Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Kvælstofnedfald: Hvilke mekanismer indgår?

Den form for luftforurening, der for tiden har størst betydning for den danske natur, er nedfaldet af atmosfærisk kvælstof i form af ammoniak, ammonium og andre kvælstofforbindelser.

Det vurderes at over 50% af de danske naturområder modtager mere kvælstof end de kan tåle.

For havområder vurderes ligeledes, at nedfaldet af kvælstof forårsager betydelig skade.

For naturområderne er det årlige bidrag fra luften på ca. 20 kg kvælstof pr. ha, mens det for havområderne årligt ligger på ca. 10 kg kvælstof pr. ha.

Siden her forklarer noget om de fysiske og kemiske mekanismer, der ligger bag nedfaldet af kvælstof.

Kvælstofnedfald: Hvilke former har det?

Nedfald af kvælstof fra luften stammer fra menneskeskabte aktiviteter. Omkring halvdelen af nedfaldet består af ammoniak og ammonium, som stammer fra udslip i forbindelse med landbrug (hovedsagelig husdyrproduktionen). Den anden halvdel af nedfaldet består af forskellige oxiderede kvælstofforbindelser (kvælstofdioxid, nitrat, salpetersyre m.m), som stammer fra udslip i forbindelse med forskellige former for forbrænding (biler, opvarmning, industri, elproduktion m.m.).

Våd- og tørdeposition

Efter udslippet til luften bliver kvælstoffet transporteret med vinden fra kilderne. Undervejs bliver kvælstoffet efterhånden afsat på land- og vandoverflader. Afsætning, som betegnes deposition, foregår i kraft af to processer:

  • Våddeposition, som er den afsætning af kvælstof, der foregår når kvælstofforbindelserne optages i regndråber eller sne og afsættes på jorden i forbindelse med nedbør.
  • Tørdeposition, som er den afsætning, som finder sted når luftens gasser og partikler kommer i kontakt med og afsættes på diverse overflader (vand, jord, planter, bygninger m.m.).

Omdannelse af kvælstof

En lille del af kvælstoffet afsættes i den form det havde, da det slap ud fra kilderne. Resten omdannes kemisk til andre kvælstofforbindelser inden det bliver afsat. Ammoniak er vandopløseligt og en stor del bliver derfor afsat direkte – både via våd- og tørdeposition. Resten omdannes til forskellige ammoniumsalte, som er bundet til luftens partikler eller i luftens vanddråber.

De kvælstofilter, som slippes ud fra forbrændingsprocesser, består af ca. 95% NO og 5% NO2. I løbet af kort tid omdannes alt NO til NO2, som ikke er særlig vandopløseligt og derfor ikke afsættes via våddeposition. Det er imidlertid kun en lille del af NO2, der afsættes direkte via tørdeposition til planter, jord m.m.. Hovedparten omdannes via en række kemiske processer til salpetersyre og en række forskellige nitratsalte, som er bundet til luftens partikler eller i luftens vanddråber.

Kvælstofforbindelser, som er bundet til partikler, kan opholde sig adskillige dage i luften inden de afsættes til jord- og vandoverflader. Kvælstofforbindelser kan derfor transporteres mange hundrede kilometer via luften. Til gengæld bliver en betydelig del af den gasformige ammoniak afsat i løbet af de første timer efter udslip fra kilderne; heraf 10-30% allerede indenfor de første få kilometers afstand fra kilden.

En kompleks problemstilling

Afsætning af kvælstof til natur- og havområder er alt i alt en problemstilling, som spænder lige fra den lokale landbrugsproduktion til udslip af kvælstof på europæisk plan. Modelberegninger af afsætningen af kvælstof viser, at afsætningen af kvælstof fra danske kilder udgør op mod halvdelen af afsætningen i visse jyske kommuner, mens afsætningen fra danske kilder til visse af havområderne udgør under 10 % af afsætningen.