Ingezonden persbericht


Let op: voor dit persbericht geldt een publicatieverbod tot maandag 11 april 00:01 BST /01:01 CET

Persbericht onder embargo

Te veel stikstof is schadelijk voor economie en milieu - eerste grootschalige Europese onderzoek gepubliceerd

Stikstof is nodig om een groeiende wereldbevolking te voeden, maar vervuilt de lucht, de bodem en het water

Een omvangrijk onderzoek wijst uit dat stikstofvervuiling de Europese burger jaarlijks 150 tot 740 euro kost. Het eerste grootschalige stikstofonderzoek, ENA (European Nitrogen Assessment), zal op maandag 11 april in het Schotse Edinburg worden gepresenteerd.

Volgens het onderzoek, dat door 200 experts uit 21 landen en 89 organisaties werd uitgevoerd, bedraagt de schade door stikstof in Europa naar schatting 70 tot 320 miljard euro, ruim twee keer zo veel als de extra winst die in de Europese landbouw wordt gemaakt door stikstofhoudende meststoffen te gebruiken.

Het ENA is het eerste onderzoek waarin de economische gevolgen van de verschillende gevaren van stikstofvervuiling - ook de bijdrage daarvan aan klimaatverandering en het verlies van biodiversiteit - voor een geheel continent zijn bestudeerd. Naast algemene gevaren wijst het onderzoek ook aan in welke regio's het gevaar van schade als gevolg van stikstofvervuiling het grootst is. Het rapport biedt EU-beleidsmakers uitgebreide wetenschappelijke informatie over de consequenties van een falende aanpak van de stikstofvervuiling en stelt maatregelen voor die kunnen worden genomen om het probleem te beheersen en het milieu en de volksgezondheid te beschermen.

Belangrijke lessen uit het onderzoek zijn:

. Ten minste tien miljoen Europeanen worden mogelijk blootgesteld aan drinkwater met nitraatconcentraties die boven de aanbevolen waarden liggen.
. Nitraten veroorzaken toxische algenbloei en doden het mariene leven, vooral in de Noordzee, de Baltische Zee en langs de kust van Bretagne.
. Stikstofhoudende luchtverontreiniging door landbouw, industrie en verkeer in stedelijke gebieden verhoogt de fijnstofconcentraties in de lucht, waardoor de levensverwachting in Midden-Europa met meerdere maanden afneemt.
. In bossen heeft de neerslag van atmosferisch stikstof tot een afname in de biodiversiteit van ten minste 10% geleid op twee derde van het Europees grondgebied.

De hoofdredacteur van het ENA, dr. Mark Sutton van het Britse Centre for Ecology & Hydrology, zei: "Bijna de helft van de wereldbevolking is voor zijn voedsel afhankelijk van stikstofhoudende meststoffen, en toch zijn maatregelen om de gevolgen van stikstofvervuiling te beheersen noodzakelijk. Mogelijke oplossing zijn een spaarzamer gebruik van meststoffen (ook natuurlijke) en het besluit om minder vlees te eten. We hebben de knowhow om stikstofvervuiling te verminderen, maar moeten deze oplossingen nu overal in Europa op een consistente manier toepassen."

Dr. Hans van Grinsven van het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) verklaarde als hoofdauteur van de ENA-kosten-batenanalyse van stikstof in het leefmilieu: "De huidige milieukosten van stikstof voor Europa zijn torenhoog. Onze analyses tonen aan dat het financiële voordeel van het beheersen van stikstofproblemen ruimschoots opweegt tegen de kosten van de meeste maatregelen die we kunnen nemen. En dat geldt ook voor de landbouw, zelfs als we rekening houden met de bijdrage van stikstofhoudende meststof aan het inkomen van agrariërs en de voedselproductie."

Bij het totstandkomen van het ENA was er een grote inbreng vanuit de Nederlandse wetenschap en het beleid. Zo hebben het Energieonderzoek centrum Nederland (ECN in Petten), het Planbureau voor de Leefomgeving (Bilthoven) en Alterra (Wageningen) hierin een centrale rol gehad, maar waren er ook bijdragen van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, Universiteit van Utrecht, Radboud Universiteit Nijmegen, Vrije Universiteit Amsterdam en TNO. Deze grote belangstelling voor het stikstofprobleem in Nederland is niet verwonderlijk: Nederland is namelijk één van de meest stikstofintensieve landen van Europa, terwijl het ook voorop loopt met het reduceren van deze stikstofintensiteit - zo zijn de aanvoer van stikstofkunstmest en de emissies van NOx en NH3 sinds 1990 met ongeveer 50% afgenomen - echter, de gestelde doelen zijn nog steeds niet gehaald.

Het ENA zal worden gepresenteerd aan het begin van de conferentie 'Nitrogen and Global Change' in Edinburgh, die een week zal duren. Het ENA is uitgevoerd in het kader van verschillende projecten die door de Europese Commissie en de European Science Foundation worden gesteund, en is bestemd voor de 'Lucht Conventie' van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties (VN/ECE).

Tegelijk met de presentatie van het ENA zal er op 11 april in Nature een commentaar van dr. Mark Sutton worden gepubliceerd, waarin hij uiteenzet waarom stikstofemissies in de komende eeuw een groot milieuprobleem zullen zijn.


---

Opmerkingen voor redacties

Voor interviews met dr. Mark Sutton of dr. Hans van Grinsven kunt u contact opnemen met Barnaby Smith van de persafdeling van het Centre for Ecology & Hydrology: bpgs@ceh.ac.uk / +44(0)7920 295 384

Het ENA zal officieel worden gepresenteerd op 11 april, de eerste dag van de conferentie 'Nitrogen and Global Change 2011' die in het EICC in Edinburg zal worden gehouden van 11 t/m 15 april 2011. De presentatie begint met een speech door professor Bob Watson, het hoofd van de wetenschappelijke raad van het Britse ministerie voor Milieu en landbouw. Journalisten zijn welkom bij de officiële presentatie in het EICC. Meer informatie over de tijden en plaatsen staat in het programma van de conferentie: http://www.nitrogen2011.org/webfm_send/42 (pagina 3).

Als u de persconferentie in Edinburgh of andere evenementen tijdens 'Nitrogen and Global Change 2011' wilt bijwonen, kunt u contact opnemen met Barnaby Smith. Voor interviews met professor Bob Watson kunt u contact opnemen met Eleanor Hart van de persafdeling van Defra (het Britse ministerie van Milieu, Voedsel en Plattelandsaangelegenheden): http://www.defra.gov.uk/news/contact/

Als u het volledige ENA-rapport wilt lezen voordat dit online wordt gepubliceerd, gaat u naar de website 'Nitrogen in Europe': http://www.nine-esf.org/ waar u als volgt toegang tot de tekst krijgt: meld u in het rechtermenu aan met de gebruikersnaam 'ENA press' en het wachtwoord 'enapress2011'. Klik in het linkermenu op 'ENA press' en vervolgens op 'ENA outline' om pdf-versies van de hoofdstukken van het onderzoek te openen.

Het European Nitrogen Assessment wordt uitgegeven door Cambridge University Press. Meer informatie is te vinden op www.cambridge.org/9781107006126. Het commentaar van dr. Mark Sutton in Nature kan door journalisten worden opgevraagd bij de persafdeling van Nature (e-mail: press@nature.com), maar is ook toegevoegd als bijlage bij dit persbericht (let wel: hiervoor geldt hetzelfde embargo als hierboven genoemd).

Het onderzoek heeft betrekking op 'reactief stikstof,' zoals nitraten, ammonia, distikstofoxide (lachgas) en stikstofoxiden (NOx), die bijvoorbeeld tot zure regen en smog leiden, en niet op 'inert stikstof,' dat 78% van onze atmosfeer vormt.

Het onderzoek is tot stand gekomen dankzij gecoördineerde inspanningen onder leiding van het onderzoeksnetwerkprogramma Nitrogen in Europe (NinE) van de European Science Foundation, het binnen het zesde kaderprogramma van de Europese Commissie gesteunde samenwerkingsproject NitroEurope, en COST-actie 729.

Het onderzoek is een bijdrage aan het werk van de Task Force on Reactive Nitrogen (TFRN), onder aanvoering van het Verenigd Koninkrijk en Nederland ten dienste van de langetermijndoelstellingen van de VN/ECE-conventie betreffende grensoverschrijdende luchtverontreiniging over lange afstand (CLRTAP: Convention on Long-range Transboundary Air Pollution). Daarnaast vormt het onderzoek een Europese bijdrage aan het werk van het INI (International Nitrogen Initiative) - een gezamenlijk project van het IGBP (International Geosphere Biosphere Programme) en SCOPE (Scientific Committee on Problems of the Environment - dat is gericht op het verzamelen van bewijs op basis waarvan VN-verdragen en multilaterale afspraken kunnen worden gesloten.

Het ENA-rapport is het resultaat van onafhankelijk wetenschappelijk onderzoek. De hierin geuite meningen en conclusies zijn van de auteurs en hoeven niet noodzakelijk overeen te komen met het beleid van de ondersteunende organisaties.

---- --
Europa's Stikstof Probleem
Het Europese stikstofonderzoek en NitroEurope

De afgelopen vijf jaar hebben wetenschappers uit heel Europa een inventarisatie gemaakt van de weinig bekende stifstofproblematiek en de bedreigingen die hieruit voortkomen voor het milieu en onze gezondheid. Ook is er gekeken naar mogelijke oplossingen. Hier treft u een preview aan voor de introductie van het Europese stikstofonderzoek (European Nitrogen Assessment, ENA), dat beschikbaar zal zijn vanaf 11 april 2011:

Goed en slecht, reactief en niet-reactief


. De lucht die we inademen bestaat voor het grootste deel uit stikstof, maar daarbij het gaat om stikstof in een weinig reactieve vorm waardoor het voor de meeste mensen niet echt belangrijk is.


. Andere vormen van stikstof zoals nitraat, ammoniak, dikstikstofoxide en stikstofoxide zijn reactiever. Ze hebben meer goede kanten, maar veroorzaken ook meer problemen.


. In de landbouw zijn de voordelen van stikstof, als belangrijkste component van kunstmest, een hogere gewasopbrengst en een betere gewaskwaliteit.


. De stikstof die echter niet door het gewas wordt opgenomen, kan in het milieu terechtkomen en bijdragen aan een breed scala aan milieuproblemen.


. De industrie, het transport en rioolwaterzuiveringsinrichtingen brengen ook reactieve vormen van stikstof in het milieu, wat de problemen verergert.


. De bedreigingen voor het milieu door reactief stikstof kunnen in de vijf hieronder genoemde groepen worden onderverdeeld.

De vijf belangrijkste bedreigingen als gevolg van een teveel aan reactief stikstof


. De meeste bestaande beleidsmaatregelen om de bedreigingen het hoofd te bieden zijn gericht op afzonderlijke vervuilende stoffen of afzonderlijke bronnen van vervuiling. De oplossing van het ene probleem zorgt dikwijls voor verergering van andere problemen. Een meer integrale aanpak, waarbij rekening wordt gehouden met de interacties tussen de verschillende vormen van reactief stikstof en de bedreigingen die ze veroorzaken, zou effectiever zijn.

Een historisch rapport

In een vijfjarig project gefinancierd door het programma 'Nitrogen in Europe' van de European Science Foundation hebben tweehonderd wetenschappers en experts op het gebied van de stikstofproblematiek het ENA opgesteld waarin de omvang van deze bedreigingen in Europa in kaart is gebracht en mogelijke oplossingen worden aangedragen.


. Waterkwaliteit: Alleen al in West-Europa heeft het drinkwater van naar schatting meer dan 10 miljoen mensen nitraatconcentraties hoger dan de geadviseerde grenswaarden. Reactief stikstof dat via rivieren in zee terechtkomt is verantwoordelijk voor giftig algenschuim en 'dode wateren', met name in de Noordzee, Adriatische zee en Baltische zee, en langs de kust van Bretagne.


. Luchtkwaliteit: Ammoniak en stikstofoxiden in de atmosfeer afkomstig van landbouw, industrie en stedelijke gebieden, dragen bij aan hoge gehaltes fijn stof, ozon op grondniveau en stikstofoxiden in de lucht die we inademen. Fijn stof bekort naar schatting de levensverwachting in het grootste deel van Centraal-Europa met meer dan zes maanden.


. Ecosystemen en biodiversiteit: De biodiversiteit in Europa gaat al vele decennia achteruit als gevolg van de depositie van reactief stikstof vanuit de atmosfeer. De diversiteit aan planten is naar schatting tot 20 procent afgenomen, waarbij de kwetsbare soorten als eerste verdwijnen. In het Verenigd Koninkrijk is bijvoorbeeld uit onderzoeken gebleken dat het aantal soorten wilde bloemen op vervuilde plaatsen maar liefst de helft minder is dan op schonere plaatsen.


. Bodemkwaliteit: Reactief stikstof dat in de bodem komt door bemesting of atmosferische depositie kan voor verzuring zorgen, waardoor de oogsten afnemen, houtopbrengsten van bossen minder worden en zware metalen in drinkwatervoorraden kunnen terechtkomen.


. Broeikasgasevenwicht: Behalve dat de uitstoot van distikstofoxide in de atmosfeer vanuit de bodem goed is voor ongeveer 4 procent van Europese uitstoot aan broeikasgassen, heeft het ook verschillende andere opwarmings- en afkoelingseffecten. In het door de EU gefinancierde project NitroEurope is dit probleem de afgelopen vijf jaar in detail bestudeerd. De totale opwarmings- en afkoelingseffecten neigen ertoe elkaar in evenwicht te houden. De afkoelingseffecten zijn echter een gevolg van de depositie van fijn stof en stikstof in de bossen, wat gevolgen heeft voor zowel de menselijke gezondheid als de biodiversiteit.

Oplossingen

De uitkomst van deze interacties is dat pogingen het klimaat onder controle te houden gericht moeten zijn op het verminderen van de opwarmingseffecten van stikstof, terwijl ook de andere bovengenoemde bedreigingen als gevolg van stikstofvervuiling moeten worden beheerst. Er is een meer geïntegreerde benadering voor de vijf belangrijkste bedreigingen nodig.

De hierboven geschetste problemen kosten Europa volgens schatting van het ENA tussen de 70 en 320 miljard euro. Het grootste deel van deze kosten is gerelateerd aan de gevolgen voor de menselijke gezondheid. Veel van deze problemen kunnen worden verkleind en door verschillende Europese landen is al belangrijke vooruitgang geboekt bij het bestrijden ervan.

In het ENA wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende hoofdmaatregelen die beleidsmakers en individuen kunnen nemen om de stikstofproblematiek verder te verkleinen:


. Landbouw: Door optimalisering van het gebruik van stikstof in organische en synthetische meststoffen door middel van verbeterd management en betere technologie kan de hoeveelheid stikstof die in het milieu terechtkomt worden teruggebracht.


. Transport: Voortbouwen op huidige maatregelen om zuiniger met brandstof om te gaan en gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen als zonne- en windenergie.


. Afvalwater: Inzet van nieuwe rioolmanagementtechnologie om stikstof en fosfor te recyclen.


. Individuele inspanningen: Maatregelen om het eigen energie- en brandstofverbruik te verminderen zal de stikstofvervuiling tegengaan en ook goed zijn voor het klimaat. Beperking van het gebruik van dierlijke eiwitten, in zowel vlees als zuiverproducten, is een andere manier waarop we allemaal onze stikstofvoetafdruk kunnen verkleinen.

MEER INFORMATIE

Lees het ENA gepubliceerd door de Cambridge University Press: www.cambridge.org/ena

Ook online beschikbaar via de website van Nitrogen in Europe (NinE) van de European Science Foundation die het uitvoeren van het onderzoek heeft gecoördineerd: http://www.nine-esf.org/ENA

Informatie over het NitroEurope Integrated Project, gefinancierd via het Zesde Kaderprogramma van de Europese Commissie: www.nitroeurope.eu

Informatie over het programma COST Action 729, dat een bijdrage leverde aan het onderzoek: http://cost729.ceh.ac.uk/

Het ENA is via de Task Force on Reactive Nitrogen bekendgemaakt bij de Air Convention van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties: http://www.clrtap-tfrn.org/

Contactgegevens ECN (Energieonderzoek Centrum Nederland)

Persinformatie:

ECN persvoorlichter Florentine de Maar, tel.: +31 (0)224-564050, e-mail: demaar@ecn.nl

Technische informatie:

ECN Albert Bleeker, tel.: +31 (0)224-56 4130, e-mail: a.bleeker@ecn.nl

-----------------------
Afbeelding: ENA,
Foto's: Shutterstock & garyksmithphotography.co.uk

---- --
Uitnodiging aan de pers:

"Europese presentatie van het Nitrogen Footprint Model (N-PRINT)" Hoe groot is uw stikstofvoetafdruk?

Met groot genoegen nodigen wij u namens het N-PRINT project uit voor onze persconferentie: 'Europese presentatie van het Nitrogen Footprint Model (N-PRINT)'. Tijdens dit evenement zullen wij ons model voor de stikstofvoetafdruk bij u introduceren en verklaren waarom er behoefte aan dit instrument is. Hierbij komen de volgende onderwerpen aan bod:


. Achtergrondinformatie over stikstof, en de publieke bekendheid van het stikstofprobleem bij het publiek;
. Hoe het model voor de stikstofvoetafdruk werkt;
. Waarom een model voor de stikstofvoetafdruk nodig is;
. Milieutechnische en financiële gevolgen van de stikstofvoetafdruk.

De persconferentie zal op 13 april worden gehouden in het Edinburgh International Convention Center (EICC) tijdens de internationale conferentie 'Nitrogen and Global Change 2011'.

In het kort:
Persconferentie: Europese presentatie van het Nitrogen Footprint Model (N-PRINT) Datum: 13 april 2011
Tijd: 14:30 - 15:30
Locatie: de Ochil-suite in het Edinburgh International Conference Center (EICC)

Wij hopen dat u in de gelegenheid bent om te komen. Een gedetailleerde agenda voor het evenement is te vinden op onze website:http://www.n-print.org/press_invitation. Daar kunt u ook een digitaal formulier vinden, U wordt verzocht deze in te vullen, zodat we weten wie we mogen verwachten. Bij eventuele vragen kunt u contact opnemen met Albert Bleeker (a.bleeker@ecn.nl).

Hoogachtend,

Albert Bleeker (Energieonderzoek Centrum Nederland) Jan Willem Erisman (Energieonderzoek Centrum Nederland) James Galloway (Universiteit van Virginia)
Allison Leach (Universiteit van Virginia)

---- -- ENVIRONMENT Worse than Deepwater would be an Arctic oil spill p.162

COMMENT
BIOTECHNOLOGY Biohackers take biology into the garage p.167 ECOLOGY Libyan revolution might protect bluefin tuna, with trawlers grounded p.169

OBITUARY Simon van der Meer, who enabled the discovery of W and Z particles p.170

Applying liquid manure more precisely than this would be cleaner, reduce odour and emit less ammonia.

Too much of a good thing
Curbing nitrogen emissions is a central environmental challenge for the twenty-first century, argue Mark Sutton and his colleagues. outcome of the five-year European Nitrogen Assessment, which has drawn together 200 experts, including ourselves, to understand the sources, processes and impacts of nitrogen as a basis to inform policy. Excess reactive nitrogen threatens the quality of air, soil and water. It affects ecosystems and biodiversity, and alters the balance of greenhouse gases. Existing climate and air-pollution policies that aim to reduce energy consumption and fossil-fuel burning, such as the Gothenburg Protocol, are helping to cap nitrogen emissions © 2011 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved

A

n analysis published this week calculates that excess nitrogen in the environment costs the European Union (EU) between 70 billion (US$100 billion) and 320 billion per year1. It is the first time that an economic value has been placed on the threats posed by nitrogen pollution, including contributions to climate change and biodiversity loss. To put that into perspective, this cost is more than double the value that nitrogen fertilizers are estimated to add to European farm income. This economic valuation is just one

SUMMARY
Nitrogen pollution costs the European

Union between 70 billion and 320 billion per year. Policies should address farming, meat consumption, use of human sewage and fossil-fuel burning. The Gothenburg Protocol is an opportunity to further reduce emissions. A global inter-convention nitrogen protocol is needed.

1 4 A P R I L 2 0 1 1 | VO L 4 7 2 | NAT U R E | 1 5 9

J. EVESON/FLPA/PHOTOLIBRARY

COMMENT DAMAGE COSTS OF NITROGEN POLLUTION
Agriculture and fossil-fuel burning load the environment with reactive nitrogen, a ecting water, soils and air. 120 Cost to European Union (billion ) 100 80 60 40 20 0 Human health Ecosystems Climate Agriculture Fossil-fuel burning Industry Sewage Other Reactive nitrogen runo in water NH3 released to air NOx released to air N2O released to air

MAIN NITROGEN SOURCES

WATER RUNOFF

NH3

NO x

N 20

At the same time, nitrogen emissions tend to cool the planet: by reducing the atmospheric life-time of methane; by forming particulate matter that reflects light back into space; and by acting as a fertilizer, increasing the growth of forests. Overall, the assessment finds that these effects tend to balance out. Efforts need to focus on reducing the warming effects, while recognizing that the adverse effects of particulate matter and nitrogen deposition on human health and biodiversity may more than outweigh their climate benefits. It is hard to tally up all the costs and benefits of reactive-nitrogen production. The direct and indirect effects influence everything from population growth and energy production to the manufacture of nitrogen-based products such as nylon, polyurethane and hydrazine rocket fuel. The benefits of nitrogen can be seen from its largest use: agricultural fertilizers. Manufactured fertilizer adds 11 million tonnes of reactive nitrogen annually to fields in the EU. This produces a direct benefit to European farmers, in terms of crops grown, of 20 billion to 80 billion per year, when the longterm benefits are included1. On top of that, biological fixation and recycled sources of nitrogen -- including plant residues, animal manures and atmospheric deposition -- add 17 million tonnes, giving a total direct benefit of 25 billion to 130 billion, even before value is added during the food-supply chain. But half of the nitrogen in fertilizers and manures is lost to the surrounding environment. In economic terms, this amounts to a loss of potential "The effects benefits to farmers of of airborne 13 billion to 65 bilparticles take lion per year. On these grounds alone, there is six months a strong case for using off the life nitrogen more effiexpectancy ciently. of at least Thes e numb ers, half of all however, are much Europeans." lower than the estimated cost of the damage from reactivenitrogen emissions. The assessment gauges these costs b y looking at society's readiness to pay for longer and healthier life, for nature restoration, or for climate stability. The grand total of 70 billion to 320 billion per year is equivalent to 1­4% of the average disposable per capita income of European citizens. Of the total cost of damage from reactivenitrogen emissions, 75% comes from the effects of NOx and NH3 on human health and ecosystems. The effect of N2O emissions on climate warming accounts for only around 5%. Although N2O has recently been heralded as the main cause of stratospheric ozone depletion3, this represents only 1% of the damage costs. Climate change and ozone

COSTS AND BENEFITS

from transport and industry. Together with policies on nitrates in drinking water and reductions in cattle numbers, these have led to a modest drop in European nitrogen pollution since the 1980s. But existing policies are piecemeal, and there has been little attempt to integrate the effects of the different nitrogen threats. Nitrogen pollution poses an even greater challenge than carbon, because the element has many complex effects as it cascades through many chemical forms. There is a need for new policies that cover these concerns and encourage changes in farming, diet and even what we do with human waste.

THE DAMAGE DONE

Nitrogen can be divided into two classes. Unreactive nitrogen (N2) makes up 78% of Earth's atmosphere. Reactive nitrogen includes every other form of the element, including nitrogen oxides (NOx), nitrous oxide (N2O), ammonia (NH3) and nitrate (NO3). All biological systems need reactive nitrogen, but historically it has been in short supply. Until the end of the nineteenth century, the main agricultural source was fixation of N2 by symbiotic bacteria in legumes planted for that purpose, combined with careful recycling of the limited amount of nitrogen in manure. By 1900, there was a worrying shortage of reactive nitrogen, as fertilizers were needed to feed a growing population and nitrogenbased explosives were wanted for weaponry. The solution came in 1908 with the Haber­ Bosch process, allowing cheap ammonia to be made from N2 and energy on an industrial scale. This process was so successful that, within a century, human production of reactive nitrogen had more than doubled global rates of nitrogen fixation. Without it, around half of humanity would not be alive2. As an intentional strategy to address the world's shortage of reactive nitrogen, the Haber­ Bosch process is arguably the greatest single experiment ever made in geoengineering. 1 6 0 | NAT U R E | VO L 4 7 2 | 1 4 A P R I L 2 0 1 1

But the mass production of reactive nitrogen has come with costs. Nitrogenbased explosives killed 100 million people in armed conflicts during the twentieth century2. Their use in mining has opened up fossil-fuel reserves, the burning of which has released carbon dioxide and more reactive nitrogen into the atmosphere. About half of the nitrogen added to farm fields in Europe ends up as pollution, or is wasted by denitrification back to N2 (ref. 1). In water, excess reactive nitrogen causes algal blooms that can kill fish, and nitrate in drinking water can harm human health, increasing the risk of bowel cancer. About 80% of European fresh waters exceed a threshold for high risk to biodiversity of 1.5 milligrams of nitrogen per litre. Combined with the effects of too much phosphorus, the resulting proliferation of algae in coastal areas gives new meaning to the idea of `green' bathing. In the air, reactive nitrogen adds to particulate matter and ground-level ozone, created when nitr ogen oxides react with organic compounds, causing respiratory and cardiovascular disease. The effects of airborne particles take six months off the life expectancy of at least half of all Europeans. In forests, ammonia pollution encourages the growth of algal slime that can suffocate tree-living plants such as mosses and lichens (see picture) to such an extent that it would be easy to think this were natural in agricultural areas of northwest Europe. The assessment estimates that NH3 and NOx emissions have reduced forest biodiversity by more than 10% over two-thirds of Europe. Nitrogen deposition also threatens the ability of peatlands to store carbon by killing the bog-building moss Sphagnum. Importantly, we now have a first estimate of how the different climate warming and cooling effects of nitrogen add up across Europe. Nitrogen tends to warm the planet by forming N2O and ground-level ozone, both of which are powerful greenhouse gases. © 2011 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved

COMMENT
thinning are important, but the threats to crop and maximizes NH3 emissions. Applybillion to 105 billion per year (see graphic), health and ecosystems are an even stronger ing manure in bands cuts emissions by the environmental benefits of mitigation are argument for taking action on nitrogen. 30­60%, decreases odours, leaves the crop therefore around 20 (range of 6 to 42) times Clearly nitrogen is one of the major enviclean and reduces the farmer's fertilizer bill. the costs, even without counting the other ronmental challenges of the twenty-first By improving nitrogen-use efficiency in this benefits this gives in reducing N2O emiscentury. way, measures to decrease NH3 emissions sions and nitrogen runoff. Although better combustion and energy turn out to be central to reducing overall Given the political sensitivity of the agritechnologies can reduce nitrogen emissions N2O emissions. cultural sector, however, the case for reducing from fossil fuels, further efforts must curb Expe rience shows that regulatory or NH3 emissions is likely to depend on demonthe increasing use of energy and transport. financial drivers are needed to ensure such strating the broader impact of better nitrogen We also need a radical rethink of sewage systechnologies are used. Changes need not be management. This challenges the scientific tems, which waste reactive nitrogen, using uneconomic. The Netherlands and Dencommunity to continue quantifying the yet more energy to turn it back to benefits of nitrogen mitigation. Now N2. The technology is available to that a first effort has been made for recycle sewage nitrogen, but it needs Europe, a global assessment of nitrodevelopment4. Such a major change gen is urgently needed, as called for is certainly possible, as shown by by the International Nitrogen Initianineteenth-century Paris, where tive in their 2010 Delhi Declaration7. more than half of the nitrogen in At the same time, the policy sewage was recycled, including in community must develop more the manufacture of ammonium joined-up approaches. If parties sulphate fertilizer on an industrial to the Gothenburg Protocol, for scale1. One approach would be to example, are to agree serious comuse sewage to make biogas, leaving mitments to reducing NH3 and NOx a useful residue rich in nitrogen and emissions, they will need a motivaphosphorus. tion that can only come from seeing But the largest challenges are to the bigger picture. They should be manage nitrogen better in agriculjumping at the chance that reducing ture and to moderate Europeans' NH3 and NOx emissions could help consumption of animal protein. meet their existing N2O and NO3 Amazingly, livestock consume Ammonia can kill tree-living plants (left), replacing them with algal slime. commitments. Such ideas point to around 85% of the 14 million tonnes a vision for better nitrogen manof nitrogen in crops harvested or imported mark have required low-emission techagement where air, soil, water, climate a nd into the EU; only 15% is used to feed humans niques for more than a decade, yet livestock biodiversity can all benefit. directly1. European nitrogen use is therefore farming in these countries remains among not primarily an issue of food security, but the most competitive in Europe. Mark A. Sutton of the Centre for Ecology one of luxury consumption. If Europeans At present, no single United Nations (UN) and Hydrology, Edinburgh EH26 0QB, UK, obtained all their protein from plants, only convention can handle all the threats posed and Oene Oenema of Alterra, Wageningen 30% of the crops grown currently would be by reactive nitrogen. An inter-convention 6700 AA, the Netherlands, are the co-chairs needed, reducing nitrogen fertilizer inputs protocol is needed. This could, for examof the UNECE Task Force on Reactive and the associated pollution by 70%. ple, link the UN Framework Convention Nitrogen. They are contributors to the on Climate Change and the Convention on European Nitrog en Assessment with Jan DRIVING CHANGE Biological Diversity with the Air and Water Willem Erisman at the Vrije Universiteit The average EU citizen now eats much more Conventions of the United Nations EcoAmsterdam, 1081 HV Amsterdam, the meat and milk than is needed for a healthy nomic Commission for Europe (UNECE). Netherlands; Adrian Leip at the European diet1. Reducing meat and dairy consumpIn the short term, there are already opporCommission-Joint Research Centre, Institute tion could therefore benefit the health of tunities on the table for Europe. The UNECE for Environment and Sustainability, I-21027 many people and help protect the environAir Convention -- also known as the ConIspra, Italy; Hans van Grinsven at the PBL ment at the same time. Recognizing this, vention on Long-range Transboundary Air Netherlands Environmental Assessment in 2009 some of the authors of this piece Pollution -- is currently renegotiating its Agency, 3720 AH Bilthoven; and Wilfried developed the `Ba rsac Declaration', through Gothenburg Protocol, which caps national Winiwarter at the International Institute which many of the assessment authors have emissions of air pollutants. Like the update of for Applied Systems Analysis, A-2361 committed to fostering the `demitarian the Kyoto Protocol, this is happening slowly: Laxenburg, Austria. diet'5, making it easier to choose half-portalks began in 2007. Further reductions in e-mail: ms@ceh.ac.uk tions of meat. Such initiatives have a huge NOx emissions will surely be agreed. The big 1. Sutton, M. A. et al. (eds) The European Nitrogen potential to change dietary aspirations in a question is how far the parties will commit to Assessment (Cambridge Univ. Press, 2011); available at http://go.nature.com/5n9lsq world where per-capita meat consumption reducing NH3 emissions. 2. Erisman, J. W. et al. Nature Geosci. 1, is rapidly increasing. The air convention's Task Force on Reac636­639 (2008). There are many ways to reduce nitrogen tive N itrogen has recently shown that pre3. Ravishankara, A. R. et al. Science 326, 123­125 (2009). losses from agriculture. Improving the proventing NH3 release is much cheaper than 4. Magid, J. et al. Ecol. Eng. 28, 44­54 (2006). duction potential of crops and livestock can previously estimated, especially once the 5. The Barsac Declaration: Environmental help, and covers on manure storage tanks fertilizer savings are considered. Scaling Sustainability and the Demitarian Diet (2009); available at http://go.nature.com/f5e1lh and low-emission techniques for spreadup these numbers shows that cutting NH3 6. Amann, M. et al. CIAM report 1/2011 (IIASA, ing fertilizers and manure are essential. At emissions across the EU by 20% would Austria, 2011). present, most liquid manure is spread with cost less than 500 million per year6. On 7. Delhi Declaration (2010); available at http:// a crude spraying method that dirties the the basis of total NH3 damage costs of 15 go.nature.com/8nd2qp © 2011 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved 1 4 A P R I L 2 0 1 1 | VO L 4 7 2 | NAT U R E | 1 6 1

I. LEITH; M. SUTTON

---- --

maandag 11 april 2011