Het grillige gedrag van luchtwassers (update dd 2 mei 2018)

Waartoe dient een luchtwasser?
Nederland volgt met zijn Natura2000-wetgeving de Europese natuurbeschermingsregels. Dat is een goede zaak.
Die gebieden worden onder andere aangetast doordat er veel meer stikstof op neer regent dan wat zo’n gebied aan kan. Die komt overal vandaan: verkeer, luchtvaart, industrie, maar ook heel veel uit de landbouw en de veeteelt. Dat laatste gebeurt in de vorm van het gas ammoniak (NH3 ). De eerste taak van een luchtwasser is zoveel mogelijk ammoniak uit de stallucht afvangen.

Daarnaast stinken die stallen ook nog ‘gewoon’ richting omwonenden. Toen men eenmaal begonnen was, kwam de gedachte al gauw op om ook de geur zo veel mogelijk af te vangen. Dat werd de tweede taak van de luchtwasser.

Chemische en biologische luchtwassers (mono-)
Chemische luchtwassers zonder verdere toevoegingen (mono) werken door de stallucht over een soort lamellensysteem te leiden waarlangs een zwavelzuuroplossing loopt. Dat bindt de ammoniak en als het goed is, resulteert dat uiteindelijk in een neutrale oplossing van ammoniumsulfaat. Daar moet je dan ergens mee naar toe en dat is een ander verhaal.
Chemische luchtwassers werken heel goed tegen ammoniak en doen betrekkelijk weinig tegen geur.

Biologische luchtwassers werken anders. Een goede uitleg staat op de site van een producent www.dorset.nu/nl/home-fs/biologische-luchtwasser/#werking . De stallucht gaat daar van onder naar boven door een filterpakket, waarop bacterien zitten, en die worden van boven af nat gehouden door circulerend waswater. Die oxideren ammoniak (als het goed is) tot eerst nitriet en dan nitraat. Dat stroomt met het waswater mee en dat wordt regelmatig ververst. Het nitriet/nitraat mag op het land worden uitgereden, zo lang het niet in het oppervlaktewater komt (want nitriet is vergiftig bij inname).
Biologische luchtwassers werken minder goed tegen ammoniak en beter tegen geur.

Combi-luchtwassers en controlemetingen
Waarna de gedachte voor de hand ligt om combinatie-luchtwassers te maken (combi-). Daar begint de politieke actualiteit.

De hierna genoemde stukken kunnen worden gedownload via www.tweedekamer.nl/kamerstukken/detail?id=2018D22770&did=2018D22770 .

Het lijkt er erg op dat vanaf hier de wens te veel de vader van de gedachte werd. We schrijven dan 2006 en het Programma Gecombineerde Luchtwassers.
Er is een theoretische functie gedefinieerd die een output moest halen van 85% ammoniakverwijdering en 70 tot 85% geurverwijdering. Vervolgens zijn er vergunningen afgegeven (vooral aan varkenshouders) alsof dat theoretische apparaat daadwerkelijk werkte. Daardoor mochten de varkensboeren meer varkens houden en/of dichter bij woonbebouwing of Natura2000 – gebieden staan dan tot dan toe mogelijk was geweest.

Maar de klachten bleven en dat bracht het Ministerie van I&M (2015) ertoe Wageningen een onderzoek te laten doen. Dat heeft Wageningen (WUR) in twee stappen gedaan en dat leidde tot “evaluatie geurverwijdering door luchtwassystemen”, deel 1 en deel 2.
Deel 1 beschrijft de uitslag bij 2 bio-combiwassers en bij 2 chemo-combiwassers, die elk op 6 tijdstippen gemeten zijn met Nederlandse en Duitse aanpak.
Deel 2 beschrijft de uitslag bij 16 mono-chemische wassers, 29 combiwassers en 3 mono-biowassers. Bij deze inrichtingen is één keer gemeten.
Dat leidde tot een aantal conclusies die ik in mijn eigen woorden geef.

  • Het blijkt heel moeilijk om geur te meten. Er zijn grote toevallige en systematische fouten. Duitse laboratoria, die aan dezelfde NEN-normen voldoen, meten systematisch veel lagere concentraties. Uiteindelijk komt het erop neer dat een ambtenaar of een laborant, na een foutgevoelig voortraject, aan een monster moet snuffelen.
    Het gebeurt regelmatig dat de geurrendementsverwijdering negatief is (de lucht stinkt na de wasser harder dan voor de wasser). Of dat echt zo was of dat de snuffelaar het fout had, valt niet te achterhalen. Meer algemeen is niet duidelijk of het grillige verloop van de cijfers in de tijd bij een bepaald apparaat aan een grote meetonzekerheid liggen, aan het grillig functioneren van het apparaat, of aan beide.
    Er is dringend behoefte aan een objectieve sensor (‘elektronische neus’) die stallucht aan kan.
    Ammoniakmetingen zijn goed uitvoerbaar.
  • De techniek blijkt erg storingsgevoelig. Bij de 24 metingen, die in deel 1 beschreven worden, was er in 5 gevallen een storing. Bij de 48 metingen, die in deel 2 beschreven zijn, was er in 8 gevallen een storing (waarbij aangetekend moet worden dat de steekproef eigenlijk in eerste instantie uit 59 adressen bestond, maar dat vijf boeren niet mee wilden doen).
  • In deel 1 werd bij geen van de 24 Nederlands-uitgevoerde metingen een rendement gevonden dat zowel voor ammoniak als voor geur aan de specificaties voldeed. Bij 3 van de 24 metingen zou men de uitslag, hoewel voor geur onder de specificaties, redelijk kunnen noemen.
    Geen van de inrichtingen voldoet (tijd)gemiddeld aan de combi-norm.
    In deel 2 wordt bij 7 van de 16 mono-chemische wassers zowel voor geur als voor ammoniak de voor deze inrichting geldende norm gehaald (maar voor geur is die lager dan de combinorm). (Groep)gemiddeld halen deze de geldende norm niet.
    In deel 2 voldoet 1 van de 29 combi-wassers aan beide normen. Van 11 combiwassers kan men stellen dat deze de ammoniaknorm halen en redelijk, maar onder de norm, presteren op geurgebied. (Groep)gemiddeld haalt deze groep, noch voor ammoniak noch voor geur, de norm.
    In deel 2 voldoen 2 van de drie mono-biowassers aan beide normen (maar die zijn lager dan bij combi-wassers). (Groep)gemiddeld voldoet deze groep aan de norm.

De politieke actualiteit was dat de combiwassers niet aan de norm zouden voldoen. Dat klopt, maar de mono-chemische wassers voldoen vaak, en gemiddeld, ook niet aan de norm. WUR redeneert dat dit verschil niet significant is, gezien de grote onzekerheid.

Bouwtekening van een chemo-biologische combiwasser

Constructie-overwegingen: hoe combineert men en kan het idee werken?
Men kan combineren met drie mono-basis-bouwstenen: een watergordijn (zoiets als een sprinklerinstallatie), een chemische trap (zwavelzuurgordijn) en een biologische stap.
De sprinklerinstallatie verwijdert stof, waardoor wat er na komt beter zou werken.
Het zwavelzuurgordijn verwijdert heel veel ammoniak en een beetje geur, de biotrap een beetje ammoniak en veel geur. Tenminste, dat is het idee.

De eenvoudigste opstelling, die goed is voor 25 van de 29 in deel 2 beschreven combi-inrichtingen, combineert een watergordijn met een biologische stap (bio-combi). Waarschijnlijk is dat ook de goedkoopste inrichting.
De conclusie is dat deze opstelling vergelijkbaar werkt met een mono-biologische wasser. Met andere woorden, de sprinklerinstallatie heeft weinig of geen meerwaarde.

Overigens schrijft de WUR-studie niet over stofafvangrendementen.

Een inrichting die een chemische trap combineert met een nageschakelde biologische trap (zie bouwtekening) zou op papier moeten kunnen werken, maar in praktijk werkten de 2 combi-chemische inrichtingen in deel 1 en de 4 van de 29 combi-chemische inrichtingen in deel 2 allemaal niet of matig vanwege een storing. Vaak komt er zwavelzuur uit de eerste trap in het water van de bio-trap en dan leggen de bacterien al gauw het loodje.

Het is, al met al, geen hoopgevend beeld.

Zou het kunnen werken?
In theorie kan alles. Dit zijn standaard-technische problemen en die zijn oplosbaar. Als men de destructor (Rendac, de dooie beesten-fabriek tussen Son en Best) nagenoeg geurloos kan krijgen, kan men alles zowat geurloos krijgen. Maar de destructor is een grote, professionele inrichting en de meeste boerenbedrijven niet.

Rendac

De zeer scherpe specificaties, die in de wet zijn vastgelegd (een geurreductie van 70-85% in het Rgv en een ammoniakreductie van 85% in het Rav) kunnen, mijns inziens, met alleen een biologische trap (met of zonder sprinklerinstallatie) niet gehaald worden. Met een chemische en een biologische trap kunnen ze op papier gehaald worden, maar tot nu toe niet in de reëel bestaande situatie op een boerderij (met een reëel bestaand opleidingsniveau, budget, werklast, en handhavingsregime).

Wellicht is het beter bij reëel bestaande boerderijen de wens niet langer de vader van de gedachte te laten zijn. En accepteren dat het geurverwijderingsrendement ergens rond de 40% zit en het ammoniak-verwijderingsrendement ergens rond de 90%.
Uiteraard heeft dat gevolgen voor het aantal varkens achter de luchtwasser.

Iedereen een probleem
In feite kent de situatie alleen verliezers.

  • De omwonenden zitten meer in de stank als de bedoeling is,
  • Boeren die nog geen vergunning hebben moeten langer wachten of krijgen hem niet,
  • boeren die wel een vergunning hebben zijn nu, meestal buiten hun schuld, de kwaaie peer en hebben betaald voor iets wat niet deugt,
  • de provincie moet handhaven maar kan dat niet,
  • en staatssecretaris Van Veldhoven mag de kastanjes uit het vuur halen voor minister Schouten.

Waarbij men met laatstgenoemde het minste medelijden hoeft te hebben, want het is het Rijk (en onder andere de CU, de partij van minister Schouten) die voortdurend de veeteelt de hand boven het hoofd houden en elke poging het aantal dieren terug te dringen, blokkeert.

In een brief dd 03 april 2018 aan de Tweede Kamer schetst staatssecretaris Van Veldhoven de voorgeschiedenis, en neemt ze het besluit om de emissiefactoren van combiwassers terug te brengen tot die van mono-wassers. Daarmee geeft ze in feite de fictie op.
Het gevolg is dat ze per decreet wetsovertredingen creëert, waartegen niet zomaar kan worden opgetreden omdat deze bona fide begaan worden.
De brief van de staatssecretaris is te vinden op www.tweedekamer.nl/kamerstukken/detail?id=2018D22770&did=2018D22770 .

De provincie heeft op 06 april 2018 een brandbrief gestuurd aan de staatssecretaris.
De provincie wijst erop dat er bij 732 bedrijven in Brabant samen ruim 2000 combiwassers in gebruik zijn, en dat er nog meer dan 100 vergunningaanvragen liggen waarin een of meer combiwassers zijn opgenomen.
Verder wijst de provincie erop, dat door alle stikstoflozingen, en door de Programmatische Aanpak Stikstof (PAS) de provincie al bijna helemaal op slot zit (zie Varkens verhinderen vooruitgang – ontwikkelingen rond de PAS )
De provincie vraagt de staatssecretaris

  •  de nieuwe geuremissiefactoren voor combiwassers direct vast te stellen
  •  een zeer spoedig herstelplan voor overbelaste gebieden op te stellen, samen met RIVM en GGD
  • ruimte te bieden aan innovatieve systemen inaanvulling op of ter vervanging van luchtwassers
  • bij minister Schouten erop aan te dringen dat op korte termijn meer duidelijkheid wordt
  • gegeven over de effectiviteit van combi-luchtwassers mbt de ammoniakverwijdering, eventueel na nader onderzoek

De brief van de provincie is hier te vinden brief falende luchtwassers prov aan rijk_06april 2018

Inmiddels heeft er overleg plaatsgevonden tussen een ambtelijke delegatie uit Den Haag, de provincie, de BMF en de ZLTO . Zodra daar meer over te vertellen valt, zal ik daar een artikel aan wijden.

Update:
De minister wil de eisen, die aan geurreductie door luchtwassers gesteld worden, verlagen. Chemische luchtwassers hoeven nog maar 30% geur te verwijderen (was 70 tot 80%), voor biologische en combi-luchtwassers daalt de geurreductie-eis naar 45% (was 75 of 85%). Dat meldde De Boerderij van 02 mei 2018. Tot 30 mei loopt er een Internetconsultatie.

Met deze stap brengt de minister de tot nu toe bestaande fictie terug tot wat daadwerkelijk bereikt kan worden (bij een goede bedrijfsvoering). Gegeven hierboven staaand verhaal is dat niet verrassend.
Het betekent wel dat het aantal dieren in bestaande stallen nu ineens te hoog is. Als 800 varkens samen, door het fictief verwijderen van bijv 80% van de geur, net onder de berekende geurnorm aan de gevel van nabije woningen zitten, komen diezelfde 800 varkens met een reëel geurverwijderingsrendement van 40% aan diezelfde gevel boven de norm uit. In praktijk kwamen ze dat ook al wel.

Het stankprobleem is niet opgelost, maar vanaf straks heet het geen overtreding meer.

Ammoniakcijfers ten onrechte onder vuur

Inleiding
Er was commotie over het rapport “Ammoniak in Nederland” van chemicus/filosoof Jaap Hanekamp, wetenschapsjournalist (van huis uit chemicus) Marcel Crok, en de Amerikaanse wiskundige Matt Briggs. Het initiatief lag bij het vakblad V-focus en het geld komt uit crowdfunding.

De schrijvers doen een aanval op het Nederlandse ammoniakbeleid. Dat zou niet effectief zijn, de ammoniakconcentraties zouden te hoog ingeschat zijn, bepaalde technieken om mest uit te rijden daardoor overbodig en te duur, en het beleid zou niet wetenschappelijk onderbouwd zijn. Niet mis allemaal, en vooral het RIVM krijgt er van langs.
Wie een samenvatting wil lezen, kan het beste kijken op Croks website www.staatvanhetklimaat.nl.

Het rechtse kamp juichte. De PVV in de provincie stelde vragen, onze gereformeerde PVV-light, de  SGP, ook in de Tweede Kamer, en uiteraard volgden er publicaties in de diverse landbouwbladen.

Mestinjecteur

Crok en Hanekamp
Crok is een toegewijde klimaatscepticus. Met titels als ‘energiebeleid astronomisch duur en nutteloos’, ‘Klimaat? Ons grootste probleem is armoede!’ en ‘KNMI-directeur vliegt uit de bocht’ publiceert hij in media als De Telegraaf en Elsevier. Het ammoniakverhaal is eigenlijk een excursie buiten zijn corebusiness. Verder bijvoorbeeld www.staatvanhetklimaat.nl/2014/05/13/bengtsson-in-1990-one-cannot-oversell-the-greenhouse-effect/ of www.staatvanhetklimaat.nl/2012/07/16/koutsoyiannis-temperature-rise-probably-smaller-than-0-8c/

Hanekamp is begonnen bij de Stichting Heidelberg Appeal Nederland (HAN). Die publiceerde “artikelen die kritisch zijn tegenover het Nederlandse milieubeleid, dat vaak  afgedaan moet worden als overbodig.”. Wikipedia berichtte ‘De Stichting HAN had stevige wortels in de agrarische wereld, met de Nederlandse Vakbond Varkenshouders als een van de belangrijkste geldschieters, maar rond de eeuwwisseling zou de focus meer verschuiven naar extern gefinancierde research. In deze periode was directeur Jaap Hanekamp professioneel verbonden aan de stichting. In het begin werden door de lange staat van dienst van de betrokkenen de artikelen van de stichting HAN welwillend onthaald door de academische wereld. Dit zou echter langzaam verbrokkelen, zoals bijvoorbeeld wordt aangehaald in het artikel Twijfel te koop[4] van Martijn van Calmthout dat in 1999 in de Volkskrant verscheen.’ (zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Stichting_Heidelberg_Appeal_Nederland/ ).
Later ging HAN op in De Groene Rekenkamer.
Hanekamp sprak (samen met de jurist Lucas Bergkamp) op een hoorzitting van de Tweede Kamer in de nasleep van het Urgendavonnis dat ‘de rechtsstaat verkwanseld was’ en dat ‘de rechter door een zeer kleine minderheid aangezet was tot extreem activisme’.

Dit type opinies mogen en het kan geen kwaad dat er af en toe eens aan wetenschappelijke standpunten gerammeld wordt. In praktijk blijkt dat de bijna-consensus, die inmiddels rond de klimaatwetenschap ontstaan is, dit soort gerammel glansrijk overleeft. Het zaait alleen twijfel bij het grote publiek, zoals ook Van Calmthout zei, en dat lijkt ook precies de bedoeling.

Wie dus de aanval op het RIVM leest over het ammoniakbeleid, moet niet als vanzelfsprekend aannemen dat de auteurs geheel onbevangen de waarheid zoeken.

Eén oorzaak, één gevolg?
De hoofdgedachte is dat 1) als de emissies dalen, zullen 2) de concentraties in lucht dalen en 3) dat leidt tot minder depositie in natuurgebieden wat 4) zou bijdragen aan het behoud van biodiversiteit.
Crok zegt in zijn samenvatting dat zij zich slechts met 1) en 2) hebben bezig gehouden. Ook hebben ze geen grondige analyse van het verspreidingsmodel Aerius doorgevoerd.

Er zijn duizenden ammoniaklozende bronnen in Nederland. Daar valt niet tegen op te meten en daarom worden de ammoniakemissies berekend. Volgens het RIVM zou de emissie met 60 a 70% zijn afgenomen. Dit zegt het RIVM zelf:

De wijze van uitrijden van mest is dus, volgens het RIVM, begin jaren ’90 de belangrijkste oorzaak van minder ammoniak in de atmosfeer. Crok ea behandelen vervolgens echter dit als enige oorzaak en weiden breed over uit de mestinjecteur (en vergelijkbare technieken). Oude Wageningse metingen blijken na het verlopen van de wettelijke bewaartermijn weggegooid (wat misschien niet zo slim is van Wageningen), wat uiteraard het wantrouwen voedt.
Maar sinds 1995 is de bijdrage uit stallen groter dan die uit uitrijden, maar daarover geen woord bij Crok ea.

Verder gaat Crok ea van de veronderstelling uit dat, als de ammoniak eenmaal in de atmosfeer zit, er verder niets meer mee gebeurt. Dat is zeker niet waar. Het is een reactief gas dat bijvoorbeeld makkelijk bindt met SO2 of SO3 uit zwavelhoudende brandstof (een belangrijke bron van zure regen). Maar het zure regen-probleem is een heel eind opgelost en dat is heel fijn:

Hoe minder SOx  in de lucht, hoe meer ammoniak. Idem stikstofoxides.
Dat wil niet zeggen dat de ammoniak niet alsnog in de bodem komt (al dan niet in een Natura2000 – gebied), maar wel dat het in een chemische vorm kan komen (bijv. ammoniumsulfaat-aerosol) die niet meer met de ammoniakapparatuur gemeten kan worden.

Kortom, Crok ea vergelijken een deeloorzaak met een deelgevolg.

Metingen en statistiek
Er bestaat sinds 1993 een grofmazig netwerk van acht NH3 – meetstations van het Landelijk Meetnetwerk Luchtkwaliteit (LML), waarvan de Brabantse in de Vredepeel staat (S131). Sinds 2005 bestaat er een fijnmazig netwerk van ammoniakmeetstations in alle Nederlandse Natura2000-gebieden, het Meetnet ammoniak Natuurgebieden (MAN).

Ammoniakuitkomsten zijn van heel veel afhankelijk (wind, regen, seizoen). Elke meting is daardoor grillig. Dit is bijvoorbeeld die van Vredepeel.

Meetresultaat S131 Vredepeel ammoniak

Er moet per definitie gemiddeld worden en de vraag is hoe je dat doet.
Het RIVM doet simpel en telt de uurmetingen van een dag op en deelt ze door 24, zo ook per week en maand enz, onder het motto ‘geloosd is geloosd’.
Crok ea vinden dat je de mediaan moet nemen: het aantal meetpunten onder de mediaan moet even groot zijn als erboven. Omdat er veel lage en minder hoge meetpunten zijn, komen Crok ea daardoor systematisch lager uit. Je noem als het ware elke piek een uitschieter en telt die minder mee. Daardoor komt het RIVM bij de Vredepeel op 18,4µgr/m3 uit en Crok ea op 13,1 µgr/m3 .
Crok ea verminderen zo de gemiddelde concentraties in de jaren 90 en komen op die manier tot de stelling dat er geen concentratiedaling geweest is, en dat dus met terugwerkende kracht het mestbeleid zinloos was. En omdat bij hen mestbeleid gelijk stond aan mestinjectie (en vergelijkbare technieken), waren die ook zinloos. Luid gejuich in de landbouwwereld.

Ik vind de techniek van Crok ea kul. De grote lijn van Croks verhaal berust mijns inziens op een dubieuze statistische truc.
Het MAN werkt met buisjes die eens in de maand vervangen worden. Daar is Croks statistische methode sowieso onbruikbaar.

Er is op zijn minst één bedrijfstak, waarvan ik enig verstand heb, en dat is de berekening van Lden’s bij vliegtuigen. De vlieglawaaipieken zijn minstens zo heftig als de ammoniakpieken (tussen alledaagse waardes als 40 en 90 dB(A) aan de gevel zit een factor 100.000 vermogensverschil). Toch rekent de Lden-systematiek gewoon net als het RIVM:

De Lden-formule

Je telt de jaargemiddelde energie overdag op *12uur, die ’s avonds *4 uur (met een straffactor van 5dB), die ’s nachts * 8 uur (straffactor 10dB), en je deelt het geheel gewoon door 24 uur.
Die jaargemiddelde energie overdag krijg je ook gewoon weer door alle energieproductie van alle vliegtuigpieken gewoon op te tellen en te delen door het aantal seconde in een jaar). Niks geen gelazer met de mediaan.

Het RIVM komt op de LML-stations op deze meetresultaten (uit de toelichting bij een brief aan de Tweede Kamer):

Metingen van alle LML-stations ammoniak met en zonder weercorrectie

De getrokken lijnen zijn de feitelijke metingen, de gestippelde lijnen als het RIVM er virtueel de weersinvloeden ingefrunnikt heeft.
Het RIVM meent na dit frunniken nog beter te kunnen bewijzen dat er echt sprake is van een daling van 1993 tot 2002.

De mensheid heeft een onuitroeibare neiging patronen te zien waar ze niet zijn, en een van de weinige dingen waar Crok ea gelijk in hebben is dat er soms schijnprecisies gepresenteerd worden die nergens op slaan.

Met dit in gedachten beperk ik mij tot de constatering dat er van 1993 tot 2002 een daling is, en daarna niet meer of zelfs een stijging. Dat klopt geheel met wat het MAN (vanaf 2005) laat zien: er is geen enkele verdere vooruitgang meer. Of zelfs een verslechtering.

Maar waarom daalt het niet verder?
Deze voor het milieu veel relevantere vraag laten Crok ea geheel onbesproken.

Gemeten verloop ammoniakconcentraties Kampina

Vooropgesteld zij, dat ook ik geen blind vertrouwen heb in modellen en precisies. Het zou zo maar kunnen dat het model uitgaat van het goede in de mens en dat iedereen zich aan de wet houdt, terwijl de luchtwassers in praktijk uitgezet worden. Of dat de stallen verouderd zijn en blijven (stilzitten en hopen dat het over gaat).

Ik  zou eigenlijk wel willen weten hoe het echt zit.