Bijlage IV - Beschrijving van enkele verstoringsprocessen
4.1.2 Kritische lasten
Voor het inschatten van de luchtkwaliteit in functie van de instandhouding van de verschillende habitats dienen de depositiemetingen vergeleken te worden met de kritische lasten die voor heiden en vennen worden aangenomen. Dekritische last is de maximaal toelaatbare depositie per eenheid van oppervlakte voor een bepaald ecosysteem waaronder - volgens de huidige kennis - geen aantoonbare schadelijke effecten aan ecosystemen optreden op lange termijn (Nilsson & Grennfelt 1988, Van Avermaet et al. 2006). Deze kritisch lasten kunnen op basis van verschillende criteria worden berekend: bescherming van grondwater, bescherming tegen aluminiumvergiftiging, behoud van zuurbufferend vermogen, behoud van biodiversiteit, enz. (Van Avermaet et al. 2006).
Voor Vlaanderen werd een specifieke en gebiedsgerichte bepaling van streefwaarden voor vermestende en verzurende depositie uitgevoerd. Op basis van de statische massabalansmethode (SMB) werden kritische lasten voor het vermestende en verzurende effect van de atmosferische depositie bepaald voor 1425 bosecosystemen (Langouche et al. 2002), 322 soortenrijke graslandecosystemen en 40 heide-ecosystemen (Meykens & Vereecken 2001). Hierbij werden locatiespecifieke bodem-, vegetatie- en klimatologische variabelen in rekening gebracht (Van Avermaet et al. 2006). Tabel 3.1. en 3.2. geven een overzicht van het bereik van deze kritische lasten voor verzurende en vermestende depositie voor de verschillende ecosystemen. Criteria voor de bepaling van deze kritische lasten zijn de vegetatiewijziging door overmatige aanvoer van stikstof en verzurende stoffen en het behoud van biodiversiteit (Meykens & Vereecken 2001). De kritische last verzuring houdt rekening met het gecombineerde effect van verzurende zwavel- en stikstofdepositie daar vooral het totale verzuringseffect van belang is, eerder dan het effect van verzurende zwavel of stiksof afzonderlijk (Van Avermaet et al. 2006).
kritische last VERZURING
(Zeq/ha.jaar) bron
ecosysteem
zuur grasland 1812 – 2897 (2288) Meykens & Vereecken 2001
neutraal-zuur grasland 1458 – 2861 (2157) Meykens & Vereecken 2001
kalkgrasland 2679-2680 (2679) Meykens & Vereecken 2001
cultuurgrasland 1387 – 2718 (1961) Meykens & Vereecken 2001
natte heide 2156 – 2246 (2168) Meykens & Vereecken 2001
droge heide 2162 – 2723 (2343) Meykens & Vereecken 2001
1459 – 12620 (2753) Langouche et al. 2002 loofbos
2755-3526 (3086) Langouche et al. 2002 naaldbos
vennen (meest gevoelige) 250 - 350 Arts et al. 2001
vennen (minder gevoelig) 350 - 1250 Arts et al. 2001
Tabel IV.1. Kritische last voor verzuring (in zeq/ha.jaar) van enkele ecosystemen, waaronder natte heide en vennen.
De waarden voor grasland-, heide- en bosecosystemen betreffen de 5de en 95ste percentielwaarden van een reeks locatiespecifieke berekeningen. Tussen haakjes wordt de mediane kritische last vermeld. Bronnen: Meykens & Vereecken 2001, Langouche et al. 2002, Arts et al. 2001.
Als we de kritische lasten voor de verschillende ecosystemen vergelijken, merken we dat natte heide en vennen tot de meest gevoelige ecosystemen behoren (Tabel 3.1 en Tabel 3.2.). Door de huidige deposities van stikstof en verzurende verbindingen te vergelijken met de kritische lasten
voor verzuring en vermesting kan vastgesteld worden hoe ernstig de huidige aantasting van het heidemilieu is.
kritische last VERMESTING
(kg N/ha.jaar) bron
ecosysteem
zuur grasland 7-17 (13) Meykens & Vereecken 2001
neutraal-zuur grasland 19-33 (24) Meykens & Vereecken 2001
kalkgrasland 19-32 (23) Meykens & Vereecken 2001
cultuurgrasland 18-33 (24) Meykens & Vereecken 2001
natte heide 8-14 (11) Meykens & Vereecken 2001
natte heide 17-22 Bobbink & Roelofs 1995
hoogveen 5-10 Achermann & Bobbink 2003
slenken in veengronden < 15 Achermann & Bobbink 2003
droge heide 8-14 (11) Meykens & Vereecken
droge heide 15 - 20 Bobbink & Roelofs 1995
9.7 - 15.0 (14.7) Langouche et al. 2002 loofbos
9.1 - 15.2 (10.3) Langouche et al. 2002 naaldbos
vennen (voorkomen verzuring) 5-10 Arts et al. 2001
vennen (voorkomen verruiging) 14 Arts et al. 2001
vennen (voorkomen eutrofiëring) 20 Arts et al. 2001
Tabel IV.2. Kritische last voor vermestende depositie (in kg N/ha.jaar) van enkele ecosystemen, waaronder natte
heide en vennen. De waarden voor grasland-, heide- en bosecosystemen betreffen de 5de en 95ste percentielwaarden van een reeks locatiespecifieke berekeningen. Tussen haakjes wordt de mediane kritische last vermeld. Bronnen: Meykens & Vereecken 2001, Langouche et al. 2002, Arts et al. 2001, Bobbink & Roelofs.
4.1.3 Depositiemetingen
Voor metingen van de atmosferische depositie kunnen we terecht bij het ‘meetnet verzuring’ van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) en het ‘bosbodemmeetnet’ van het Instituut voor natuur- en bosonderzoek (INBO).
Natte en droge depositie
Verzuring kan ontstaan via natte depositie (regen, sneeuw en hagel), droge depositie (in gasvorm of neerslag als aërosoldeeltjes) of occulte depositie (o.a. mist, dauw). Indien we occulte depositie buiten beschouwing laten blijkt ongeveer 1/3 van de verzurende stoffen als natte depositie te vallen en 2/3 als droge depositie (Van Avermaet et al. 2006).
De verzurende natte depositie is de hoeveelheid verzurende stoffen die via de neerslag (regen, hagel, sneeuw, …) op het aardoppervlak terechtkomt. Ze wordt berekend door de neerslaghoeveelheid te vermenigvuldigen met de concentratie van de respectievelijke stoffen. Des te meer neerslag er valt des te hoger de depositie. De belangrijkste verzurende componenten in de neerslag zijn ammonium (NH4+), nitriet (NO2-), nitraat (NO3-) en sulfaat (SO42-).
Droge verzurende depositie kan zeer algemeen omschreven worden als het proces waarbij de verzurende polluenten die oorspronkelijk aanwezig zijn in de lucht, op het aardoppervlak worden afgezet (Maes et al. 1992). De polluent kan een gas of een deeltje (aërosol) zijn. De belangrijkste polluenten in gas of deeltjesvorm zijn ammoniak (NH3), nitriet (NO2) en sulfiet (SO2). De droge depositie wordt berekend door de concentraties van de verzurende componenten in de omgevinglucht te vermenigvuldigen met een theoretische depositiesnelheid. De depositiesnelheid
kan vooralsnog niet rechtstreeks gemeten worden en daarom worden literatuurwaarden gebruikt. In de literatuur zijn depositiesnelheden voor de verschillende gassen en vegetatietypes terug te vinden. Het zijn theoretische snelheden voor een bepaald vegetatietype bij gemiddelde meteorologische omstandigheden. De depositiesnelheid verschilt sterk afhankelijk van de aard van de vegetatie en de hoogte van het gewas (Maes et al. 1992). Er wordt per gas een gemiddelde depositiesnelheid gebruikt voor een heel jaar; terwijl uit de literatuur is gebleken dat seizoensmatige verschillen bestaan. Momenteel is bijkomend onderzoek lopende naar meetmethodieken voor de depositiesnelheden (Van Avermaet et al. 2006).
De totale verzurende depositie wordt berekend door deposities van SOX-, NOY- en NHx -verbindingen voor natte en droge depositie op te tellen. Occulte depositie wordt (voorlopig) niet mee opgenomen in de metingen (Van Avermaet et al. 2006) maar draagt slechts minimaal bij aan de totale depositie (Vermeulen et al. 1997).
Waarschijnlijk is voor vennen de totale depositie vrijwel gelijk aan alleen de natte depositie (van Dam et al. 1996). Ook Wortelboer (1998) neemt aan dat er op vennen geen droge depositie terechtkomt. Volgens Arts et al. (2001) dient dit genuanceerd te worden; het aandeel van de droge depositie is heel onzeker. Wellicht spelen locale factoren een grote rol bij de invang van droge depositie, wat kan leiden tot grote verschillen in (droge) depositie per ven. O.a. de ligging van het ven t.o.v. een bosrand en de ruwheid van het terrein kunnen een grote rol spelen (Arts et al. 2001). De depositiesnelheid op open water is lager dan die op lage vegetaties. De depositie is ook lager als het ven groot is en in een open landschap gelegen is (Arts et al. 2001).
Recente depositiemetingen
Voor recente metingen van atmosferische depositie kunnen we terecht bij het depositiemeetnet verzuring van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM). Dit meetnet telt 10 meetpunten verspreid over Vlaanderen (VMM 2005). De meetlocaties in het meetnetwerk ‘verzuring’ zijn gekozen volgens bepaalde normen waarbij specifieke lokale emissiebronnen zo veel mogelijk worden uitgesloten. De depositiemetingen kunnen daarom als regionaal representatief beschouwd worden (Van Avermaet et al. 2006). Het is evenwel niet volledig uit te sluiten dat op sommige van deze meetplaatsen alsnog lokale factoren meespelen, temeer daar de Vlaamse situatie dusdanig is dat mogelijke emissiebronnen steeds dichtbij zijn (dichtste wegennet van Europa; sterk bevolkt en bebouwd; sterk geïndustrialiseerd en groot areaal aan landbouwgebied) (Van Avermaet et al. 2006). Ook als we de vergelijking maken van de VMM meetlocaties naar de verschillende locaties toe, dienen we de eventuele aanwezigheid van specifieke lokale bronnen in beschouwing te nemen. Vooral NH3-bronnen hebben een directe lokale invloed en lokaal een verhoogde atmosferische depositie veroorzaken t.o.v. het VMM meetpunt.
Als voorbeeld bekijken we de meetgegevens van het VMM meetstation te Kapellen – Klein Schietveld (30KP01). Grafiek 3.1.A. toont de totale verzurende depositie en de onderlinge verhouding van de verschillende verzurende componenten voor een heidevegetatie zoals gemeten op het meetstation 30KP01 van het meetnet verzuring te Kapellen. De totale verzurende depositie is de optelsom van NHx, NOy en SOx in natte en droge depositie. De stikstofdeposities werden berekend uit de totale deposities voor de geoxideerde (NOy) en gereduceerde (NHx) stikstof. 1 zuurequivalent komt overeen met 1 mol of 14 g stikstof.
De totale verzurende depositie is nog een heel eind verwijderd van de vooropgesteld kritische last (Fig. 3.1.A.). De depositiemetingen op de meetsite te Kapellen behoren tot de hoogste in Vlaanderen. Zowel de wind als regen komen vaak vanuit het zuid-westen aangezien dit de dominante windrichting is in Vlaanderen. De hoge depositiewaarden in Kapellen kunnen dan ook toegeschreven worden aan de industrie in de Antwerpse haven en aan de Antwerpse agglomeratie
Standaardprotocol voor herstelbeheer van natte heide en vennen – bijlage IV 138 (VMM 2005). Ammoniak blijkt de dominante component in de verzurende depositie. Niet zozeer de intensieve veeteelt dan wel de industrie en het verkeer zijn hiervan de oorzaak (VMM 2005). Ook worden hier zeer hoge sulfaatdepositie opgemeten, welke toegeschreven kunnen worden aan de industrie in de haven van Antwerpen (VMM 2005). De nitraatdepositie ligt eveneens zeer hoog. Voornamelijk de havenactiviteiten en het wegverkeer in de haven en de Antwerpse agglomeratie liggen aan de basis hiervan (VMM 2005).
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2002 2003 2004 2005
verzurende depositie (Zeq/ha.jaar)
kritische last natte heide NHx NOy SOx
A. verzurende depositie 0 5 10 15 20 25 30 35 40 2002 2003 2004 2005 stikstofdepositie (kg N/ha.jaar)
kritische last natte heide mediane kritische last totale N-depositie (NHx + NOy)
B. stikstofdepositie
Figuur IV.1. A. Totale verzurende depositie (gemeten natte depositie + berekende droge depositie) in een
heidevegetatie voor de verschillende verzurende componenten zoals gemeten op het meetstation 30KP01 te Kapellen van het meetnet Verzuring (VMM). B. Totale atmosferische stikstofdepositie zoals gemeten op het meetstation 30KP01 van het meetnet verzuring te Kapellen.
Figuur 3.2.B. toont de totale stikstofdepositie op een heidevegetatie op de meetsite te Kapellen. De huidige depositie ligt ver boven de vooropgestelde kritische last. Aan de basis hiervan ligt de erg hoge depositie van de organische stikstofcomponenten in de atmosferische depositie die verband houden met de nabijheid van de Antwerpse haven en het wegverkeer in de Antwerpse agglomeratie (VMM 2005).