De 18e/19e eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt Afstudeerscriptie LAD-80424 Student: F.R.P.M. Miedema Studentnr: 700411‐571‐080 Leerstoelgroep: Landdynamiek (LAD) Datum: November 2009 De 18e/19e eeuwse hoogovenvervuilingslaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt Afstudeerscriptie LAD-80424 Examinator: Prof. dr. ir. A. Veldkamp Begeleiders: dr. J.M. Schoorl dr. Ir. M.W. van der Berg Student: ing. F.R.P.M. Miedema Studentnr: 700411‐571‐080 Leerstoelgroep: Landdynamiek (LAD) Datum: November 2009 De ijzerhut in ’t woud. Waaruit de koolstoom, dik en zwart, Het groen verkleurt van ’t hout. Daar spatten vonken, wijd en zijd, Daar zwoegt men, zweet en stookt altijd, En laat altijd de balgen blazen, Als moest men berg en rots verglazen. Schiller, 1797, Gang nach den Eisenhammer. Colofon Auteur: ing. F.R.P.M. Miedema Veldwerk: ing. F.R.P.M. Miedema Copyright: Wageningen Universiteit, leerstoelgroep Landdynamiek & F.R.P.M. Miedema Afbeelding omslag I: Reconstructie van de hoogoven met ijzergieterij in Ulft in de 18de eeuw door W. Gilles uit 1953 (WGIJ, 2007) Afbeelding omslag II: Foto van aangekraste bodemlagen in proefput 3 (28-07-2009). De proefput bevindt zich in een maïsperceel ten noorden van het Oude IJsselkanaal, op het perceel genaamd Stockhovens Land bij Drempt. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Landdynamiek en F.R.P.M. Miedema. De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt Administratieve gegevens Onderzoekgegevens Datum opdracht WUR 13 mei 2008 Periode uitvoering veldwerk 6 juni 2008 tot 29 augustus 2008 Datum rapportage 23 november 2009 Uitvoerder ing. F.R.P.M Miedema Beheer documentatie ing. F.R.P.M Miedema Opdrachtgever Wageningen Universiteit (WUR) KLIC-Meldingsnummers 08G098075, 08G098066, 08G098129, 08G098206, 08G098209, 08G098399, 08G098406, 08G098427, 08G098198, 08G098531, 08G098170. ARCHIS-onderzoeksmeldings nummer 38039 ARCHIS-onderzoeksnummer 28576 ARCHIS-vondstmeldingsnrs. 412329 (A), 412382 (B), 412383 (C), 412385 (D), 412386, (E), 412387 (F), 412388 (G), 412389 (H), 412390 (I), 412391 (J) en 412392 (K). Locatiegegevens onderzoeksgebied Gemeenten Bronckhorst, Doesburg en Zevenaar Plaatsen Angerlo, Bevermeer, Drempt en Doesburg Toponiem Onderzoeksgebied Oude IJsseldal bij Drempt Kaartbladen 40 E en F Opp. onderzoeksgebied ca. 350 ha 1 De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt Dankwoord Graag wil ik iedereen hartelijk bedanken voor de hulp die zij mij hebben geboden voor het afronden van deze scriptie. Allereerst mijn directe familie en de begeleiders van de Universiteit Wageningen, afdeling landdynamiek (LAD): Tom Veldkamp, Jeroen Schoorl en Meindert Van den Berg. Verder wil ik nog speciaal bedanken: Laura Boukje Stelwagen en Sjoerd van Daalen voor hun technische ondersteuning. Tevens bedank ik de archeologische bedrijven RAAP en BAAC, vanwege het ter beschikken stellen van de digitaliseertafel, computerprogramma’s, een boorset en tijd. Hierbij bedank ik tevens de archeologen Adam Haarhuis en Huub Scholte Lubberink voor het determineren van de archeologische vondsten. Ook dank ik de mensen van het Waterschap Rijn en IJssel voor de verleende betredingstoestemming voor de boringen langs de dijklichamen van het Oude IJsselkanaal. Tevens wil ik alle bewoners en landeigenaren van het onderzoeksgebied (350 ha) hartelijk bedanken voor hun welwillendheid om hun land voor mijn onderzoek te mogen betreden. Met name de families: Jolink uit Drempt, Severt en Binsbergen uit Elderik. Ik wens u allen veel leesplezier en kennistoename toe. Feike Miedema 2 De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt Inhoudsopgave Administratieve gegevens 1 1 Inleiding 5 1.1 Onderzoekskader 5 1.2 Ligging van het gebied 7 2 Achtergrond 8 2.1 Landschapsvorming onderzoeksgebied 8 2.1.1 Geologie 8 2.1.2 Geomorfogie 11 2.1.3 Bodem 13 2.2 Historie regionale ijzerproductie 16 2.2.1 (Pre)historische ijzerindustrie 17 2.2.2 Houtskoolhoogovens in de Oude IJssel regio 20 2.2.3 Grondstoffen hoogovens 23 2.2.4 Het productieproces 25 2.2.5 De producten 26 2.2.6 Afvalstoffen houtskoolhoogovens 1689 tot 1890 27 2.3 Kolensliblagen mijnindustrie (ca. 1870 – 1967) 28 2.3.1 Vervuiling mijnindustrie (19de tot 20ste eeuw) 28 2.3.2 Verspreiding kolensliblagen 29 2.4 Verbeteringen stroomregime Oude IJssel (1890–1963) 29 2.4.1 Situatie vóór 1890 29 2.4.2 De situatie ná 1963 32 2.5 Verspreiding afvalstoffen houtskool hoogovens 32 2.5.1 Verspreiding slakken en puindeeltjes 33 2.5.2 Verspreiding mineraalrijke as (emissie) 33 2.5.3 Verspreiding zand 35 2.5.4 Sedimentatie rivieroverstromingsvlakten 36 2.6 Synthese 36 3 Materiaal en Methoden 40 3.1 Materiaal 40 3.2 Methoden 41 4 Resultaten en discussie 46 4.1 Booronderzoek 46 4.2 Lithogenetische profielen met de vuile laag 49 4.2.1 Dwarsprofiel WB1 49 4.2.2 Dwarsprofiel ZB 50 4.2.3 Dwarsprofiel AD 50 4.2.4 Dwarsprofiel XC 51 4.3 Profielkuilen en monstername 52 4.3.1 Profielkuil 1 52 4.3.2 Profielkuil 2 54 4.3.3 Profielkuil 3 54 4.4 Uitslag laboratorium onderzoek 56 4.5 Oppervlaktekartering ijzerslakken 59 3 De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt 4.5.1 De blauwe hoogovenslakken 60 4.5.2 De metaalblauwe vloeislakken 61 4.6 Identificatie en hoogteligging vuile laag 62 4.7 Schatting sedimentatiesnelheden profiel WB1 in drie sedimentatieperioden. 63 4.8 Overzicht resultaten 65 4.9 Discussie resultaten 67 5 Conclusies 69 5.1 De vuile laag hypothese 69 5.2 Invloed ijzerproductie op landschapsdynamiek Oude IJsseldal 70 5.3 Aanbevelingen vervolgonderzoek 71 Literatuur en kaarten 73 Begrippenlijst 78 Afkortingen 78 Verklarende woordenlijst 78 Bijlagen scripties LAD-80436 & LAD-80424 (extern) 1. Overzicht van geologische en archeologische tijdvakken 2. Overzicht booronderzoeken onderzoeksgebied en ligging dwarsprofielen 3. Resultaat booronderzoek: Hoogtekaart met veendieptes en kalk 4. Resultaten booronderzoek: Landschappelijke eenheden 5. Vondstenlijst 6. Overzicht aangetroffen archeologische vindplaatsen 7. Resultaten onderzoek: Landschapshistorie en archeologie 8. Resultaten booronderzoek: Verspreiding eenheid W 3: oude rivierklei 9. Resultaten booronderzoek: Bodem eenheden 10. Resultaten booronderzoek: Verspreiding vuile laag 11. Zeven lithogenetische dwarsprofielen Oude IJsseldal bij Drempt: • WB raai: Oude IJsseldal bij Drempt (west) • RA raai: Oude IJsseldal bij Drempt (oost) • DO raai: Elderiksche wetering met vindplaats F • XC raai: de Elderiksche wetering bij boerderij De Beemster • WB1 raai: twee kleine centrale geulen (uitsnede WB) • ZB raai: de voormalige Oude IJssel rivier • AD raai: een Oude IJssel beek 12. Overzicht pollenanalyses omgeving onderzoeksgebied 13. Geomorfologische kaart Oude IJsseldal bij Drempt. 14. Bodemkaart Oude IJsseldal bij Drempt. 4 De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag in de Oude IJsselafzettingen bij Drempt 1 Inleiding 1.1 Onderzoekskader In het kader van mijn Master afstudeervakken Landdynamiek (LAD-80436 & LAD-80424) voor de Universiteit Wageningen heb ik een achtergrond & veldonderzoek uitgevoerd in het benedenstroomse gebied van het Oude IJsseldal ten zuiden van het dorp Drempt. Het onderzoeksgebied (ca 350 ha) maakt deel uit van de gemeenten Bronckhorst, Doesburg en Zevenaar. Het onderzoeksgebied is in geologisch opzicht gevarieerd en in het verleden weinig of niet onderzocht. Doelstelling De wetenschappelijke doelstelling van het gehele onderzoek is om de dynamiek van het benedenstroomse gedeelte van de rivier de Oude IJssel en haar landschap vanaf begin laatglaciaal tot heden in het onderzoeksgebied bij Drempt te reconstrueren. Vuile laag hypothese Vanuit een literatuurstudie kwam ik tot de volgende hypothese voor het onderzoeksgebied in het Oude IJsseldal bij Drempt: In de bovenlagen van de benedenstroomse (geul)afzettingen van de Oude IJssel kan zich een grijze vuilsluier bevinden. Deze vuile laag zou in de periode 1689 tot 1890 veroorzaakt kunnen zijn door sedimentatie van afvalstoffen afkomstig van de verbranding van enorme hoeveelheden houtskool en oer in 6 (Nederlandse en Duitse) ijzerhoogovens direct langs deze rivier. • Voor toetsing van deze vuile laag hypothese: zie § 2 en § 4, voor de conclusie zie § 5.1 Onderzoeksvragen De hypothese vereiste een uitgebreid veldonderzoek, daarom is het onderzoeksgebied bij Drempt met zorg gekozen. Er dient op de volgende onderzoeksvragen een antwoord te worden gegeven: 1. Hebben de bovenste afzettingslagen een karakteristieke vuilsluier, die veroorzaakt is door sedimenten van afvalstoffen van de houtskoolhoogovens uit de 18de en 19de eeuw? 2. Waar liggen de in 18de en 19de eeuw de actieve rivierarmen en de restgeulen? 3. Hoe dik is de laag en hoeveel sediment is destijds afgezet? • Voor beantwoording van de eerste onderzoeksvraag: zie § 4 • Voor beantwoording van de tweede onderzoeksvraag: zie § 2, fig. 2.4 en bijlage 13. • Voor beantwoording van de derde onderzoeksvraag: zie § 4.7 en § 5.2 Om de onderzoeksvragen voor deze hypothese goed te kunnen beantwoorden is als nevendoel gekozen om op basis van veldonderzoek de onduidelijke bodemkundige situatie van het onderzoeksgebied beter in kaart te brengen. • Dit nevendoel heeft geresulteerd in de vorming van een nieuwe bodemkaart van het onderzoeksgebied: zie bijlage 14. 5 De 18de/19de eeuwse hoogovenvervuilinglaag