“Stikstof bij vele biochemische processen betrokken”

“Er is veel ruimte voor verbetering in de uitvoering van het stikstof beleid, maar het debat moet wel op basis van juiste informatie gevoerd worden.”

Dat stelt Rob Middag uit Den Burg in een reactie op een ingezonden brief van Piet Standaart die op 26 juni op deze site stond. Middag is van beroep wetenschapper met een achtergrond in de bio-geochemie, maar schreef de reactie op persoonlijke titel.

Volgens hem bevatte de brief van Standaart, waarin oplossingen voor het stikstofprobleem werden aangedragen een paar biochemische onjuistheden. Zie hieronder de brief.

Stikstof

Het klopt inderdaad dat de hoeveelheid van elementen op aarde in principe niet kan toenemen, maar in het stikstof debat gaat het om de stikstof die neerdaalt tot op de grond, ofwel depositie. Simpel gezegd, stikstofgas (N₂) zit en blijft in de lucht, maar andere vormen van stikstof (zoals ammoniak NH₃ en de stikstofoxiden nitriet (NO₂^-) en nitraat (NO₃^2-)), vallen op de grond. Dus de hoeveelheid van het element stikstof neemt niet toe door uitstoot, maar de hoeveelheid stikstofhoudende moleculen die tot depositie leiden, nemen wel toe.

Stikstof blijft stikstof

Er zijn vele bio-chemische vormen van stikstof dat een essentieel element is voor al het leven op aarde en daardoor zijn er ook vele biochemische processen waarbij stikstof betrokken is. Zo kunnen planten stikstofoxiden reduceren tot bijvoorbeeld ammoniak en bij verbranding van fossiele brandstoffen (in essentie plantenresten), oxideert de stikstof weer tot stikstofoxiden. Als je wilt uitrekenen hoeveel stikstof atomen er ergens neerkomen, kun je de verschillende vormen van stikstof rustig bij elkaar optellen aangezien elk molecuul 1 stikstof atoom bevat. Maar wil je bijvoorbeeld uitrekenen hoeveel zuur er ontstaat na ammoniak of stikstofoxide depositie, dan zul je moeten meerekenen dat niet ieder soort stikstof molecuul even zwaar meetelt. De heer Standaart heeft dus gelijk dat de verschillende stikstof moleculen chemisch heel anders zijn en zich anders gedragen, en dit zorgt voor een ingewikkeld geheel. Maar dit betekent niet dat er geen manieren zijn om de gezamenlijke gevolgen te kwantificeren. 

Ammoniak verzuurd de bodem

Ook de stelling dat ammoniakuitstoot afkomstig van bijvoorbeeld veeteelt een beperkte invloed op de omgeving heeft, is onjuist. Ammoniak is reactief en heeft een hoge affiniteit voor water en mede daardoor verspreidt het zich minder ver vanaf de bron dan stikstofoxiden. In de atmosfeer functioneert ammoniak inderdaad als base (ammoniak, NH₃, wordt ammonium NH₄⁺) en hierdoor kan de zuurgraad van regen afnemen. Let wel, ammoniak is een zwakke base die het moet opnemen tegen sterke zuren. Echter, nadat ammoniak (of ammonium) naar beneden is gekomen, verandert de rol want dan komt er behalve zuur-base chemie, ook weer redox chemie om de hoek kijken. Ammoniak wordt door bacteriën in de bodem omgezet in onder andere nitraat, waar de bacteriën de rol van verbrandingsmotor op zich nemen. Deze oxidatie reactie levert die microben energie op, maar levert als bijproduct meer zuur op dan ammoniak als base heeft kunnen absorberen. Met andere woorden, de stelling dat ammoniak de verzuring van de natuur tegen gaat is feitelijk onjuist. Ammoniak draagt juist bij aan verzuring, alleen wel indirect. 

Stikstofcrisis

Het moge duidelijk zijn, de uitwisseling van stikstof tussen stikstofgas, ammoniak en stikstofoxiden omvat fundamentele, vaak natuurlijke, reacties die bijdragen aan de kringlopen van elementen en energie die onze planeet leefbaar maken, maar op het moment is er een probleem. De klimaatcrisis en stikstofcrisis zorgt voor veel emotie. Maar als je alle emotie buiten beschouwing laat, is het onomstotelijk bewezen dat het menselijk handelen de natuurlijke kringloop heeft verstoord. Bijvoorbeeld door het verbranden van (stikstofhoudende) fossiele brandstoffen of het omzetten van stikstofgas uit de lucht naar andere vormen van stikstof in kunstmest. Dit heeft ons enorme welvaart en voedselveiligheid gegeven, maar het wordt nu pijnlijk duidelijk dat dit ook een schaduwzijde heeft. 

In het specifieke geval van Nederland en onze agrarische sector, importeren we veevoer en maken of importeren we kunstmest. Hierdoor kunnen onze boeren op een relatief klein oppervlak veel opbrengst generen waardoor we als klein land een grote exporteur van agrarische producten zijn geworden. Echter een belangrijk deel van de stikstof die in het veevoer of kunstmest zat, blijft achter in de (Nederlandse) lucht, water of bodem en dit leidt vervolgens tot verslechtering van de algehele lucht, water en bodem -kwaliteit. Dit is niet alleen slecht voor de natuur, maar uiteindelijk ook voor de agrarische sector en de leefbaarheid van Nederland in het algemeen. Hierbij wil ik wel opmerken dat er uiteraard andere milieuproblemen zijn behalve stikstof en het wel erg kort door de bocht is de ‘schuld’ alleen bij de boeren te leggen. 

Het is overduidelijk dat we landelijk een probleem hebben, daar heb je eigenlijk geen modellen voor nodig. We gebruiken meer stikstof dan we uitvoeren, en we blijven dus met de ‘rommel’ zitten. Vaststellen wie waarvoor precies verantwoordelijk is, dat is ingewikkeld want de depositie van stikstof is afhankelijk van tal van (veranderlijke) factoren zoals de chemische vorm, wind, regen, luchtvochtigheid, plaatselijke samenstelling van lucht en bodem, etc. Uiteindelijk is het stikstof probleem veroorzaakt door iedereen die wel eens iets heeft geconsumeerd. We zullen het dus ook met zijn allen moeten oplossen. Ontkennen is geen optie, de gevolgen en de pijn delen wel. Dat verdelen doen we in een samenleving niet op basis van onzin, maar op basis van een constructief gesprek gebaseerd op de juiste informatie. Bij deze hoop ik wat scheikundige misvattingen over stikstof te hebben kunnen recht zetten.