Fakta om ammoniakfordampning og nedfald af kvælstof

I 2002 udgjorde det atmosfæriske nedfald af kvælstof over danske landområder 18,8 kg kvælstof pr. hektar. 62 procent af denne kvælstof kom fra udlandet, mens kun 13 procent stammede fra dansk svineproduktion.

Det danske og udenlandske landbrugsbidrag udgjorde cirka 52 procent af kvælstofnedfaldet, mens de resterende 48 procent stammer fra kvælstofilter (fra forbrændingsprocesser – så som biler, kraftværker, industri, oliefyr mm.)

Landbrugets bidrag til det atmosfæriske kvælstofnedfald sker via fordampning af ammoniak, som typisk igen afsættes relativt tæt på kilden. Beregninger viser at 20-60 procent af ammoniakken afsættes på vegetationen inden for to km fra kilden. Modsat forholder det sig med ammoniumforbindelser, der ligesom kvælstofilter (fra forbrændingsprocesser) kan transporteres over store afstande.

For flere naturtyper overskrides tålegrænserne for kvælstofnedfald allerede i dag. Et fald i belastning til under tålegrænser for flere af naturtyperne forudsætter markant reduktion af alle kilder, både danske og udenlandske. Selvom vi fjerner hele det danske landbrugsbidrag, vil det ikke være muligt at komme under det beskrevne tålegrænser.

Reduktion af ammoniakfordampningen fra stalde er vigtigt – og har specielt betydning for særligt sårbare nærområder som heder, overdrev og højmoser. Det er dog ikke muligt at drive et landbrug med svin uden et vist tab af ammoniak.

For svineproduktionen alene er fordampning af ammoniak i perioden 1984/85 til 1998/99 faldet fra 42.600 tons ammoniak-kvælstof til 31.600 tons – et fald på godt 25 procent. Denne reduktion er sket til trods for at produktionen i perioden er steget med 60 procent målt i antal slagtesvin á 75 kg slagtevægt.

I de kommende år vil der yderlig ske en reduktion i fordampningen af ammoniak som følge af nye lovkrav. Derudover er vi godt på vej med at finde nye tekniske løsninger som kan reducere fordampningen af ammoniak reduceres med 80 procent eller mere.

Baggrund

Danmarks Miljøundersøgelser overvåger løbende omfang af den mængde kvælstof som fra luften afsættes i de danske hav- og landområder. Nedfald/afsættelse af kvælstof sker dels via nedbør ved udvaskning fra luften (våddeposition) og dels ved at gasser og partikler afsættes på jordoverfladen, planter mm. (tørdeposition) – jf. beskrivelse af kvælstofkilder i fakta-boks.

Fakta-boks - atmosfærisk nedfald af kvælstof

Når der sker kvælstofnedfald sker det dels via nedbør ved udvaskning fra luften (våddeposition) og dels ved at gasser og partikler afsættes på jordoverfladen, planter mm. (tørdeposition).

Ammoniak (NH₃): En gasart hvor den store bidragyder er landbruget 95%. Navnlig husdyrgødning er en meget stor kilde. Biler med katalysator bidrager også (ca. 5%).
Ammonium (NH₄⁺): Er enten bundet til små partikler (størrelsen fra 0,1-1 µm i diameter) eller opløst i regndråber, skydråber eller sne. Ammonium dannes i atmosfæren ved reaktion mellem ammoniak og sure gasser eller partikler (fx ammoniumsulfat og ammoniumnitrat). Da ammonium dannes i atmosfæren udfra ammoniak stammer over 95% af ammonium fra landbrugskilder.
Kvælstofdioxid (NO₂): En gasart som næsten udelukkende stammer fra emission af kvælstofilter (NO og NO₂) fra forbrændingsprocesser (biler, kraftværker, oliefyr mm.)
Salpetersyre (HNO₃): En gasart dannet i atmosfæren ved omdannelse af kvælstofdioxid.
Nitrat (NO₃^–): Er enten bundet til små partikler (0,1-10 µm i diameter) eller opløst i regndråber, skydråber eller sne. Partikulært bundet nitrat dannes i atmosfæren ved salpetersyres reaktion med eller optag i atmosfæriske partikler. Nitrat i nedbør dannes ved, at salpetersyre eller den partikulært bundne nitrat opløses i regndråber, skydråber eller sne. Da både salpetersyre og partikulært bundet nitrat dannes i atmosfæren ud fra kvælstofdioxid, stammer over 90% fra forbrændingsprocesser. Tilsvarende gælder for nitrat i nedbør.

Kilde: Faglig rapport fra DMU nr. 466, 2003

Nedfald/afsættelse af kvælstof over danske landområder

I 2002 udgjorde det danske bidrag 38 procent af det atmosfæriske nedfald af kvælstof over danske landområder, mens andelen tilsvarende var ca. 14 procent over de danske farvande [1].

Landbruget bidrager til det atmosfæriske kvælstofnedfald via fordampning af ammoniak. Det specielle ved fordampet ammoniak (NH₃) er, at koncentrationen i luften falder med afstanden fra kilden, som følge af fortynding, afsætning på vegetation og omdannelse af ammoniak til ammonium (i atmosfæren omdannes ammoniak til ammoniumforbindelser).

En stor del af ammoniakken afsættes relativt tæt på kilden. Det er beregnet, at 20-60 procent (for hhv. græs og skov) afsættes på vegetationen inden for to km fra kilden [4]. Modsat forholder det sig med ammoniumforbindelser, der ligesom kvælstofilter (fra forbrændingsprocesser) ofte transporteres over store afstande.

Tabel 1 viser data fra Danmarks Miljøundersøgelser’s overvågning af den atmosfæriske deposition i 2002 med fordeling af kvælstofkilde.

Tabel 1.

Nedfald/afsættelse af kvælstof til landoverflader (beregnet til en middeloverflade svarende til halvhøjt græs - ca. 10 cm.) [2]

Kilde	Udland, kg N/km²	Udland, pct.	Danmark, kg N/km²	Danmark, pct.
NO₃^–	331	18	45	2
Gas NO_Y	450	24	76	4
NH₄⁺	328	17	85	5
NH₃	45	3	511	27
Sum	1.163 kg N/km²	62 pct.	717 kg N/km²	38 pct.

Over danske landområder er nedfaldet/afsættelsen af kvælstof beregnet til 80.000 tons N (svarer til 18,8 kg kvælstof pr. ha.). Når disse data sammenholdes med udkast til DMU rapport om Landbrugets emission 1985-2001 [3] er det muligt at opstille følgende regnskab:


Figur 1.	Kilde til det gennemsnitlige nedfald/afsættelse af kvælstof over danske landområder 2002

Som vist i figur 1 stammer ca. 13 procent af det atmosfæriske nedfald af kvælstof over danske landområder fra dansk svineproduktion, hvorimod udenlandsk kvælstofilter (NO_x) udgør 41,5 procent.

Mellem de forskellige amter er der forskel i både afsat kvælstofmængde samt i fordeling af kvælstofkilde. Ifølge målingerne vist i tabel 2 er der i henholdsvis Viborg og Frederiksborg Amt et gennemsnitlig nedfald/afsættelse af kvælstof på 19 og 15 kg N/ha.

Tabel 2.

Afsættelse af kvælstof til landoverflader i henholdsvis Viborg og Frederiksborg Amt (er beregnet til en middeloverflade svarende til halvhøjt græs - ca. 10 cm.) [1]

Viborg Amt:

Kilde	Udland, kg N/km²	Udland, pct.	Danmark, kg N/km²	Danmark, pct.
NO₃^–	300	16,0	57	3,1
Gas NO_Y	403	21,5	28	1,5
NH₄⁺	287	15,3	110	5,9
NH₃	15	0,8	671	35,9
Sum	1.005 kg N/km²	53,6 pct.	866 kg N/km²	46,4 pct.

Frederiksborg Amt:

Kilde	Udland, kg N/km²	Udland, pct.	Danmark, kg N/km²	Danmark, pct.
NO₃^–	297	20,1	35	2,4
Gas NO_Y	437	29,6	167	11,3
NH₄⁺	294	19,9	58	3,9
NH₃	41	2,8	149	10,1
Sum	1.069 kg N/km²	72,4 pct.	409 kg N/km²	27,7 pct.

Tabel 3 viser den samlede tilførsel af kvælstof for 2001 fordelt på amtsniveau. Tabellen er opdelt i den kvælstoftilførsel, som stammer fra henholdsvis udenlandske kilder og danske kilder. Desuden er de samlede tilførsler fra dansk landbrug og de lokale landbrugskilder angivet.

Tabel 3.

Den gennemsnitlige atmosfæriske kvælstoftilførsel til de danske amter i 2001 [6]

[kg N/ha]	Samlet kvælstof-tilførsel	Tilførsel fra udenlandske kilder	Samlet N-tilførsel fra danske kilder	Samlet N-tilførsel fra danske landbrug	N-tilførsel fra ammoniak
Ribe	23	14	9	8	6
Ringkøbing	21	12	9	8	7
Sønderjylland	24	16	8	7	6
Viborg	22	12	10	8	7
Vejle	22	12	10	9	7
Nordjylland	22	12	10	8	6
Århus	22	12	10	7	6
Fyn	20	13	7	5	4
Storstrøm	16	12	4	3	2
Vestsjælland	17	12	5	4	3
Roskilde	19	13	6	4	3
Frederiksborg	17	12	5	3	1
København	18	12	6	2	1
Frederiksberg	16	12	4	2	1
København	16	12	4	2	1
Bornholm	14	12	2	1	1
Gns. danske landområder	20	12	8	6	5

Tabel 4 viser tålegrænser for nedfald/afsættelse af kvælstof for danske naturtyper.

Tabel 4.

Interval af tålegrænser for nedfald/afsættelse af kvælstof for danske naturtyper. VVM vejledning (tålegrænser kan variere fra naturtypens interval og er vanskelige at fastsætte) [5]

Naturtype	Kvælstofdeposition kg N/ha år
Højmoser	5 – 7,5
Lobeliesøer	5 – 7,5
Ekstremfattigkær	5 – 7,5
Hedemoser	5 – 7,5
Fersk natureng	10 – 17
Ekstremrigkær	10 – 15
Heder	10 – 15
Lichenrige heder	7 – 12
Overdrev	10 – 25
Løvskov	10 – 20
Nåleskov	7 – 20

Som det fremgår af tabel 3 og 4, så overskrides tålegrænserne for flere naturtyper allerede i dag. Det skal ses i lyset af, at det naturlige baggrundsniveau for kvælstoftilførsel vurderes til at svinge mellem 3-7 kg kvælstof pr. ha pr. år [4].

Et fald i belastning til under tålegrænser for flere af naturtyperne forudsætter markant reduktion af alle kilder, både danske og udenlandske. Fx vil opfyldelse af Göteborg protokollen (Danmark har et nationalt emissionsloft i EU's Emissionsloftsdirektiv på 56.800 tons NH₃-N (69.000 tons NH₃) – skal være opfyldt i 2010) være et skridt på vejen til lavere nedfald/afsættelse af kvælstof fra luften, men det er ikke tilstrækkeligt til at komme under tålegrænserne for de mest følsomme naturtyper – også selvom vi fjerner hele det danske landbrugsbidrag.

Ammoniakfordampning

Ifølge Danmarks Miljøundersøgelser og Danmarks JordbrugsForskning [7] er fordampningen af ammoniak-kvælstof i perioden 1984/85 til 1998/99 faldet med 32.600 tons (fra 112.000 til 79.400 tons), hvilket svarer til en reduktion på knap 30 procent. For svineproduktionen alene er fordampning af ammoniak i samme periode faldet fra 42.600 tons ammoniak-kvælstof til 31.600 tons, svarende til en reduktion på godt 25 procent. Denne reduktion er sket til trods for at produktionen i perioden er steget med 60 procent målt i antal slagtesvin á 75 kg slagtevægt.

I de kommende år vil der yderlig ske en reduktion i fordampningen af ammoniak – dels som følge af lovkrav om fast gulv i en del af stiarealet til smågrise og slagtesvin og dels via lovkrav om brug af slæbeslanger eller nedfælder når gyllen udbringes.

Derudover er vi godt på vej med at finde tekniske løsninger til lavere ammoniakfordampningen. Landsudvalget for Svin har i samarbejde med både offentlige forskningsinstitutioner og det private erhvervsliv iværksat en række projekter med det formål at reducere fordampningen af ammoniak. De foreløbige resultater er lovende – fx kan fordampningen af ammoniak reduceres med 80 procent eller mere.

Referencer

[1]	Ellermann, T.; Hertel, O.; Skjøth, C.A.; Kemp, K. & Monies, C. (2003). Atmosfærisk deposition 2002. Faglig rapport fra DMU, nr. 466.
[2]	Ellermann, T. (2004). (personlig kommunikation). Kilde: DMU – datamateriale fra endnu ikke offentliggjort figur i faglig rapport fra DMU nr. 466, 2003
[3]	Steen Gyldenkærne (2004). (pers. Kommunikation), DMU.
[4]	Tybirk, K. & Jørgensen, V. (1999). Ammoniak i landbrug og natur. DMU og DJF.
[5]	Del III – Rapport for arbejdsgruppen til gennemgang af virkemidler i en regionalt baseret beskyttelse af vandmiljøet mod kvælstof og fosfor (december 2003)
[6]	Ellermann, T., Hertel, O., Kemp, K. & Monies, C. (2002). Atmosfærisk deposition 2001. NOVA 2003. Faglig rapport fra DMU, nr. 418.
[7]	Kyllingsbæk, A. et al. (2000).Kvælstofbalancer i dansk landbrug – Mark og staldbalancer. DJF og DMU.