Emissionen römischer Brennöfen

Studenting in Hitzeschutzanzug mit goldenem Visier bedient den in Betrieb befindlichen Brennofen

Römische Brennöfen in Mayen

Karte der antiken Siedlung im Bereich des heutigen Mayen.

Ausgangssituation

Die ersten römischen Töpfereien in Mayen wurden laut Dohner und Grundwald 1 nach 300 etwa 1,2 km südlich der Siedlung gegründet (“Standort 1” in der Karte). Dieser Standort liegt nahe der Tonvorkommen. Zwischen 360 und 480 produzierten in Mayen die Töpfereien innerhalb der Siedlung im Breiech der heutigen Straße “Auf der Eich” (in der Karte “Standort 2” ). Zuletzt wurde das Töperareal westlich des Burgberges an der heutigen Siegfriedstraße in Betrieb genommen (in der Karte “Standort 3”).

Es stellt sich daher die Frage warum, nachdem die Töpfereien erst in die Siedlung verlegt wurden, sie nach 360 wieder aus der Siedlung heraus verlegt werden.

Aus den archäologisch belegten Töpfereien wurden die Fundstellen 80 im Bereich “auf der Eich” sowie 31 im Bereich “Siegfriedstraße” ausgewählt. Der Nullpunkt des Modells wird etwa in der Mitte gewählt und ein Rechnnetz fest vorgegeben, das beide Quellen einschließt.

Simulation

Die Simulation edr Ausbreitung der Schadstoffe erfolt mit dem Modell AUSTAL des Umweltbundeamtes. Weil quantitative Wetteraufzeichnungen aus der Antike nicht vorhanden sind wurde statt dessen das Wetter des Jahres 2000 aus der ERA-5 abgeleitet. Diese ist eine globale atmosphärische Reanalyse, die vom Copernicus Climate Change Service (C3S) entwickelt und am "Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage" (ECMWF) produziert wurde. Um die Geländeform zu beschreiben, wurde das digitale Geländemodell des Landesamtes für Vermessung und Geobasisinformation verwendet. Simuliert wird jeweils ein Jahr.

Nach dem Bertiebsmodell von Döhner et al. (2022a)1 wurde ein römischer Brennofen in Zyklen betrieben. Alle drei Wochen fand ein Brand statt, der jeweils rund 16 Stunden dauerte. Geheizt wurde mit Holz. Dabei kam Hartholz (Buche, Eiche, usw.) und Weichholz (Nadelhölzer) zum Einsatz. Bei den Experimental-Bränden, die Döhner et al. (2022a)2 beschreiben beide Sorten wurden in unterschiedlicher Häufigkeit nachgelegt. Nach den Bericht von Struschka und Winter (2013)3 kann man bei Weichholz von einer Abbrand-Dauer von 1,5 Stunden und bei Hartholz von 2 Stunden ausgehen. Die eingelegten Mengen für den Probebrand 2015 wurden Je Stunde aus Abb 10 in Döhner et al. (2022a)2 abgelesen.

Ergebnisse

Plot: Differenz der NOx Konzentration durch Verlegung der Brennöfen aus der Siedlung heraus.

Die vorliegende Studie scheint die erste quantitative Untersuchung der Luftverschmutzung durch römische Töpfereien zu sein. Die in der unmittelbaren Umgebung der Brennöfen festgestellten mittleren jährlichen Verschmutzungswerte liegen bei etwa 1/10 der heute für ländliche Dörfer berichteten Werte um 1 μg/m³ PM. Dies mag auf den ersten Blick niedrig erscheinen, aber in jedem unserer Fälle wurde nur eine einzige Quelle berücksichtigt, während die heutigen Messerte die Summe aller Verbrennungsprozesse im gesamten Dorf abbilden. Darüber hinaus muss die modellierte Feinstaubbelastung als untere Schätzung betrachtet werden, da sie nur den durch den Verbrennungsprozess erzeugten Feinstaub und nicht Staub, Ausgasungen usw. aus dem Tonmaterial umfasst.

Dennoch scheinen Gerüche und andere für den Menschen wahrnehmbare Verschmutzungen die Entscheidung über den Standort und die Lage von Töpfereien zumindest beeinflusst zu haben: Die vergleichende Untersuchung von Töpferstandorten innerhalb und außerhalb der Siedlung Megina (Mayen) zeigt, dass die früher und innerhalb der Siedlung gegründeten Töpfereien überwiegend das bewohnte Gebiet belasten, während die später und außerhalb der Siedlung gegründeten Töpfereien das bewohnte Gebiet kaum belasten. Die Wahl des Standorts außerhalb der Siedlung stellt einen nahezu optimalen Kompromiss zwischen Siedlungsnähe und geringer Luftverschmutzung für das Siedlungsgebiet dar.

Es ist unwahrscheinlich, dass dies eine zufällige Wahl ist. Insofern stützen die Ergebnisse dieser Studie die Hypothese, dass diese Standortveränderung zur Verbesserung der Luftqualität gewählt wurde.

 

Literatur

Döhner G, Herdick M, Katschmareck U, Axtmann A (2022a) Überlegungen zum wirtschaftsgeschichtlichen Potenzial der Experimentellen Keramikarchäologie. doi.org/10.11588/PROPYLAEUM.996.C13278

Döhner G, Herdick M, Katschmareck U (2022b) Kommentierte Messdiagramme zur spätantiken Töpferofentechnologie. doi.org/10.11588/PROPYLAEUM.996.C13279

Struschka M, Winter P (2013) Geruchsbelästigungen durch Holzfeuerungen. Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, (IFK)Universität Stuttgart

Jürgen Hahn Markus Schardt FS (2017) Der Energieinhalt von Holz. Merkblatt 12, Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft