De veeteelt heeft een groot ammoniakprobleem; in elk geval in Nederland. Koeien worden gehouden in stallen waarin urine en mest samen worden verzameld. Dit is perfect voor een forse emissie van ammoniak. Dit tast de natuur aan; bij loslopend vee gebeurt dit niet. De Nederlandse regering wil boeren met hoge emissies naast natuurgebieden uitkopen. Maar zo spannen we het paard achter de wagen. We zouden de emissie van ammoniak moeten tegengaan.
Dit is het eerste van twee artikelen over ammoniakemissies door de veehouderij. Het tweede verscheen op 1 oktober 2023.
In een gedegen stuk betoogt Herman A. de Boer dat we dit probleem bij de bron moeten aanpakken; door emissiearme systemen te ontwikkelen. Het probleem is niet typisch Nederlands. Het ontstaat overal waar koeien worden gehouden in ‘moderne’ stallen. Wie weet kunnen de Nederlanders nog goede zaken doen met de export van slimme, emissiearme stalsystemen, zegt hij. Herman A. de Boer is emeritus-hoogleraar Medische Biotechnologie aan de universiteit van Leiden. En oprichter van enkele innovatieve bedrijven: Pharming (dat stier Herman ontwikkelde); Prosensa (exon skipping technologie voor Duchenne spierdystrofie medicatie) en Mastivax (antibioticavervangers voor melkvee).
Milieuproblemen
In koeien zelf worden mest en urine strikt van elkaar gescheiden. Ook als ze vrij lopen in de wei. Maar zodra mest en urine bij elkaar komen, wordt het ureum uit de urine omgezet in ammoniak. Volgens de reactie: (H2N)2CO + H2O à 2 NH3 + CO2. Hiervoor zijn urease-bacteriën in de mest verantwoordelijk. Dit proces verloopt snel. Het kan eigenlijk alleen maar worden tegengegaan door mest en urine apart op te vangen. Net als in de natuur. Maar bijna geen enkele stalvloer of mestmanagementsysteem voldoet aan deze voorwaarde.
Een van de meest tastbare gevolgen is de ‘zure regen’. Een verschijnsel dat Europa sinds de jaren ’80 in de greep heeft, destijds vooral door de hoge uitstoot van zwavel- en stikstofoxiden. Die bronnen hebben we nu min of meer onder controle; nu baart vooral de emissie van ammoniak ons zorgen. Want ammoniak verandert door oxidatie in de lucht tot een mengsel van stikstofoxiden – en daardoor verandert de regen in verdund salpeterzuur. Niet goed voor plant en dier, want de natuur verschraalt; en ook niet voor de mens. Om deze chemische consequenties van het mestprobleem te voorkómen moeten we de emissie van ammoniak uit de veehouderij tegengaan. En dan kán.
Mest en urine bij elkaar
Veehouderij is toegepaste biochemie, schrijft De Boer. Veehouders zijn praktiserende biochemici. Alles wat er in de koe gebeurt is biochemie; de voervertering; de aanmaak van melk en vlees; allemaal het resultaat van een enorm aantal, in harmonie verlopende, biochemische processen. En dat werkt al miljoenen jaren zo. Maar vanaf de jaren ’60 ging het mis. We deden mest en urine bij elkaar – iets dat de natuur zo keurig heeft gescheiden. Met als gevolg een enorme emissie van NH3. Dit inzicht geeft ook direct de oplossingsrichting aan. Al blijkt het nog niet gemakkelijk, oplossingen te vinden die voldoen aan de natuurwetten én aan de vereisten van de moderne economie.
De uitstoot van ammoniak heeft ook invloed op de menselijke gezondheid. Vooral in combinatie met de uitstoot van NOx en SO2, die laatste vooral door de industrie. Wanneer ammoniak in aanraking komt met deze stoffen worden kleine deeltjes gevormd die diep in de longen doordringen en daar ziekten veroorzaken. Met zelfs 250.000 doden per jaar in Europa. We zouden veehouderijen kunnen weren uit industriële gebieden. Maar nog beter is het, de uitstoot van ammoniak te voorkómen.
Kernprobleem: de uitstoot van ammoniak
De huidige aanpak door de Nederlandse overheid biedt melkveehouders geen oplossing. Ja, bedrijven dicht bij bedreigde natuurgebieden kunnen worden uitgekocht. Maar de kern van het probleem, de uitstoot van ammoniak, blijft bestaan. Ongeveer 80% van de wereldwijde NH3-emissie is afkomstig van de landbouw; door gebruik van kunstmest, en mest- en urineproductie door vee. De bijdrage van kunstmest is aanzienlijk, maar deze laten we hier buiten beschouwing. Andere vleessectoren (geitenmelkerijen, varkens- en kalvermesterijen) geven een probleem analoog aan dat van melkveehouders. Andere landen hebben problemen vergelijkbaar met die van Nederland; maar minder dringend, omdat Nederland de grootste dichtheid van vee per hectare heeft.
Veel stikstofhoudende kunstmest wordt gebruikt om gras te laten groeien. Maar de koe zet dat gras inefficiënt om. Daardoor komt veel van wat er aan de voorkant ingaat, van achteren weer uit. Slechts een kwart komt terecht in het eiwit. Bij mensen is dat niet anders. Over de hele cyclus beschouwd, gebruiken wij mensen slechts 10% van de stikstof in de kunstmest; 90% komt terecht in het milieu.
Een oplossing
Willen we dit probleem oplossen, zo zegt De Boer, dan moeten we urine en feces scheiden. De urinefractie, mits zuiver, vertegenwoordigt een aanzienlijke waarde door de hoeveelheid ureum die erin zit. Een koe produceert ca 100 kg urine-ureum per jaar. Een bedrijf met 200 koeien produceert dus ca. 20 ton ureum per jaar; dat is 10 ton stikstof per jaar. Als de melkveehouder die ureum-urine terugwint hoeft hij 10 ton minder aan stikstof in kunstmest te gebruiken. Hij spaart het nabijgelegen natuurgebied en belast ook nog eens minder het klimaat (want bij productie van kunstmest wordt veel CO2 uitgestoten).
Maar in de bestaande praktijk gaat ureum de lucht in als ammoniak (NH3). Dat komt doordat de mest van de koe een enzym bevat dat ureum snel afbreekt: urease. Dit proces gaat pijlsnel en begint zodra beide fracties met elkaar in aanraking komen. Helaas vindt deze menging plaats bij vrijwel alle technieken die aan boeren worden aangeboden om dit probleem te verhelpen. Dus ook in de zogenaamde emissiearme stallen met geperforeerde roosters; of met rubbervloeren met mestscheiding. Zodra urine en mest met elkaar in aanraking komen, komt het proces op gang. Claims van emissiereductie zijn meestal niet waar. Mestschuivers verergeren het probleem alleen maar, zegt De Boer. Wat we met het mengsel doen heeft weinig invloed meer op het resultaat. Aanzuren? Onvoldoende effect. Schept bovendien nieuwe milieuproblemen. Verdunnen? Geen effect. Ontsmetten? Verergert het probleem.
En toch zijn er oplossingen. Die zullen we onderzoeken in een tweede artikel.
Interessant? Lees dan ook:
Perspectief voor de landbouw – het nieuwe boeren
Naar een nieuwe landbouwpraktijk
De ontmanteling van de koe