Wetenschap - 9 september 2010

Wageningse lost lachgas-puzzel op

De productie van lachgas in de bodem is een ingewikkeld verhaal. Promovendus Dorien Kool vond nieuwe stukjes van de puzzel en legde ze op hun plek.

Lachgas (N 2 O) is een belangrijk broeikasgas en bodems zijn de belangrijkste bron van dat gas.
 
In de bodem zetten schimmels en bacterien ammonium (NH 4 + ) en nitraat (NO 3 - ) om in lachgas. Tot nu toe werd aangenomen dat er in hoofdzaak twee routes zijn om dat te doen, nitrificatie en denitrificatie. Maar dat klopt dus niet.
Kool bewees dat er een derde weg naar Rome leidt. Langs die derde weg kunnen organismen die verantwoordelijk zijn voor nitrificatie, ook via een alternatieve 'denitrificatie-achtige' route lachgas vormen. Die mogelijkheid was uit labproeven met micro-organismen al langer bekend. Kool toonde voor het eerst aan dat het in tal van bodems ook echt en in belangrijke mate plaatsvindt.
Nieuwe methode 
Om de herkomst van lachgas in bodems aan te tonen, wordt gebruik gemaakt van gemerkt stikstof, de N-15 isotoop. Maar daarmee kun je de nieuwe route niet onderscheiden van de twee traditionele processen. Kool ontwikkelde daarom een nieuwe methode die gebruik van isotopen van stikstof (N-15) én zuurstof (O-18). Met een serie elegante experimenten lukte het Kool vervolgens de verschillende productieroutes van lachgas in kaart te brengen en te kwantificeren. Daarmee loste ze de puzzel van de lachgasproductie in bodems voor een groot deel op.
Uitwisseling 
Bovendien ontdekte Kool dat tijdens de vorming van lachgas, tussenproducten voortdurend zuurstof-atomen uitwisselen met water uit de omgeving. Die ontdekking is van groot praktisch belang bij het gebruik van de O-18 isotoop. De hoeveelheid O-18 in het eindproducht zegt iets over de route waaruit het lachgas is ontstaan. Maar die methode schiet tekort als die isotoop onderweg voortdurend van plek wisselt met ongemerkt zuurstof. Kool vond een manier om die uitwisseling te kwantificeren.
Je kunt nu in ieder geval de zuurstof-uitwisseling meenemen in je berekening', licht Kool het belang van haar ontdekking toe. 'Dat verandert niks aan de totale productie van lachgas, maar we begrijpen nu beter waar het vandaan komt. En dat leidt weer tot een beter begrip van welke maatregelen wel of geen effect hebben op de productie van lachgas.'
Prijzen
Kool viel al drie keer in de prijzen met haar werk. In 2009 won ze de publicatie-award van onderzoeksschool PE&RC. In dat jaar viel haar ook de prijs voor de beste presentatie op het gebied van biogeochemistry ten deel tijdens de internationale bijeenkomst van de AGU. Begin oktober ontvangt ze de Isotopenprijs 2010 van de Duitse Habfast Stichting. Kool verdedigt op 17 september haar proefschrift 'On the origin of nitrous oxide and it's oxygen'.         

Re:ageer