Dansk N-strategi holder ikke vand
Udgivet 18. oktober 2011Vandmiljøet er som bekendt en kompliceret sag, hvor mange elementer spiller ind. Men i hovedsagen skelnes mellem områder med kvælstofbegrænsning og områder med fosforbegrænsning.
Udformningen og dimensioneringen af miljøindsatsen - bl.a. vandplanerne - bygger på den forudsætning, at de fleste fjorde og kystnære områder er defineret som "kvælstofbegrænsede", og at en reduceret udledning af kvælstof vil kunne reducere eutrofieringen og mindske miljøproblemerne - herunder iltsvind. Men denne forudsætning holder ikke!
Mens danske miljømyndigheder opfatter "fysiologisk kvælstofbegrænsning" som et signal om, at der bør foretages yderligere reduktion af kvælstofkoncentrationen, opfatter økosystemet "fysiologisk kvælstofbegrænsning" som et signal om, at der er overskud af fosfor. Og det er noget ganske andet. Fosforbelastningen skyldes udledning af fosforbelastet spildevand gennem de seneste mange årtier. Fosfor forbliver i vandsystemet, hvor det indgår i planktonvækst, mineraliseres ved henfald og genbruges i vækst igen og igen. Kvælstofbelastningen er derimod en helt anden flygtig sag, fordi kvælstof udveksles og indgår i en balance med atmosfærens kvælstofindhold (ca. 80 %) i en række processer.
Kvælstofkoncentrationen i vandmiljøet afhænger således kun forbigående af de udledte mængder kvælstof. Derimod er det fosforkoncentrationen, der styrer kvælstofkoncentrationen. Og derfor skal fosforkoncentrationen nedbringes, hvis kvælstofkoncentrationen skal nedbringes.
Interaktion mellem kvælstof og fosfor
Det er en kendsgerning, at økosystemet søger at opretholde den såkaldte Redfield-konstant mellem kvælstof og fosfor i vandmiljøet. (Alfred C. Redfield beskrev i 1934, at forholdet mellem en række stoffer, herunder kvælstof og fosfor er konstant - uanset koncentrationerne). Overalt i det globale vandmiljø - fra de danske fjorde til verdens største oceaner - tenderer balancen mellem kvælstof og fosfor mod Redfield-konstanten, som udtrykker et bestemt forhold mellem dem på 16:1 på atombasis. (På vægtbasis er det 7:1).
Redfield-forholdet etableres og opretholdes ved, at kvælstof over tid indstiller sig på 16 atomer for hvert fosforatom. Og denne "økosystemets idealbalance" svarer i øvrigt til algernes sammensætning. Områder med N/P under de 16 er ofte præget af problemer med lille sigtedybde, iltsvind mv.
Reguleringen af kvælstofkoncentrationen finder sted via forskellige processer:
1. Denitrifikation og anammox (en forholdsvis nyopdaget bakteriel omdannelse af kvælstofforbindelser til luftformig kvælstof) fjerner kvælstof fra vandmiljøet.
2. Fiksering (cyanobakterier/blågrønalger) og deposition/nedfald tilfører kvælstof til vandmiljøet.
Resultatet af de modsat rettede processer er en nettoregulering i retning af Redfield-forholdet. Økosystemet (naturen) tilstræber en ideel balance, hvor vandmiljøet har det bedst. Hvor N/P-forholdet er for højt, reguleres det ned. Hvor N/P-forholdet er for lavt, reguleres det op. Processerne er effektive og meget omfattende.
Dansk strategi i konflikt med økosystemet
 |
Problemet er, at den danske strategi modarbejder naturens mekanismer: Hvor N/P ligger under Redfield-konstanten, og miljømyndighederne derfor har defineret "kvælstofbegrænsning", bruger den danske strategi store ressourcer på at reducere kvælstoftilledningen yderligere. Men økosystemet arbejder på at øge kvælstofkoncentrationen.
Økosystemet og miljømyndighederne "læser" altså ubalancer i næringsstofkoncentrationerne helt forskelligt. Derfor er kvælstofstrategien og økosystemet i konflikt med hinanden. Og økosystemet tager ikke fejl!
Vandplanernes succeskriterium er forkert
Succeskriteriet for opnåelse af lavere eutrofieringstilstand er reducerede - men afbalancerede - næringsstofkoncentrationer. Dette opnås kun gennem lavere fosforkoncentration, netop fordi fosforkoncentrationen styrer kvælstofkoncentrationen.
Men vandplanernes målsætning er hverken at tilstræbe N/P-idealforholdet eller at opnå en bestemt kvælstofkoncentration i det pågældende vandområde. Vandplanernes målsætning er derimod reduktion af "kvælstofbelastningen", som kun omfatter den udledte mængde til recipienten og er en irrelevant størrelse for tilstanden i recipienten, netop fordi økosystemet løbende regulerer kvælstofkoncentrationen.
I områder med højt N/P (f.eks. Limfjorden) vil reduceret kvælstofudledning kun betyde, at økosystemet vil reducere denitrifikationen mv., og i områder med lavt N/P vil det betyde dårligere vandmiljø med øget risiko for opblomstring af kvælstoffikserende organismer, f.eks. giftige Nodularia spumigena.
Misforstået teori
Kvælstofstragiens idé med at reducere den begrænsende faktor bygger på en misforstået anvendelse af Justus von Liebigs "Minimumslov" fra 1855. Man forsøger at nedsætte produktionen af alger ved at forstyrre den optimale næringssammensætning, idet man forudsætter, at algeproduktion er skadelig, fordi algerne på et tidspunkt rådner og fører til iltsvind. Men en fisk på 1 kg har via fødekæden forbrugt 1 ton alger, så de rigtige alger er et aktiv i havmiljøet. Minimumsloven gælder kun for enkeltplanter eller monokulturer, ikke i vandmiljøet, der indeholder organismer med vidt forskellige næringsbehov. Bl.a. nogle, der favoriseres af lavt N/P, og som er skadelige for miljøet. Det gælder de kvælstoffikserende cyanobakterier (blågrønalger), der kompenserer for det manglende kvælstof, som miljøstrategien er skyld i, ved at føre luftens kvælstof ned i vandmiljøet. Men disse organismer, der ofte er giftige, indgår ikke i fødekæden, så de rådner og giver iltsvind.
Der er brugt langt over 100 mia. kr. på en naturstridig og udsigtsløs strategi. Kommunerne har brugt milliarder på overdimensioneret kvælstofrensning af spildevand. Der er brugt enorme summer på kvælstofbegrænsninger i landbruget, som har medført lavere udbytte og ofte lavere kvalitet. F.eks. kan der ikke længere produceres brødkorn af acceptabel kvalitet i Danmark, da kvælstof er centralt for afgrødernes proteindannelse.
Advarsel mod yderligere tiltag i den forkerte retning
Hvis Aftalen om Grøn Vækst med yderligere 19.000 tons nedskæring af kvælstofudledningen til vandmiljøet føres ud i livet, vil det naturligvis forøge de nævnte problemer og koste yderligere milliarder af kroner. De kvælstoffikserende organismer vil forstærke deres aktivitet for at kompensere for de 19.000 tons. I bedste fald er milliarderne spildt. Men sandsynligvis forringes vandmiljøet i en række kystnære områder som følge af indsatsen. Tendensen har været tydelig gennem de seneste 20 år, hvor blågrønalgerne har været hyppigere, end inden den reducerede kvælstofudledning. Danske farvande er i forvejen domineret af lavt N/P fra 100 mia. tons udstrømmende vand fra Østersøen om året.
Kvælstofstrategien er ikke videnskabeligt forankret
Kvælstofstrategien så dagens lys for snart 30 år siden efter mangelfuld og især enøjet rådgivning fra datidens forskningsinstitutioner (som fik meget dårlige karakterer ved en international evaluering af dansk miljøforskning) og efter pres fra miljøinteresser, der havde væsentlig større vilje til at agere end viden om hvordan. Hele vandmiljøstrategien havde således (og har stadig) et tilfældighedens præg, og byggede på slagordene fra studenteroprøret i 1968: "Videnskaben skal ikke beskrive virkeligheden, men forandre den".
Det var allerede dengang tydeligt, at de største problemer fandtes i fjorde med N/P under Redfield-konstanten. Det kunne aflæses af omfattende undersøgelser foretaget under Miljøstyrelsen allerede i 1970'erne (Bæltprojektet 1976) - altså længe inden den første vandmiljøplan. Problemerne var størst, hvor der var mindst kvælstof i vandet. Men de grundige undersøgelser, som bl.a. professor Steemann Nielsen, Københavns Universitet, stod bag, blev ignoreret af miljøbiologer, der i nogen grad havde skiftet det faglige engagement ud med et mere politisk - og i øvrigt heller ikke ville høre på de forskningsinstitutioner, der vidste mest om kvælstofomsætningen.
Havde de interesseret sig mere for miljø og mindre for miljøpolitik, havde de opdaget, hvad der skete i fjordene, nemlig at de største problemer fandtes i Haderslev, Roskilde, Flensborg, Kolding og Horsens Fjorde, der alle var karakteriseret ved relativt lave kvælstofindhold og forforbelastet byspildevand, altså N/P væsentlig under Redfield-konstanten. Men dengang som nu var pludselige iltsvind ofte direkte forårsaget af udledning af organisk stof fra husspildevand, ensilagebeholdere, industri m.v.
Indikationer på systemfejl
Gennem de seneste 20-25 år, er en række kendsgerninger ikke slået igennem på miljøpolitikken. At grundlaget for vandmiljøplanerne er uholdbart, kan vises med følgende kendsgerninger:
1) Forholdet mellem kvælstof og fosfor i Mariager Fjord var i perioden 1985-1995 løbende blevet forbedret, dvs. højere, gennem konstant kvælstoftilførsel og faldende fosfortilførsel som følge af bedre rensningsanlæg. Dette gav tilsammen et bedre forhold mellem kvælstof og fosfor - tættere på Redfield-konstanten. Men i august 1997 gik det galt som så mange gange tidligere i historien. Ulykken skete netop efter, at kvælstoftilførslen til fjorden havde været reduceret som følge af mindst 25 pct. mindre nedbør (og afstrømning) i årene 1995-97. Det specielle i sommeren 1997 var altså en forudgående lavere kvælstoftilførsel kombineret med den varmeste august i mere end hundrede år. I overensstemmelse hermed var der i 1997 massiv udbredelse af blågrønalger i danske farvande, hvilket indikerer et lavt -for lavt- kvælstofindhold i forhold til fosforbelastningen.
2) Kun et meget lille landområde (500-600 km2) afvandes til Mariager Fjord, hvorimod Hobro og Mariager gennem mange årtier leverede betydelige mængder forsforbelastet byspildevand til fjorden. Omvendt afvander Gudenåsystemet næsten 5 gange så stort landbrugsareal (landområde 2.600 km2) ud gennem Randers Fjord. Hvis forklaringen på sammenbruddet i Mariager Fjord var så enkel, som det ofte postuleres, nemlig "landbrugets kvælstof", skulle Randers Fjord være kollapset længe før Mariager Fjord. Men det var altså i en af demindstlandbrugsprægede fjorde i landet, problemet opstod! Forklaringen er snarere store udslip af organisk stof (bødestraf til kommunen), samt at der i årtier var leveret store mængder fosforbelastet industri- og byspildevand til den dybe inderfjord, med stærkt begrænset gennemstrømning på grund af bundens udformning. Fjordens kollaps fandt sted nogle måneder efter, at miljøfolk havde efterlyst en stærkere indsats mod landbrugets udledning af kvælstof. Bundvendingen i Mariager Fjord kom derfor som kaldet og blev brugt til at få vedtaget Vandmiljøplan II på få måneder. Landbruget fik skylden for fjordens kollaps, og der indførtes nye begrænsninger i brugen af kvælstof på grundlag af en hændelse, der havde helt andre årsager end udledning af kvælstof fra landbruget.
3) Der har altid været iltsvindsperioder. For 1000 år siden, for 100 år siden og adskillige gange i 1900-tallet, f.eks. 30'erne og 40'erne. Men da var bekymringerne ikke så store. Gennem de senere årtier har forvirringen været betydelig. I 1991 var iltsvindet større end året før, selv om kvælstofbelastningen var blevet mindre. Det gav anledning til forundring fra Miljøstyrelsen. I sensommeren 1994 var der igen forbløffelse, og miljøbiologerne kunne ikke fremvise de massive iltsvind, som de tidligere på året havde spået ud fra høje nedbørstal og stor kvælstofudvaskning kombineret med troen på, at kvælstof udelukkende spiller en negativ rolle i miljøet. I de senere år har tendensen været den samme: Miljømyndighedernes forudsigelser om størrelsen af kommende iltsvind baseret på kvælstofafstrømning er stort set altid forkerte. Men at der kan registreres iltsvind hvert efterår, er en kendsgerning. Sådan har det altid været. Og sådan fortsætter det. Der er jo også iltsvind i skovbunden hvert efterår!
4) Fejlopfattelsen af kvælstof er gået så vidt, at Danmark i mange år har haft skrappere kvælstofkrav til spildevand end til drikkevand. Det kan altså være ulovligt at udlede godkendt drikkevand. Og kommunerne bruger milliarder på at rense op til en irrelevant standard.
Konklusion
Der er et påtrængende behov for en revurdering af kvælstof. Men miljømyndighederne har været passive eller direkte modvillige i afdækningen af kvælstofs rolle i miljøet. De har brugt kræfterne på at forsvare strategien fra 1980'erne og vendt ryggen til viden fra udlandet, hvor man længe har erkendt, at eutrofiering ikke kan kontrolleres ved begrænsning af kvælstoftilførsel. De har endvidere aldrig undersøgt den reelle årsag til de døde hummere i Kattegat i 1986, der de facto førte til en forhastet vedtagelse af en fejlbehæftet Vandmiljøplan I. Der blev registreret en forureningsstribe til iltsvindsområdet helt nede fra rensningsanlægget Lynetten i København, hvor der havde været særligt store udslip af organisk materiale og i øvrigt var frit udløb af fosfor og dispensation herfor helt frem til slutningen af 1990erne. Men "landbrugets kvælstof" fik hovedparten af skylden. Og den fejl er nu ved at tage livet af landbrugserhvervet - og har rettet dybe angreb på samfundsøkonomien.
Skulle det lykkes den danske miljøstrategi at manipulere N/P-forholdet endnu længere ned, end de i forvejen for lave tal i de kystnære områder, samtidig med at temperaturen stiger som følge af global opvarmning, stiger risikoen for større forgiftninger af blågrønalgen,Nodulariaspumigena, der producerer hepatotoxinet "Nodularin" (angriber leveren). Dette understreger helt kontant et af problemerne ved at modarbejde økosystemet!
Miljøbiologerne er blevet mere og mere frustrerede siden 1980'erne: Naturen retter sig simpelt hen ikke efter deres forventninger. Det er nemlig ikke så let at manipulere økosystemet! Den helt elementære læresætning kan formuleres således:
"Fysiologisk kvælstofbegrænsning" er et tegn på, at økosystemet modtager for meget fosfor - og ikke et tegn på, at kvælstof skal begrænses!
Når det fundament, vandplanerne er bygget på, er uholdbart, er vandplanernes mange detaljer naturligvis også uholdbare. Samfundet spilder hvert år milliardbeløb til ingen nytte. Der skulle for mange år siden være sat mere ind på at rense for fosfor fra bl.a. datidens vaskepulver overalt i byspildevandet. Og København skulle ikke have haft langvarig dispensation for udledning af fosfor. Men disse kendsgerninger legitimerer ikke, at man på tredje årti misfortolker virkningen af harmløst kvælstof i vandmiljøet.
Kvælstofbegrænsning har praktisk talt ikke ført til bedre vandmiljø noget sted i verden.
Kvælstof er ikke "skurken", men blev dømt ved et justitsmord i midtfirserne.
Det viser Miljøstyrelsens gamle undersøgelser, "Bæltprojektet". (Prof. Steemann Nielsen, Københavns Universitet, 1976).
Det viser 37 års fuldskalaforsøg i Canada. (Prof. David Schindler et al. University of Alberta, 2008).
Det viser omfattende undersøgelser i danske og svenske farvande. (Prof. Lars Håkanson og Dr. Andreas C. Bryhn, Uppsala Universitet, 2010).
På trods heraf kæder Danmarks Miljø Undersøgelser (TV og radio) medio marts 2011 nogle problemer i Roskilde Fjord sammen med kvælstofudledninger gennem de seneste 50 år. Dette er ganske simpelt ukorrekt - helt uforeneligt med realiteterne. Det helt dominerende forhold for Roskilde Fjord i perioden har nemlig været et ekstremt højt fosforindhold. Faktisk flere hundrede procent højere end i andre fjorde som følge af mange års urenset spildevand. Denne sag dokumenterer, at der er massive problemer med DMUs strategi.
Af Poul Vejby-Sørensen Cand. agro.
pvs@detstorebedrag.dk
