Den falske melodi om kvælstof og fosfor

Vi tillader os at "genudsende" disse kloge ord anno 2016 - i anledning af de internationale forskeres kritik af de danske kvælstof-modeller. Det er således N:P-forholdet, der afgør, om et vandområde er ”kvælstofbegrænset”. Poul Vejby-Sørensen beretter her om en kæmpestor systemfejl

poul-vejby-sørensen-2012

Af cand. agro. Poul Vejby-Sørensen, Bæredygtigt Landbrug

Det er absolut påkrævet, at der kastes mere opmærksomhed på funktionen af vandmiljøets to hovednæringsstoffer, kvælstof (N) og fosfor (P).

I dansk miljøforvaltning har der i årtier været katastrofal mangel på helhedssyn omkring de to hovednæringsstoffer virkemåde og interaktion.

Et af de mest slående eksempler på manglende helhedssyn og manglende overblik er udtalelser fra professor Stiig Markager, DCE, Aarhus Universitet, som oven i købet er ansvarlig for myndighedsbetjening i forhold til Styrelsen for Vand- og Naturforvaltning, SVANA og Miljøstyrelsen. Stiig Markager har gang på gang fremhævet kvælstof som ”den afgørende faktor for vores havmiljø”. Han har oven i købet betegnet det som et simpelt faktum. Herved har han ført politikere og offentlighed bag lyset.

Spørg IKKE Aarhus…

Det tidligere DMU og nuværende DCE har i årevis vildledt befolkningen med helt ekstremistiske udsagn om kvælstof. Resultatet af DMU/DCE’s rådgivning har været helt katastrofalt.

Der er sat en kunstig modsætning op mellem landbrug og miljø. Forvaltningen har ikke givet de forventede forbedringer for vandmiljøet, men har til gengæld medført store problemer for landbrugserhvervet. Årsagen er, at DMU/DCE har tolket vandmiljøet forkert. Ålegræssets udbredelse blev søgt koblet sammen med kvælstofudledning i en totalt ukvalificeret model, som alle tager afstand fra i dag, men som stadig spiller en afgørende rolle i målsætning og indsats.

Det er på tide at få sat punktum for Aarhus Universitets ukvalificerede myndighedsbetjening og i stedet søge supplerende rådgivning hos kvalificerede forskere, der driver forskning – og ikke politik. 

Fosfor i spildevand skaber problemerne

En af verdens førende kapaciteter vedrørende næringsstoffer i marine områder, professor John A. Downing, Iowa State University, gennemførte en omfattende analyse, hvor han indhentede og analyserede videnskabelige studier fra hele verden.

Downing dokumenterede, at kvælstoffølsomhed kun optræder i fosforforurenede vandsystemer. Desværre er næsten al forskning i eutrofieringsproblemer gennemført i fosforforurenede kystvande, hvor eutrofieringsproblemerne er størst. Derfor har der ikke været tilstrækkeligt lys på interaktionen mellem kvælstof og fosfor, som betyder, at kvælstof kun er problematisk, hvor der er fosforforurenet.

Denne interaktion er heller ikke erkendt hos DCE, Aarhus Universitet. 

Forholdet mellem kvælstof og fosfor (N:P) er afgørende

Downing resumerer sine undersøgelser på følgende måde:

I vandsystemets øvre ferske vande, der hovedsagelig stammer fra nedbør med højt N:P og fra afstrømning fra ”urørte” områder med højt N:P, er P-koncentrationerne lave, N:P er højt, og primærproduktionen er stærkt P-begrænset. Efterhånden som vandet bevæger sig ned gennem vandsystemet, tilføres P gennem afstrømning fra afløbssystemer med lavt N:P. Det betyder, at P stiger, og N:P falder, hvilket resulterer i hyppigere N-begrænsning af primærproduktionen og opblomstringer af N-fikserende cyanobakterier. Denne næringsberigelse finder sted i varierende grad, afhængig af oplandets størrelse, arealanvendelse og beboelsesomfang.

Det kan altså slås fast, at tilstanden ”kvælstofbegrænsning” absolut ikke skyldes kvælstofudledning, men derimod udledning af spildevand resulterende i overskud af fosfor. 

Landbruget betaler for byernes forurening

I dansk kontekst betyder det, at landbruget har betalt og stadig betaler en enorm pris i form af begrænsende kvælstofnormer, selv om problemet med recipienternes (fjordenes) kvælstoffølsomhed skyldes byernes voldsomme udledning af fosforholdigt spildevand gennem flere årtier – og stadig i dag, hvor tusindvis af overløb sender urenset fosforrigt spildevand direkte ud i recipienterne.

Gennem flere årtier har DMU/DCE groft forsømt deres opgaver og vendt det blinde øje til massiv fosforforurening, mens de var optaget af ensidig jagt på ”landbrugets kvælstof”, som reelt spiller en langt mindre rolle.

Princippet om, at forureneren skal betale, er altså ikke opfyldt, når det gælder vandmiljø. Her betaler landbruget for byernes forurening. 

Roskilde Fjord

Det er velkendt, at Stiig Markager gang på gang har sat eutrofieringsproblemerne i Roskilde Fjord i forbindelse med kvælstof. Det har han antagelig gjort, fordi fjorden gennem mange år har været stærkt ”kvælstofbegrænset”.

Men hvorfor var den det? – Det var den, fordi den var ekstremt fosforforurenet med 5-6 gange højere fosforkoncentration end andre fjorde.

Det er en selvfølge, at et økosystem, der er overforsynet med fosfor og mangler kvælstof, reagerer voldsomt på kvælstoftilførsel. Men det betyder ikke, at kvælstofudledningen skal begrænses. Det betyder derimod, at der er alt for meget fosfor til stede, fordi man groft har forsømt at gøre noget ved dette problem. 

DCE viser ikke hele billedet

Stiig Markager har illustreret N:P-forholdet med en graf (Aktuel Naturvidenskab 6/2015).

Grafen fortæller i virkeligheden ingenting. Han illustrerer blot, at N:P falder under vandets transport til havet, fordi N afgasser til atmosfæren (denitrifikation), mens P forbliver i vandet, og der tilføres yderligere P fra spildevand (herunder tusindvis af overløb om året).

 

Den efterfølgende graf med røde tilføjelser skitserer den virkelige udvikling i N:P-forholdet. Området, hvor N:P-forholdet ligger under Redfield ratio, defineres som ”kvælstofbegrænset”, men repræsenterer i virkeligheden et fosforoverskud, som dels øger følsomheden for kvælstof, dels fører til dårligt vandmiljø af andre grunde (se nedenstående boks). Kun spildevandsforurenede områder er kvælstofbegrænsede. Forureningen i vore fjorde består af udledning af ”lav-N:P-spildevand” fra byernes kloaksystemer.

Hvis man følger vandet fra venstre mod højre ses, at øverst i vandsystemet, hvor vandet består af kildevand og nedbør, er N:P over 16:1 (mol).

Undervejs mod havet falder N:P som beskrevet ovenfor (N forsvinder ved denitrifikation, og P tilføres med spildevand). I fjord- og kystområder falder N:P til under 16:1 (mol) (svarende til Redfield ratio), og der opstår ”kvælstofbegrænsning”.

Hvad Markager undlader at vise i sin graf, er den røde del til højre, der viser, at N:P stiger igen, fordi P sedimenterer på vandets vej ud i havet. Vandet slutter på Redfield ratio (N:P = 16:1), som er fremherskende i oceanerne.

Konklusionen er, at vandet på vejen fra vandløbsudspring til ocean kun ligger under Redfield ratio i det afsnit, der repræsenterer fjorde og kystvande. Årsagen hertil er udledning af spildevand med bl.a. store fosformængder. Afsnittet (fjordene og kystvandet), der ligger under Redfield ratio, illustrerer i virkeligheden et fosforoverskud, som især skyldes dysfunktionelle renseanlæg.

Miljømyndighederne og kommunerne sjusker med spildevand, og giver landbruget skylden for eutrofieringen. Og ikke kun skylden: Landbruget har også fået regningen for fejlslagne kvælstofnormer og en håbløs kvælstofstrategi.

I nedenstående skematiske illustration af N:P-forholds forløb ned gennem vandsystemet af Downing er med rødt indtegnet, hvordan den danske strategi med N-begrænsning modvirker/forsinker den naturlige tilpasning i retning af Redfield Comfort Zone.   

                  

Konklusion

Det er slået fast, at vandmiljøet under naturlige forhold er fosforbegrænset. I vandløb og søer inde i landet er der fosforbegrænsning. I oceanerne er der fosforbegrænsning (i hvert fald overvejende). Kun omkring byer med spildevandsudledning, dvs. i fjorde og kystnære vande, er der kvælstofbegrænsning. Årsagen hertil er forurening med lav-N:P spildevandsudledninger, altså fosforrigt spildevand, såkaldt antropogen forurening.

Lokal kvælstofbegrænsning i fjorde og kystvande skyldes udelukkende byernes fosforforurening kombineret med naturlig denitrifikation/retention af kvælstof. Ingen af disse processer skyldes kvælstofudledning fra dyrkningsfladen.

Alligevel har denne kvælstofbegrænsning medført fejlkonklusioner flere steder i verden, men mest udpræget i Danmark, hvor DMU/DCE i tre årtier har forfægtet en håbløs kvælstofstrategi og mistet fokus på fosfor, som er det egentlige problem. Strategien har da heller ikke givet andre resultater end milliardtab for samfundet og dansk landbrug, som nu er på vej mod nye katastrofer.

DCE’s fortsatte forsvar af en fejlslagen strategi kan kun karakteriseres som videnskabelig uredelighed.

Eftersom mange af verdens ledende forskere anser fosfor som hovedansvarlig for eutrofiering, er der simpelt hen ikke videnskabeligt belæg for Stiig Markagers påstand:

“Kvælstof er den afgørende faktor for vores havmiljø. Det er uden for enhver tvivl. Det er simpelthen faktum”.

 

Betydningen af forholdet mellem N og P i marine områder. 

Når alger vokser, skal de bruge kvælstof (N) til at lave proteiner, og de skal bruge fosfor (P) til at lave nukleinsyrer. Forholdet mellem proteiner og nukleinsyrer varierer mellem arterne, og mange af dem prøver også at opbygge reservelagre af N eller P. Når der tilføres rigeligt N og P, optager hver alge næringsstofferne efter eget behov og evne – uden konkurrence fra andre.

Men når f.eks. N er opbrugt i omgivelserne, kan alger med N-reserver (eller mulighed for at fiksere N fra luften) fortsat vokse og optage P, og omvendt hvis P opbruges først. Til sidst er alt det tilførte N og P optaget af algerne, og deres samlede N:P forhold svarer til forholdet i de oprindeligt tilførte næringsstoffer plus eventuelt fikseret N.

N:P-forholdet vil dog falde undervejs fra søerne videre ud gennem fjordene (fjernelse af N ved denitrifikation og tilførsel af P med spildevand).

I den dannede biomasse har hver alge altså sit bestemte forhold mellem proteiner og nukleinsyrer og indeholder større eller mindre restlagre af N eller P. Mængden og forholdet mellem N og P i en alge er med til at bestemme dens rolle i fødekæderne og dens muligheder for at udnytte nye tilførsler af N eller P. Både produktionen og artssammensætningen af alger og fødekæderne bliver således reguleret af tilførslen af begge næringsstoffer, og kun ved et meget skævt forhold mellem tilført N og P bliver der et uforbrugt overskud af det mest rigelige næringsstof. En udvikling mod en mere oprindelig artssammensætning og mindre overproduktion i havet afhænger derfor af, at N og P reguleres i respekt for Redfield ratio , som er N:P = ca. 16:1 (mol). En kraftig, ensidig reduktion af enten P eller N vil nok kunne nedbringe algeproduktionen over tid, men artssammensætningen og fødekæderne vil ikke bevæge sig i retning mod en oprindelig tilstand. Flere videnskabelige analyser har vist, at N:P-forholdet har stor betydning for primærproduktionens kvalitet i det marine fødenet. Højt N:P er sjældent problematisk og sjældent forekommende. Lavt N:P giver hurtigt voksende proteinfattige alger, som er mindre egnede i fødekæden og derfor belaster vandmiljøet. Derfor er det problematisk, at den danske kvælstofstrategi går ud på at sænke N:P-forholdet gennem stramme begrænsninger af kvælstofudledningen til netop de recipienter, hvor N:P i forvejen er for lavt.

Skriv en kommentar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *

Scroll til toppen