Category Archives: Jak se chovají pachové látky

Vyhodnocení dotazníků od obcí k problematice pachových látek 2012

V lednu 2012 provedla Česká společnost chemického inženýrství, pracovní skupina pro pachové látky vlastní dotazníkové šetření na problematiku pachových látek u všech obcí a měst ČR.

Z celkového počtu 5 000 obcí a měst se vrátilo 470 odpovědí. Pro jednoduchost vyhodnocení nebyly nerozlišovány obce a města. Některé odpovědi typu „stížností je velmi mnoho“, „stížnosti jsou neustálé“, „stížností jsou desítky“ apod. nebylo možné do počtu zahrnout, stejně jako odpovědi typu: „problematika je neřešitelná“ apod. Výsledky jsou zpracovány pro přehlednost graficky.

Na otázku:

  • „Máte ve Vaší obci výrazný zdroj zápachu“ odpovědělo ANO 160 obcí, NE 301 obcí.
  • „Je potřeba se problematikou zabývat“ odpovědělo ANO 253 obcí, NE 207 obcí.
  • „Počet stížností na zápach oprávněných za rok“ obce odpověděli:
  • Oprávněné stížnosti: 3 387 stížností /rok. Neoprávněné stížnosti: 399 stížností /rok

Toto hodnocení je velmi důležité, protože ukazuje, že neoprávněné stížnosti zatěžují státní správu a podniky různými způsoby zjišťováním co se stalo, kdy a jak. Nejistota, co je to zápach je tedy nejen problém pro samotné obyvatele, ale i nejistota pro podniky.

Nejsou zde zahrnuty střední a velké zdroje, protože Česká inspekce životního prostředí na dotazy nereagovala.

graf 2012_1

graf 2012_2

Vyhodnocení dotazníků od obcí k problematice pachových látek 2016

Z celkového počtu 6 000 oslovených obcí a měst jich odpovědělo 671, což je 11,1%. Významný zdroj zápachu mělo/má na svém území 227 obcí. Zkušenost se stížnostmi má  191 obcí. Problematiku pachových látek za důležitou považuje 380 obcí, pro zpřesnění pravomocí a řešení pachových látek formou zákona považuje za důležité 590 obcí, což je 88% odpovědí.

Porovnání s dotazníkovým šetřením z roku 2012

porovnání stížností 2012 a 2015

Grafické zpracování odpovědí pro rok 2016

graf 2015_1

graf 2015_2

Co bychom ještě měli o pachu vědět?

Co ovlivňuje vnímání pachu?
  • Paměť
  • Psychická pohoda
  • Hédonický efekt
  • Pocit hladu a sytosti
  • Délka pobytu v pachové zóně
  • Stav čichu (vrozený nebo získaný defekt)
  • Momentální zdravotní stav – nachlazení, senná rýma a podobně
Doba expozice
  • Po dlouhodobé expozici se snižuje čichový práh pro daný zápach
  • Čichový systém se adaptuje rychleji na pachy než na vůně
  • Vzrůst citlivosti k zápachům byl nalezen pro vzrůstající koncentraci pachů než vůní

Přecitlivělost na jeden pach může být částečně přenesen  na jiné pachy (zejména v průmyslových oblastech)

Kdy a jak pach vnímáme ?

  • Pachové molekuly musí být dostatečně malé (menší než 300-400 relativní molekulové hmotnosti) a těkavé, takže mohou dosáhnout k nosu a tam se rozpustit v hlenu.
  • U růžového oleje je to např. již množství, tedy 0,02 mg·m3 vzduchu.
  • Tabulka čokolády dráždí naše buňky souborem pěti set aromatických prvků, u červeného vína jich je dokonce na sedm set.
Proč nelze některé pachové látky změřit?

čichové prahy

Dají se měřit plošné zdroje? Ano, dají!

Měření na plošných zdrojích

Voní nebo zapáchá?

Koncentrace 100 ouE·m-3 při posuzování pachu čerstvě namleté kávy se jeví milovníkům kávy jako velmi příjemná vůně, jejím odpůrcům  jako zápach.

hedonický ton

Často se setkáváme s argumenty, že neexistuje jasná definice, kdy něco páchne, kdy  voní a zejména – každý jedinec vnímá jinak. Zda se jedná o vůni nebo o  zápach posuzuje tzv. Hédonický efekt (někdy také hédonický tón). Hédonický efekt popisuje vnímání pachu jedincem v závislosti na jeho zkušenostech, vzpomínkách, postoji k problému, psychickým stavem (únava, podráždění pocit hladu, nervozita) a pod.

Hédonický jev je popsán stupnicí, kde +5 je extrémně příjemný a -5 extrémně nepříjemný pocit. Zápach z jahod a jablek je zjištěn v hodnotě asi +3, a zápach z moči, hnojiv a mrtvých zvířat je popisován s hodnotou mezi -3 a -4. Hédonický jev u zápachu obvykle nabývá záporných hodnot s koncentrací nebo intenzitou pachu, ale příjemně ohodnocený zápach může při jisté koncentrační úrovni vzrůstat v příjemnosti před následným poklesem. Regrese hédonického jevu (na stupnici od +10 do -10) ve vzorku vzduchu z prasečích velkochovů ukázala hodnotu -1 při koncentracích asi 10 ouE·m-3 a -7 při koncentraci 300 ouE·m-3. Pro lepší představu jsou úrovně hédonického jevu zobrazeny graficky na obrázku výše. Je z něj patrné, že při vysokých koncentracích začínají být téměř všechny pachy nepříjemné a obtěžující.

Proč nelze pachy měřit analytickými metodami?

Pachové látky se na rozdíl od klasického chemického znečištění chovají specificky. Proč?

Zápach tvoří až na výjimky směs chemických látek, které se vzájemně ovlivňují. Zápach čistých látek můžeme cítit pouze při úniku z některých výrob (chlór, sirovodík), či konkrétních činností (chladící směs na zimních stadionech – čpavek). Ostatní zápachy běžně známé, jako je zápach ze zemědělských farem, lihovarů, potravinářských výrob, kanalizace, čistíren odpadních vod apod. jsou vždy tvořeny směsí nejméně dvou, zpravidla však desítek až stovek chemických látek. Např. vůně červeného vína je tvořena směsí cca 300 různými chemickými látkami. Můžeme si ukázat, kolika a jakými roztodivnými chemickými látkami je tvořena nádherná vůně kávy:

vůně kávy

Chemické látky, které jsou zpravidla hodně cítit, mají tu vlastnost, že bývají cítit při extrémně nízkých koncentracích, jsou však často jen velmi těžko měřitelné analytickými přístroji  (myslíme koncentrace těchto jednotlivých chemických látek).

Pokud změříme jen VOC (směs organických látek), a neurčíme látky, které jsou cítit, jen těžko můžeme hodnotit, jak se bude směs chovat. Aby to ovšem nebylo tak jednoduché, všechny chemické látky ve směsi na sebe vzájemně působí.

Pojďme se podívat např. na dvousložkovou směs, jaké interakce mohou být mezi oběma členy této směsi. Obě složky se mohou kombinovat (zápach obou složek se může sečíst a vzniknout zcela jiný typ pachu a stejné intenzitě), nebo se mohou maskovat (zápach jedné složky zamaskuje nepříjemný zápach jiné složky). Typickým příkladem této varianty je například vepřín. Zápach je tvořen směsí nízkých mastných kyselin (staré žluklé máslo) a amoniakem. Velmi ostrý a intenzívní pach amoniaku maskuje urputný nesnesitelný pach žluklého másla. Pokud odstraníme ze vzduchu amoniak, zůstane pouze onen nesnesitelný pach žluklého másla. Další varianty kombinací působení dvousložkové směsi vidíte na obrázku:

2 látky obr.4

A toto vše hovoříme o dvousložkové směsi. Představme si, že takto na sebe působí cca 300 různých látek a my neznáme jejich vzájemné působení. Nestačí změřit pouze chemicky jednotlivé látky (navíc některé jsou pod detekcí analytických přístrojů a přece jsou cítit – např. merkaptany) a říci, že sečteme jejich čichové prahy. To dostaneme nesmyslná čísla. Dovolila bych si zde uvézt jeden příklad z praxe.

Čichový práhzjednodušeně řečeno – je koncentrace čisté chemické látky, při níž je možné zaznamenat první vjem pachu.
Příklad

Úředník požadoval měření na zdroji celého rozsahu chemického složení (kvalitativního a kvantitativního), které jde z výduchu a dále posouzení výsledků z hlediska čichových prahů znečišťujících látek, zjištěných v emisích z technologie. Součástí žádosti o povolení zdroje měla být rozptylová studie, hodnotící koncentrace nalezených látek v závislosti na čichových prazích v jednotlivých vztažných bodech blízké obytné zástavby a jejich korelaci při různých možnostech navýšení výšky stávajícího výduchu odtahu emisí.

Výsledek?

Jednotlivé čichové prahy však neodpovídaly výsledné koncentraci naměřeného pachu, a to proto, že mezi jednotlivými čistými složkami vznikají výše popsané různé interakce a navíc čichové prahy uvádí každá literatura jiné a velmi rozdílné viz níže, proto jsou tyto hodnoty jen teoretická data.

Proč tento postup nebyl správný?

  • Zjištěné koncentrace jednotlivých nalezených organických sloučenin jsou tak nízké, že by rozptylová studie pro každou látku vykazovala 0 ve sledované lokalitě.
  • Rozptylová studie pro 21 naměřených látek by se pohybovala v hodnotě 100 tis. Kč a výsledek by byl nulový. Tak velkou a nesmyslnou investici nelze na provozovateli požadovat.
  • Dalším důležitým faktorem je to, že neexistuje tabulka definovaných čichových prahů a jednotliví autoři udávají různé hodnoty v závislosti na metodě měření a podmínkách, za kterých bylo měření prováděno), které se mohou lišit až o řády. Kdo určí, která hodnota je správná, pokud není u tabulky definováno, za jakých podmínek byl čichový práh jednotlivé látky určen? Jako příklad lze uvézt čichové prahy pro acetaldehyd – čichové prhy a literatura.

čich.prahy obr.5

Povšimněte si rozdílu hodnot uvedený v literatuře pro jednu látku. Zpracovatel rozptylových studií by mohl poškodit volbou jedné z literárních hodnot buď stěžovatele, nebo podnik – to bylo v jeho rukou, jakou literaturu by našel. Přitom bylo daleko elegantnější řešení olfaktometrické měření v souladu s evropskými normami a reálný výpočet, který by určil optimální rozsah úprav na zdroji.

Na výpočtu rozptylových studií se jen potvrzuje to, co už víme o chování jednotlivých pachových látek ve směsi. Vzájemné působení jednotlivých látek a výsledná koncentrace pachu je odlišná od hodnot čichových prahů jednotlivých chemických látek Na níže uvedených obrázcích je rozptylová studie spočtena z čichového prahu pro sirovodík, který byl na čistírně odpadních vod naměřen a v druhém případě z naměřených hodnot pachových látek (vzduch z čistírny odpadních vod). Z výsledků na obrázku se jen potvrzuje, že nemůžeme z výsledků chemického rozboru a čichových prahů naměřených látek počítat pachovou rozptylovou studii.

RS

Co z výše uvedeného plyne?

  • Naměřením koncentrací chemických látek, které mají popsané čichové prahy, nezjistíme výsledný zápach.
  • Použitím pouze čichových tabelárních hodnot pachových látek nemůžeme stanovit reálná zápach.
  • Nejsprávnější metoda ke zjištění pachu je olfaktometrické stanovení koncentrace pachových látek.

Jak se měří pachové látky

Při měření pachových látek můžeme vyjmenovat několik možností, ale lze říci, že nejobjektivnější je olfaktometrické stanovení.

  1. Fyzikálně chemické a analytické postupy
  2. Olfaktometrická metoda
  3. Statistická metoda-dotazníková šetření ČSN 83 5030
  4. Měření pachové stopě ČSN 83 5031
  5. Statistická metoda-dotazníková šetření – § 15 Vyhláška č. 365/2002 Sb.
  6. “Elektronický nos“

 Analytická měření – se hodí tam, kde jsme si jisti, že se jedná pouze o jednu sloučeninu a navíc, že jde o sloučeninu, u které dokážeme velmi přesně poznat čichový práh, Tedy není pod detekčním limitem většiny analytických přístrojů.

  1. Olfaktometrická metoda bude popsána v další kapitole.
  2. Statistické metody mají vypovídající hodnoty o pachu vnímaný lidmi v okolním prostředí, ale tato metoda jen těžko definuje zdroj, resp. při dokazování problému zdroji dochází ke sporům, které nařčený zdroj zpravidla vyhraje pro nedostatek důkazů. Navíc získané hodnoty lze těžko využít pro další řešení problému.
  3. Elektronický nos je elektronické zařízení pracující na kombinaci systémů měření koncentrací určitých typických chemických látek a olfaktometrickou (lze říci) kalibraci přístroje na určité koncentrace měřených látek. Elektronický nos má vzhledem ke kombinaci analytických metod omezené použití. Bývá využíván na skládkách, ale nelze jej využít u papíren (merkaptany).

Olfaktometrické měření

Olfaktometr je zařízení, které ředí vzorek v přesném poměru a takto naředěný vzorek pouští do čichových portů posuzovatelů ve střídavém rytmu s čistým vzduchem.

Měření na olfaktometru je poměrně složité na podmínky měření. Ač mnozí tvrdí, že měření je neobjektivní, je vlemi podobné například degustaci vína. Rozdíl je v tom, že při měření posuzovatelé nesmí udělat ani malou chybu, jinak jsou z měření vyloučeni a měření se musí opakovat. Výsledky jsednotlivých laboratoří jsou vzájemně porovnávány a aby laboratoř prošla přísným akreditovaným měřením, nesmí se výsledek jedné laboratoře lišit od výsledků jiných laboratořích o více jak 5%. Tedy meteda je opakovatelná a reprodukovatelná jako jakákoliv  jiná analytická metoda stanovení škodlivin.

Olfaktometr

Jednotliví posuzovatelé jsopu mnohokráte testováni nachemickouo látku n-butanol, kterou mohou cítit jen v omezeném rozsahu, tedy ani málo, ani moc. Obdobně jsou posuzovatelé vybíráni obdobně jako degustéři vína. V 10 x opakovaném testu se nesmí lišit ve výsledku o 5% a stejně tak ve výsledcích vůči měřící skupině se jejich výsledek nesmí lišit o 5%, jinak jsou z měření vyloučeni.

Výsledek celého měření několika posuzovatelů a několika kol měření je spočten jako geometrický průměr všech výsledků.

Posuzovatelé musí označit koncentraci, kterou poprvé ucítí tlačítkem a nesmí se více jak jednou splést a stisknout tlačítko při čistém vzduchu. Pokud se posuzovatel (respondent) více jak 2x splete, je z výsledného hodnocení vyloučen. Pro jedno měření je minimální počet posuzovatelů = 4, optimální počet je 6-8 posuzovatelů,

Definice pachové jednotky

Evropskou pachovou jednotkou (ouE) se rozumí množství odorantu, které, pokud je rozptýleno v 1 m3 neutrálního plynu za standardních podmínek, vyvolá fyziologickou reakci respondentů odpovídající evropské referenční pachové jednotce (EROM)

Evropskou referenční pachovou jednotkou (ouE) se rozumí fyziologická reakce respondentů vyvolaná dávkou 123mg n-butanolu rozptýleného v 1 m3 neutrálního plynu za standardních podmínek. To je množství, které odpovídá 0,040 mmol/mol n-butanoluv

Tyto příšerně znějící definice nám zjednodušeně říkají, že jedna pachová jednotka se rovná čichovému prahu, a že musí být měřena za přesně definovaných podmínek (výběr respondentů podle toho jak splňují podmínky při určení čichového prahu n-butanolu při určité koncentraci a opět za dalších přísných podmínek).

Počet pachových jednotek nám říká, kolikrát musíme naředit 1 m3 zapáchajícího vzduchu, abychom nic necítili. 50 ouE·m-3 nám říká, že musíme vzduch ze zdroje 50x naředit, abychom vůbec nic necítili.

Člověk nevnímá změnu lineárně ale exponenciálně

olfakt

Písmena v horní liště sloupců označují zkratky jmen respondentů. Levý sloupeček ukazuje ředění, která byla respondentům podávána. Pro zmatení respondentů je v některých případech nahrazen vzorek čistým vzduchem. Pokud se respondent splete (2. sloupeček), je z měření vyloučen. Pokud všichni respondenti 2x za sebou vzorek ucítí, je považován čichový práh za prokázaný a přístroj statistickými metodami za použití směrodatné odchylky vyhodnotí měření posledních dvou naměřených koncentrací. Přitom olfaktometr porovnává každý naměřený výsledek s geometrickým průměrem celkového výsledku, a pokud je směrodatná odchylka měření nějakého respondenta vyšší, nebo nižší než 5%, je měření z celého souboru vyloučeno a konečný výsledek je spočten bez této hodnoty. Tak jsou vyloučeni jedinci, kteří cítí mimo rozsah od ostatního průměru (důvodem může být nachlazení, stres, ale i paměť na daný pach z minulosti).

Výstup z olfaktometru

Výstup z olfaktometru

 

Chování pachových látek

Jak zápach vyjadřujeme
  • Jako koncentraci – jednotka [ouE·m-3 ]
  • Jako Hédonický tón <+;->
  • Jako Intenzitu <0;10>

Intenzitu si lze názorně představit asi takto:

intenzita

Koncentrace pachových látek, jak ji vnímáme?
  • 1 ouE·m-3     vnímáme nějakou změnu
  • 3 ouE·m-3     citliví jedinci jsou schopni  identifikovat, co cítí
  • 5 ouE·m-3     jsme schopni identifikovat, co  cítíme
Hodnocení pachových látek

Při koncentraci pachových látek 1 ouE·m-3 u 50% respondentů může být pach vnímán, avšak nemůže být rozpoznán (identifikován). V literatuře uváděná koncentrace pachových látek, kdy může být pach rozpoznán a identifikován velmi citlivým jedincem se pohybuje mezi 3-5 ouE·m-3 v závislosti na hédonickém tónu pachu. Koncentrace pachových látek (pro průměrného obyvatele, který je schopen identifikovat pach) je 5 ouE·m-3. Vyšší hodnoty koncentrace pachových látek nad 10 ouE·m-3 již může být při dlouhodobém působení pro respondenty obtěžující.

Z historie

Čich patří mezi fylogeneticky nejstarší specifické smyslové ústrojí, které zachytává všechny informace o změnách našeho prostředí.

Položme si otázku, k čemu vlastně čich slouží a nač ho potřebujeme. Pračlověk okolní svět vnímal všemi smysly a využíval je k přežití. Čich sloužil k vystopování potravy, nelibý zápach varoval před zkaženou potravou nebo jedovatými látkami, varování agresivního pachu nepřítele jako potenciální nebezpečí.
Problematikou pachových látek se zabývali vědci již v dávné minulosti, neboť zápach je realita, kterou lidé velmi silně vnímají a nelibý zápach považují za velmi obtěžující.

V minulosti např. Linnaeus (1752) zkoumal a navrhl spoustu schémat pro klasifikaci pachu (Harper a kol. 1968) V tomto století byl rozšířen Heningsův systém (1915). Můžeme si ho představit jako trojdílný (trojúhelníkový, trojstranný) hranol. V každém bodě vrcholu leží pach:

  • Květinový a vonící po ovoci
  • Páchnoucí (zkažený, shnilý)
  • Kořeněný, pryskiřičný
  • Spálený

Pro pach je často užívané měřítko od 0 do 5 popsané již v roce 1972, (Dravnieks, 1972) a zde musíme přizpůsobit trochu pro každý experiment s přihlédnutím ke smyslu, zda pach je kontinuální nebo ne. 0.  ne existující

  1. stěží rozeznatelný a extrémně časově omezený řídký zápach
  2. sotva patrný a krátká doba působení
  3. snadno znatelný
  4. silný a docela vytrvalý
  5. velmi silný a vytrvalý

Stížnosti na zápach rostou nejrychleji ze všech stížností:

stížnosti (2)

Vliv na zdraví

Nové výzkumy ukazují, že pachy a vůně mají nejsilnější účinky ze všech smyslových vjemů a  působí bezprostředně na náš psychický stav. Žádná jiná smyslová funkce není tak silně spojena s informacemi uloženými v podvědomí jako čich.

Měřením a sledováním intenzity pachu ve vztahu ke zdraví obyvatel byla vyvrácena teorie, že zápach je zcela neškodný lidskému zdraví3. Význam čichu spočívá především ve vybavování podmíněně reflexního vyměšování trávicích šťáv a v obranných reakcích organismu na dráždění a škodlivé látky v prostředí. Při dlouhý expozicích obtěžujícího zápachu může následně docházet k žaludečním problémům, jako je nechutenství, zvracení apod.4 Existuje hypotéza, že intenzivní, nebo dlouhodobě obtěžující pach ovlivňuje náladu, emoce, výběr partnera, imunitní systém a endokrinní systém, v extrémním případě i druhotně může poškodit kardiovaskulární systém v důsledku psychického vypětí a stresu5,,6. Obtěžování obyvatelstva pachem patří k nejběžnějším stížnostem obyvatel na znečišťování životního prostředí nejen v ČR, ale ve většině vyspělých států. Světová zdravotní organizace definuje zdraví nejen jako pouze zdraví fyzické, ale i jako psychickou pohodu a zdraví duševní.7

pachy zdraví

Představme si, že bychom mohli na obrázku pohybovat jednotlivými čtverci. Posuneme-li malým vnitřním čtvercem směrem doprava směrem k příjemnému pachu a přitom modrá šipka zdraví a oranžové šipky stresu a obtěžování zůstávají na jednom místě ve vnitřním čtverci, snížíme při stejné koncentraci pachových látek hladinu stresu a obtěžování a zvýšíme hodnotu zdraví. Totéž se stane, posuneme-li oba vnitřní čtverce k individuální necitlivosti (směrem doprava). Zvýšíme-li dobu expozice (nebo citlivost, či nepříjemnost), tedy prodloužíme-li čas, kdy na člověka pach působí (vnitřní čtverce doleva) zvýší se hladiny stresu a obtěžování (žluté šipky) a sníží se hladina zdraví (modrá šipka). Totéž se stane, když za konstantních podmínek posuneme modrou kolmici (koncentrace pachových látek). Obrázek velmi názorně ukazuje vzájemné vlivy, které působí na stres a následně zdraví člověka v závislosti na kvalitě a kvantitě pachu v okolí.

  1. Frechen FB.: Odour emission inventory of German wastewater treatment plants, odour flow rates and odour emission capacity, Water Sci Technol. 2004;50(4):139-46
  2. Frechen, FB, Odor emissions of large WWTP’S – source strength measurement, atmospheric dispersion calculation, emission prognosis, Countermeasures – case-studies, Water Science and Technology 1992 vol.25 no.4-5 pp.375-382
  3.  Shusterman, D.: Odor-associated health complaints: Competing explanatory models. Chem Senses 2001, 26(3), 339-343.
  4. Shusterman, D.: Individual Factors in Nasal Chemesthesis. Chem. Senses. 2002, 27(6), 551-564.
  5.  Nimmermark, S.:Odour Influence on Well-being and Health with Specific Focus on Animal Production Emissions, Ann. Agric. Environ. Med., (2004), 11, 163–173
  6. Tomonobu N., Hagino I., Watanuki S., Yokoyama N., Funada Y.: Effect of odor preference on the autonomic nervous system. In:Abstracts, The 34th annual meeting of the Japanese Association for the Study of Taste and Smell (JAST XXXIV), Nara Japan October 4-6 2000. Chem Senses 2001, 26(3), 293-321.
  7. WHO: Preamble to the Constitution of the World Health Organization as adopted by the International Health Conference, New York, 19-22 June, 1946; signed on 22 July 1946 by the representatives of 61 States (Official Records of the World Health Organization, no. 2, p. 100) and entered into force on 7 April 1948.