Het ammoniakgat en de overschatting van droge depositie in de duinen: een alternatieve verklaring

Inleiding “Ammoniakgat”

Sinds jaren wordt er gedebatteerd over de discrepantie tussen gemeten en berekende ammoniakconcentraties in kustgebieden, het zogenaamde “ammoniakgat”. Terwijl eerdere studies wezen op een vermeende ammoniakemissie uit zee, tonen recentere analyses aan dat deze bron in werkelijkheid veel kleiner is dan aanvankelijk werd aangenomen . Toch blijft er een verschil tussen modelberekeningen en metingen bestaan, wat vraagt om een fundamentele herbezinning op de gebruikte modellen en aannames.

In dit artikel wordt een alternatieve hypothese gepresenteerd: de droge depositie van ammoniak in de duinen wordt structureel overschat, wat leidt tot een onderschatting van de ammoniakconcentratie in de lucht. Hierdoor ontstaan de verschillen tussen metingen en modelresultaten, en dit kan ook verklaren waarom de verwachte ecologische schade in de duinen in werkelijkheid lager is dan voorspeld wordt op basis van Kritische Depositie Waarden (KDW). Dit artikel is een eerste reflectie op het eindrapport “Ammoniak uit Zee (2024)”.

1. Het probleem: een structureel verschil tussen model en metingen

Het RIVM hanteert het OPS-model als rekenmethode voor stikstofdepositie. In de kustgebieden wordt steevast een verschil waargenomen tussen de gemeten en de berekende ammoniakconcentraties, wat initieel werd toegeschreven aan een extra ammoniakbron uit zee . Onderzoek van Martin Johnson en modelberekeningen met EMEP4NL toonden echter aan dat deze bron veel kleiner is dan verondersteld, wat betekent dat er een andere verklaring moet zijn voor de waargenomen discrepantie .

“Het is bekend dat er langs de kust een verschil van ongeveer 50 procent is tussen de gemeten en berekende concentraties van ammoniak. De berekeningen worden daarom gecorrigeerd, zodat ze beter aansluiten bij de metingen.” 

Deze afwijking heeft niet alleen theoretische implicaties, maar ook concrete beleidsmatige gevolgen. Vergunningen en natuurherstelmaatregelen worden gebaseerd op modelresultaten die een stikstofbelasting in Natura 2000-gebieden voorspellen. Dit roept de vraag op: hoe accuraat zijn de modelaannames, en wordt er mogelijk een systematische fout gemaakt in de berekening van droge depositie?

2. Droge depositie: theorie en praktijk

Droge depositie is het proces waarbij ammoniak uit de lucht wordt opgenomen door vegetatie, bodem en water. Dit proces wordt in OPS en AERIUS gemodelleerd met de DEPAC-module, die depositiesnelheden baseert op de ruwheidslengte van het oppervlak, de meteorologische condities en de chemische samenstelling van de atmosfeer .

In de duinen is dit proces echter complex en onderhevig aan variabele factoren, waaronder:

• Microklimatologische omstandigheden: De duinen hebben een geaccidenteerd terrein met wisselende vegetatietypen, wat de effectieve depositie kan beïnvloeden.
• Vegetatie-effecten: Studies tonen aan dat lage vegetatie, zoals helmgras, minder efficiënt ammoniak opneemt dan dicht bladerdek in bosgebieden .
• Bodemprocessen: De interactie tussen ammoniak en droge zandbodems kan resulteren in een lagere effectieve depositie dan in vochtige, humusrijke bodems.

Recent onderzoek van Vendel et al. (2023) op basis van metingen uit 2014 suggereert dat het OPS-model de droge depositie in de duinen mogelijk met een factor twee overschat. Dit betekent dat minder ammoniak uit de lucht verdwijnt dan in het model wordt aangenomen, wat leidt tot een onderschatting van de ammoniakconcentratie in de lucht.

3. Wat betekent dit voor het ammoniakgat?

In deze alinea de hypothese van StikstofInfo.net: Als droge depositie systematisch te hoog wordt ingeschat, dan betekent dit dat het rekenmodel automatisch te lage ammoniakconcentraties voorspelt. Dit leidt tot het volgende mechanisme:

Te hoge droge depositie → Lagere modelconcentratie

Het model neemt aan dat ammoniak sneller uit de lucht verdwijnt dan in werkelijkheid gebeurt. Hierdoor worden de berekende ammoniakconcentraties te laag.

Verschil tussen metingen en model → Onjuiste correcties

Omdat de metingen hogere concentraties laten zien dan het model berekent, wordt dit verschil gecompenseerd door aannames zoals extra ammoniakuitstoot uit zee, wat inmiddels grotendeels is verworpen. Toch gebruikt het RIVM nog steeds grote correctiefactoren voor de droge depositie zoals onderstaande afbeelding laat zien .

Fout in depositiemodellering beïnvloedt beleid sterk

De berekende stikstofdepositie wordt gebruikt voor vergunningverlening en natuurbeleid. Als deze fout wordt doorgezet in beleidskeuzes, kan dit betekenen dat sommige natuurgebieden als ‘overbelast’ worden aangemerkt op basis van een onrealistische berekening van de ammoniakbalans.

4. Ecologische implicaties: minder schade dan verwacht?

Een belangrijk aandachtspunt is dat ecologisch veldonderzoek niet altijd bevestigt wat de stikstofmodellen voorspellen. Hoewel op basis van modelberekeningen een significante overschrijding van de Kritische Depositie Waarden (KDW) in de duinen wordt vastgesteld, tonen empirische studies aan dat de vegetatieveranderingen minder ernstig zijn dan verwacht. Een mogelijke verklaring is dat de werkelijke ammoniakflux in de duinen lager is dan de modellen aannemen. Dit betekent dat:

De impact van ammoniakdepositie in de praktijk beperkter is dan gedacht

Lagere effectieve depositie leidt tot een geringere invloed op de nutriëntenbalans van de bodem.

KDW als beleidsinstrument kritisch moet worden heroverwogen

Als de depositie verkeerd wordt ingeschat, is het onduidelijk of de gehanteerde drempelwaarden in alle gevallen realistisch zijn.

Toekomstige beleidsmaatregelen een betere empirische onderbouwing nodig hebben

Vergunningen en herstelmaatregelen zouden niet uitsluitend gebaseerd moeten zijn op modeluitkomsten, maar moeten worden getoetst aan daadwerkelijke ecologische monitoring.

5. Alternatieve aanpak: een herziening van stikstofmodellering

Om deze problemen aan te pakken, zijn er drie belangrijke verbeteringen nodig in de modellering van stikstofdepositie in kustgebieden:

1. Verbetering van de depositieparameters in modellen

Het standaardgebruik van de DEPAC-module in OPS moet kritisch worden geëvalueerd in relatie tot vegetatietypes en bodemchemie in duingebieden. Mogelijk moeten depositiesnelheden specifiek worden aangepast voor droge zandgronden en lage vegetatie.

2. Integratie van onafhankelijke metingen

Satellietmetingen en alternatieve depositiemetingen, zoals eddy-covariance fluxmetingen, kunnen helpen om de werkelijke droge depositie beter te kwantificeren. Momenteel wordt veel vertrouwd op modelgebaseerde schattingen zonder voldoende veldvalidatie.

3. Herinterpretatie van ecologische impact

Beleidskeuzes rondom stikstofreductie in duinen zouden meer gebaseerd moeten worden op ecologisch veldonderzoek in plaats van uitsluitend op overschrijdingen van de KDW. Dit vraagt om een nauwere samenwerking tussen atmosferische chemici en ecologen.

Hoe stikstofinfo aankijkt tegen het ammoniakgat.

De discrepantie tussen gemeten en berekende ammoniakconcentraties in de kustgebieden kan rationeel worden verklaard door een structurele overschatting van droge depositie in de duinen. Deze overschatting leidt tot een onderschatting van ammoniakconcentraties in de lucht, wat het zogenaamde ammoniakgat veroorzaakt.

Dit heeft niet alleen theoretische, maar ook beleidsmatige implicaties: als depositiemodellen een fout bevatten, dan kan dit leiden tot onjuiste conclusies over stikstofbelasting en natuurherstel. De huidige stikstofmodellen moeten daarom kritisch worden geëvalueerd, met een sterkere empirische basis voor depositieschattingen in kustecosystemen.

Toekomstig onderzoek moet zich richten op het verfijnen van depositiemodellen en het beter integreren van veldmetingen in stikstofbeleid. Alleen zo kan een realistischer beeld worden verkregen van de werkelijke ammoniakdynamiek in de Nederlandse duinen.