammoniak (280 kg stikstof). Dat was zonder de bijdrage van de achtergrondconcentratie, die wordt geschat op minimaal 700 mol (waarschijnlijk flink hoger). Dat betekent nog eens minimaal 9,8 kilo per hectare. Aangezien we praten over ongeveer 40 tot 70 hectare, bedraagt deze achtergrondconcentratie minimaal 392 tot 686 kilo op de hele weide. Pakken we conservatief 392 + 340 = 732 kilo, dan is dat heel toevallig ook 36%. Beide schattingen zijn flink hoger dan de 5% die het RIVM al jaren rapporteert op 500 meter.

Figuur 2: het alternatief voor het UvA-model


Een virtuele koepel over een stal zonder grond (stippellijn links) en een virtuele koepel over een bedrijf met eigen grond. (1) inputs zoals kunstmest en voer, (2) ammoniakemissies uit de stal (met lokale depositie?), (3) mestexport en/of mest naar het weiland, (4) droge depositie, (5) natte depositie, (6) emissies vanuit het weiland (met lokale depositie?).

De vluchtige emissies vanuit een stal kennen we nu wel zo’n beetje. Dat concludeer ik als mijn best mogelijke fact-based gut feeling.

Maar weten we nu ook hoe de hele massabalans van een boerderij inclusief de depositie en emissie vanuit de weide in elkaar zit?

De natte depositie is typisch 200 tot 400 mol in Nederland, en volgens de GDN-kaarten van het RIVM is de droge depositie ongeveer 500 mol. Bij deze laatste depositiewaarde moeten we opmerken dat dit gemodelleerd is met DEPAC/OPS, op basis van wetenschappelijk promotiewerk aan het gedrag van niet-bemeste graslanden rondom Wageningen.

Volgens de NEMA-tabel is deze totale hoeveelheid emissies tijdens het toepassen van mest op het grasland niet veel lager dan de stalemissies. Ik heb zelf nog niet voldoende onderzoek gedaan naar de achtergrond van deze emissiepost en kan deze getallen die als uitgangspunt zijn gekozen dus niet controleren. Ik heb inmiddels veel onderzoeken en theorie gelezen en verschillende experts gesproken. Regelmatig lees ik over onderzoek waaruit blijkt dat tientallen kilogrammen ammoniak wordt opgenomen uit de lucht via biomarkers. Maar er zijn ook fluxmetingen uitgevoerd die eerder 15 kilo ammoniak (880 mol) en hogere waarden tonen, naarmate dichter bij de stal wordt gemeten.

Nu denk ik dat duizenden melkveehouders in Nederland met eigen grond heel goed weten hoe de stikstof- en ammoniakbalans van hun eigen grasland functioneert. Ik zou jullie willen vragen:
1. Weten jullie hoeveel ammoniak er vrijkomt op onbemeste grond?
2. Weten jullie hoeveel ammoniak er vrijkomt op bemeste grond?


Als ik op die vragen vanuit praktijkervaringen antwoorden krijg, zal ik proberen getallen te hangen aan de netto en bruto fluxen voor de twee virtuele koepels van Figuur 2.
Dit artikel afdrukken