Bij alle discussies over ‘vermindering CO2’ mis ik het onderwerp ‘vermindering NOx’. En wel, omdat ik NOx als een veel schadelijkere component beschouw dan CO2, met name uit biologisch en chemisch oogpunt. Ik ben zeker niet de enige die van mening is dat er sprake is van desastreuze effecten van alle NOx-emissies. Maar waarom dat zo is en hoe dat precies zit is, is andere koek. En, degenen die het klimaatprobleem reduceren tot een kwestie van ‘CO2’ kunnen het beste wat aan bijscholing gaan doen, te beginnen met het tot zich laten doordringen wat ik verderop summier uitleg. De kern van de zaak is dat door het vrijkomen van NOx bij verbrandingsprocessen en uit de landbouw op elke plek ter wereld sprake is van een stikstofbemesting, die leidt tot overmatige bacteriële groei. De zichtbare en merkbare gevolgen zijn het gevolg van onzichtbare bacteriële processen in het milieu.
Bacteriële problemen
Ik ben begonnen me in de NOx -materie te verdiepen als voortvloeisel van mijn eigen onderzoek naar de blauwalgproblematiek en het fenomeen van de bijensterfte. Dit zijn beiden in wezen bacteriële kwesties. Mij is opgevallen dat in het onderzoek naar blauwalgen bij de officiële (onderzoeks)instellingen systematisch is vermeden om dit als bacteriëel probleem aan te duiden. In het bijenonderzoek wereldwijd hebben de bacteriële kwesties eigenlijk nauwelijks aandacht gekregen, behalve wanneer het ging om concrete ziektes zoals Amerikaans vuilbroed (een broedziekte bij honingbijen). In het bijenonderzoek heeft men zich beperkt tot zaken die met het blote oog zichtbaar zijn, ‘varroamijten’, ‘grote spuitmachines op de akkers’, ‘te weinig bloemen’. Dit zijn echter beperkt relevante zaken die symptomatisch zijn voor de wijze waarop problemen worden gezocht, die vervolgens door volledig gepolitiseerde wetenschappers in overheidsdienst ‘wetenschappelijk worden onderzocht’ om vervolgens op grond daarvan niet werkende en uiterst kostbare maatregelen te laten nemen door andere overheidspartijen.
Weinig insecten
In de loop der tijd ben ik tot de onderbouwde konklusie gekomen dat de ware reden waarom er tegenwoordig zo weinig insecten zijn voornamelijk ligt in een verstoring van het microbiële systeem, waarvan insecten afhankelijk zijn. Bepaalde voor de insecten broodnodige micro-organismen worden simpelweg steeds verdrongen, eitjes en eitjes-pakketten gaan voortijdig ten gronde door bacteriën, er zijn reproductieproblemen, met het voedsel krijgen ze niet meer de juiste combinatie van stoffen binnen, ze herkennen de planten niet meer omdat de geur- en kleurstoffen kapot-geoxideerd zijn en alles bedekt is met een ander type biofilm. Er zijn dus diverse mechanismen die ertoe bijdragen dat de aantallen insecten tegenwoordig laag zijn in vergelijking met 30 jaar geleden. Men kan natuurlijk allerlei studies uitvoeren om ‘wetenschappelijk’ vast te stellen dat er weinig insecten zijn, maar men moet dan ook de mechanismen aangeven waarom dat zo is. En niet zo laf zijn om de verkeerde onderzoekshypothese te hanteren.
Bijenhouderij
Waarom het in de bijenhouderij systematisch misgaat, afgezien van overduidelijke imkerfouten van diverse aard, is mij meer dan duidelijk geworden. De meeste problemen met bijenvolken zijn te herleiden tot teveel vocht in de bijenkast en onvoldoende ventilatie, met als gevolg overmatige bacteriële groei. Ik heb allerlei modellen ontwikkeld om de gebeurtenissen met bijenvolken zoals imkers die rapporteerden te helpen verklaren. Het belangrijkste model is dat van ‘bijenvolk als microbiëel systeem’. Oftewel, het gedrag en de ontwikkeling van de bijen, c.q. het bijenvolk, is grotendeels te verklaren uit de voortdurend plaatsvindende gistings- en fermentatieprocessen. Als die niet goed verlopen ontstaan verkeerde stoffen of raakt het voedsel simpelweg op doordat de suikers door micro-organismen worden benut. Ik heb al dat soort omzettingen in kaart gebracht. Door alle problemen met bijen/bijenvolken te herleiden tot de aanwezigheid van varroamijten en ‘virussen’, en eventueel tot effecten van pesticiden zoals een tijdlang in de mode is geweest, negeert men op niet mis te verstane wijze, welke processen leiden tot een dergelijke achteruitgang. De reeks van verkeerde diagnoses met de daaruit volgende averechts uitwerkende maatregelen is het gevolg van een opeenstapeling van domheden bij WUR, een instelling die al jaren een monopolie op dit vakgebied heeft.
Regenbui
Een fikse regenbui, die oppervlaktewateren in een paar uur tijd totaal van karakter (kleur, mate van troebelheid) doet veranderen, is een treffend voorbeeld van een zichtbaar effect van de aanvoer van voedingsstoffen vanuit de lucht. Het ligt dan voor de hand te veronderstellen dat dit op het land eveneens het geval is. Gevallen van massale die-offs van bijenvolken doen zich bijna altijd voor na regen, maar worden vaak toegeschreven aan pesticidengebruik. Bij de al jaren bestaande hype om de problemen met bijen, onder andere de wintersterfte, toe te schrijven aan neonicotinoïden, speelt het in 1963 verschenen boek Silent spring een rol. De destijds optredende afname van het aantal insecten zat heel anders in elkaar dan de afname gedurende de afgelopen 30 – 40 jaar.
Massale, wereldwijde stikstofbemesting
Mijn huidige inzicht is kort door de bocht dat we als mensheid massaal bezig zijn om al het leven op aarde overal van een behoorlijke portie stikstofbemesting te voorzien. En volgens mij zou dit inzicht wel eens aanleiding kunnen zijn om de hele discussie over klimaatverandering een andere, misschien wel meer realistische kant op te laten gaan. In het volgende gedeelte geef ik mijn visie met de daarbij horende onderbouwing.
Stikstofverbindingen
Onder NOx vallen diverse verbindingen van stikstof en zuurstof. NOx ontstaat bij elk verbrandingsproces, namelijk door de oxidatie van stikstof uit de lucht bij hoge temperatuur. Met de voor de verbranding nodige aangevoerde zuurstof komt ook de luchtstikstof in de hete vlammen (> 1.000 graden) terecht, en naarmate de vlamtemperatuur hoger is wordt meer NOx gevormd. De hoeveelheid gevormde NOx is eveneens afhankelijk van de vlamlengte, bij een langere vlam blijft de aangevoerde stikstof langer in de vlam en dat heeft tot gevolg dat in de vlam meer stikstofoxiden worden gevormd.
Broeikasgassen – beslist niet alleen CO2
Het meest opvallende – voor de klimaatdiscussie – is dat N2O (lachgas, zou eigenlijk ook moeten vallen onder de noemer NOx) een bijna 300 maal groter broeikaseffect heeft dan CO2. Dit gas komt behalve bij verbranding ook in grote hoeveelheden vrij in de landbouw, en ook uit andere bodems. Het ontstaat via bacteriële processen uit nitraten, die nou eenmaal in grote hoeveelheden in de vorm van kunstmest in de landbouw gebruikt worden, alsook uit nitraten die via de lucht overal ter wereld via uitregening op het aardoppervlak, neerkomen en dus ook in de bodem in N2O omgezet worden. Omdat N2O niet zo goed in water oplost komt dit gemakkelijk als gas in de atmosfeer terecht.
Hoeveelheden vrijkomende NOx
Hoeveel NOx er precies vrijkomt is minder duidelijk dan voor CO2 het geval is. Enerzijds komt dat omdat de uitstoot van CO2 beter is onderzocht dan de uitstoot van NOx, bijvoorbeeld in de IPCC-studies en omdat deze gemakkelijk vast te stellen zijn uit de voor energieproductie gebruikte hoeveelheden steenkool, olie en gas. Anderzijds zijn de hoeveelheden vrijkomende NOx moeilijker vast te stellen omdat deze uit meerdere sectoren (energieproductie, landbouw, industriële processen) afkomstig zijn en de hoeveelheden in die gevallen van meerdere factoren afhankelijk zijn, zoals bijvoorbeeld de weersomstandigheden en de luchtvochtigheid. Men moet bedenken dat een aanzienlijk deel van de neerkomende NOx vroeger of later in meer of mindere mate in N2O wordt omgezet.
RIVM
Op de website van het RIVM kan men de uitstoot van CO2 en NOx vinden, alsook van de diverse broeikasgassen zoals methaan en lachgas. Daaruit blijkt dat de hoeveelheden, die in Nederland in de lucht gebracht worden, voor CO2 sinds 1990 ongeveer gelijk gebleven zijn en die voor NOx sterk zijn afgenomen. De uitstoot in Nederland mag dan wel verminderd zijn, maar dat zegt niets over de hoeveelheden die ons land bereiken vanuit andere delen in de wereld. Het gaat hierbij overigens niet alleen om de hoeveelheden in regendruppels opgeloste NOx, maar ook om de in fijnstof gebonden hoeveelheden, bijvoorbeeld van woestijn- en erosiezand, stuifmeel en door elektriciteitscentrales in de lucht gebrachte deeltjes.
Uit de gegevens valt ook op te maken dat de Nederlandse uitstoot van de broeikasgassen methaan en lachgas sterk is afgenomen. Deze laatste twee worden door het RIVM niet in absolute hoeveelheden gegeven, maar uitsluitend als ‘CO2-equivalenten’. Wel geeft het RIVM aan dat er grote onzekerheden zitten in de emissiewaarden voor deze twee broeikasgassen (resp. 41% en 54%), veel groter dan die voor NOx (15%). De grote onzekerheid rondom het vrijkomen van N2O kan betekenen dat er feitelijk helemaal geen afname heeft plaatsgevonden. Het grote bezwaar van het uitdrukken van broeikasgassen in ‘CO2-equivalenten’ is dat het klimaatprobleem wordt teruggebracht tot iets wat met broeikasgassen en opwarming van de aarde te maken heeft. Bij de emissiecijfers over de landbouw moet men in het achterhoofd houden dat deze aangeleverd worden door WUR, een m.i. frauduleuze instelling.
Volgens http://www.commissiemer.nl/docs/mer/p27/p2792/2792-142stikstofberekeningen.pdf werd door de vliegtuigen die op Schiphol aankomen en vertrekken 3 mln kg. NOx in de lucht gebracht. Deze hoeveelheid komt overeen met ca. 8 kg. NOx per hectare als men een gebied van 60 km bij 60 km hanteert en met 65 kg. NOx per hectare bij een oppervlak van 20 x 20 km. Hierbij is geen rekening gehouden met de bijdrage van vliegtuigen die over ons land vliegen en het vliegverkeer van de andere luchthavens in Nederland.
HR CV-ketel
Om even dicht bij huis te blijven wil ik de NOx-uitstoot van in bijna elk huis aanwezige CV-ketel noemen. Uit diverse rapporten van ECN valt te herleiden dat een standaard HR CV-ketel per jaar een tot anderhalve kg. NOx produceert. De gezamelijke uitstoot door particulieren (in de orde van 2 mln CV-installaties) is met 2 - 3 mln kg. maar een fractie van de totale uitstoot in Nederland zelf en wat er uit andere delen van de wereld hiernaartoe komt. De krankzinnig grote hoeveelheden NOx ontstaan met name door het verbranden van steenkool, olie en biomassa; hierbij komen namelijk ook de in die brandstoffen gebonden stikstofverbindingen vrij als NOx. De uitstoot van NOx bij intensieve landbouw ligt op minimaal 60 kg. per hectare.
Nogal pikant is het gegeven dat de uitstoot van het broeikasgas lachgas (N2O) door particulieren volgens het RIVM sinds 1990 bijna verdubbeld is. Mogelijk is dit het gevolg van de overgang naar HR-ketels inclusief de gelijktijdig daarmee geïntroduceerde regelsystemen. Als deze analyse juist is, dan betekent dit dat dergelijke vormen van energiebesparing een averechts milieu-effect hebben. Iets vergelijkbaars speelt in de luchtvaart, waar de toename van de NOx-uitstoot tussen 1990 en 2015 veel sterker (factor 3,8) is dan de toename van de CO2-uitstoot (factor 2,4).
Reactief en biologisch actief gas
Terwijl CO2 in wezen een tamelijk weinig reactief gas, is dat bij NOx heel anders. NOx is allereerst – chemisch bezien – een nogal oxidatieve stof. Daarmee heeft NOx volkomen andere eigenschappen dan bijvoorbeeld SO2, dat tot de jaren ‘90 voor een belangrijke vorm van luchtverontreiniging zorgde.
Ten tweede is NOx – biologisch bezien – een universele voedingsstof (na omzetting in nitraat), niet alleen voor planten als dit uitgeregend is op de bodems, maar ook voor alle micro-organismen inclusief die op de planten zitten. Het RIVM noemt dit vermestende depositie, het gaat om zeer grote hoeveelheden, namelijk in de orde van 30 - 60 kg. stikstof per hectare (in Nederland).
Van grote betekenis is dat deze NOx-stoffen door fijnstof (inclusief stuifmeel) geabsorbeerd worden en ook daar voor microbiële groei zorgen. Bij ‘verkoudheid’, alsook bij diverse ziekten (griep, Q-koorts) en aandoeningen, speelt deze microbiële groei op deeltjes in de lucht een belangrijke rol. Beweren dat griep door virussen wordt veroorzaakt is helaas een halve waarheid. Interessant is natuurlijk dat griep er meestal is, als de verwarmingen overal zijn aangegaan.
Anaerobe processen
In het rijtje van biologische effecten van NOx mag de stimulering van anaerobe processen in de bodem (ook in veengebieden, de uitgestrekte gebieden met permafrost, moerassen), in de zeeën (honderden kilometer lange en zich uitbreidende dead zones in de Golf van Mexico, de Oostzee en voor de kust van Afrika), oppervlaktewateren niet vergeten worden (hoewel de directe aanvoer van nitraten door met name de landbouw hiervoor eveneens verantwoordelijk is). Evenzo kan men natuurlijk in dit opzicht grote vraagtekens zetten bij biogasinstallaties. Bij anaerobe processen komen niet alleen grote hoeveelheden methaangas vrij, dat op zichzelf een 28 keer sterker broeikasgas is, maar ook N2O met een bijna 300 keer sterker broeikaseffect. De productie van N2O in de bodem verloopt volgens een zichzelf versterkend proces, omdat er bij de omzetting warmte vrijkomt.
Als gevolg van de jarenlange depositie van nitraten op elke plek en de aanzienlijke stikstofgiften in de landbouw zitten er inmiddels zoveel nitraten in de bodem (gerapporteerd zijn hoeeelheden van 1.000 kg per hectare) die nog jarenlang aanleiding zullen zijn tot het vrijkomen van broeikasgassen.
Echte milieuwinst
Natuurlijk gaat vermindering van de uitstoot van CO2 gepaard met vermindering van de uitstoot van NOx, maar ik denk dat de meeste echte milieuwinst te behalen is wanneer men zich richt op NOx-reductie. Dat is technisch en economisch bezien een veel haalbaardere optie dan CO2-reductie. In dat licht bezien is de Urgenda-exercitie een soort misleiding, want die richt de aandacht eenzijdig op het voorkomen van CO2-uitstoot, om de opwarming tegen te gaan. Hetzelfde geldt natuurlijk voor het Parijs-akkoord ‘voor CO2-reductie’.
Technische mogelijkheden
Technisch zijn er vele mogelijkheden om het ontstaan van NOx te verminderen – bij de verbranding en in de landbouw. Idealiter zou men aardgas met pure zuurstof moeten verbranden, maar dat kost weer extra energie, bijvoorbeeld afkomstig uit de elektrolyse van water, waarbij de elektriciteit voor deze hydrolyse afkomstig is van windmolens en zonnepanelen. Het bij de hydrolyse vrijkomende waterstofgas kan men opslaan en gebruiken om elektriciteit op te wekken. Over deze zogenaamde waterstofeconomie is overigens het laatste woord nog niet gezegd. Technisch is het allemaal ruimschoots bewezen, de rendementen zijn echter niet optimaal en organisatorisch is het tamelijk ingewikkeld. De balans hiervan kan volledig omslaan, als men de NOx-kwestie erbij betrekt.
Landbouw
Idem dito kan de uitstoot van stikstofhoudende (broeikas)gassen uit de landbouw verlaagd worden. In wezen is hierover veel bekend, en de kosten kunnen laag blijven als de juiste methoden worden toegepast.
In deze uiteenzetting wil ik er tot slot nog even op wijzen dat het inklinken van de veenbodems, bijvoorbeeld in Zuid-Holland, vooral door nitraten veroorzaakt wordt, en wel door de afbraak van organische stof (een belangrijke component van veen). M.i. is de visie dat dit uitsluitend komt door verandering in het waterbeheer (verlaging grondwaterstand) niet houdbaar.
Mijn konklusies
Mijn konklusie na een verkenning van het onderwerp van de uitstoot van stikstofverbindingen (NOx, N2O) is dat dit een explosieve kwestie is, en wel om de volgende redenen:
1. De biologische effecten (op de gezondheid van de mens, op de natuur en de biodiversiteit) zijn tot nu toe nauwelijks meegenomen in de klimaatdiscussie.
2. Effecten, die aan klimaatverandering in de zin van hogere temperaturen worden toegeschreven, zijn in werkelijkheid het gevolg van stikstofdepositie.
3. De hoeveelheden stikstof, die gedurende de laatste decennia vanuit de lucht in de vorm van nitraten op alles neerkomen, liggen op 30 – 60 kg. per hectare per jaar. Deze hebben zich overal in de bodem opgehoopt. In gebieden met landbouw en intensieve veehouderij zijn daar nog extra hoeveelheden aan toegevoegd als gevolg van stikstofbevattende meststoffen en uitstoot door de intensieve veehouderij.
4. Al deze nitraten zullen de komende decennia zorgen voor uitstoot van N2O, een broeikasgas met een circa 300 maal sterker effect dan CO2.
Reacties, commentaren en aanvullingen: Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.
© Maarten van Hoorn, Science in Water B.V. 2 februari 2019, aanvullingen dd. 6 februari 2019.
