Olfaktometria - Polski Serwis Naukowy

Zobacz publikację na Wikibooks:
„Olfaktometria inżynierska” w podręczniku „Uciążliwość zapachowa”

Portal:
Węch i zapachy

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Olfaktometria

Olfaktometria (łac. olfactus – węch, gr. métro – miara) – rodzaj technik pomiarów, w których węch albo jest obiektem badań, albo pełni funkcję przyrządu pomiarowego, stosowanego w czasie badań zapachu.

ppm (ang. parts per million) - to przyjęty na świecie sposób wyrażania stężenia bardzo rozcieńczonych roztworów związków chemicznych. Stężenie to jest pochodną ułamka molowego i określa ile cząsteczek związku chemicznego przypada na 1 milion cząsteczek roztworu.
Strumień zapachowy (inaczej "emisja zapachowa") - iloczyn strumienia objętości (v [m/s]) przez stężenie zapachowe(cod [ouE/m ]). Zgodnie z PN-EN 13725 strumień zapachowy oznaczamy jako qod [ouE/s].

Badania węchu człowieka wchodzą w zakres otolaryngologii (zajmującej się chorobami narządu węchu) oraz neurologii i psychiatrii (zajmujących się chorobami centralnego układu nerwowego). Wspomagają proces diagnostyczny w przypadku chorób związanych z zaburzeniami węchu (np. choroba Parkinsona, stwardnienie rozsiane). W czasie badań są przeprowadzane rozmaite testy psychofizyczne, umożliwiające na przykład określanie indywidualnych węchowych „progów”, czyli najmniejszych wartości stężenia różnych związków chemicznych w powietrzu, przy których pacjent jest w stanie wyczuć zapach (percepcja) lub rozpoznać odebrane wrażenie (dyskryminacja, identyfikacja). Poza testami psychofizycznymi w medycynie są stosowane techniki badań elektrofizjologicznych, polegających na pomiarach potencjałów elektrycznych, powstających na powierzchni nabłonka węchowego w czasie percepcji zapachu albo w obszarach kory mózgowej, które są odpowiedzialne za przetwarzanie odebranych węchowych bodźców (badania elektroolfaktograficzne).

Pompka wodna - rodzaj małej pompy próżniowej, często stosowanej w laboratoriach. Elementem roboczym wytwarzającym podciśnienie jest zwężka Venturiego zasilana wodą wodociągową lub wodą pompowaną w obiegu zamkniętym przez dodatkową pompę mechaniczną. Wykonywana jest z metali, tworzyw sztucznych lub szkła. Za pomocą pompek wodnych zazwyczaj osiąga się próżnię rzędu kilkudziesięciu Tr, a maksymalne możliwe do uzyskania podciśnienie jest ograniczone prężnością pary wodnej w temperaturze ich pracy (np. 24 Tr w 25°C).
Dezodoryzacja - usuwanie niepożądanego zapachu. Usuwany jest niepożądany zapach artykułów codziennego użytku, ciała, powietrza wnętrz lub strumieni gazów, wprowadzanych do atmosfery z różnych instalacji (np. przemysł, hodowla, obiekty gospodarki komunalnej). Dezodoryzacja jest stosowana m.in. w przemyśle tłuszczowym, podczas wyrobu tłuszczów jadalnych. Dezodoryzacja strumieni gazów odlotowych z różnych obiektów działalności gospodarczej prowadzi do zmniejszenia strumienia zapachowego (ilości odorantów, emitowanych w jednostce czasu). Pozwala zmniejszyć odległości od obiektów, w jakich występują niepożądane zapachy ("odory").

Badania węchu zwierząt ułatwiają zrozumienie mechanizmów ewolucji oraz powstawania struktur ekosystemów – dawnych i współczesnych. Zwierzętom współczesnym węch dostarcza podstawowych informacji o otoczeniu i decyduje o ich zachowaniach. Wyniki badań reakcji zwierząt na określone rodzaje związków chemicznych (np. substancji semiochemicznych) pozwalają opracowywać zasady ochrony cennych ekosystemów naturalnych lub przekształconych przez człowieka (np. agrocenozy).

Pszczoła miodna (Apis mellifera L., syn. Apis mellifica L.) – gatunek z rodzaju pszczoła i rodziny pszczołowatych właściwych, obejmujące gatunki wytwarzające miód.
Prawo Webera-Fechnera – prawo wyrażające relację pomiędzy fizyczną miarą bodźca a reakcją układu biologicznego. Dotyczy ono reakcji na bodźce takich zmysłów jak wzrok, słuch czy poczucie temperatury. Jest to prawo fenomenologiczne będące wynikiem wielu obserwacji praktycznych i znajdujące wiele zastosowań technicznych.

Badania cech zapachu związków chemicznych i ich mieszanin są prowadzone w celu wyjaśnienia problemów percepcji wrażeń węchowych, w tym zależności zapachu od struktury cząsteczek i od stężenia różnych związków w powietrzu (psychofizyka węchu). Największe znaczenie praktyczne ma olfaktometria traktowana jako element sensorycznej analizy żywności i wielu artykułów przemysłowych (towaroznawstwo).

Język grecki albo greka — język indoeuropejski z grupy helleńskiej, w starożytności ważny język basenu Morza Śródziemnego. W cywilizacji Zachodu zaadaptowany obok łaciny jako język terminologii naukowej, wywarł wpływ na wszystkie współczesne języki europejskie, a także część pozaeuropejskich i starożytnych. Od X wieku p.n.e. zapisywany jest alfabetem greckim. Obecnie, jako język nowogrecki, pełni funkcję języka urzędowego w Grecji i Cyprze. Jest też jednym z języków oficjalnych Unii Europejskiej. Po grecku mówi współcześnie około 15 milionów ludzi.
Fizjologia (gr. φυσιολογία, od φύσις - natura + λόγος - nauka) – nauka o czynnościach życiowych organizmów. Bada ona prawa rządzące pracą narządów, komórek, tkanek

Techniki olfaktometrii środowiskowej (olfaktometria inżynierska) są podstawowymi instrumentami prawnej ochrony przed odorami (uciążliwymi zapachami).

Podstawowe znaczenie mają pomiary zapachowego stężenia wonnych zanieczyszczeń powietrza (odorantów). W czasie pomiarów określa się, w jakim stopniu trzeba rozcieńczyć próbkę badanego gazu czystym powietrzem, żeby jej zapach przestał być wyczuwalny. Zapach rozcieńczonych próbek oceniają zespoły ludzi, których węch jest systematycznie kontrolowany. Niezbędna jest też kontrola precyzji rozcieńczania próbek. W Europie i części krajów pozaeuropejskich są stosowane techniki rozcieńczeń dynamicznych (olfaktometry dynamiczne). Podobne wyniki pomiarów można otrzymać stosując technikę rozcieńczeń statycznych, polegającą na wprowadzaniu próbek badanego gazu – dokładnie odmierzanych strzykawkami – do znanych ilości czystego powietrza (metoda stosowana w Japonii).

Polska Norma (oznaczana symbolem PN) - norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną - Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.
Neuron – rodzaj komórek występujących w układzie nerwowym. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym. Neurony składają się z ciała komórki (perikarion albo soma) oraz wypustek cytoplazmatycznych: dendryty i akson, za pomocą których wytwarzają połączenia z innymi neuronami, bądź komórkami efektorowymi (wykonawczymi). Połączenie między komórkami nerwowymi zwane jest synapsą.

Zespołowo wyznaczony „stopień rozcieńczenia do progu wyczuwalności” jest liczbowo równy wartości stężenia wyrażonego w jednostkach zapachowych. Iloczyn wielkości strumienia emitowanych gazów (m³/s) przez stężenie zapachowe jest nazywany strumieniem zapachowym lub emisją zapachową (liczba jednostek zapachowych emitowanych na sekundę).

Psychiatria – subdyscyplina medycyny zajmująca się badaniem, zapobieganiem i leczeniem zaburzeń psychicznych. Bada ich uwarunkowania biologiczne, psychologiczne, rodzinno-genetyczne, społeczne, konstytucjonalne – sposoby powstawania i skutecznego zapobiegania.
Prawa psychofizyczne w olfaktometrii – prawa dotyczące zależności siły (intensywności) odczuwanego zapachu od stężenia odorantów w powietrzu, wynikające z ogólnych praw psychofizycznych.

Wyniki pomiarów emisji zapachowej z różnego rodzaju obiektów (np. zakładów przemysłowych, ferm hodowlanych, oczyszczalni ścieków) umożliwiają podejmowanie racjonalnych administracyjnych decyzji, m.in. dotyczących wymaganej skuteczności urządzeń do dezodoryzacji gazów emitowanych z zakładów istniejących lub niezbędnej odległości nowych obiektów od istniejących zabudowań mieszkalnych. Podstawą takich decyzji są standardy zapachowej jakości powietrza. Aby określić, czy standardy są lub będą dotrzymane, wykonuje się komputerowe symulacje rozprzestrzeniania się odorantów w otoczeniu źródła.

Odorant (z łac. odor – zapach) – dowolna substancja mająca zapach, niezależnie od tego, czy wydaje się on przyjemny, czy nie. W inżynierii środowiska odorantami określa się (wg normy PN-EN 13725:2007) wszystkie zanieczyszczenia zawarte w powietrzu, które pobudzają komórki nerwowe nabłonka węchowego. Wynikiem pobudzenia jest wrażenie zapachu – przyjemne lub nieprzyjemne. Wszystkie zapachy mogą być wrażeniami niepożądanymi, gdy są obce dla danego środowiska. Rodzaj emocji, związanych z odbiorem zapachu, określa tzw. jakość hedoniczna.
Neurologia - dziedzina medycyny zajmująca się schorzeniami obwodowego układu nerwowego i ośrodkowego układu nerwowego. Neurologia i psychiatria są dziedzinami pokrewnymi, a niektóre choroby są domeną zarówno neurologa jak i psychiatry. Neurologia zajmuje się głównie schorzeniami, których podłożem jest proces uszkadzający układ nerwowy, a psychiatria z kolei zajmuje się głównie chorobami, których podłożem jest biochemiczne zaburzenie funkcjonowania mózgu jako całości.

Olfaktometria w otolaryngologii i neurofizjologii

Metody badań

Olfaktometria w neurofizjologii

Psychofizyczny test dotyczący wrażliwości na zapach n-butanolu (ZUT-Szczecin)

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

Elektroda porównawcza (elektroda odniesienia) – elektroda (półogniwo) charakteryzująca się stałym potencjałem służąca za punkt odniesienia przy bezprądowym pomiarze potencjałów innych elektrod.
Czujnik (Sensor) - fizyczne, bądź biologiczne narzędzie, będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich.

metod badań psychofizycznych wymagających czynnego udziału pacjenta (subiektywnych)

obiektywnych pomiarów fizjologicznych reakcji organizmu pacjenta na zapach.

Badania obiektywne polegają, między innymi, na sprawdzaniu, jak prezentacja bodźców węchowych wpływa na:

oporność elektryczną skóry

szerokość źrenicy oka

przepływ krwi.

Testy psychofizyczne

Osobny artykuł: Testy psychofizyczne.

Zobacz więcej w artykule Zapach, w sekcji Psychofizyka węchu.

W czasie badań klinicznych najczęściej stosuje się pierwszą grupę metod. Stosowane są testy zmierzające do oznaczania progów wyczuwalności (czuję/nie czuję), zdolności do odróżniania zapachów (takie same/różne) i identyfikacji (rozpoznanie rodzaju). Badanie obejmujące wszystkie rodzaje testów jest określane symbolem TDI (T – threshold, D – discrimination, I – identification).

Przyrząd pomiarowy - urządzenie, układ pomiarowy lub jego elementy, przeznaczone do wykonania pomiarów samodzielnie lub w połączeniu z jednym lub wieloma urządzeniami dodatkowymi; wzorce miary i materiały odniesienia są traktowane jako przyrządy pomiarowe.
Poli(tereftalan etylenu), (C10H8O4)n (PET) - polimer z grupy poliestrów, otrzymywany na drodze polikondensacji z tereftalanu dimetylowego (DMT) i glikolu etylenowego (GE). Numer CAS: 25038-59-9, gęstość 1,370 g/cm3.

Najbardziej znany psychofizyczny test identyfikacji (I) polega na prezentacji pacjentowi czterdziestu popularnych zapachów. Pacjent zdrapuje z papieru powłokę z mikrokapsułkami zawierającymi odoranty. Jego zadanie polega na powąchaniu próbki i wybraniu odpowiedzi spośród czterech werbalnych określeń rodzaju zapachu, proponowanych w teście (wybór obligatoryjny – tzw. „test wymuszonego wyboru”). Wynik testu jest porównywany ze standardem opracowanym na podstawie badań 4000 osób. O braku zaburzeń węchu świadczy udzielenie co najmniej 34 poprawnych odpowiedzi.

Analiza sensoryczna - oceny organoleptyczne, wykonywane w sposób gwarantujący powtarzalność i odtwarzalność wyników. Jest to osiągane dzięki rygorystycznemu przestrzeganiu procedur, szczegółowo opisanych w odpowiednich normach lub resortowych wytycznych.
Detektor płomieniowo-jonizacyjny (często oznaczany FID od ang. Flame Ionization Detector) - jeden z najczęściej stosowanych detektorów w chromatografi gazowej.

Inna technika testów T, D i I polega na stosowaniu zestawów Sniffin'Sticks – markerów z wkładami nasączonymi roztworami różnych wonnych związków (różny rodzaj i intensywność zapachu).

Elektroolfaktografia

Osobny artykuł: Elektroolfaktografia.

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 (ang. Olfactory Event-Related Potentials, OERP).

Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji.
Towaroznawstwo - nauka zajmująca się badaniem i oceną właściwości użytkowych towarów oraz czynników wpływających na jakość. Szerzej to nauka o właściwościach towarów, metodach ich badania i oceny, czynnikach, zjawiskach i procesach rzutujących na jakość i wartość użytkową, o właściwym ukształtowaniu jakości wyrobów w sferach: przedprodukcyjnej, produkcyjnej i poprodukcyjnej.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)