Bodemverzuring, 1982

Rubriek: onderzoek
Door: Hans van Grinsven

Onderzoekers aan het werk op de meetlocatie Hackfort. Eind jaren ’70 werd de ernst van de schade door de zure regen wereldwijd erkend. Beelden van zure, levenloze meren in Scandinavië en Noord-Amerika en later van stervende bossen in Centraal Europa veroorzaakten onrust. De theorie was dat zwaveldioxide en stikstofoxides, afkomstig uit energiecentrales, kachels en auto’s, in lucht en regenwater oplosten tot zwavelzuur en salpeterzuur. Als deze zuren op bodem, water, planten, gebouwen terechtkwamen veroorzaakten ze daar schade. Wat er precies in de bodem gebeurde was niet duidelijk. In Nederland maar ook elders begon men met langjarige meetprogramma’s. Het idee was om een sluitende balans van invoer en uitvoer van de belangrijkste chemische stoffen zwavel, stikstof, calcium, magnesium, chloride etc. te bepalen, om vervolgens hiermee de belangrijke maar onzichtbare processen in de bodem te kunnen kwantificeren. Meetlocatie’s als Hubbard Brook in de VS, Göttingen in Duitsland, Gardsjøn in Zweden werden wereldberoemd.

Beelden van de stervende bossen in Duitsland.. De bekendste Nederlandse locatie was Hackfort bij Vorden. Hier begon de groep van Nico van Breemen van de vakgroep Bodemkunde en Geologie van de toenmalige Landbouwhogeschool in 1979 een onderzoek naar de processen in de bodem van een armzalig hakhoutbosje. De focus van het onderzoek was bodemvorming en organische stofafbraak. Wat ze echter vonden was versterkte bodemverzuring niet alleen door zwaveloxide, maar ook door nitrificatie van ammoniak tot nitraat. Die ammoniak kwam vooral vrij bij het uitrijden van dierlijke mest. Het onderzoek toonde dus en passant ook aan dat de landbouw een belangrijke bron van verzuring was. De bevindingen in Hackfort werden bevestigd in een onderzoek door de Universiteit van Amsterdam in Winterswijk. Het feit dat ammoniakdepositie, chemisch gezien een base, kon leiden tot bodemverzuring door omzetting in nitraat (nitrificatie) en dat nog bij een zuurgraad beneden de waarde vier, was wereldnieuws. De heersende opvatting in het (ook Wageningse) landbouwkundig onderzoek was namelijk dat bacteriën verantwoordelijk waren voor het nitrificatieproces en dat deze beneden een zuurgraad van vier dit proces niet konden uitvoeren. Het onderzoek in Hackfort leidde uiteindelijk tot een baanbrekend artikel door Van Breemen c.s. in Nature in 1982. Kort daarna toonden Wageningse microbiologen aan dat in bossen vooral schimmels het nitrificatieproces uitvoerden, die ook bij een lage zuurgraad actief bleven. Er volgde een periode van nieuw interdisciplinair onderzoek in Wageningen, samen met Luchtverontreiniging, Microbiologie, Bosbouw, Stiboka (later Alterra), maar ook met Fysische Geografie in Amsterdam en Utrecht, Aquatische Oecologie in Nijmegen, het RIVM en uitwisselingen met de VS, Scandinavië en Duitsland. Vele publicaties verschenen over protonenbalansen, budgetten van chemische elementen, regulering van de concentratie van het giftige aluminium en wortelschade en verwering van mineralen.

Tot op de dag van vandaag duren de controverses voort over de vraag of zure regen verantwoordelijk was voor stervende bossen en of de landbouw hier een belangrijke bijdrage aan leverde. Feit is dat de bossen in Nederland nu vitaler zijn dan in begin jaren ’80. Feit is ook dat de kale naaldbomen op de berghellingen in het grensgebied van Duitsland en Tsjechië, zoals die waren te zien op vele foto’s uit die tijd, niet alleen last hadden van extreme luchtverontreiniging, maar ook van slechte bodems. Zowel daar als ook in Nederland waren het soms aangeplante uitheemse boomsoorten, speciaal geselecteerd voor snelle houtproductie, maar niet geschikt voor de slechte groeiomstandigheden op de schrale berghellingen van het Ertsgbergte of van voormalige woeste gronden van Noord-Brabant, Gelderland, Drenthe en Limburg. Maar er bestaat geen enkele twijfel dat zure regen en ammoniak de groeiomstandigheden verslechterden soms voor de houtproductie en doorgaans, zoals in Nederland, voor de gewenste natuur. Vaak wordt vergeten dat de uitstoot van zwavel sinds de jaren ’80 met ruim 80% is afgenomen en van stikstof met ca. 30%. Concentraties van het giftige aluminium in het wortelmilieu van de bossen waren hierdoor in 2000 meer dan twee keer zo laag als in 1990, zo blijkt uit metingen door Alterra. Ook wordt vaak vergeten dat Nederland al begin jaren ’90 een samenhangend en effectief stikstofbeleid had ingevoerd, waardoor schadelijke effecten verminderden. Zo kende Nederland al in 1991 een verbod op bovengronds uitrijden van mest. Dit is bijna 10 jaar eerder dan in de ons omringende landen. Dit was mogelijk door de brede maatschappelijke acceptatie van de resultaten van het verzuringsonderzoek en dan met name wat betreft de verzurende en vermestende werking van ammoniak.

Sleutelreferentie:
N. van Breemen, P. A. Burrough, E. J. Velthorst, H. F. van Dobben, Toke de Wit, T. B. Ridder & H. F. R. Reijnders. 1982. Soil acidification from atmospheric ammonium sulphate in forest canopy throughfall. Nature 299: 548-550.