Reactive nitrogen flows in Germany 2010-2014 (DESTINO Report 2)

BACH, Martin, Uwe HÄUSSERMANN und Laura KLEMENT, 2020. Reactive nitrogen flows in Germany 2010-2014 (DESTINO Report 2) [online]. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt. Texte, 65/2020. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/4494

Zusammenfassung deutsch

Der Eintrag von Stickstoff in die Umwelt verursacht vielfältige Probleme. Für die Konzeption von Minderungsmaßnahmen ist es eine wesentliche Voraussetzung, die Quellen, Senken und Flüsse reaktiver Stickstoffverbindungen (Nr) zu quantifizieren. Im Rahmen des überarbeiteten Göteborg-Protokolls zur Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) wurde 2012 vereinbart, die nationalen Stickstoff-Flüsse zu erfassen. Das "Guidance document on national nitrogen budgets" der Economic Commission for Europe bildet dafür den Ausgangspunkt (ECE 2013). In einer nationalen N-Bilanzierung (NNB) werden für acht Pools die ein- und ausgehenden Nr-Flüsse berechnet: Atmosphäre, Energiewirtschaft und Verkehr, Industrielle Produktion, Ernährung und Konsum, Landwirtschaft, Wald und semi-natürliche Flächen, Abfallwirtschaft und Abwasserentsorgung, Gewässer sowie die grenzüberschreitenden N-Flüsse (Importe und Exporte). Die N-Flüsse werden aus statistischen Be-richten, Veröffentlichungen etc. direkt entnommen oder als Produkt aus der transportierten bzw. um-gesetzten Stoffmenge und deren mittlerem N-Gehalt berechnet. Insgesamt werden für Deutschland rund 150 N-Flüsse beschrieben, die Unsicherheit der Ergebnisse wird in vier Stufen von "sehr gering" bis "hoch" eingestuft. In Deutschland werden jährlich 6275 kt Nr a-1 in Umlauf gebracht (Mittelwert 2010 bis 2014), davon 43 % über die Ammoniak-Synthese. Die inländische Förderung und der Import von N-haltigen fossilen Energieträgern (Braunkohle, Steinkohle, Rohöl) tragen 2335 kt N a-1 dazu bei. Mit der Stickstoff-Fixierung als einzigem natürlichen Prozess werden 308 kt N a-1 in organisch gebundenen Stickstoff überführt. Als bedeutendste Senke von Nr werden mit der Verbrennung von fossilen und regenerativen Energieträgern sowie mit der Verarbeitung von Rohöl zu Mineralölprodukten 2711 kt N a-1 wieder in N2 überführt. In Gewässern, Böden und Kläranlagen werden 1107 kt N a-1 denitrifiziert. Über die Atmosphäre und den Gewässerabfluss exportiert Deutschland netto 745 kt N a-1 in seine Nachbarländer und in die Küstenmeere. Die Änderung des N-Bodenvorrats wurde bislang nur für Waldböden ermittelt, für die ein Abbau von 293 kt N a-1 berechnet wird. Der NNB zufolge werden in Deutschland jährlich 1627 kt Nr a-1 freigesetzt. Die NNB ist allerdings durch größere Unsicherheiten gekennzeichnet, was bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden muss. Quelle: Forschungsbericht

Zusammenfassung englisch

Emissions of reactive nitrogen (Nr) give rise to a wide range of environmental problems. In order to develop reduction measures it is necessary to quantify sources, sinks and flows of Nr, and as part of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) it was agreed in the Gothenburg Protocol to construct national nitrogen budgets. The "Guidance document on national nitrogen budgets" of the Economic Commission for Europe forms the starting point for this task. The Nr-flows are determined for the following pools: atmosphere, energy and fuels, material and products in industry, humans and settlements, agriculture, forest and semi-natural vegetation, waste, and Hydrosphere, as well as for the trans-boundary N-flows (imports and exports). The N-flows are taken directly from statistical reports, publications, etc., or are calculated as the product of the quantity of transported or converted substance and the mean nitrogen contents. Some 150 N-flows are described, and the uncertainty of the results is graded in four levels from "very low" to "high". In Germany, approximately 6275 kt Nr is introduced into the nitrogen cycle every year (mean value from 2010 to 2014), of which 43% is by ammonia synthesis. Domestic extraction of nitrogenous fossil fuels (lignite, coal, crude oil) and imports contribute ca. 2335 kt N a-1. Natural nitrogen fixation converts 308 kt N a-1 into organically bound nitrogen. Conversely, processes involving the combustion of fossil fuels and regenerative fuels and the refining of crude oil to mineral oil products result in 2711 kt N a-1 being transformed to N2. In waters, soils, and wastewater treatment plants, denitrification leads to the release of 1107 kt N a-1 as molecular nitrogen. Via the atmosphere and hydrosphere, Germany exports net 745 kt N a-1 to neighbouring countries and the coastal waters. The changes in N-stock in soils have to date only been deter-mined for forest soils, where they are calculated to 293 kt N a-1. On balance, reactive nitrogen totalling 1627 kt Nr is released in Germany every year, with negative impacts on the ecosystems and their func-tions. The national nitrogen budget involves considerable uncertainties, and this should be taken into consideration when interpreting the results. Quelle: Forschungsbericht

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