Uciążliwość zapachowa/Wprowadzenie
| « | Uciążliwość zapachowa Wprowadzenie |
» |
| Wstęp | Węch człowieka |
Omówienie treści podręcznika
[edytuj]
Węch
[edytuj]Węch odbiera i przetwarza bodźce chemiczne, jakimi są obecne w powietrzu cząsteczki niektórych związków chemicznych (odorantów). Drugim z chemicznych zmysłów człowieka jest smak, niemal nierozłącznie związany z węchem (oba rodzaje wrażeń są odbierane równocześnie). Zasady działania wzroku, słuchu, smaku i innych zmysłów są znane od dawna. Węch jest bardziej złożony, co wynika z najdłuższej historii ewolucji tego sposobu „obserwacji” otoczenia przez organizmy żywe. Dzięki wielkiemu postępowi wiedzy w dziedzinie nauk ścisłych i przyrodniczych (np. biochemia, biofizyka, elektrofizjologia, genetyka, inżynieria genetyczna) działanie tego zmysłu jest w XXI w. znacznie mniej tajemnicze niż jeszcze w połowie wieku XX[1][2][3][4][5][6], jednak nadal wciąż nie w pełni wyjaśnione. Uniemożliwia to rozwiązywanie problemów uciążliwości zapachowej na podstawie wyników chemicznej analizy składu zanieczyszczonego powietrza. Konieczne jest odwoływanie się do opisu wrażeń węchowych odbieranych przez ludzi.
Zapachy niepożądane są zwykle nieprzyjemne (smród, fetor, odór), jednak uciążliwe bywają również zapachy przyjemne, lecz obce w danym środowisku – świadczące o obecności zanieczyszczeń powietrza (również takie są nazywane odorami). Przyczyną uciążliwości są zwykle wieloskładnikowe mieszaniny zanieczyszczeń powietrza (odorantów i związków bezwonnych). Poszczególne składniki mieszanin – związki chemiczne – znacznie różnią się rodzajem zapachu, wysokością progu węchowej wyczuwalności, szybkością zmian intensywności zapachu wraz ze zmianami stężenia itp. Szczególnie intensywny nieprzyjemny zapach wykazują np. siarkowodór, DMS i inne sulfidy, tiole i inne związki siarkoorganiczne, aminy, alkohole, aldehydy, ketony, w:estry i w:kwasy tłuszczowe. Chemicy identyfikują zwykle tylko część składników rzeczywistych mieszanin odorantów, przy czym nie jest możliwe wykazanie, że są to związki decydujące o zapachu zanieczyszczonego powietrza. Interpretację wyników analizy chemicznej – jakościowej i ilościowej – utrudnia też wspomniany brak pełnej wiedzy o zależności wrażeń zmysłowych od bodźców (psychologia, psychofizyka)[7]. W niektórych wypadkach istnieje możliwość wykorzystania przyrządów pomiarowych nazywanych elektronicznymi nosami, których konstrukcja jest wzorowana na działaniu węchu biologicznego. Ludzki nabłonek węchowy jest zastępowany "polem czujników" – zestawem wielu zróżnicowanych detektorów. Identyfikacja zapachu polega na stwierdzeniu podobieństwa rozkładu pobudzeń czujników pod wpływem badanej próbki i wzorca zapachowego[8][9].
Ogólne informacje na temat działania węchu biologicznego i sztucznego oraz określania cech zapachów są lub będą zamieszczone w rozdziałach: „Węch człowieka”, „Prawa psychofizyczne w olfaktometrii”, „Klasyfikacja zapachów według rodzaju”, „Analiza sensoryczna” i „Instrumentalne pomiary zapachu”.
Olfaktometria inżynierska
[edytuj]
Rozwiązywanie problemów związanych z uciążliwością zapachową umożliwiają techniki olfaktometryczne. Olfaktometria inżynierska (wykorzystywana w inżynierii chemicznej i środowiskowej) jest działem analizy sensorycznej[10], który obejmuje różne techniki ocen subiektywnych (np. skalowanie uciążliwości zapachu, jego intensywności i jakości hedonicznej) oraz techniki obiektywnego i ilościowego oznaczania zapachowego stężenia zanieczyszczeń (wszystkich odorantów łącznie). Zgodnie z normą ”Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą rozcieńczeń dynamicznych”[11] [12] stężenie odorantów w powietrzu lub w odlotowych gazach przemysłowych (stężenie zapachowe, cod) wyraża się w europejskich jednostkach zapachowych w metrze sześciennym (ouE/m³). Pomiary olfaktometryczne wykonuje się z użyciem olfaktometrów dynamicznych i zespołu ludzi o kontrolowanym węchu, odgrywających rolę czujnika. Liczbową miarą stężenia zapachowego jest taki stopień rozcieńczenia próbki, po którym jest osiągany zespołowy próg wyczuwalności zapachu (cod,th = 1 ouE/m³). Wynikiem obiektywnych i ilościowych olfaktometrycznych badań gazów odlotowych są liczbowe wielkości emisji zapachowej oraz skuteczności instalacji dezodoryzujących.
Techniki pomiarów olfaktometrycznych są lub będą opisane w rozdziale „Olfaktometria inżynierska”.
Prognozowanie zasięgu uciążliwości i standardy
[edytuj]
Znajomość emisji (qod [ouE/s]), charakterystycznej dla określonej działalności, umożliwia podejmowanie racjonalnych decyzji administracyjnych, dotyczących np. lokalizacji nowych zakładów przemysłowych w sąsiedztwie istniejących osiedli mieszkaniowych lub budowy budynków mieszkaniowych obok istniejących zakładów (zapobieganie przekroczeniom poziomu tzw. akceptowalnej uciążliwości zapachowej. Podstawę takich decyzji stanowią wyniki matematycznego modelowania rozprzestrzeniania się odorantów w otoczeniu projektowanego źródła. W przypadku, gdy uciążliwość już występuje, możliwe jest wydawanie – na analogicznej podstawie – odpowiednich decyzji administracyjnych, gwarantujących przywrócenie poziomu uciążliwości akceptowalnej. Mogą to być np. nakazy zmniejszenia emisji zapachowej, co można osiągnąć np. przez zmianę technologii, zmniejszenie produkcji lub zwiększenie sprawności instalacji dezodoryzującej gazy odlotowe[13].
Za miarę uciążliwości zapachowej w otoczeniu źródła odorantów jest uznawana częstość występowania zapachu rozpoznawalnego, słabego lub wyraźnego, odniesiona do skali roku. Zgodnie z ustawą „Prawo ochrony środowiska”[14] źródła emisji zanieczyszczeń uznaje się takie instalacje, jak np. ferma hodowlana, oczyszczalnia ścieków, rafineria). Akceptowalna częstość przekroczeń ustalonych wartości stężenia zapachowego zależy od tego, jak bardzo nieprzyjemny jest zapach. Zostało to uwzględnione np. w projekcie dyrektywy IPPC H4[15].
Wyodrębniono trzy grupy źródeł o różnej potencjalnej uciążliwości, dla których zasugerowano różne „granice akceptowalności”, po których przekroczeniu powinny być wydawane administracyjne decyzje, zobowiązujące np. do zmniejszenia uciążliwej produkcji lub zainstalowania bardziej skutecznych instalacji dezodoryzujących.
Wydanie odpowiednich polskich przepisów, określających poziomy odniesienia dla stężenia zapachowego w otoczeniu instalacji, mieści się w zakresie kompetencji Ministra Środowiska, w porozumieniu z Ministrem Zdrowia[14].
Techniki modelowania dyspersji odorantów oraz sposoby interpretacji ich wyników (prognozowanie poziomu uciążliwości zapachowej w otoczeniu emitorów) są lub będą opisane w rozdziałach: „Modelowanie dyspersji odorantów”, „Standardy zapachowej jakości powietrza” i „Zapachowa uciążliwość emitorów – przykłady”.
Dezodoryzacja gazów
[edytuj]Dezodoryzacja gazów odlotowych jest najczęściej procesem usuwania zanieczyszczeń strumienia emitowanych gazów z zastosowaniem różnych technik, np. adsorpcji, absorpcji, spalenia, biofiltracji. Są to techniki od dawna dobrze znane, opisane w wielu odrębnych podręcznikach. Specyficzny dla dezodoryzacji jest sposób ocen skuteczności tych procesów. Takie oceny powinny być podstawą wyboru techniki najbardziej właściwej w konkretnej sytuacji. Największa zmiana emisji zapachowej nie zawsze oznacza usunięcie największej ilości zanieczyszczeń, a z drugiej strony – zapach gazu odlotowego zawierającego mniej zanieczyszczeń może być bardziej intensywny lub bardziej nieprzyjemny. Efekt dezodoryzacji osiąga się niekiedy nie usuwając zanieczyszczeń, lecz wprowadzając takie dodatkowe składniki mieszaniny odorantów, które korzystnie zmieniają rodzaj zapachu lub zmniejszają jego intensywność. Wyjaśnienie tych efektów nie jest możliwe ze względu na brak pełnej wiedzy o mechanizmie węchowej percepcji. Sprawia to, że wybór techniki dezodoryzacji i optymalizacja warunków pracy instalacji dezodoryzujących muszą polegać na badaniach empirycznych, wykonywanych olfaktometrycznie [16] [17].
Najbardziej popularne techniki dezodoryzacji gazów – w miarę możliwości z informacjami o ich skuteczności – są lub będą przedstawione w rozdziałach: „Metody dezodoryzacji gazów” i „Metody oceny skuteczności dezodoryzacji.
Obliczenia
[edytuj]- W końcowej części podręcznika został zamieszczony moduł Obliczenia olfaktometryczne – przykłady, ze stopniowo uzupełnianym zestawieniem prostych zadań rachunkowych. Do rozwiązań tych zadań kierują linki do sekcji „Czy znasz odpowiedź?” w odpowiednich modułach książki.
Przypisy
- ↑ Richard Axel: Scents and Sensibility: A Molecular Logic of Olfactory Perception (ang.). The Nobel Foundation, 2004-12-08. [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Linda B. Buck: Unraveling the Sense of Smell (ang.). The Nobel Foundation, 2004. [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Leszek Białaczewski. Nagroda Nobla za rok 2004: odkrycie genów receptorów węchowych. „Otorynolaryngologia”. 4 (4), s. 163–168, 2005 (pol.). [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Jolanta Skangiel-Kramska, Karolina Rogozińska. Zmysł węchu — kodowanie zapachów — Nagroda Nobla z fizjologii lub medycyny w 2004 roku. „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”. 54 (2–3 (267–268)), s. 149–154, 2005 (pol.). [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Elżbieta Potargowicz. Węch – niedoceniany zmysł człowieka. „Postepy Hig Med Dosw.”. 62, s. 87–93, 2008 (pol.). [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Andrzej Obrębowski. Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za rok 2004. „Medycyna Praktyczna”, 2005-04-11. Uniwersytet Adama Kopernika, Wydział Informatyki, Katedra i Klinika Foniatrii i Audiologii AM im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu (pol.). [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Joanna Kośmider, Barbara Mazur-Chrzanowska, Bartosz Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002. ISBN 978-83-01-14525-5. [dostęp 2012-01-30]. (pol.)
- ↑ Joanna Kośmider, Bartosz Wyszyński. Artificial olfaction. „Chemia Analityczna”. 45, s. 483-500, 2000 (ang.).
- ↑ Joanna Kośmider, Małgorzata Zamelczyk-Pajewska, Beata Krajewska. Intensywność zapachu gazów przemysłowych. Możliwość pomiarów instrumentalnych. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 54-61, 2004 (pol.).
- ↑ Nina Baryłko-Pikielna: Zarys analizy sensorycznej żywności. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1975.
- ↑ PN–EN 13725:2007: Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej. „PKN Warszawa”. 2007 (pol.). [dostęp 2012-01-30].
- ↑ Joanna Kośmider, Beata Krajewska. Normalizacja olfaktometrii dynamicznej. Podstawowe pojęcia i jednostki miar. „Normalizacja”, s. 15-22, 2005 (pol.).
- ↑ Joanna Kośmider: Sensoryczne metody oceny zapachowej jakości powietrza i skuteczności dezodoryzacji. Szczecin: Wydawnictwo uczelniane ZUT, 1991.
- ↑ 14,0 14,1 Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, Prawo ochrony środowiska (art. 222,ust. 5–7)
- ↑ IPPC H4 Horizontal Guidance for Odour, Environment. Agency, UK 2002; Technical Guidance Note - Integrated Pollution Prevention and Control; IPPC H4 part 1 – Regulation and Permitting (draft 2002) (ang.) [dostęp 2012-01-26]
- ↑ Joanna Kośmider, Bartosz Wyszyński. Ocena skuteczności dezodoryzacji. „Inżynieria Chemiczna i Procesowa”. 22, s. 363-381, 2001 (pol.).
- ↑ Robert Junga, Monika Sosialuk. Oceny skuteczności dezodoryzacji. Redukcja stężenia zapachowego w biofiltrze. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 130-142, 2007 (pol.).