Op 11 oktober j.l. schreef ik een bericht over de kerngetallen van NOx en NH3. In dit vervolgbericht maak ik gebruik van een paar artikelen die ik in 2018 over het meetstation Vredepeel schreef. Dat meetstation is er een van zes die per uur onder andere de ammoniakconcentraties  in de lucht meten. Zes meetpalen, dat zijn niet veel meetpunten voor een heel land; stelselmatige bezuinigingen in de afgelopen jaren zijn daar debet aan. In de discussie over de stikstofproblematiek missen we node een uitgebreid meetnet, maar zo gaan die dingen helaas.

Data: CBS

De uitstoot van ammoniak door de landbouw is de belangrijkste bron van ammoniak in de lucht. In de buitenlucht wordt ammoniak door luchtwervels verspreid en meegenomen met de wind. Eenmaal in de lucht wordt ammoniak omgezet naar ammoniumsulfaat- en ammoniumnitraatzouten (ammonium aerosolen). Ammoniak en ammoniumzouten komen weer op het aardoppervlak neer (droge depositie) of worden door regen uit de atmosfeer verwijderd (natte depositie). In de bodem wordt door nitrificatie nitraat gevormd dat als voedsel dient voor planten. Wat niet gebruikt wordt spoelt uit naar grondwater en oppervlaktewater.

Het RIVM heeft 2 meetnetten waarmee de ammoniakconcentraties in de lucht gemeten worden. De eerste, het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML) heeft zoals ik al schreef zes meetstations waar elk uur gemeten werd. Over een daarvan, het station Vredepeel op de grens van Noord-Brabant en Limburg, gaat dit bericht. Het andere meetnet, het Meetnet Ammoniak in Natuurgebieden (MAN) bestaat uit 31 natuurgebieden waar de gemiddelde maandelijkse ammoniakconcentraties gemeten worden.

Bron: Bron: Rotgers en Hanekamp

Vorig jaar werd een rapport openbaar getiteld “Ammoniakmeting in Nederland, een noordoostelijke spelbreker”. Het rapport werpt licht op wat er mis is met de ammoniakmeting op het RIVM-meetstation in Vredepeel. Ik ben toen in de materie gedoken en heb ook wat veldwerk verricht. De ammoniakproblematiek is in deze regio niet alleen meetbaar, maar ook vrijwel constant ruikbaar.

De schrijvers van het genoemde rapport zijn Geesje Rotgers en  Jaap Hanekamp. Geesje is onderzoeksjournalist en Jaap is ‘associate professor’ aan het University College Roosevelt in Middelburg. Het rapport is gefinancierd door het Mesdag-Zuivelfonds NLTO, een stichting die tot doel heeft het verbeteren van de kwaliteit van melk, of de wijze waarop het is geproduceerd. Het rapport is dus gefinancierd door de landbouwsector. Dat hoeft geen bezwaar te zijn, zeker niet als die sector zicht tekort gedaan voelt door een overheidsinstantie. Het gevaar bestaat wel dat de belangen van de opdracht een rol gaan spelen in de uitkomst van het onderzoek. Daarom was ik extra nieuwsgierig naar het verhaal van Rotgers en Hanekamp. Dit zijn de conclusies uit het rapport:

Hoofdconclusie is dat het ammoniak meetstation Vredepeel te dicht bij een pluimveebedrijf gelegen is. De opmerking dat er geen lokale bronnen mogen liggen binnen een afstand van 300m-500m kan ik niet controleren, maar het lijkt me logisch dat bronnen die zeer nabij het meetpunt liggen verstorend kunnen werken.

Houden we een minimum afstand van 300m aan, dan heeft het meetstation inderdaad een probleem:

Bron: Rotgers en Hanekamp

De afstand tot een nabijgelegen pluimveebedrijf is ongeveer 150m. Met name bij NO wind kan dat flinke piekwaarden veroorzaken. Onder conclusie 1d beweren de auteurs dat het RIVM niet corrigeert voor deze lokale bron. Dat wordt tegengesproken door het RIVM:

Bron: RIVM

In de trend van de ammoniakconcentratie over Nederland is Vredepeel slechts één van de 35 meetlocaties schrijft het RIVM.  Dat lijkt me geen goed argument om het bezwaar van de nabijgelegen bron teniet te doen. Ook het argument van het RIVM dat in de trendanalyse rekening gehouden wordt met het concentratieniveau op de meetlocaties (er vindt normering plaats op de gemiddelde concentratie) vind ik niet erg sterk.  Het RIVM beweert dat het effect van een individueel station op de landelijke trend in de ammoniakconcentratie in Nederland daardoor zeer beperkt is.  Dat laatste kan waar zijn, maar dat wil nog niet zeggen dat je daarom ‘vervuilde’ meetgegevens mag gebruiken.

Bron:  Provincie Noord-Brabant: “Rapportage van de luchtkwaliteit gemeten in De Peel van
2008 tot en met 2015.”

Onder punt 1e stellen de auteurs van het rapport dat rapportages zodanig worden aangepast dat het betreffende pluimveebedrijf buiten beeld blijft. Verwezen wordt naar een rapport van de provincie Noord-Brabant, “Rapportage van de luchtkwaliteit gemeten in De Peel van 2008 tot en met 2015” . De suggestie wordt gewekt dat op bovenstaande kaart uit dat rapport de locatie van het meetstation Vredepeel met opzet te noordelijk is weergegeven. Dat maakte me nieuwsgierig en daarom heb ik de ligging van de beide andere windrozen op het kaartje van het provinciale rapport (van de tijdelijke meetstations Klotterpeellaan en Blaarpeelweg) vergeleken met de exacte locaties uit het meetnetoverzicht van het RIVM.

Bron: RIVM

Inderdaad is meetstation Vredepeel op het provinciale kaartje teveel naar het N weergegeven.  Maar ook de windroos van het tijdelijke meetstation Blaarpeelweg ligt niet juist, deze is in werkelijkheid ruim 200m naar het OZO gesitueerd. Voor dat laatste kan ik geen argument bedenken. Ik heb tijdens veldwerk dank zij hulp van omwonenden de exacte locatie van de tijdelijke meetpaal Blaarpeelweg bezocht en die lag op de plek waar op de foto hierboven de gele punaise geplaatst is. Het bedrijfsgebouw vrijwel naast deze meetpaal is een nertsenfarm die in 2011 in gebruik genomen werd. Daarover later meer. De exacte locaties van de meetpalen in de buurt zijn in de literatuur van het RIVM overigens correct weergegeven.

De windroos van meetstation Klotterpeellaan op het provinciale kaartje ligt ongeveer correct. Het lijkt me aannemelijk dat het niet exact weergeven van de locaties op het provinciale kaartje eerder het gevolg is van slordigheid dan van opzet. Over die beide genoemde tijdelijke meetstations in de buurt van Vredepeel later meer.

Ammoniak verdwijnt relatief snel uit de lucht. Daarom is het niet, zoals bijvoorbeeld CO2, een ‘well mixed gas’.  Hoe verder je van de bron verwijderd bent des te minder ammoniak meet je. Het maakt daarom wat uit waar je ammoniak meet.  Het gas heeft een verblijftijd in de lucht van enkele uren.  Da betekent dat de wind ammoniak over een redelijk grote afstand kan verplaatsen. Maar het meeste ammoniak valt op korte afstand van de bron droog of nat weer op aarde.  In concentratiegebieden van intensieve veehouderij zoals nabij het station Vredepeel is de ammoniakconcentratie permanent hoog, en stijgt met pieken als er in de buurt bemest wordt of als de wind draait.

Het station Vredepeel ligt te dicht bij genoemde kippenfarm. Dat betekent dat als de wind uit het NO komt het station een piek meet. De auteurs van het onderhavige rapport schatten dat daardoor de jaargemiddelde ammoniakconcentraties in Vredepeel wel tot 25% hoger uitvallen. Dat probeer ik later eens door te rekenen.

Maar er is ook een omstandigheid met betrekking tot de locatie van het meetstation waardoor de jaargemiddelde ammoniakconcentraties zeker lager uitvallen: vlak ten Z van het station ligt een uitgestrekt bosgebied. In dat bos ligt de luchtmachtbasis “De Peel”. In dat bos zijn voor zover mij bekend geen bronnen van ammoniak aanwezig.  Dat betekent dat als de wind uit het Z t/m OZO komt de gemeten ammoniakconcentraties lager zullen zijn dan wanneer het station midden in agrarisch gebied zou hebben gelegen. Zo zie je maar weer, het is zelden goed.

Conclusie voor het meetstation Vredepeel is dus dat het station niet alleen te dicht bij een kippenfarm gelegen is, maar dat ook de directe nabijheid van een bos ten Z van het station invloed heeft op de metingen. Ik wil nu kijken naar het gedrag van NH3 (ammoniak) in de lucht en de meetdata van Vredepeel in een bepaald jaar vergelijken met de gemeten windrichting.

Bron:  www.de-heus.nl

Zoals reeds geschreven is de landbouw de belangrijkste bron van ammoniak in ons land. Het overgrote deel daarvan komt vrij via stalventilatie en via het uitrijden van mest. Die twee emissiebronnen verschillen onderling nogal.  Het uitrijden van mest gebeurt op akkerland en grasland en is op het moment van uitrijden een min of meer diffuse bron, dat wil zeggen, het vrijkomen van ammoniak vindt over een groter gebied plaats. Dit in tegenstelling tot stalventilatie, die als een puntbron beschouwd kan worden.

Het tweede verschil is  dat het uitrijden van mest op een stuk landbouwgrond maar 1 a 2 keer per jaar plaatsvindt terwijl stalventilatie een continu proces is.  Overigens kan in een bepaald gebied bemesting op verschillende percelen plaatsvinden op verschillen dagen. Het uitrijden mest is gereglementeerd: op grasland mag drijfmest uitgereden worden van 16 februari tot 1 september, op bouwland van 1 februari tot 1 augustus. Als er een wintergewas geteeld wordt mag bouwland ook nog in september bemest worden. Dus van 1 oktober tot 1 februari mag er geen mest uitgereden worden (bron: Melkveebedrijf.nl).

Als we naar stalventilatie kijken dan zal de uitgestoten ammoniak zich pluimvormig  verspreiden. Dat heeft te maken met de wind en turbulenties in de lucht. Vanwege die pluim, die van de bron af steeds breder wordt, zal de concentratie aan ammoniak minder worden naarmate je verder van de bron verwijderd raakt. De pluim wordt overigens zowel in de hoogte als in de breedte steeds wijder. De grond zorgt er voor dat de pluim aan de onderzijde plat is. Als de nacht koud is kan er vanwege het ontstaan van een grondinversie ’s nachts en in de ochtend  op enige hoogte ook een (onzichtbaar) ‘plafond’ in de lucht zijn, waardoor de ammoniak niet verder kan stijgen. De pluim is dan beperkt van hoogte en de concentraties daardoor hoger.

In bovenstaande grafiek is een weergegeven hoe de concentratie afneemt met de afstand. Omdat de mate daarvan van veel factoren afhangt zijn geen getallen gegeven. Omdat ik benieuwd was of de nabijheid van de kippenstal daadwerkelijk invloed heeft gehad op de ammoniakmetingen op het station Vredepeel heb ik de concentratiewindroos van Vredepeel bekeken.

Bron: Provincie Noord-Brabant, “Rapportage van de luchtkwaliteit gemeten in De Peel van 2008 tot en met 2015.”

De auteurs spreken van NO-wind die ammoniak van de kippenstal naar het meetstation brengt. Te zien is dat er sprake is van een flinke toename van de ammoniakconcentratie als de wind uit het NNO (22,5°)  tot ONO (67,5°) komt. Die concentratie loopt dan op tot 60ug/m3 en zelfs meer in 2012 en 2013. De ‘punt’ van de bult ligt op 40°, de flanken lopen steil af. De pluim vanuit de kippenstal is dus goed begrensd.

Ik wilde 1 jaar bekijken en heb gekozen voor het jaar 2016. Voor de winddata heb ik gebruik gemaakt van het KNMI meetstation Volkel dat het dichtst bij Vredepeel ligt. Daarvan zijn sinds 1951 dagelijkse windrichtingen beschikbaar, gegeven in graden.

Ik heb de NO-windrichting begrensd tussen 22,5°  tot 67,5°. Komt de wind uit die hoek dan noem ik het NO-wind. Voor de data van de ammoniakconcentraties heb ik de gevalideerde gegevens  (uurdata in ug/m3) gebruikt van het RIVM, die per maand beschikbaar zijn. Daar heb ik een grafiek van gemaakt, met in geel de dagen met NO wind:

Data:  RIVM

Vervolgens heb ik van de uurgegevens etmaalgegevens gemaakt en nogmaals in een grafiek gezet:

Data: RIVM

Overtuigend is de invloed van de NO wind op de meetuitslag van het meetstation. In de etmaalgrafiek zijn vrijwel alle dagen dat de gemiddelde etmaalconcentratie ammoniak boven de 40ug/m3 uitkomt dagen met NO-wind. De pieken in de etmaalgrafiek zijn vrijwel alle afkomstig van de kippenfarm in de nabijheid, dat leidt geen twijfel.

Rotgers en  Hanekamp stellen dat de nabijheid van de kippenfarm de meetdata van Vredepeel wel tot 25% verhogen. Om dat te controleren heb ik van de data van etmaalcijfers de gemiddelde ammoniakconcentratie berekend in 2016:  25,74 ug/m3.  Laat ik de data met NO wind (dus de invloed van de kippenfarm) weg, dan komt het jaargemiddelde uit op 19,91 ug/m3. De auteurs overdrijven dus niet.

Maar 19,91 ug/m3 is desondanks ook nog steeds erg veel ammoniak. Als we naar de frequentieverdeling van de uurgemiddelde windrichting kijken op Volkel dan ziet die er tussen 2008 en 2015 zo uit:

Bron: Provincie Noord-Brabant: “Rapportage van de luchtkwaliteit gemeten in De Peel van 2008 tot en met 2015.”  (2016)

De meest voorkomende windrichtingen per jaar in de regio bevinden zich tussen 190° en 230°, grofweg tussen ZZW en ZW.   In onderstaande luchtfoto heb ik die windhoek weergegeven door middel van rode lijnen. De lijnen zijn ongeveer 4 km lang. Binnen die hoek, van waaruit de wind dus het vaakst waait, bevinden zich drie boerderijen, waarvan de dichtstbijzijnde op 900m afstand van het meetstation ligt. Deze drie zijn geen van alle meer als landbouwbedrijf actief. Bovendien bestaat ongeveer de helft van het gebied tussen de rode lijnen uit niet bemeste gronden, hoofdzakelijk bos. Het leidt geen twijfel dat bij de overheersende windrichting deze situatie de ammoniak-concentratiecijfers van Vredepeel drukt.

Conclusies: de auteurs hebben gelijk dat de directe nabijheid van de kippenfarm de gemeten ammoniakcijfers flink doet toenemen, tot 25%. Aan de andere kant zorgt de relatieve ligging van het meetstation Vredepeel er voor dat een aanzienlijk deel van het jaar de wind uit een hoek waait waar nauwelijks ammoniakbronnen aanwezig zijn.

Wat onopgelost blijft is het feit dat in de grafiek van de uurmetingen ammoniak er pieken te zien zijn van boven de 100 ug/m3 en zelfs van boven de 200ug/m3 die niet gerelateerd kunnen worden aan de kippenfarm. Meetstation Vredepeel ligt op grond van een proefboerderij van de Universiteit Wageningen. Ik heb de beheerder vorig jaar aangeschreven om er achter te komen wanneer de percelen rond de meetpaal in 2016 zijn bemest, maar helaas geen antwoord gekregen.

Er bevonden zich nog 2 andere ammoniakmeetpunten van het RIVM in de directe omgeving van Vredepeel.  Die twee tijdelijke meetpunten zijn gedurende de periode juli 2007 t/m januari 2016 acties geweest in de directe omgeving van het meetstation. Dat kan interessante gegevens opleveren, ik ben er mee bezig. Dus een volgend bericht over de ammoniakmetingen in en rond Vredepeel is in de maak.