Case

Lattergas-udledende bakterier kan hjælpe os med at forudsige klimapåvirkninger

Lattergas er en stærk drivhusgas, men vi ved meget lidt om, hvor meget vi egentlig udleder. Det vil et nyt forskningsprojekt nu lave om på ved at måle lattergasudledningen i kystnære områder og studere de bakterier, der producerer gassen.

  • Tematisk » Grøn omstilling
  • DFF-Forskningsprojekt 2 (tematisk forskning)
  • 2021

Når vi taler om drivhusgasser, stjæler CO2 som oftest rampelyset. De fleste har også hørt om problemet med metan-bøvsende køer – men har du nogensinde hørt om de lattergas-udledende bakterier?

Måske ikke. Og faktisk ved vi ikke særlig meget om bakterierne, eller hvor meget lattergas de udleder, fortæller Bo Thamdrup, der er professor i geomikrobiologi på Syddansk Universitet.

»Lattergas er en meget stærk drivhusgas. Faktisk er det omtrent 300 gange stærkere end CO2, og udledningen stiger i disse år,« siger han og fortsætter:

»Så selv om lattergas-koncentrationerne er relativt lave i forhold til CO2, så spiller det altså stadigvæk en rolle som klimagas. Men vi ved reelt ikke, hvor meget lattergas der bliver udledt via de her bakterielle processer.«

I et nyt forskningsprojekt støttet af Danmarks Frie Forskningsfond vil han og hans kolleger derfor undersøge lattergasudledningen og ikke mindst de bakterier, der skaber lattergassen.  

»Hvis vi skal nedbringe lattergasemissionerne fra havmiljøet, er vi simpelthen nødt til at vide mere om processerne bag og ikke mindst, hvor stort problemet i virkeligheden er,« siger Bo Thamdrup om projektet, der blandt andet skal udmunde i det første estimat af lattergasemissionen fra danske farvande.

Et bakterielt biprodukt

Der findes to forskellige grupper af bakterier, der producerer lattergas. Denne ene gruppe hedder nitritficerende bakterier, og de spiser – lidt forsimplet sagt – kvælstof.

»De omsætter ammoniak til en anden form for kvælstof, der hedder nitrit og senere til nitrat. En lille smule af det her kvælstof ender med at blive til lattergas. Det er altså et biprodukt af bakteriernes fødesystem,« forklarer Bo Thamdrup.

Den anden gruppe bakterier hedder denitrificerende bakterier. De bruger kvælstof i deres ånding. Ligesom vi bruger ilt, bruger de nitrat og laver det om til frit kvælstof – altså den form af kvælstof, som findes i vores atmosfære.

»Og det gør ingen skade. Men på vejen til at blive dét, skal det igennem lattergas – lattergas er på den måde et mellemtrin. Og i den proces lækker noget af lattergassen så ud,« siger Bo Thamdrup.     

Det er netop de processer, der gør, at forskerne ikke bare kan regne sig frem til, hvor meget lattergas der slipper ud.

»Hvis det var slutproduktet, kunne vi relativt nemt regne os frem til omsætningen og dermed udledningen. Men fordi det er et biprodukt, så afhænger udslippet af mange forskellige faktorer og miljøforhold – blandt andet iltsvind,« påpeger Bo Thamdrup.

Sætter fut i kvælstofsystemet 

Når landmanden for eksempel gøder sine marker, ender en del af det kvælstof i havet. Det skaber algevækst, og når algerne dør, forbruger det ilt. Derfor måler Bo Thamdrup og hans kolleger lattergasniveauet i en håndfuld iltfattige kystnære områder i Danmark.

»Det giver samtidig også en øget lattergas-emission, fordi det naturlige kvælstofkredsløb kommer til at køre hurtigere, når der er mere kvælstof,« siger Bo Thamdrup og fortsætter:

»Det er et aspekt af kvælstofudledningen, som forskningen ikke tidligere har set på. Vi opgør i dag emissionen per hektar landbrugsjord, men der bliver ved med at komme lattergas fra gødningen – hvor meget ved vi bare ikke. Det vil vi gerne sætte konkrete tal på.«  

Der er kun lavet få målinger af lattergas i de danske farvande, fortæller Bo Thamdrup, og ingen af dem har målt niveauet over en hel sæson, som forskerne gør i hans nye projekt. Generelt set er der ifølge ham – også internationalt – ganske lidt forskning på lige netop det her område.

Deres pilotmålinger viser dog, at der i forbindelse med iltsvind kan være nogle meget høje koncentrationer af lattergas i vandet.

Mikroskopiske stofskifter under luppen 

Forskerne måler mængden af lattergas ved at tage vandprøver i små flasker med hjem i laboratoriet. Derudover skal de også afprøve en ny lattergasmåler, udviklet af kolleger fra Aarhus Universitet, der kan måle lattergaskoncentrationen direkte i vandet.

Men det er ikke kun målearbejde, Bo Thamdrup og hans kolleger får travlt med. De vil også undersøge og analysere de processer, der danner lattergas – altså de små bakteriers spise- og åndedrætsvaner.

»Hvis vi skal kunne forudsige lattergas-emissionen, er det er vigtigt at vide, hvilke processer der faktisk producerer lattergas – og hvor hurtigt de gør det. Det kan vi finde ud af ved at tage vandprøver med hjem i laboratoriet og analysere kvælstofomsætningen,« siger Bo Thamdrup.  

I den forbindelse vil de lave forskellige forsøg for at se, hvad der sker, hvis de for eksempel tilsætter ammoniak eller nitrit, øger temperaturen eller sænker iltkoncentrationen.

»Det vil give os en forståelse af mekanismerne bagved, og ud fra det kan vi regne os frem til, hvordan forskellige miljøændringer påvirker lattergasproduktionen og dermed emissionen,« siger Bo Thamdrup.  

De beregninger vil forskere kunne bruge i forskellige miljø- og klimamodeller – og ikke kun for de danske farvande.  

»Forhåbentlig vil vi kunne bruge resultaterne fra projektet til at forstå ikke bare, hvad der sker i det danske havmiljø, men også generelt i havmiljøet på internationalt plan. Måske kan det være med til at skubbe den grønne omstilling et lille skridt i den rigtige retning.« 

Koncentrationen af lattergas i atmosfæren stiger

Ifølge den seneste rapport fra FN’s Meteorologiske Organisation, WMO, nåede niveauet af lattergas i atmosfæren i 2020 endnu engang nye højder med en stigning på 23 procent i forhold den før-industrielle tid (før 1750). Stigningen fra 2019 til 2020 var højere end året før og også højere end den gennemsnitlige stigning i det seneste årti.   

Lattergas er en drivhusgas, der både er naturligt forekommende og menneskeskabt. Lattergas har en lang levetid i atmosfæren – i gennemsnit går der 114 år, før lattergasmolekylerne er væk igen.

På globalt plan kommer 40 procent af lattergassen i atmosfæren ifølge USA’s Miljøbeskyttelsesagentur (EPA) fra menneskelig aktivitet.

Herhjemme står landbrug og spildevandshåndtering for størstedelen af den menneskeskabte lattergasudledning.

 

 

Af kaninstudio, Adobe Stock
Modtager

Bo Thamdrup
University of Southern Denmark

Projekt

Danish coastal waters as hotbeds of nitrous oxide emission – a mechanistic assessment

Bevilget beløb

6.112.930 kr