Stickstoff-Umweltziele

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1 Stickstoff-Umweltziele Kurze Statements von BLW und BAFU Samuel Vogel BLW 3 Bern Simone Aeschbacher Hansueli Guyer BAFU 33 Bern Kurs 7.22 BDU-Herbsttagung 27 Olten, 15. November 27

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3 Umweltziele Landwirtschaft (UZL) BAFU und BLW sind in einer gemeinsamen Arbeitsgruppe daran, Umweltziele für die Landwirtschaft zu erarbeiten. Sie werden abgeleitet aus bestehenden Rechtsgrundlagen. Die UZL umfassen die wichtigsten Umweltbereiche, welche stark von der Landwirtschaft betroffen sind. Darunter finden sich drei Ziele, welche mit Stickstoff zu tun haben: Ammoniak, Nitrat und Treibhausgase. UZL im Bereich Stickstoff (in Bearbeitung) Ammoniak Umweltziele Keine Überschreitung der Critical Loads für atmosphärische Stickstoffeinträge in empfindliche Ökosysteme Umweltziele Landwirtschaft Ammoniak-Emissionen aus Lw betragen max. 25' t N pro Jahr Nitrat Max. 25 mg Nitrat/l in Gewässern, die der Trinwassernutzung dienen oder dafür vogesehen sind Max. 25 mg Nitrat/l in Gewässern, die der Trinkwassernutzung dienen oder dafür vorgesehen sind, und deren Zuströmbereich hauptsächlich von der Lw genutzt wird Treibhausgase Stabilisierung Treihausgaskonz. in Atmosphäre auf Niveau, wo gefährliche Störung des Klimasystem verhindert wird Reduktion der landwirtschaftlichen CO 2 -, Methanund Lachgasemissionen 1

4 Critical Loads für Stickstoffeinträge Göteborg-Protokoll (ratifiziert 25): Ziel = keine Überschreitung der Critical Loads. Critical Loads = kritische Eintragsraten, die ein Ökosystem längerfristig ertragen kann, ohne geschädigt zu werden. Critical Loads für Stickstoff sind für Wälder, Moore, Heiden, Magerwiesen etc. unterschiedlich - im Mittel 1 kg N pro ha und Jahr. Schweiz: Critical Loads werden durchschnittlich um das Doppelte überschritten. 7% der N-Depositionen aus Ammoniak (Landwirtschaft), 3% aus Stickoxiden (Verbrennungsprozesse) Berechnung der Emissionsziele (1) 1. Die kritischen Flüsse (maximal zulässige nationale Emissionen) für NO x -N und NH 3 -N beruhen auf dem Ansatz, dass - Immissionsgrenzwerte (LRV) und Critical Levels (UNECE) für Ozon - Critical Loads (UNECE) für N-Einträge in empfindliche Ökosysteme nicht überschritten werden sollen. Solange Immissionsgrenzwerte und Critical Loads überschritten sind, müssen Emissionen weiter vermindert werden. 2. Die kritischen Flüsse für NO x -N und NH 3 -N berücksichtigen -die Rolle der NO x als Vorläufer von Ozon - das Zusammenwirken von NO x -N und NH 3 -N beim N-Eintrag in empfindliche Ökosysteme 2

5 Berechnung der Emissionsziele (2) 3. Die kritischen Flüsse für NO x -N und NH 3 -N berücksichtigen Import- und Export von N-haltigen Luftschadstoffen gemäss Modellierung des EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) für den europäischen ECE-Raum. 4. Die kritischen Flüsse (maximal zulässige nationale Emissionen) betragen für die Schweiz - bei den Stickoxiden 11 kt NO x -N/Jahr - beim Ammoniak 25 kt NH 3 -N/Jahr. Publikationen Evaluation von kritischen Flüssen für N-haltige Luftschadstoffe seit Mitte der 199er Jahre Alle Evaluationen seit Mitte der 199er Jahre beruhen auf den gleichen ökologischen Zielen (Immissionsgrenzwerte, Critical Levels, Critical Loads) und haben die gleichen kritischen Flüsse (maximal zulässige Emissionen) für NO x -N und NH 3 -N ergeben: - BUWAL/BLW-Bericht Strategie zur Reduktion von Stickstoffemissionen (1996) - Bericht des Bundesrats über die lufthygienischen Massnahmen des Bundes und der Kantone (1999) - Bericht der Eidg. Kommission für Lufthygiene Stickstoffhaltige Luftschadstoffe in der Schweiz (25) 3

6 Stickstoffdeposition und versauernde Depositionen in der Schweiz 198 und 22 (EMEP-Modell) 1 Stickstoffdeposition Schweiz Versauernde Depositionen Schweiz kt N/Jahr ox N red N 1 9 Säure-eq/Jahr S ox N red N Bemerkung: 1 mol S = 2 eq; 1 mol ox N = 1 eq; 1 mol red N = 1 eq Quelle: EMEP 1/24 Stickoxid- und Ammoniak-Emissionen im europäischen Vergleich (Stand 2) Stickoxid-Emissionen aus Verkehr und Feuerungen im europäischen Vergleich (Stand 2) kg NOx-N/Kopf Schweiz Deutschland Polen Italien Österreich Frankreich Holland Schweden England Belgien Irland Spanien Dänemark Finnland 7 Ammoniak-Emissionen der Landwirtschaft im europäischen Vergleich (Stand 2) 6 5 kg NH 3-N/ha LF 4 3 Quellen: EMEP Status Report on emission data (23) Eurostat (24) BFS (24) SHL (24) 2 1 Finnland Spanien Polen England Schweden Österreich Frankreich Irland Italien Deutschland Dänemark Schweiz Belgien Holland 4

7 Minimierung der Ammoniak- Nitrat- und Lachgasemissionen Vorbemerkung: Wer hat heute ein Vegi-Menu bestellt?...eben: fast niemand! Wir sind die wahre Ursache der Ammoniakemissionen, nicht die Bauern. Wir sind zu viele Fleischesser. (Provokative) Vorschläge: HoDuFlu flächendeckend ab 29! Lenkungsabgabe auf mineralischer N-Dünger Förderung Biolandbau Bioland Schweiz Suisse Bilanz: kleinere unvermeidliche Verluste Tierbezogene DZ streichen (Raufutterverzehrer- und TEP- Beiträge) Nitrat-Reduktions-Ackerbaubeitrag ( Extenso plus ) Schleppschläuche auf den obligatorisch (ÖLN) Gedeckte Güllelager, optimierte Ställe und Ausbringung Label Ammoniak-optimiert ( Bio Suisse, IP Suisse?) Weidehaltung N red -haltige Gas- und Aerosolkomponenten NABEL Jahresmittelwerte ugn/m Jahre Payerne NH3+NH4 Rigi NH3+NH4 5

8 (NH 3 + NH 4 )-Konzentrationen Süd-Dänemark (Keldsnor, Tange) ug N/m Jahre Keldsnor Tange Quelle: EMEP 27 Entwicklung der Ammoniak-Emissionen in Dänemark Quelle: University of Aarhus, NERI Technical Report No. 239 (27)) 6

9 Lokale, regionale und weiträumige Luftverschmutzung Quellen Schadstoffe Wirkungen Rezeptoren Energie SO 2 Versauerung Grundwasser Seen Landwirt- NH 3 Eutrophierung Terrestrische schaft Ökosysteme (Wald, Boden) NO 2 Industrie O 3 Wachstum, Landwirtschaft- Ertrag liche Kulturen Verkehr VOC PM Gesundheitsschäden Korrosion Mensch Materialien Photochemische Ozonbildung in der Troposphäre (vereinfachte schematische Darstellung) טh O O 2 NO 2 NO O 3 RO 2.. OH O 2 RH 7

10 Stickstoff-Deposition (NO y -N und NH y -N) in der Schweiz im Jahr 2 Quelle: BUWAL/Meteotest (24) Critical Loads für Stickstoffeinträge in Waldökosysteme (Massenbilanz-Ansatz der LRTAP Convention UNECE) Quelle: Meteotest 25, EKL 25 8

11 Critical Loads für Stickstoffeinträge in naturnahe Ökosysteme (empirische Critical Loads nach LRTAP Convention UNECE) Quelle: Meteotest 25, EKL 25 Critical Loads für Stickstoffeinträge in Ökosysteme der Schweiz: Massenbilanz-Methode (SMB für Waldökosysteme) und empirische Methode (für weitere naturnahe Ökosysteme) im Vergleich (CLN in kg N ha -1 a -1 ) Quelle: Meteotest 25, EKL 25 9

12 Modellierung N-Deposition Schweiz (1 x 1 km) Stickstoff- Komponente Deposition Modellansatz NH 3 Gas trocken Konzentration: Emissions-Immissions-Modell, Depositionsgeschwindigkeit v d = f (Rezeptor) NO 2 Gas trocken Konzentration: Emissions-Immissions-Modell, Depositionsgeschwindigkeit v d = f (Rezeptor) HNO 3 Gas trocken Konzentration = f (Messwerte, Höhe über Meer) NH 4 + NO 3 - Aerosol Aerosol trocken trocken Konzentration = Fraktion von PM1, Depositionsgeschwindigkeit v d = f (Rezeptor) NH 4 + NO 3 - Regen Regen nass nass Konzentration im Niederschlag x Regenmenge, (Alpennordseite: Konz = f (Höhe über Meer); Alpensüdseite: Konz = f (Höhe über Meer, Distanz zu Norditalien)) Quelle: BUWAL/Meteotest (24) Verhältnis der N-Deposition zu Critical Loads (CLN) bei Waldökosystemen (CLN nach SMB) und bei (halb)natürlichen Ökosystemen (empirische CLN) als Häufigkeitsverteilung für die Schweiz im Jahre [%] [Deposition / CLN] CLN nach SMB- Methode CLN nach empirischer Methode 1

13 N ox - und N red -Flüsse Schweiz (kt N/a) % % 5% 6% 45.9 NHy-N 29.6 NOx-N Quelle: Projektgruppe N-Haushalt Schweiz 1996, SRU256 mit EMEP-Ausbreitungsbedingungen nach EMEP 1/1995 N ox - und N red -Flüsse Schweiz (IGWO 3 und CLN-Bedingungen) (-6%) (-5%) 5% (-51%).7 94% 11. (-78%) 5% 6% 22.7 NHy-N 11.4 NOx-N IGWO 3 = Immissionsgrenzwert Ozon CLN = Critical BDU-Tagung Loads für Stickstoff N ox -und N red -Flüsse in kt N/Jahr Emissions- und Importminderungen (%) im Vergleich zu 199 Quelle: Projektgruppe N-Haushalt Schweiz/INFRAS

14 Grenzüberschreitende Luftverunreinigung: Anteil Schweiz und Import bei N- und S-Deposition in der Schweiz im Jahr 1998 (EMEP-Modell) N- und S-Deposition: Anteil Schweiz und Import 6 kt N bzw S/Jahr Import Andere Import De Import Fr Import It Anteil CH red N ox N S Quelle: EMEP 1/2 Vernetzung Stickstoff-Problematik Luftreinhaltung USG - LRV - UNECE/LRTAP Emissionen Immissionen Auswirkungen Stationäre und mobile Quellen (Erhebungen, Messungen): - Ammoniak (NH 3 ) - Stickoxide (NO x ) Emissionsmindernde Massnahmen Monitoring-Modelling: - Ammoniak (NH 3 ) - Stickoxide (NO, NO 2 ) - Nitrat-Aerosole - Ammonium-Aerosole - Nitrat und Ammonium im Niederschlag - N-Gesamtdeposition - PM1, Ozon (O 3 ) Übermässige Immissionen Monitoring: Mensch: NO 2, PM1, O 3 Oligo-/mesotrophe Ökosysteme (Wald, Hochmoore, artenreiche Wiesen): - Bodenversauerung - Eutrophierung - Biodiversität 12