Science - October 3, 2019

The nitrogen problem in five questions

Text:
Albert Sikkema
2

There is nothing wrong with nitrogen in itself. We are breathing it in all the time. The problem lies with nitrogen compounds. Wim de Vries, personal professor at Environmental Systems Analysis and a nitrogen specialist, explains.

1. Why is nitrogen a problem?

Waarom probleem.png

Nitrogen (N) is an element that is all around us in the form of odourless gas: 80 per cent of the air consists of it. It is one of the most important nutrients for plant growth too, and is therefore applied on Dutch farms as a fertilizer. In combination with hydrogen, nitrogen is converted into the gas ammonia (NH3), which gets into the atmosphere. And in combination with oxygen, nitrogen gets converted into nitrogen oxide (NOx). Traffic and industry are the main culprits here.

These reactive nitrogen compounds are the problem. They land on the ground (deposition, see inset). In nature areas they raise the nutrient richness of the soil this way, and contribute to soil acidification. This causes a loss of biodiversity. What is more, nitrogen oxides lead to the formation of fine particles and smog, making them harmful to human health as well.

2. Why is there such a fuss about nitrogen at the moment?

Nitrogen has been problematic since 1980, when the Netherlands suffered from ‘acid rain’. Apart from sulphur dioxide (SO2), that was also made up of nitrogen oxides and ammonia. Since then, the Dutch government has cut nitrogen emissions. Emissions of nitrogen oxides and ammonia have been halved since 1990. And yet too much nitrogen is still being deposited on about three quarters of Dutch land devoted to nature. Moreover, emissions of ammonia have hardly been going down at all since 2010.

The programme for tackling nitrogen (PAS) which the government introduced in 2015 aimed at reducing nitrogen emissions. But in May this year, the Council of State ruled that this programme is inadequate. After this ‘nitrogen statement’, many construction permits have been put on hold and planned new neighbourhoods and roads scrapped, and it has become harder to get new permits.

3 What is wrong with the programme for tacking nitrogen?

PAS.png

The programme aimed at simultaneously cutting back nitrogen deposition in nature, and offering more scope for new economic activities that involve nitrogen emissions. If a permit applicant indicated that he would install emissions-restricting measures in future, such as low-emissions housing for livestock or nature conservation measure, he got a permit to build new barns, roads or houses. But the Council of State ruled that generalized plans no longer sufficed: a constructor had to prove that nitrogen deposition in Natura 2000 areas would not increase. In practice, that is extremely difficult to prove.

4 Who produces nitrogen?

Agriculture produces 40 per cent of the nitrogen that is deposited in the Netherlands, whereas 35 per cent comes on the wind from other countries. Then industry and shipping produce 11 per cent of the Dutch nitrogen, and Dutch households 6.5 per cent. The Netherlands is actually a net exporter of nitrogen: four times as much nitrogen is blown over the border than comes into the country.

5 By how much do nitrogen emissions need to go down?

According to the PAS, nitrogen deposition needs to go down to what is known as the critical load. Barren grasslands contribute less nitrogen than a wood on sandy soil. The national average nitrogen deposition comes to 21 kilograms of nitrogen per hectare. The critical load varies from 5 to 25 kilos. For most types of nature landscape, the critical load is between 10 and 20 kilos. With an average deposition level of 14 kilos, most of the nature will stay healthy.

An average deposition reduction of 21 to 14 kilos per hectare per year seems like a modest ambition, but in terms of emissions reduction it is highly ambitious. That is because the country’s own contribution to nitrogen deposition on Natura 2000 areas is only 60 percent; the other 40 per cent comes from abroad. The Dutch government can exercise very little influence over this ‘import’. That means that the improvement has to come from Dutch emissions reduction. To achieve this target, you have to reduce them by 50 per cent. If you want to achieve that by, say, 2030, you are talking about an emissions reduction of five per cent per year.


Deposition is not emission!

It is important to differentiate between nitrogen emission and nitrogen deposition. Nitrogen emission in the Netherlands is all the production of nitrogen by Dutch farmers, industry and vehicles. Nitrogen deposition in the Netherlands is all the nitrogen than lands on its farmland and nature areas. Emission and deposition are not the same thing, as some of ‘our’ nitrogen blows into neighbouring countries, while nitrogen from other countries ends up here. In Dutch nature areas, for example, the Dutch share in the deposition is 60 per cent, and the share from abroad 40 per cent. It’s important to bear this in mind when you look at statistics. A halving of the nitrogen emissions by Dutch agriculture means 20 per cent less nitrogen deposition in the Netherlands, since agriculture is responsible for 40 per cent of that deposition. Halving nitrogen emissions from cars, which account for 6.5 per cent of nitrogen deposition, only cuts deposition by 3.25 per cent.

Also read:

Re:actions 2

  • Nalahun

    Wat betreft de broeikas gassen, N, CO², zure regen. Het is net als voor WOII wij verraden ons eigen volk voor het geld v/d machthebbers, de NL Politie kreeg 1 weekloon per Jood die zelf gretig meededen aan die cultuur.
    Er zijn andere alternativen te over (velen al genoemd in de reacties), maar zelfs al zouden wij 99% van ons inkomen aan belastingen betalen, dan noch help het niet.
    Wat wel helpt is remigratie van alle immigranten en stop immigratie, veel slechtere gezondheidszorg en dus een reductie van 75% van de bevolking, hoeven er geen huizen meer bij, minder transport, vee en meer bosbouw. Met 3-4 miljoen NL'ers een leefbaar land.
    Of je bouwt 6 nieuwe kerncentrales hebben we zonder noemenswaardige uitstoot energie voor vele generaties en en zal hierdoor de gezondheidszorg ook verbeteren.

    React
  • Specht@birdlover.com

    Obviously any constructor will have a hard time proving that nitrogen deposition in Natura 2000 areas would not increase.
    But where can I find the proof that agriculture accounts for 40%?

    React

Reactions 24

  • Piet Hein Geurink

    Komt de N uit de dieselNox uit de diesel of uit de lucht? Als leek zou ik denken dat lucht wordt ingezogen en dat er daarmee ook veel N2 meekomt die zich door de hitte binnenin met O2 verbindt. Kan die N2 niet in het aanzuigen weggefilterd worden? Andere moleculaire eigenschappen als O2, bijvoorbeeld diameter, polariteit, stuurbaarheid door magneet e.a. Om de vergelijking met de koe voort te zetten, kan die N er niet aan het eind uitgehaald worden?

  • Poep

  • Piet Hein Geurink

    Die koeien, varkens en kippen krijgen veel te veel overbodige stikstof toegevoerd. Het probleem lijkt derhalve de voederverbouwer die zijn gewasopbrengst opvoert door middel van stikstof. Belangen voederverbouwer en boerderijdier liggen niet in elkaars verlengde.

  • Piet Hein Geurinkjken

    Ik snap niet helemaal wat Kiewiet bedoelt. Biomassa en windmolen lijken mij ook flink verkeerd, dat gaat toch vooral over CO2? Hoezo komen noxreductoren niet op de markt omdat grote bedrijven er niks aan verdienen? Kleine bedrijven kunnen toch ook dingen verkopen? Kunt u verwijzen naar internetteksten met dergelijke nox-vindingen?

  • Piet Hein Geurink

    De diesel-Noxen worden in de stikstof kringloop in de grond door bacteriën omgezet, begrijp ik uit de eerste figuur? Er is geen H, dus geen verzuring, maar wel fungeert een minderheidsdeel NO3 als voeding voor plantaardig leven, ook gras. Zie figuur in het begin.

  • Piet Hein Geurink

    De gemiddelde windkracht in NL is 2 of 3. Kan met zo'n vlaagje NH3 helemaal uit Schotland of Duitsland komen aanwaaien? Wanneer valt een molecuul uit de lucht naar beneden?

  • P.Kiewiet

    wat ik mis in de stellingen is dat er door diversen bedrijven
    uitvindingen is gedaan om nox en co2 met dertig procent terug kunnen dringen in de auto,s en scheepvaart.
    maar om dat de grote bedrijven daar niets aan verdienen wordt daar niets mee gedaan ,nog niet naar gekeken
    de oplossingen die er zijn moeten een koppelingen zijn met verstand en niet domme oplossingen met een hoop subsidie kosten zoals windenergie en bio centrales met hoop uitstoot
    zolang het grote geld regeert op geld(via energiebelasting) van de kleine man enof vrouw verandert er niets.
    De mensen bang maken is dat het beste wat je kunt doen, want met bangmakerij verdien je meest in deze idiote politiek.
    Onder het motto verdeel en heers en hopen dat je grootste partij wordt.

  • Piet Hein Geurink

    Hoe kan NL 4-keer zoveel N exporteren dan importeren? Dan heeft Duitsland wellicht ook baat bij een gebrandneteliseerde zone.

  • Piet Hein Geurink

    Ook de import-N aanvallen. Hoe kan die verminderd worden? Bamboe gordijn? Hoe ver gaat dat spul? Dan ligt het commando meer in eigen land/hand.

  • Piet Hein Geurink

    Op de importtekening komt stikstof uit de UK of van de Noordzee (territoriale wateren, geen import?). Hoe ver verplaatst dat spul zich?


Re:act