Olfaktometria

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Olfaktometria [(łac.) olfactus – węch, (gr.) métro – miara] – dziedzina analityki, w której zakres wchodzą:

  1. medyczne badania węchowej wrażliwości ludzi - obszar otolaryngologii[1] oraz badania węchu zwierząt,
  2. określanie cech zapachu zanieczyszczonego powietrza oraz stężenia odorantów[2][3]

Spis treści

Olfaktometria w otolaryngologii i neurofizjologii[edytuj]

Metody badań[edytuj]

Olfaktometria jest stosowana w procesie diagnostycznym, ponieważ niektóre procesy chorobowe wywołują charakterystyczne zmiany węchowej wrażliwości. W badaniach medycznych stosuje się znane bodźce zapachowe, a sprawdza się wrażliwość pacjentów na te bodźce. Współczesne badania węchu i smaku polegają na stosowaniu[4]:

  • metod badań psychofizycznych, wymagających czynnego udziału pacjenta (subiektywnych),
  • obiektywnych pomiarów fizjologicznych reakcji organizmu pacjenta na zapach.

Badania obiektywne polegają m.in. na sprawdzaniu, jak prezentacja bodźców węchowych wpływa na:

Testy psychofizyczne[edytuj]

W czasie badań klinicznych najczęściej stosuje się pierwszą grupę metod[5][6]. Najbardziej znany test psychofizyczny polega na prezentacji pacjentowi czterdziestu popularnych zapachów. Pacjent zdrapuje z papieru powłokę z mikrokapsułkami zawierającymi odoranty. Jego zadanie polega na powąchaniu próbki i wybraniu poprawnej odpowiedzi spośród czterech proponowanych w teście. Wynik testu jest porównywany ze standardem, opracowanym na podstawie badań 4000 osób. O braku zaburzeń węchu świadczy udzielenie co najmniej 34 poprawnych odpowiedzi. Inna technika testów polega na stosowaniu zestawów Sniffin'Sticks - markerów z wkładami nasączonymi roztworami różnych wonnych związków (różny rodzaj i intensywność zapachu).

Elektroolfaktografia[edytuj]

W zakres elektroolfaktografii wchodzi rejestrowanie:

  • potencjałów błony pojedynczych neuronów (np. rejestrowanie napięć w grzebieniastych czułkach owadów - antennogramów),
  • zmian napięcia między elektrodą odniesienia i elektrodą roboczą, dotykającą nabłonka węchowego (potencjały sumowane, pochodzące od wielu sąsiednich komórek węchowych),
  • wywołanych przez odoranty potencjałów EEG ("Olfactory Event-Related Potentials" OERP).

Olfaktometria w naukach biologicznych[edytuj]

Olfaktometr entomologiczny do badań węchu komarów
Narząd węchu jedwabnika morwowego, Antenna pectinate (obiekt wielu badań elektroolfaktograficznych)

Sygnały chemiczne – cząsteczki związków zawartych w powietrzu lub wodzie – są głównym źródłem informacji o otoczeniu dla wielu gatunków tworzących ziemski ekosystem (zobacz – substancje semiochemiczne). Przedmiotem najbardziej intensywnych badań jest węch owadów, których zachowania są ważne dla człowieka, np. pszczół miodnych, komarów roznoszących malarię, szarańczy, stonki ziemniaczanej i innych owadów niszczących uprawy.

Badania są wykonywane w terenie (w naturalnych biocenozach) oraz w laboratoriach entomologicznych. Różnorodne urządzenia, umożliwiające obserwowanie zachowań owadów w warunkach laboratoryjnych, są nazywane olfaktometrach. Główną częścią najczęściej stosowanych urządzeń jest szklana, przezroczysta rura o kształcie np. litery Y, T lub H. Umożliwia to obserwację (wzrokowo lub z użyciem kamer) kierunków przemieszczania się owadów – ruchów chaotycznych albo w stronę źródła substancji zapachowych lub przeciwną). Pozwala to wyciągać wnioski dotyczące możliwości zastosowania określonych związków jako przynęt lub substancji odstraszających.

Olfaktometry entomologiczne typu Y (Y-track olfactometer) stosowano np. w czasie badań węchowych preferencji mszyc winorośli (Aphis fabae)[7], zachowań stonki ziemniaczanej (Leptionatarsa decemlineata ) w strumieniu zawierającym destylaty z liści ziemniaka, bulw zimniaka, pomidora i innych[8], owadów symulujących śmierć (np. czarny szeliniak winorośli, Otiorhynchus sulcatus)[9].

GC-Olfaktometria (GC-O)[edytuj]

Zasada GC-O[edytuj]

Technika GC-O jest stosowana w czasie badań próbek gazowych lub mieszanin gazów uwalnianych z próbek skondensowanych (np. technika headspace[10]). Rozdzielanie składników analizowanej mieszaniny zachodzi w odpowiedniej kolumnie chromatograficznej. Wypływający z kolumny gaz nośny, zawierający kolejne składniki (eluaty), dzieli się na dwa strumienie. Jeden z nich jest kierowany do detektora chromatografu (np. w:detektor płomieniowo-jonizacyjny, FID), drugi (po nawilżeniu) - do przystawki olfaktometrycznej.

Zasada chromatografii gazowej z olfaktometryczną detekcją eluatów

Uczestnicy pomiarów odgrywają rolę dodatkowego detektora chromatografu, bardzo czułego i selektywnego. Muszą cechować się powtarzalnością sensorycznych ocen intensywności zapachu. W przypadku równoczesnych ocen jakości (rodzaju) zapachu wymagana jest umiejętność rozpoznawania zapachu zbioru wzorców i poprawnego stosowania ich nazw. Oceny zapachu są rejestrowane w czasie wymywania wszystkich składników próbki. Wynikiem pomiaru jest tzw. olfaktogram, który jest porównywany z klasycznym chromatogramem (zapisem sygnałów detektora GC). Zasady metody, techniki pomiarów i ich zastosowana opisano np. w publikacjach książkowych z lat 2009-2010[11][12].

Chromatograf gazowy z przystawką do sensorycznych ocen eluatów

Technika jest stosowana w czasie badań interakcji węchowych (opracowywanie modeli psychofizycznych i psychofizjologicznych; zobacz - psychofizyka węchu), opracowywania kompozycji zapachowych, wykrywania zafałszowań perfum, analizie składu naturalnych olejków zapachowych, poszukiwań odorantów odpowiedzialnych za uciążliwe zapachy w atmosferze[13], badań jakości artykułów spożywczych[14][15][16] itp.

GC-O a inne techniki badań zapachu[edytuj]

Celem sensorycznej analizy zapachu artykułów codziennego użytku lub zanieczyszczonego powietrza oraz badań wykonywanych z użyciem elektronicznego nosa jest rozpoznanie lub ocena jakości i siły tych zapachów. Analizowane są reakcje licznych czujników o zróżnicowanej charakterystyce (receptory na powierzchni nabłonka węchowego lub "pola sensorów" e-nosa) na wiele równocześnie odbieranych bodźców chemicznych. Miarą podobieństwa zapachu dwóch próbek (np. badanej mieszaniny odorantów i wzorca) jest stopień podobieństwa reakcji pola czujników. Celem GC-Olfaktometrii nie są porównania zapachu różnych mieszanin, lecz badania roli poszczególnych składników w procesie percepcji wrażenia węchowego.

Źródła[edytuj]

Olfaktometria w inżynierii środowiska[edytuj]

Najważniejsze pojęcia[edytuj]

Odoranty (w środowisku)[edytuj]

Oceniając jakość środowiska przyjmuje się, że wszystkie obce zapachy - przyjemne i nieprzyjemne - mogą być wrażeniami niepożądanymi ("odorami"). Przykładem może być przyjemny zapach czekolady lub substancji zapachowych dodawanych do kosmetyków, który może być bardzo niepożądany w otoczeniu fabryki czekolady lub wytwórni kosmetyków. Z tego powodu w inżynierii środowiska odorantami określa się - wg normy PN-EN 13725:2007 (akceptowanej w wielu innych krajach)[3][17] - wszystkie zanieczyszczenia zawarte w powietrzu, które pobudzają komórki nerwowe nabłonka węchowego. W polskim piśmiennictwie odoranty o nieprzyjemnym zapachu bywają też określane jako substancje odorotwórcze, odorogenne lub złowonne.

Jednostka zapachowa (odour unit, ou)[edytuj]

Brak pełnej wiedzy o mechanizmach powstawania wrażeń węchowych uniemożliwia przewidywanie rodzaju i intensywności zapachu powietrza na podstawie wyników jakościowej i ilościowej analizy chemicznej. Z tego powodu stężenie odorantów w powietrzu nie jest wyrażane w takich jednostkach stężenia zanieczyszczeń, jak ppm lub µg/m3. Jest stosowana specyficzna "jednostka zapachowa" (odour unit, ou)[18], zdefiniowana z wykorzystaniem pojęcia "próg węchowej wyczuwalności" (prawdopodobieństwo wyczucia zapachu zanieczyszczeń P = 0,5; 50%).

Uzgodniono, że w jednym metrze sześciennym jest zawarta jedna jednostka zapachowa wtedy, gdy P = 0,5. W ramach normalizacji procedur pomiarów olfaktometrycznych - opracowywania normy EN 13725:2003[3][17] - ustalono metodykę określania tego prawdopodobieństwa. Sprecyzowano wymagania, stawiane osobom oceniającym zapach (procedura selekcji), minimalną liczbę osób oceniających, liczbę niezbędnych powtórzeń i inne warunki badań progu wyczuwalności zapachu (wartości indywidualnych i zespołowych). Stwierdzenie, że P = 0,5 w sposób i w warunkach opisanych w normie oznacza, że w jednym metrze sześciennym znajduje się jedna europejska jednostka zapachowa (European Odour Unit, ouE). Prawdopodobieństwo wyczucia zapachu powietrza z dowolnymi zanieczyszczeniami jest wtedy takie samo, jak prawdopodobieństwo wyczucia zapachu powietrza zawierającego 123 µg n-butanolu (odorant odniesienia).

European Reference Odour Mass EROM Zespołowy próg wyczuwalności n-butanolu (threshold, th) Zespołowy próg wyczuwalności nieznanych odorantów (threshold, th)
123 µg n-butanolu cod,th = 1 ouE/m3 = 123 µg n-butanolu/m3 cod,th = = 1 ouE/m3; stężenie c [µg/m3] - nieznane

Stężenie zapachowe (cod [ouE/m3])[edytuj]

Stężenie zapachowe (cod [19][20]) jest liczbowo równe wartości takiego stopnia rozcieńczenia (Z) badanej próbki czystym powietrzem, po którym jest osiągany próg węchowej wyczuwalności (rozcieńczenie Z50%). Stężenie zapachowe jest większe od progu wyczuwalności Z50% razy:

cod Zapachowe stężenie odorantów, oznaczane zgodnie z PN-EN 13725:2007 cod [ouE/m3] = Z50% • 1 ouE/m3

Dolny indeks E przy symbolu jednostki zapachowej (Odour Unit, ou) oznacza, że pomiar był wykonany zgodnie z normą.

Strumień zapachowy (emisja zapachowa)[edytuj]

Strumień zapachowy, inaczej "emisję zapachową", oblicza się jako iloczyn strumienia objętości (np. liczba metrów sześciennych na sekundę) przez stężenie zapachowe. Zgodnie z PN-EN 13725[3][17] strumień zapachowy oznacza się symbolem qod [ouE/s].

Uciążliwość zapachowa[edytuj]

Za bezpośrednią miarę uciążliwości, którą odczuwają mieszkańcy otoczenia istniejących źródeł odorantów, uznaje się liczbę skarg, kierowanych różnych instytucji odpowiedzialnych za ochronę powietrza i zdrowia. Gromadzenie i analizowanie takich skarg umożliwia oceny skuteczności działań, podejmowanych na szczeblu regionalnym lub państwowym (np. ocena skutków wprowadzenia regulacji prawnych w Japonii, Holandii i innych krajach) [21] [22] [23]. W Polsce analizę skarg wpływających do Wojewódzkich Inspektoratów Ochrony Śodowiska, Stacji San-Epid i Wydziałów Ochrony Środowiska Urzędów Wojewódzkich przeprowadzono w Instytucie Ochrony Środowiska w Warszawie w pierwszej połowie lat 1990-tych, w ramach przygotowań do wydania aktów prawnych dot. ochrony zapachowej jakości powietrza [24].

W sytuacjach, gdy decyzje administracyjne dotyczą zakładów nie istniejących - dopiero planowanych - sporządzane są prognozy przyszłej uciążliwości. W czasie opracowywania tych prognoz korzysta się z informacji o strumieniu zapachowym z instalacji projektowanej (qod [ouE/s]), warunkach wyrzutu zanieczyszczonych gazów oraz danych meteorologicznych i topograficznych. Stosowane jest modelowanie dyspersji odorantów. Wynikiem obliczeń jest przewidywana częstość występowania - w danym punkcie otoczenia planowanego obiektu - stężeń równych progowi wyczuwalności lub większych (np. półtora, trzy, sześć razy). Wyniki badań terenowych, wykonywanych w otoczeniu podobnych obiektów już istniejących, pozwalają określić jaka będzie hedoniczna jakość zapachu emitowanych gazów i jaką częstość jego występowania tego zapachu mieszkańcy otoczenia będą uznawali za akceptowalną[25].

Hedoniczna jakość zapachu (potencjalna uciążliwość) Źródła odorantów percentyl 98 Zaleca się, żeby zapachowe stężenie zanieczyszczeń powietrza nie było większe:
Zalecenia dotyczące granicznych poziomów zapachowej uciążliwości na terenach zamieszkałych, rekreacyjnych itp (tzw. "wrażliwe receptory")
zapach przyjemny lub neutralny (mała) Piekarnie, wytwórnie czekolady, browary... 6 ouE/m3 - od 6 ouE/m3 cześciej niż przez 2% godzin roku
zapach nieprzyjemny (średnia) Chów i hodowla zwierząt, cukrownie… 3 ouE/m3 - od 3 ouE/m3 cześciej niż przez 2% godzin roku
zapach wyjątkowo nieprzyjemny (duża) Oczyszczalnie ścieków, przetwórnie odpadów mięsno-kostnych i rybnych, rafinerie… 1,5 ouE/m3 - od 1,5 ouE/m3 cześciej niż przez 2% godzin roku

Metody badań olfaktometrycznych[edytuj]

Ochrona powietrza przed zanieczyszczeniem odorantami wymaga stosowania wielu różnych metod "olfaktometrii środowiskowej" (ilościowych i jakościowych, eksperckich i konsumenckich). Klasyfikacja tych metod obejmuje:

  • Wyznaczanie zapachowego stężenia zanieczyszczeń w póbkach badanych gazów (eksperckie)
  • Metody olfaktometrii terenowej (eksperckie pomiary stężenia odorantów w powietrzu atmosferycznym)
    • Terenowy olfaktometr Nasal Ranger[32][33]
    • Metody psychofizyczne (oznaczenia stężenia zapachowego na podstawie wyników ocen intensywności zapachu, z wykorzystaniem prawa Webera-Fechnera)[34]
  • Badania opinii ludności (oceny konsumenckie)
    • Badania ankietowe
    • Analiza zbiorów spontanicznych skarg ludności określonego obszaru.

Podstawowe znaczenie mają pomiary stężenia zapachowego (stężenia odorantów), wykonywane z użyciem olfaktometrów dynamicznych, zgodnie z PN-EN 13725. Stężenie jest wyrażane w europejskich jednostkach zapachowych w metrze sześciennym (cod [ouE/m3].

Pobieranie próbek[edytuj]

Próbki gazów do analizy olfaktometrycznej pobiera się do worków z folii, o pojemności od kilku do kilkudziesięciu litrów - zależnie od stopnia zanieczyszczenia odorantami. Stosowana jest folia PTFE, PET, Tedlar itp. - bezwonna, nieprzepuszczalna dla odorantów i w niewielkim stopniu adsorbująca zanieczyszczenia powietrza. Aby zminimalizować zmiany składu wskutek adsorpcji przez folię w czasie transportu próbki do laboratorium, stosuje się kondycjonowanie worków. Procedura kondycjonowania polega na kilkakrotnym przepłukiwaniu/nasycaniu powierzchni badanym gazem, przed pobraniem próbki właściwej.

Worki mogą być napełniane próbką:

  • z użyciem sprzętu do wstępnego rozcieńczania pobieranego gazu azotem lub powietrzem,
  • zgodnie z "zasadą płuca",
  • metodą bezpośredniego pompowania gazu do worka, z użyciem pompek wykonanych z materiałów bezwonnych i nie adsorbujących odorantów.

Pobieranie próbek z równoczesnym wstępnym rozcieńczaniem dynamicznym[edytuj]

Próbki gazów bardzo zanieczyszczonych lub gorących i wilgotnych pobiera się z użyciem sond, które umożliwiają wstępne rozcieńczenie badanego gazu azotem lub czystym powietrzem. Rozcieńczanie zapobiega wykraplaniu się par w pojemnikach, zmniejsza szybkość reakcji chemicznych między skadnikami fazy gazowej oraz wpływ adsorpcji na ściankach worków na skład próbki.

Popularne są urządzenia wyposażone w strumienice. Azot, doprowadzany do takich sond, jest przyspieszany w dyszy, co powoduje spadek ciśnienia i zassanie badanego gazu (zobacz - prawo Bernoulliego, zwężka Venturiego, palnik Bunsena, siła nośna, ...). Do pojemnika na próbkę jest wprowadzany strumień badanego gazu, wielokrotnie rozcieńczony azotem. Stopień wstępnego rozcieńczenia musi być dokładnie znany (wymagania dot. sprawności urządzeń precyzuje norma PN-EN 13725)[3].

Pobieranie próbek z wykorzystaniem "zasady płuca"[edytuj]

Powietrza lub przemysłowe gazy odlotowe można pobierać do worków w sposób analogiczny do wdechu powietrza do płuc. Elastyczne pojemniki na próbkę (analogia do pęcherzyków płucnych) umieszcza się w sztywnym pojemnikach o różnym kształcie, odgrywających rolę klatki piersiowej (cylindry, prostopdłościenne walizeczki, beczki,...). Worek na próbkę jest łączony wężem z sondą, umieszczoną w przestrzeni z badanym gazem (np. w centrum strumienia gazów kominowych). Zmniejszając ciśnienie w pojemniku na zewnątrz worka powodujemy przepływ badanego gazu do jego wnętrza.

Wewnętrzne powierzchnie sondy, worka i przewodów łączących powinny są kondycjonowane przed pobraniem próbki właściwej, co przeciwdziała zmianom składu gazu w czasie transportu próbki do laboratorium. Niekorzystnym procesom adsorpcji na ściankach, reakcjom chemicznym w fazie gazowej itp. zapobiega się również stosując wstępne rozcieńczanie próbek w czasie ich pobierania. Polega to np. na zasysaniu badanego gazu do worka, który już zawiera znaną ilość powietrza lub azotu. Stopień rozcieńczenia oblicza się jako stosunek objętości gazu po pobraniu próbki do przyrostu objętości w czasie jej pobierania. Zgodnie z PN-EN 13725[3] wstępne rozcieńczenia statyczne nie powinny być większe niż trzykrotne. Ograniczenie jest związane z brakiem możliwości dokładnego określenia małych przyrostów objętości.

Standardowy sprzęt do pobierania próbek "metodą płuca" bywa dostosowany do potrzeb wstępnego rozcieńczania dynamicznego. Istotę modyfikacji przedstawiono na zdjęciu, przedstawiającym Sampling System E (Stroehlein 1993). Dzięki zastosowaniu dodatkowego zaworu trójdrożnego równocześnie ze strumieniem badanego gazu (z sondy) do umieszczonego w cylindrze worka można zasysać gaz rozcieńczający - azot lub czyste powietrze.

Pobieranie próbek ze źródeł powierzchniowych[edytuj]

Osłona fragmentu źródła powierzchniowego (ZUT-Szczecin

Norma PN-EN 13725 nie obejmuje problemu pobierania próbek ze źródeł powierzchniowych. W informacyjnym załączniku do normy określono jedynie ogólne zalecenia, odnoszące się do stosowania osłon badanych powierzchni (zamiana całości lub części źródła emisji niezorganizowanej w źródło zorganizowane w celu pobrania próbek)[3]. Pod osłonę fragmentu powierzchni składowiska odpadów lub osadnika ścieków wprowadza się strumień czystego powietrza. Przed pobraniem próbki powietrza wypływającego spod osłony doprowadza się do równowagi między powierzchnią i strumieniem gazu. Przyjmuje się, że próbki można pobierać po kilkukrotnej wymianie powietrza pod osłoną. Ilość odorantów, zawarta w próbce powietrza wylotowego (wyrażana w europejskich jednostkach zapachowych, ouE), jest równa ilości uwolnionej z osłoniętego fragmentu powierzchni w czasie pobierana próbki.

Źródła[edytuj]

Olfaktometria dynamiczna (PN-EN 13725)[edytuj]

Ogólne zasady[edytuj]

TO7 w mobilnym laboratorium ZUT w Szczecinie

W Europie pomiary olfaktometryczne są wykonywane zgodnie z normą EN 13725:2003 (PN-EN 13725:2007)[3][17][29]. Wynikiem pomiaru jest stężenie zapachowe (cod [ouE/m3]), liczbowo równe wartości stopnia rozcieńczenia (z uwzględnieniem rozcieńczenia wstępnego), po którym jest osiągany zespołowy próg wyczuwalności zapachu (Z = Z50%, cod,th = 1 ouE/m3). W normie określono wymagania stawiane urządzeniom do rozcieńczania strumienia badanego gazu strumieniem czystego powietrza (olfaktometrom i urządzeniom do wstępnego rozcieńczania w czasie pobierania próbek oraz osobom oceniającym zapach (zespół). Opisano przebieg pomiarów i sposób opracowania wyników.

Sprawność laboratorium olfaktometrycznego (jakość sprzętu, sensoryczna sprawność zespołu i poprawność procedur) jest oceniana w czasie wewnątrz- i międzylaboratoryjnych badań biegłości. Określa się powtarzalność wewnątrzlaboratoryjną i dokładność pomiarów (w odniesieniu do europejskiego odoranta odniesienia - n-butanolu) oraz zgodność wyników oznaczeń stężenia różnych odorantów z wartością oczekiwaną, za jaką uznano średnią z wyników uzyskiwanych w ramach "testu okrężnego" (ring-testu)[35] w różnych laboratoriach, ubiegających się o certyfikat[36].

Olfaktometr[edytuj]

Stanowiska oceniających przy TO7

Olfaktometr dynamiczny to urządzenie stosowane do mieszania strumienia badanego gazu strumieniem bezwonnego powietrza, umożliwiające otrzymywanie serii rozcieńczeń i ich prezentowanie osobom oceniającym. Wymagana jest wysoka precyzja rozcieńczeń. Typowy jest zakres pomiarowy od 10 ouE/m3 do 107 ouE/m3 (z uwzględnieniem wstępnego rozcieńczenia). Ustalono, że strumień prezentowany oceniającym nie może być mniejszy niż 20 dm3/min, co zapobiega wdychaniu przez oceniających powietrza z poza strugi. Określono takie liniowe prędkości wypływu, aby percepcji zapachu nie zakłócały wrażenia z receptorów temperatury (uczucie chłodu).

W olfaktometrach wytwarzane są "serie rozcieńczeń" badanego gazu. Seria jest tworzona przez rozcieńczanie próbki w różnym stopniu (Z), przy czym wartości Z stanowią szereg geometryczny, np. 1280, 640, 320, 160, 80,... (szereg o kroku 2). Stosowanie szeregów geometrycznych wiąże się z logarytmicznym charakterem zależności intensywności zapachu od stężenia odorantów (prawo Webera-Fechnera). Różnice między intensywnościami zapachu kolejnych próbek serii, w której stężenia tworzą szereg geometryczny, są takie same (skala liniowa).

Próbki serii rozcieńczeń mogą być prezentowane uczestnikom ocen w różnej kolejności, np. losowo lub "sekwencyjnie w górę", czyli kolejno, rozpoczynając od najbardziej rozcieńczonych. Zgodnie z normą w każdej serii muszą się znajdować "ślepe próby" (prezentacja powietrza odniesienia zamiast próbki, co najmniej 20% wszystkich prezentacji w serii).

Różne typy olfaktometrów umożliwiają wykonywanie jednego lub kilku różnych testów sensorycznych. Olfaktometr TO7 (Ecoma 1997) umożliwia wykonywanie testów "tak/nie". Oceniający porównują zapach próbki z zapachem powietrza odniesienia, sygnalizując "tak", gdy czują różnicę.

Nowsze olfaktometry dynamiczne umożliwiają - dodatkowo - wykonywanie różnych testów różnicowych (kilka wylotów gazu przy jednym stanowisku). Zadaniem oceniających może być wskazanie wylotu, z którego - w danej chwili - wypływa strumień z odorantami, np.:

  • jednego z dwóch prezentowanych ("test parzysty"),
  • jednego z trzech prezentowanych ("test trójkątowy"),
  • dwóch z pięciu prezentowanych (test "dwa z pięciu").

Na rynku są dostępne są olfaktometry jednostanowiskowe i kilkustanowiskowe - umożliwające równoczesną prezentację serii rozcieńczeń dwóm, czterem, sześciu lub ośmiu osobom. Różnice konstrukcyjne dotyczą również zakresu pomiarowego, możliwości automatycznej kalibracji itp[37][38][39][40][41].

Zespół[edytuj]

Olfaktometr TO7 w ZUT-Szczecin

Zgodnie z PN-EN 13725:2007[3] stężenie zapachowe jest równe jednej europejskiej jednostce zapachowej (codth = 1 ouE/m3, próg wyczuwalności), jeżeli prawdopodobieństwo, że zapach wyczują członkowie zespołu, wynosi 0,5. Zespół, to co najmniej 4-osobowa grupa ludzi o podobnym węchu. Do zespołów są przyjmowani oceniający, którzy spełniają kryteria selekcji.

Selekcję oceniających przeprowadza się na podstawie sprawności węchu. Po wstępnym przeszkoleniu (co najmniej jeden próbny pomiar przy olfaktometrze) gromadzi się 10-20 oszacowań wartości indywidualnego progu wyczuwalności zapachu n-butanolu (ITEn-butanol' Individual Threshold Estimate). Badania progu muszą być wykonywane podczas co najmniej trzech sesji pomiarowych, w różnych dniach, z co najmniej jednodniową przerwą między sesjami.

Oceniający może zostać członkiem zespołu, jeżeli zgromadzony zbiór wartości ITEn-butanol (wyrażonych w jednostkach stężenia masowego) spełnia następujące kryteria:

  • antylogarytm z odchylenia standardowego sITE, obliczonego z log ITE, jest mniejszy niż 2,3 (ITE [jednostki stęż. mas.]),
  • średnia geometryczna wartości ITEn-butanol mieści się między 0,5-krotną a 2-krotną wartością odniesienia:
- European Reference Odour Mass, EROM/m3 = 123 µg/m3
- zakres dla średniej z wyników pomiarów ITE: 62 µg/m3 do 246 µg/m3 ? od 0,020 µmol/mol do 0,080 µmol/mol.

Węch członków zespołu danego laboratorium jest badany systematycznie, a wyniki pomiarów są archiwizowane. W olfaktometrycznych badaniach próbek środowiskowych lub przemysłowych mogą uczestniczyć tylko te osoby, które uzyskały - w czasie ostatnich 10-20 pomiarów ITEn-butanol - zbiór wartości zgodny z kryteriami selekcji.

Pomiar stężenia zapachowego[edytuj]

Jeden pomiar stężenia zapachowego składa się z co najmniej trzech cykli. W czasie każdego cyklu seria rozcieńczeń badanej próbki jest prezentowana co najmniej czterem członkom zespołu. Raport z pomiaru zawiera zestawienie informacji o tym, w jakich sytuacjach członkowie zespołu sygnalizowali "Czuję" (Ztak). Przykład zamieszczony w tabelkach dotyczy prezentacji serii rozcieńczeń (Z = 1280, 640, 320, ...) czterem członkom zespołu (P1, P2, P3, P4) w czasie czterech cykli.

Cykl 1
Rozcieńczenie Z P1 P2 P3 P4
1280 nie nie nie nie
640 nie nie nie nie
320 tak tak nie nie
ZERO nie nie nie nie
160 tak tak tak nie
80 tak tak tak tak
ZERO nie nie nie nie
40 tak tak tak tak
Cykl 2
Rozcieńczenie Z P1 P2 P3 P4
1280 nie nie nie nie
640 tak tak tak nie
ZERO nie nie nie nie
ZERO nie nie nie nie
320 tak tak tak tak
160 tak tak tak tak
80 tak tak tak tak
40 tak tak tak tak
Cykl 3
Rozcieńczenie Z P1 P2 P3 P4
1280 nie nie nie nie
640 nie nie nie nie
320 tak tak nie tak
ZERO nie nie nie nie
160 tak tak tak nie
80 tak tak tak tak
ZERO nie nie nie nie
40 tak tak tak tak
Cykl 4
Rozcieńczenie Z P1 P2 P3 P4
1280 nie nie nie nie
ZERO nie nie nie nie
640 tak tak nie nie
320 nie tak nie nie
160 tak tak tak nie
ZERO nie nie nie nie
80 tak tak tak tak
40 tak tak tak tak



Dla każdego z uczestników można obliczyć cztery wartości ZITE, czyli rozcieńczenia odpowiadające osiągnięciu progu wyczuwalności zapachu w każdym cyklu. Wartości te są obliczane jako średnie geometryczne z najmniejszego spośród Znie i największego z Ztak, po którym następuje kolejne Ztak. Dla pierwszego z cykli wynoszą one:

Wyniki cyklu 1
Stanowisko Znie Ztak ZITE
P1 640 320 453
P2 640 320 453
P3 320 160 226
P4 160 80 113
Wyniki cyklu 2
Stanowisko Znie Ztak ZITE
P1 1280 640 905
P2 1280 640 905
P3 1280 640 905
P4 640 320 453
Wyniki cyklu 3
Stanowisko Znie Ztak ZITE
P1 640 320 453
P2 640 320 453
P3 320 160 226
P4 160 80 113
Wyniki cyklu 4
Stanowisko Znie Ztak ZITE
P1 1280 640 905
P2 1280 640 905
P3 320 160 226
P4 160 80 113



Wynik całego pomiaru jest obliczany na podstawie wartości ZITE wyznaczonych we wszystkich cyklach. Z całego zbioru tych wartości odrzuca się dane uzyskane od osób, które sygnalizowały "tak" w czasie prezentacji "ślepej próby" (częściej, niż dopuszcza to norma), oraz od tych, których ZITE było pięciokrotnie większe lub mniejsze od średniej z wszystkich danych. Pomiar jest ważny, jeżeli co najmniej cztery osoby nie kwalifikują się do odrzucenia. W przypadku, przedstawionym dla przykładu:

  • nikt nie sygnalizował "tak" przy prezentacji ślepej próby
  • średnia geometryczna z wszystkich wartości ZITE wynosi 380,
  • żadna z uzyskanych wartości ZITE nie jest mniejsza od 380/5=76 ani większa od 380*5=1900.

Oznacza to, że pomiar jest ważny, a jego wynikiem jest stężenie zapachowe cod = 380 ouE/m3.

Źródła[edytuj]

Olfaktometryczne pomiary stężenia zapachowego w Japonii (Triangle Odour Bag Method)[edytuj]

Ogólne zasady[edytuj]

W Japonii pomiary olfaktometryczne są wykonywane zgodnie z wytycznymi Japońskiego Ministerstwa Środowiska[42]. Zespołom oceniających są prezentowane próbki przygotowywane metodą statyczną, przez wprowadzanie porcji badanego gazu - odmierzonych strzykawkami - do worków z bezwonnym powietrzem. W celu określenia, jakie rozcieńczenia badanej próbki prowadzi do osiągnięcia progu wyczuwalności zapachu (miara stężenia zapachowego), wykonuje się testy trójkątowe ("Która z trzech próbek jest zanieczyszczona?"). Wynik pomiaru zespołowego jest wyrażany jako indeks zapachowy.

indeks zapachowy = 10 × log (stężenie zapachowe)

Pobieranie próbek[edytuj]

Próbki powietrza atmosferycznego są pobierane bezpośredno do worków PET, z użyciem kieszonkowych pompek teflonowych, lub do ewakuowanych cylindrów szklanych (bezpośrednio lub pośrednio - do worków umieszczonych w cylindrach). Próbki gazów odlotowych, zawierających duże ilości odorantów oraz gorących, wilgotnych i zapylonych, pobiera się do worków "metodą płuca". W razie potrzeby stosowane są skraplacze kondensatów (zapobiegające osiąganiu punktu rosy w worku) i filtry z watą szklaną[43].

Selekcja do zespołów oceniających[edytuj]

Przygotowanie zestawów bibułek do testu "2 z 5"
Badany w czasie testu

Badania wrażliwości węchu oceniających są wykonywane z użyciem pięciu związków chemicznych o różnym zapachu - od zapachu kwiatowego (A) do zapachu fekaliów (E). Wzorce są parafinowymi roztworami wytypowanych substancji. Stężenia tych roztworów dobrano na podstawie badań dużej próby populacji. Dla wszystkich pięciu związków wyznaczono średnie wartości progu wyczuwalności i odchylenie standardowe. Ustalono, że roztwory wzorcowe będą miały stężenia o 1,5 odchylenia standardowego większe od średnich wartości progu.

W czasie badań wrażliwości jest stosowany test "dwa z pięciu". Osoba badana otrzymuje pięć ponumerowanych bibułek perfumiarskich, z których dwie są zanurzone w jednym z roztworów wzorcowych, a trzy - w czystej parafinie. Zadanie polega na powąchaniu wszystkich pasków i wskazaniu tych, które pachną. Test jest powtarzany z użyciem wszystkich roztworów. Warunkiem zakwalifikowania się do zespołu oceniających jest brak błędnych wskazań[44].

Przygotowane próbek do testów sensorycznych[edytuj]

Próbki powietrza prezentowanego oceniającym są przygotowywane w workach jednorazowego użytku o pojemności 3 dm3. Wszystke worki są napełniane powietrzem oczyszczonym w filtrze z węglem aktywnym[45]. W pierwszym etapie pomiaru operator wącha badaną próbkę i wstępnie ocenia, jaką ilość trzeba wprowadziśc do 3 dm3 czystego powietrza, aby jego zapach był wyczuwalny dla wszystkich oceniających. W przypadku próbek środowiskowych, o słabym zapachu, wprowadzenie wystarczająco dużej porcji do worka trzeba poprzedzić usunięciem z niego takiej samej ilości czystego powietrza. Ilości próbki, dozowane w kolejnych etapach analizy sensorycznej, są coraz mniejsze - uzależniane od wyniku oceny próbki poprzedzającej[46].

Triangle Odour Bag Test[edytuj]

W badaniu próbki uczestniczy sześć osób o sprawdzonym węchu. W każdym etapie analizy każdy z oceniających otrzymuje trzy ponumerowane worki - dwa z czystym powietrzem i jeden - z powietrzem z porcją próbki. Po ich powąchaniu przekazuje operatorowi kartę oceny z numerem próbki zanieczyszczonej i zaznaczonym określeniem intensywności odczuwanego zapachu. W kolejnych etapach analizy wskazanie poprawne staje się coraz trudniejsze. Pomiar kończy się, gdy udział poprawnych wskazań jest równy około 33% (losowe trafienia poprawne).

W czasie opracowywania wyników pomiaru zespołowego odrzucane są wyniki uzyskane od osób, które wykazały się najmniejszą i największą wrażliwością węchu na oceniany zapach. Zasadę wyznaczania stężenia zapachowego na podstawie pozostałych danych ilustruje rysunek.

Źródła[edytuj]

Nasal Ranger Field Olfactometer[edytuj]

Zasada pomiarów[edytuj]

Schemat olfaktometru terenowego
Ćwiczenia z olfaktometrii terenowej w ZUT Szczecin

Procedury oznaczeń emisji zapachowej ze źródeł dyfuzyjnych, emisji chwilowej (np. występującej w awarii lub w czasie operacji uciążliwych, lecz krótkotrwałych) oraz małych i szybko zmiennych wartości stężenia zapachowego w przygruntowej warstwie powietrza nie zostały dotychczas w Europie znormalizowane. W Stanach Zjednoczonych takie oznaczenia są wykonywane z użyciem olfaktometrów terenowych Nasal Ranger[47]. Nasal Ranger (patent St. Croix Sensory) to rodzaj maski gazowej z dwoma filtrami z węglem aktywnym, w której znana część wdychanego powietrza omijać filtry. Zawór regulacyjny umożliwia wybranie jednej z sześciu wartości stosunku strumienia powietrza oczyszczonego do nie oczyszczonego:

Vczyste/Vsurowe = 2, 4, 7, 15, 30 i 60

lub 60, 100, 200, 300, 400 i 500

oraz ustawienie pozycji BLANK (oczyszczanie całego wdychanego strumienia). Dokładność i odtwarzalność rozcieńczeń wynosi odpowiednio ±10% i ± 5%.

Czujnik prędkości przepływu wdychanego powietrza ze wskaźnikiem informuje, czy jest osiągnięty poziom 16–20 dm3/min (zalecany w czasie pomiaru). Oceniający stopniowo zwiększają udział strumienia omijającego filtry, aż do osiągnięcia wyczuwalności zapachu. Stosując symbole zgodne z PN-EN 13725[3] można mówić o wyznaczeniu pierwszego ZTAK, występującego po kolejnych ZTAK. Odczytane z pokrętła regulacyjnego wartości Vczyste/Vsurowe = D/T (Dilution-to-Threshold Ratios) odpowiadają - po przeliczeniu - zdefiniowanej w PN-EN 13725 wartości ZITE (indywidualne oszacowanie stopnia rozcieńczenia do progu wyczuwalności):

ZITE = (ZTAK * ZNIE)0,5

Wartość stężenia zapachowego cod [ou/m3] oblicza się jako średnią geometryczną ze zbioru oszacowań indywidualnych (ZITE), zgromadzonych przez zespół, Zespół jest w Stanach Zjednoczonych dobierany na podstawie wyników psychofizycznych testów wrażliwości węchu, wykonywanych z użyciem zestawów Sniffin'Sticks - markerów z wkładami nasączonymi roztworami n-butanolu.

Olfaktometr Nasal Ranger jest stosowany w czasie terenowych inspekcji nie tylko w Stanach Zjednoczonych. Zyskuje popularność w Europie, np. w Hiszpanii, Francji i w Polsce[48][49].

Źródła[edytuj]

Zastosowania prawa Webera-Fechnera[edytuj]

Podstawa i rodzaje pomiarów[edytuj]

Prawo Webera-Fechnera określa zależność intensywności (siły, natężenia) wrażenia zmysłowego od wielkości bodźca, który to wrażenie wywołuje (np. świetlnego, mechanicznego, chemicznego). Intensywność odczuwanego zapachu jest zależna od stężenia odorantów w powietrzu - stężenia zapachowego (cod [ou/m3][50][3]) lub stężenia wyrażonego w klasycznych jednostkach stężenia zanieczyszczeń powietrza, np. ppm. W drugiej wersji równanie wyrażające prawo Webera-Fechnera jest stosowane tylko w szczególnych sytuacjach - gdy powietrze zawiera jeden związek wonny lub modelową mieszaninę znanych odorantów, np. w czasie wyznaczania wartości progów węchowej wyczuwalności określonych związków chemicznych lub psychofizycznych badań interakcji węchowych w mieszaninach.

S = kWF* log cod S = kWF * log (c/cth) = kWF * log c – kWF * log cth
S - intensywność zapachu S - intensywność zapachu
kWF – współczynnik Webera-Fechnera (indywidualny, grupowy lub zespołowy[3][51]) kWF – współczynnik Webera-Fechnera (indywidualny, grupowy lub zespołowy)
cod [ou/m3] – stężenie zapachowe (wynik analizy olfaktometrycznej) c – stężenia odoranta [ppm]
Równanie użyteczne w olfaktometrii środowiskowej (nieznany rodzaj i ilość odorantów). cth – próg wyczuwalności zapachu odoranta [ppm][52]).

Prawo Webera-Fechnera umożliwia wykorzystanie wyników skalowania intensywności zapachu do określania orientacyjnych wartości stężenia zapachowego zapachu[53]:

  • w próbkach mocno zanieczyszczonych gazów odlotowych (metoda ekstrapolacyjna, równoczesne wyznaczanie cod i kWF),
  • w powietrzu atmosferycznym (obliczanie cod po wyznaczeniu kWF w dodatkowej serii pomiarów).

Skalowanie intensywności zapachu[edytuj]

Ocena intensywności zapachu z użyciem skali n-butanolowej;
S = NrBZERO - NrBpróbka

Intensywność zapachu jest określana z użyciem różnego rodzaju skal: punktowych, werbalnych, graficznych lub skal wzorców. W tabeli zamieszczono przykład siedmiostopniowej skali werbalno-punktowej, VDI Richtlinien 3882[54]. W wytycznych amerykańskich (ASTM E544-99) opisano skale wzorców n-butanolowych. W czasie pomiarów zapach badanej próbki jest porównywany z Odor Intensity Referencing Scale (OIRS)[55]. Wzorce OIRS są przygotowywane dynamicznie (w odpowednich olfaktometrach) lub statycznie. "Skala statyczna” (np. zestawy wodnych roztworów) jest stosowana w warunkach terenowych. Każda ze skal OIRS jest sporządzana tak, aby stężenia n-butanolu w kolejnych wzorcach stanowiły szereg geometryczny. W większości przypadków stosuje się czynnik szeregu (krok X) równy 2. Zestawy wzorców n-butanolowych o stężeniach c0, c1­, c2, c3, … cN tworzących szeregi geometryczne są uważane za liniowe skale intensywności zapachu (wynika to bezpośrednio z prawa Webera-Fechnera)[56].

Zadaniem osoby oceniającej intensywność zapachu próbki lub powietrza zewnętrznego z użyciem OIRS jest wskazanie wzorca, którego zapach jest tak samo silny. Zgodnie z ASTM wzorzec jest umownie określany przez podanie odpowiedniej wartości stężenia n-butanolu [ppm]. W Polsce[53] są stosowane skale werbalno-punktowe 0-1-2-3 (z możliwością wskazania stopni pośrednich) oraz są skale roztworowe, sporządzane przez sukcesywne rozcieńczanie podstawowego roztworu n-butanolu wodą w stosunku 7:13 (krok szeregu: 20/7). Wzorce skali są oznaczane kolejnymi numerami NrB1, NrB2, …, rosnącymi ze wzrostem stopnia rozcieńczenia roztworu podstawowego. Osoba oceniająca zapach wącha wzorce w kolejności wzrastających stężeń. Wskazuje dwa numery NrB: opowiadający indywidualnemu progowi węchowej wyczuwalności n-butanolu (NrBZERO) i ocenianej próbce (NrBpróbka). Intensywność zapachu (S) wonnej próbki lub powietrza zewnętrznego jest wyrażana umownie jako różnica między tymi numerami. Procedura jest stosowana w czasie ocen skuteczności dezodoryzacji, badań emisji zapachowej i zapachowej jakości powietrza[57][34].

VDI Richtlinien 3882
Intensywność zapachu Symbol
Skrajnie mocny A
Bardzo mocny B
Mocny C
Wyraźny D
Słaby E
Bardzo słaby F
Niewyczuwalny G
Skale OIRS (cn-butanol [ppm])
Stopień krok X=3 krok X=2 krok X=2 krok X=2
1 25 12 12 10
2 75 24 24 20
3 225 48 48 40
4 675 96 96 80
5 2025 194 194 160
6 388 388 320
7 775 775 640
8 1550 1550 1280
9 3100 2560
10 6200 5120
11 10240
12 20480
ZUT Szczecin
Określenie Stopień
brak 0
brak/słaby 0,5
słaby 1
słaby/wyraźny 1,5
wyrażny 2
wyraźny/mocny 2,5
mocny 3


Ekstrapolacyjna metoda wyznaczania wartości stężenia zapachowego[edytuj]

Zasada ekstrapolacyjnej metody wyznaczania stężenia zapachowego i współczynnika Webera-Fechnera

Ekstrapolacyjna metoda oznaczania stężenia zapachowego polega na[53]:

  • rozcieńczaniu próbek badanego gazu czystym powietrzem metodą dynamiczną - zgodnie z PN-EN 13725 - lub metodą statyczną, wymienioną w normie europejskiej PN-EN 13725 jako metoda rozcieńczeń wstępnych; próbki są rozcieńczane w takim stopniu, aby zapach po rozcieńczeniu był dla większości uczestników pomiarów co najmniej rozpoznawalny,
  • ocenach intensywności zapachu rozcieńczonego gazu (np. z użyciem skali wzorców n-butanolowych).

Obliczenia stężenia zapachowego wykonuje się korzystając z prawa Webera-Fechnera.

Intensywność zapachu próbki przed rozcieńczeniem Intensywność zapachu próbki po rozcieńczeniu Z razy
S0 = k log cod SZ = k log (cod / Z ) = S0 - k log Z

Określenie wielu wartości SZ (po różnych rozcieńczeniach Z) umożliwia obliczenie współczynnika Webera-Fechnera (k) oraz znalezienie wartości rozcieńczenia, po którym prawdopodobieństwo wyczucia zapachu wynosi 50% (Z50% = cod [ou/m3]). Wynik pomiaru jest obliczany na podstawie ocen zgromadzonych z udziałem wystarczająco licznej grupy osób (zwykle grupa 6-8 osobowa), albo z udziałem zespołu o kontrolowanej sprawności węchu. Odrzuca się wyniki uzyskane od osób o wrażliwości węchu zbyt odbiegającej od średniej. Zgodnie z normą PN-EN 13725:2007 indywidualne oceny Z50% (ZITE) muszą mieścić się między wartością pięciokrotnie mniejszą i pięciokrotnie większą od średniej z całego zbioru ZITE.

Psychofizyczne oceny stężenia odorantów w powietrzu atmosferycznym[edytuj]

Stężenie odorantów w powietrzu atmosferycznym jest zwykle zbyt małe, aby można było zastosować olfaktometryczną technikę pomiarów opisaną w PN-EN 13725 lub metodę ekstrapolacyjną. Konieczne jest wykonywanie terenowych pomiarów zapachowej jakości powietrza, nie wymagających pobierania próbek. W czasie terenowych kontroli jakości powietrza atmosferycznego w otoczeniu źródeł odorantów są stosowane proste werbalno-punktowe skale intensywności zapachu. Wyniki zespołowych ocen intensywności zapachu wykorzystuje się do obliczeń wartości stężenia zapachowego (cod [ou/m3]) - chwilowych i odniesionych do czasu kontroli (średnia ze zbioru zgromadzonych ocen). Warunkiem wykonania obliczeń jest wcześniejsze empiryczne wyznaczenie współczynnika Webera-Fechnera (kWF), charakterystycznego dla mieszaniny zanieczyszczeń, zawartych w powietrzu. Wyznaczenie wartości współczynnika wymaga pobrana próbek z uciążliwego emitora i przeprowadzenia oznaczeń intensywności zapachu próbek rozcieńczonych w różnym stopniu czystym powietrzem (patrz - Metoda ekstrapolacyjna).

Terenowe skalowanie intensywności zapachu
Karta indywidualnych ocen intensywności

Przykład

Zestawienie wyników terenowej pięciominutowej oceny intensywności zapachu, wykonanej przez cztery osoby
Minuty Pierwsza minuta Druga minuta Trzecia minuta Czwarta minuta Piąta minuta
Sekundy 15 s 30 s 45 s 60 s 15 s 30 s 45 s 60 s 15 s 30 s 45 s 60 s 15 s 30 s 45 s 60 s 15 s 30 s 45 s 60 s
S = 3
S = 3 3
S = 3 3 =
S = 3 3 = = 3
S = 2 = = 2 =
S = 2 = 2 2 = = 2
S = 2 2 2 = = 3 2 =
S = 2 = = 2 2 2 = = 2 2
S = 1 2 1 2 2 = 2 = = = 2 = 1 = 2
S = 1 = 2 = = 1 = 1 3 3 = 1 1 1 1 1 =
S = 1 2 = 1 1 1 2 1 1 = = 2 2 1 1 1 1 1 1 1
S = 1 = 1 1 1 1 = 1 1 = = = = 1 1 1 1 1 1 1 1



Źródła[edytuj]

Badania socjologiczne[edytuj]

Metody badań[edytuj]

Ik = ?WkNk / Nk
Kategoria uciążliwości, i Współczynnik wagi, Wi
0 - Brak zapachu 0
1 - Brak uciążliwości 0
2 - Mała uciążliwość 25
3 - Uciążliwość 50
4 - Duża uciążliwość 75
5 - Skrajna uciążliwość 100


Zanieczyszczenie powietrza odorantami wywołuje bezpośrednie, subiektywne reakcje mieszkańców otoczenia źródeł tych związków. Znajdują one wyraz w skargach kierowanych do różnych urzędów, zarządzających ochroną środowiska. Liczba skarg, napływających z określonego obszaru np. w ciągu roku, bywa uznawana za obiektywną miarę zapachowej jakości powietrza[24]. Podobną rolę odgrywają wyniki profesjonalnych ankietyzacji.

Rodzaj kwestionariuszy i sposób ich rozpowszechniania oraz metodę analizy zgromadzonych wyników opisano np. w niemieckich wytycznych VDI Richtlinien 3883[23]. Zdefiniowano indeks zapachowej uciążliwości (Ik) jako średnią ważoną z opinii zgromadzonych w ciągu tygodnia (k). Symbole użyte we wzorze oznaczają:

Ik – indeks uciążliwości dla tygodnia k, Nk – łączna liczba zgłoszonych „zdarzeń odorowych” w tygodniu k, i – kategoria uciążliwości (od 0 do 5 - według tabeli obok), Wi – współczynnik wagi kategorii uciążliwości i, Nik – liczba „zdarzeń odorowych” w tygodniu w kategorii i.

Badania korelacji między wskaźnikami uciążliwości, określanymi metodami socjologicznymi, a wynikami obiektywnych pomiarów stężenia zapachowego, nie zostały zakończone.

Źródła[edytuj]

Zastosowania olfaktometrii technicznej[edytuj]

Olfaktometria w znaczeniu technicznym jest dziedziną analizy sensorycznej, która umożliwia:

  • ilościowe oznaczanie wielkości emisji zapachowej (liczba europejskich jednostek zapachowych, emitowanych na sekundę, ouE/s) oraz:
    • obliczanie wskaźników emisji, odniesionych do jednostki produkcji (tona produktu lub surowca, sztuka, ...),
    • obliczanie wartości stężenia zapachowego w powietrzu otoczenia emitorów, przewidywanego na podstawie wyników w:modelowanie dyspersji odorantów w atmosferze,
    • doświadczalną weryfikację wyników modelowanie dyspersji,
    • ilościowe określanie skuteczności dezodoryzacji (zmiany: stężenia zapachowego, intensywności zapachu emitowanych gazów, potencjalnego zasięgu uciążliwości w otoczeniu emitora),
(wymienione pomiary i obliczenia są użytecznymi instrumentami w systemach ochrony powietrza przed uciążliwością zapachową),
  • prowadzenie badań korelacji między wynikami pomiarów olfaktometrycznych, a:
    • wynikami jakościowych i ilościowych analiz chemicznych (badania psychofizyczne),
    • wskazaniami przyrządów nazywanych elektronicznymi nosami (komercyjnych i projektowanych).


Przypisy

  1. PWN.pl Encyklopedia: Hasło „Olfaktometria” (pol.). [dostęp 2010-09-06].
  2. Do chwili wydania normy europejskiej PN-EN 13725:2007 badania jakości materiałów/powietrza/wody, wykonywane z użyciem węchu jako rodzaju narzędzia pomiarowego, były nazywane "odorymetrią"
  3. 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 Norma PN-EN 13725 jest dosłownym tłumaczeniem normy europejskiej EN 13725:2003, opracowanej przez grupę roboczą WG2 Odour w Europejskim Komitecie Normalizacyjnym, Komisja Techniczna TC 264. W badaniach brało udział kilkanaście laboratoriów olfaktometrycznych. Trwały ponad 10 lat. Normę wprowadzono w Polsce w r. 2005 w trybie uznania wersji angielskojęzycznej. W roku 2007 ustanowiono wersję polskojęzyczną PN-EN 13725:2007 „Jakość powietrza. Oznaczane stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej”
  4. Karolina Dżaman. Współczesne metody badania węchu i smaku. „Otolaryngologia”. 7 (4), s. 173 - 177, 2008. 
  5. Isabelle A. Tourbier, Richard L. Doty. Sniff Magnitude Test: Relationship to Odor Identification, Detection, and Memory Tests in a Clinic Population. „Chem Senses”. 32 (6), s. 515-523, 2007. DOI: 10.1093/chemse/bjm020 (ang.). 
  6. Jörn Lötsch, Heinz Reichmann, Thomas Hummel. Different Odor Tests Contribute Differently to the Evaluation of Olfactory Loss. „Chem Senses”. 33 (1), s. 17-21, 2008 (ang.). 
  7. J. Hans Visser, Paul G.M. Piron (Research Institute for Plant Protection IPO-OLO). An Open Y•Track Olfactometer for Recording of Aphid Behavioural Responses to Plant Odours. „Proc. Exper. & Appl. Entomol.”. . 9, 1998. amsterdam. 
  8. N. E. MCINDOO. AN INSECT OLFACTOMETER. „Journal of Economic Entomology”. 19 (3), s. 545-571, June 1926. Entomological Society of America. DOI: 10.1111/j.1570-7458.2010.01010.x. ISSN 0022-0493. [dostęp 2010-10-14]. 
  9. Kiyoshi Nakamuta, Rob W. H. M. VAN TOL2, J. Hans VISSER. An olfactometer for analyzing olfactory responses of death-feigning insects. „Appl. Entomo1. Zoo1.”. 40 (1), s. 173-l75, 2005. DOI: 10.1303/aez.2005.173. 
  10. Basic Principles of Headspace Analysis (ang.). LabHut.com Education Centre. [dostęp 2010-10-13].
  11. Katharina Breme: Analyse d'extraits naturels parfumants par GC/Olfactométrie. Application a des extraits de Brassicales et d'Astérales. Editions universitaires europeennes, 2010-07-05. ISBN 978-613-1-50151-7. [dostęp 2010-10-13]. (fr.)
  12. Vincent VARLET, BREME, Xavier FERNANDEZ: [1]. 2009-12-10. [dostęp 2010-10-1]. Cytat: INTRODUCTION: ... Un composé odorant présent dans un produit ou dans notre environnement est caractérisé par sa concentration, sa note olfactive et son seuil de perception. Bien que les techniques de chromatographie en phase gazeuse classique permettent de mettre en évidence et quantifier les composés odorants, il est bien plus difficile de caractériser l'impact olfactif et le seuil de perception du composé identifié. Pour cela, le couplage chromatographie en phase gazeuse/olfactométrie (GC/O) s'avere l'outil de prédilection. Cette technique chromatographique utilise le nez humain en tant que détecteur sensoriel, la plupart du temps associé a une détection physique classique. Il est alors possible d'identifier et de quantifier les analytes et également de déterminer leurs notes et. puissances olfactives. En respectant certaines précautions, l'analyste peut alors obtenir des résultats répétables, reproductibles et quantitatifs. Le couplage GC/O est ainsi fréquemment utilisé pour mettre en évidence les composés aromatisants caractéristiques d'un aliment, d'un environnement, ou pour détecter et identifier les composés responsables d'une mauvaise odeur.
  13. L. Cai, J.A. Koziel, Y.C. Lo, S.J. Hoff. Characterization of volatile organic compounds and odorants associated with swine barn particulate matter using solid-phase microextraction and gas chromatography–mass spectrometry–olfactometry. „Journal of Chromatography A”. 1102 (1-2), s. 60-72, 13 January 2006. PMID: 16297922 (ang.). Cytat: VOCs were characterized with a wide range of molecular weight, boiling points, vapor pressures, water solubilities, odor detection thresholds, and atmospheric reactivities. All characteristic swine VOCs and odorants were present in PM and their abundance was proportional to PM size. However, the majority of VOCs and characteristic swine odorants were preferentially bound to smaller-size PM. The findings indicate that a significant fraction of swine odor can be carried by PM. Research of the effects of PM control on swine odor mitigation is warranted.. 
  14. W. Wardencki, T. Chmiel, T. Dymerski, P. Biernacka i inni. Application of gas chromatography, mass spectrometry and olfactometry for quality assessment of selected food products. „Ecological Chemistry and Engineering. S”. 16 (3), s. 287-300, 2009. [dostęp 2010-10-13]. Cytat: Stosując mikroekstrakcję do fazy stacjonarnej z fazy nadpowierzchniowej jako metodę przygotowania próbek i chromatografię gazową (GC) ze spektrometrią mas (MS) i olfaktometrią (O) jako metodę oznaczeń końcowych, oznaczono lotne związki w spirytusach i miodach. Identyfikację przeprowadzono przez porównanie widm masowych z widmami z biblioteki NIST. Dodatkowo, wykrywane przez panel oceniający związki zapachowe rejestrowano w formie olfaktogramów,. 
  15. K.S. Tandon, M. Jordan, K.R. Goodner, E.A. Baldwin. Characterisation of fresh tomato aroma volatiles using GC-Olfactometry. „Proc. Fla. State Hort Soc.”. 114, s. 142-144, 2001 (ang.). [dostęp 2010-10-13]. 
  16. Saskia M. van Ruth (Department of Food Science and Technology, Nutritional Sciences, University College Cork, Western Road, Cork, Ireland). Review Methods for gas chromatography-olfactometry: a review. „Biomolecular Engineering”. 17 (4-5), s. 121-128, May 2001. DOI: 10.1016/S1389-0344(01)00070-3 (ang.). Cytat: Abstrakt: Gas chromatography-olfactometry methods are used in flavor research to determine the odor active compounds in foods. In this review, the four major methods for gas chromatography-olfactometry are described and their potentials and limitations discussed. The methods include dilution analysis, detection frequency methods, posterior intensity methods and time-intensity methods. The value of gas chromatography olfactometry data is shown to depend directly on the gas chromatography-olfactometry method, as well as on sample preparation and analytical conditions.... 
  17. 17,0 17,1 17,2 17,3 Z wprowadzeniem PN-EN 13725:2007 wiązała się konieczność istotnych zmian w polskiej terminologii, stosowanej wcześniej w obszarze badań odorymetrycznych/olfaktometrycznych. Omówienie wprowdzanych zmian przedstawiono - do dyskusji - w czasie opracowywania wersji polskojęzycznej J. Kośmider, B. Krajewska. Normalizacja olfaktometrii dynamicznej. Podstawowe pojęcia i jednostki miar. „Normalizacja”, s. 15-22, 2005 (pol.). . Tabelaryczne zestawienie symboli zgodnych z PN-EN 13725 ze stosowanymi w podręczniku "Odory" PWN 2002, można pobrać ze strony Wydawnictwa - "uaktualnienie"
  18. Przed ustanowieniem normy PN-EN 13725 w polskim piśmiennictwie stosowano pojęcia i symbole:
    • zamiast pojęcia „próg wyczuwalności” - „stężenie progowe wyczuwalności” (SPW) lub „stężenie odpowiadające progowi wyczuwalności węchowej” (SPWW),
    • zamiast europejskiej jednostki zapachowej - jednostki zdefiniowane bez odwoływania się do standardowej procedury oznaczeń progu, określane jako „jednostka zapachowa [jz] lub [JZ]" albo "jednostka odoru [jo]".
  19. Przed ustanowieniem normy PN-EN 13725:2007 w polskim piśmiennictwie, zamiast "stężenie zapachowe", używano określeń "liczba jednostek zapachowych" (LJZ [jz/m3] i "liczba jednostek odoru (LJO [jo/m3]). Te pojęcia były stosowane jako odpowiedniki określenia "Threshold Odour Number (TON [ou/m3])"
  20. Ze strony Wyd. Nauk. PWN SA można pobrać zestawienie symboli i pojęć stosowanych w książce "Odory" (J. Kośmider i wsp.} i zgodnych z normą; patrz: "Uaktualnieie"
  21. Hugo van Belois (OpdenKamp Environmental Consultancy, ekspert TAIEX). Policy and practice concerning the reduction of odour nuisances in the Netherlands. „Materiały Seminarium RTP 26398: Ograniczanie uciążliwości odorowych”, 30.03-1.04.2008. Międzyzdroje: WIOŚ Szczecin (ang.). [dostęp 2010-10-15]. 
  22. Hiroyuki Ueno (The Tokio Metropolita Research Institute for Environmental Protection). Outline of Odour Regulation and Odour Measurement Method in Japan. „Materiały Seminarium Naukowego, Politechnika Szczecińska”, 2006-02-26 (ang.). [dostęp 2010-10-15]. 
  23. 23,0 23,1 W Niemczech gromadzenie opinii ludności o odczuwanej zapachowej uciążliwości oraz inspekcje terenowe przeprowadza się w ramach procedur opisanych w dokumencie GOOA (Guideline on odour in ambient air, 1998) zgodnie z wytycznymi VDI-Richtlinien VDI 3883 Blatt 1: Wirkung und Bewertung von Gerüchen - Psychometrische Erfassung der Geruchsbelästigung - Fragebogentechnik (1997-07), VDI 3883 Blatt 2: Wirkung und Bewertung von Gerüchen; Ermittlung von Belästigungsparametern durch Befragungen; Wiederholte Kurzbefragung von ortsansässigen Probanden, VDI 3940 Blatt 1: Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen - Bestimmung der Immissionshäufigkeit von erkennbaren Gerüchen - Rastermessung (2006-02), VDI 3940 Blatt 1: Berichtigung Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen - Bestimmung der Immissionshäufigkeit von erkennbaren Gerüchen - Rastermessung (2006-02), VDI 3940 Blatt 2: Bestimmung von Geruchsstoffimmission durch Begehungen - Bestimmung der Immissionshäufigkeit von erkennbaren Gerüchen - Fahnenmessung (2006-02), VDI 3940 Blatt 3: Bestimmung von Geruchsstoffimmissionen durch Begehungen - Ermittlung von Geruchsintensität und hedonischer Geruchswirkung im Feld (2010-01), VDI 3940 Blatt 4 Bestimmung der hedonischen Geruchswirkung - Polaritätenprofile
  24. 24,0 24,1 Streszczenie raportu z badań IOŚ w Warszawie zostało zamieszczone w rozdz. 10.1. "Podstawy klasyfikacji działalności produkcyjnej i usługowej pod kątem uciążliwości zapachowej" podręcznika J.Kośmider i wsp., Odory, Wyd. Nauk. PWN SA, 2002, ss. 154-158, rozdz. 10.1. Podobne informacje, dotyczące skarg na odory zgłaszanych do WIOŚ i GIOŚ w r. 2006 i 2007, przedstawiono w czasie Seminarium RTP 26398, Międzyzdroje 2008, Małgorzata Kołodziej-Nowakowska Rozpatrywanie skarg na uciążliwość odorową przez Inspekcję Ochrony Środowiska
  25. Wyniki kilkuletnich badań, wykonanych w Wielkiej Brytanii, zostały opisane w dokumencie Odour Impacts and Odour Emission Control Measures for Intensive Agriculture, R&D REPORT SERIES No. 14, EUROPEAN COMMUNITY, European Regional Development Fund.,2002. Raport został wykorzystany w czasie opracowywania projektu horyzontalnej dyrektywy IPPC H4: Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC), DRAFT, Horizontal Guidance for Odour H4; part 1 – Regulation and Permitting; na podstawie jednego z załączników do tego materiału (załącznik 6, strona 54) sporządzono tabelę "Zalecenia dotyczące granicznych poziomów zapachowej uciążliwości..."
  26. Polski Komitet Normalizacyjny, NKP 280: PN-EN 13725; Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej (pol.). PKN Warszawa, 2007. [dostęp 2014-07-26].
  27. J. Kośmider, B. Krajewska. Normalizacja olfaktometrii dynamicznej. Podstawowe pojęcia i jednostki miar. „Normalizacja”, s. 15-22, 2005 (pol.). [dostęp 2014-07-26]. 
  28. Joanna Kośmider. Problemy normalizacji oznaczania stężenia odorów. „Normalizacja”, s. 8-14, 2000. PKN (pol.). 
  29. 29,0 29,1 J. Kośmider. Pomiary stężeń zapachowych metodą olfaktometrii dynamicznej (PN-EN 13725:2007). „Wodociągi - Kanalizacja”. s. 34–35 (pol.). 
  30. H. Ueno, B. Merecka, J. Kośmider. Difference in the odor concentrations measured by the triangle odor bag method and dynamic olfactometry. „Water Science & Technology”. 59 (7), s. 1339-1342, 2009 (ang.). 
  31. J. Kośmider, Wyszyński. Ocena skuteczności dezodoryzacji. „Inżynieria Chemiczna i Procesowa”. 22, s. 363-381, 2001 (pol.). 
  32. M. Friedrich, J. Kośmider. Weryfikacja prognozy zapachowej uciążliwości. Przykład fermy trzody chlewnej. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 128-136, 2009 (pol.). 
  33. J Kośmider, B. Krajewska. Measurements of temporary values of odour concentration. „Polish Journal of Environmental Studies”. 16 (2), s. 215-225, 2007 (ang.). 
  34. 34,0 34,1 J. Kośmider, Wyszyński. Zapachowa uciążliwość oczyszczalni ścieków komunalnych. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 27 (3), s. 69-83, 2001 (pol.). 
  35. Ringtest (ang.). en.wikipedia.org.
  36. OLFAtec GmbH - ein Unternehmen der Odournet Holding b.v.: Ringversuch/Eignungsprüfung nach DIN EN 13725:2003 (niem.).
  37. Olfaktometry serii TO - czterostanowiskowe (TO8, TO9) i ośmiostanowiskowy TO8.8 Ecoma.de: Olfaktometry serii TO i sprzęt dodatkowy (niem.). ecoma.de. [dostęp 2010-09-29].
  38. Olfaktometr z trzema wylotami przy stanowisku, zespół: 8 osób Queensland Gov.: dpi.qld.gov.au Olfactometer - air quality laboratory (ang.). dpi.qld.gov.au. [dostęp 2010-09-29].
  39. Olfaktometr sześciostanowiskowy, pięć wylotów przy stanowisku ODILE (ang.). www.envitech-bohemia.cz. [dostęp 2010-09-29].
  40. Olfaktometr jednostanowiskowy, wszystkie rodzaje testów fivesenses.com AC'SCENT® International Olfactometer (ang.). fivesenses.com. [dostęp 2010-09-29].
  41. Olfaktometry Olfaktomat-n (1 - 6 stanowiskowe, testy tak-nie i parzyste); sześciostanowiskowy Olfacton olfactometer, 2 wyloty przy stanowisku Odournet.com: Odour Analysis Equipment (ang.). www.odournet.com. [dostęp 2010-09-29].
  42. Wytyczne Japońskiego Ministerstwa Środowiska, udostępn. przez Hiroyuki Ueno, Szczecin 2006Odour Index Regulation and Triangular Odor Bag Method, Tokyo 2002
  43. Selekcja do zespołów w Japonii; Fragment filmu szkoleniowego przygotowanego w Ministerstwie Środowiska Japonii; udost. przez Hiroyuki Ueno, Szczecin 2006 Triangle dor Bag Method - Selection
  44. Pobieranie próbek w Japonii; Fragmenty filmu szkoleniowego przygotowanego w Ministerstwie Środowiska Japonii; udost. przez Hiroyuki Ueno, Szczecin 2006 Selection of panel
  45. Oczyszczanie powietrza i napełnianie worków; Fragmenty filmu szkoleniowego przygotowanego w Ministerstwie Środowiska Japonii; udost. przez Hiroyuki Ueno, Szczecin 2006 Bags from clean air
  46. Przygotowanie zestawów do testu trójkątowego; Fragmenty filmu szkoleniowego przygotowanego w Ministerstwie Środowiska Japonii; udost. przez Hiroyuki Ueno, Szczecin 2006 Triangles of Bags
  47. Developed by St. Croix Sensory U.S.Pat.6.595037 (2003)
  48. Mesures d’odeurs dans l’environnement - Milieu récepteur
  49. Joanna Kośmider: Oszacowanie zapachowej uciążliwości konwencjonalnej fermy tuczu świń. olores.org, 2010-09-21. [dostęp 2010-10-05].(hiszp. • ang. • fr. • niem. • pol.)
  50. Użyto symbolu jednostki zapachowej [ou], bez dolnego indeksu E (stosowanego dla europejskiej jednostki zapachowej), ponieważ prawo ma charakter ogólny - odnosi się do osób lub grup, które nie spełniają kryteriów sprawności sensorycznej, określonych w PN-EN 13725.
  51. Zgodnie z PN-EN 13725 członkami "zespołu" mogą być oceniający, którzy spełniają kryteria sprawności węchu określone w normie. "Grupa", to kilka/kilkanaście osób nie poddanych znormalizowanej procedurze selekcji.
  52. Dostępne w piśmiennictwie wartości progów nie są w pełni wiarygodne. Nie ma podstaw umożliwiających obliczanie cth mieszaniny odorantów od składu tej mieszaniny(patrz - Psychofizyka węchu
  53. 53,0 53,1 53,2 [7.4: Procedury odorymetryczne]. W: J.Kośmider, B.Mazur-Chrzanowska, B.Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 107-123. ISBN 978-83-01-14525-5. (pol.); Uwaga - w podręczniku zastosowano nieaktualne symbole wielkości i jednostek miar. Ich zestawienie z symbolami zgodnymi z PN-EN 13725:2007 można pobrać ze strony Wydawnictwa - "uaktualnienie"
  54. Fachbereich Umweltqualität. Olfaktometrie; Bestimmung der Geruchsintensität; Olfactometry; determination of odour intensity. „VDI-Richtlinie: VDI 3882 Blatt 1”, 1992-10; 2008-10. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN - Normenausschuss KRdL (niem. • ang.). [dostęp 2010-10-07]. Cytat: Das Dokument beschreibt eine olfaktometrische Untersuchungsmethode, mit deren Hilfe Riechproben mit Geruchsstoffkonzentrationen oberhalb der Geruchsschwelle (überschwellige Konzentrationen) in bezug auf die Empfindungsstärke beurteilt werden, die sie beim Menschen hervorrufen. Diese Empfindungsstärke oder Intensität ist bei gegebener Geruchsstoffkonzentration im wesentlichen stoff- und/oder mischungsabhängig. 
  55. Charles M. McGinley, Michael A. McGinley. [http://www.odory-szczecin.ps.pl/uploads/pdf/skale%20intens%20%20USA.zip Odor Intensity Scales for Enforcement, Monitoring, and Testing]. „Air and Waste Management Association: Annual Conference Session No: EE-6, Session Title: Odor Management and Regulation”, 2000 (ang.). [dostęp 2010-10-08]. 
  56. [3.4: Intensywność zapachu]. W: J.Kośmider, B.Mazur-Chrzanowska, B.Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 28-37. ISBN 978-83-01-14525-5. (pol.); Uwaga - w podręczniku zastosowano nieaktualne symbole wielkości i jednostek miar. Ich zestawienie z symbolami zgodnymi z PN-EN 13725:2007 można pobrać ze strony Wydawnictwa - "uaktualnienie"
  57. J. Kośmider, U. Gabriel. Zapachowa jakość powietrza w zakładzie utylizacji odpadów komunalnych. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 166-176, 2007 (pol.). 


Linki zewnętrzne[edytuj]