Hvad er lugt og hvordan måles det? ENVINA kursus d. 14/ Karen Sørensen, Teknologisk Institut

Transkript

1 Hvad er lugt og hvordan måles det? ENVINA kursus d. 14/ Karen Sørensen, Teknologisk Institut

2 Indhold Hvad er lugt? Hvordan måles lugt? Hvordan kommer vi fra en måling i laboratoriet til lugt hos naboen? Lugt fra husdyrbrug Hvad sker der på lugtområdet? Opsummering

3 Hvad er lugt? En blanding af flygtige forbindelser Kan i små koncentrationer opfattes af den menneskelige lugtesans Kemisk analyse af en lugt:

4 Hvordan opstår lugt? Kemiske processer Biologisk aktivitet Forbrænding Fordampning

5 Hvordan sanser vi lugt? Lugtreceptorer er placeret bagest i næsehulen Normal vejrtrækning fører kun få lugtstoffer forbi lugteepitelet Et snus fører mange lugtstofferne til lugtepitelet Et kraftigt snus kan overstimulere lugtepitelet og give forbigående lugtblindhed Nerverne fra lugtepitelet går direkte til krybdyr hjernen der har med basale følelser som angst, reproduktion og sult samt hukommelsen at gøre. Derfor udløser lugt minder og stærke følelser i højere grad end andre sanseindtryk.

6 Hvordan sanser vi lugt? Vi har ca lugtreceptorer, receptorerne fornys hver 6. til 8. uge Et gennemsnitligt menneske kan skelne lugte, nogle det dobbelte Men kun 5 smage; sødt, salt, surt, bitter og umami Der en receptortype til hvert lugtstof, for mennesker ca Mennesker er gode til at lugte mercaptaner (svovl) (fordærvelse; rådden kål / sure sokker)

7 Lugter det? Vi opfatter ændringer i lugt ikke den konstante lugt. Lugtesansen er ligesom hørelsen logaritmisk for at vi kan erkende en forskel skal stofkoncentrationen fordobles eller halveres.

8 Lugter det? Typiske grænseværdi Industrilugt: 5 til 10 LE/m 3 hos naboer Landbrug: 5 OU/m 3 (byzone), 7 OU/m 3 (samlet bebyggelse), 15 OU/m 3 (enkeltboliger) Spotmålinger : Boliger: 40 til 100 LE/m 3 Kontorer: 25 LE/m 3 vi vender tilbage til forskellen på LE/m 3 og OU/m 3

9 Hvad påvirker vores lugtesans og lugtopfattelse Lugtesans: Arv, i mindre grad alder og køn Foregående lugtpåvirkninger adaptation (tilvænning), optræning (sensibilisering), midlertidig og permanent lugtblindhed Almen tilstand Lugtopfattelse: Sted-bestemte forhold, kulturlugt acceptabelt / uacceptabelt

10 Vi lugter ikke altid det samme 40% af befolkningen kan ikke lugte ornelugtstoffet androstenon Skatol (ornelugt) lugter blomsteragtigt i lave koncentrationer og fækal i høje - skatol anvendes i parfumer Svovlbrinte (H 2 S) lugter af rådne æg i lave koncentrationer og sødligt i meget høje koncentrationer Asparges-effekten ; 25-50% af befolkningen lugter den ikke / oplever den ikke

11 Hvad gør en lugt generende? Lugtens karakter hvad det lugter af. Hvor kraftig lugten er der skal mere til, for at behagelig lugt bliver generende end en ubehagelig lugt men i rigelige mængder er en behagelig lugt også generende! Andre forhold der spiller ind på geneopfattelsen: Områdets karakter ( kulturlugt ) Hyppighed / frekvens for lugtpåvirkningen Tidspunktet på året (sommerhalvår med udeaktiviteter)

12 Lugt kan beskrives på flere måder Karakter; lugten beskrives med ord (hvad det lugter af, men også om en given lugt er til stede eller ikke til stede - pt. svagt formuleret tysk metode) Tærskelværdi; (bestemmes for enkeltstoffer); den laveste stofkoncentration som kan erkendes lugtmæssigt. Angives i en stofmængde pr volumenenhed Intensitet; hvor kraftig lugten er, VDI bruger en 7-trins skala fra Ingen lugt (0) til ekstrem stærk (6) Accepterbarhed / hedonisk tone; hvor acceptabel lugten er, VDI bruger en 9-trinsskala fra ekstremt ubehageligt til ekstremt behageligt Lugtstyrke; det antal gange en prøve skal fortyndes for at ligger på grænsen til at kunne opfattes. Bruges i miljøregulering

13 Lugtstyrke intensitet og hedonisk tone Graf taget fra MST/Force rapport 2004 Der skal mere til af en neutral/behagelig lugt, for at vi generes, end af en offensiv/ubehagelig lugt

14 Miljøregulering af lugt Lugtnorm DS/EN Lugtvejledning 1985 fra MST (Industri) Metodeblad nr. MEL-13 (Industri) Bekendtgørelse nr. 1696, 2006 (Husdyrhold) Div. rapporter om landbrugets lugtvejledning VERA verifikation af teknologi (landbrug) Ny lugtvejledning På vej 2015/16?????????????? OU E /m 3 10 års meteorologi

15 Måling af lugtstyrke Lugtnorm DS/EN angiver metode til at måle lugtstyrke Lugtstyrke efter EN angives i OUE/m 3 Landbrug: Her anvendes OU/m 3 Industri: I Danmark korrigeres for panelets følsomhed overfor butanol og svovlbrinte, resultat angives i LE/m 3 En prøves lugtstyrke er det antal gange den skal fortyndes for at den forsvinder (ikke kan lugtes)

16 Måling af lugtstyrke - lugtpanel Et olfaktometer og 4 lugtdommere. Lugtdommere vælges ud fra: Evne til at lugte n-butanol Evne til at gentage en bedømmelse En lugtdommers lugtesans er gennemsnitlig En lugtdommers evne til at gentage en måling og få samme resultat er over gennemsnit Definition på gennemsnitlig lugtsans Lugttærskelværdi overfor n-butanol mellem 20 og 80 ppb Lugtpanelet testes for status på lugtesans på hver analysedag (krav om regelmæssig test)

17 Olfaktometre To grundprincipper Ja/nej og forced choice

18 Olfaktometer, ja/nej-metoden Fortynding: 1 : : : : : : : : : : : 64 1 : 32 1 : 16 1 : 8 1 : 4 Frisk luft Lugtprøve Blanke prøver indlægges for ikke at gøre det for nemt Ja? Nej?

19 Olfaktometri Lugtpanelister møder op, der er krav om ingen kaffeindtag ingen parfume ingen røg Lugtfrit rum, ingen forstyrrelser Olfaktometer sender prøvestørrelse ud der passer til normale indåndinger (undgå snif som forstærker signalet ) Prøven sendes ind med høj fortyndingsgrad først, og så lavere og lavere Skiftevis prøveluft og ren luft Panelister har ikke prøveluft på samme tid Blindprøver lægges ind

20 Følsomhedsfaktor LE/m 3 = Resultatet i OU/m 3 divideret med følsomhed for H 2 S Krav i dansk lugtvejledning for industri (1985) Fjernes (nok) i forbindelse med igangværende revidering Ved analyser testes lugtpanelet også for følsomhed for H 2 S En persons evne til at lugte n-butanol og H 2 S er ikke nødvendigvis ens For n-butanol skal panelet ligge i et fast interval For H 2 S måles panelets aktuelle tærskelværdi n-butanol H 2 S har den uheldige egenskab at man let bliver lugtblind Testes til sidst (efter analyser) Resultat i OU/m 3 kan siges at være mere robust (måleteknisk) Svovlbrinte

21 En lille og højst uvidenskabelig test Vi skal bruge et lugtpanel Lugt til poserne i rækkefølge 1-5 Kryds af hvis I mener der er lugt i posen

22 Fra lugtprøve til lugt hos naboen Hvordan finder vi ud af hvor meget det lugter hos naboen? OML = Operationelle Meteorologiske Luftkvalitetsmodeller Hvordan spredes luft omkring en kilde, afhængigt af vejret?

23 Beregning af spredning i OML Der laves et net omkring kilden Vejrdata fra Kastrup Lufthavn 1976 med vejrforhold pr. time Beregner hvor fortyndet luften er i nettet omkring skorstenen/kilden Finder 99% fraktil Mængde lugt/tid Koncentrationen udregnes for hver receptorpunkt for hver time: Fx: 15 ringe x 36 radier x 720 timer x 12 mdr. = 4,7 mio. tal pr. år

24 Spredning af lugt (1 time)

25 Spredning af lugt (1 år)

26 Hvad betyder 99 % fraktiler i praksis? I mindst én af årets måneder har der i et eller andet receptorpunkt været 7 timer med en højere koncentration end den dimensionerende (der er 720 timer i en måned, og 1% af disse har større værdi end tallet) Det kan ikke udelukkes at der i hver af de øvrige 11 måneder har været op til 6 timer med koncentration højere end den dimensionerende (worst case)

27 Lugtdata fra landbruget Svin Nye standardtal lavet i i forbindelse med ny husdyrregulering (2006) Målinger på 36 besætninger 9 forskellige staldtyper (gulvet er afgørende) 4 besætninger pr. staldtype 3 måledage hvert sted Variation mellem besætninger og mellem måledage Besætninger: Forskel i rutiner med tømning af kummer, ventilationsanlæg, staldanlæggets orientering mv. Måledage: Hvor længe siden tømning af gyllekummer, er det en varm periode hvor dyrene gerne vil søle sig?

28 Lugtdata fra landbruget Standardtal på lugtemissionen Svinebesætninger Minkfarm 2013 Kvæg? Fjerkræ? Standardemissioner fra husdyrproduktionen.jpg

29 Afstandskrav husdyrbrug OML-beregninger foretaget af DMU (DCE) Repræsentative staldsystemer standardtal for lugtemission pr kg dyr Afstande til 5, 7 og 15 OU/m 3 Konservativ tolkning Maksimale afstand hele vejen rundt om anlægget (dog fratræk grader) Videncenter for svineproduktion, notat 1014, 2014

30 Afstandskrav i landbruget 27 scenarier 3 dyretyper (smågrise/slagtesvin; søer, kvæg) 3 lugtniveauer (5, 7, 15 OU/m3) 7 emissionsniveauer Maksimale afstande i forhold til emissioner lagt ind i beregningsmodulet Forenkling i forhold til konkrete målinger og beregninger på hver besætning Mængde lugt/tid

31 Hvordan beregnes lugt fra husdyrbrug? Afstande i Husdyrgodkendelse.dk stammer fra OML-beregninger på modelstald med standardtal for emission Lugttallene normaliseres til lugtemission pr kg/dyr/tid Antal dyr på stald omregnes til kg dyr, derefter samlet emission og afstande Fordel i forhold til ændringer i produktionen mht. vægtintervaller Lugten stammer fra gyllen og ikke dyrene, det kan overvejes at ændre til arealbaseret beregning

32 Lugtregulering, landbrug - industri sammenligning 1 Del-element Landbrug Industri Analyse og grænseværdier Analyse efter Lugtnormen Resultater i OU E /m3 DS/EN Følsomhedsfaktor efter lugtvejledning fra 1985 Bruges ikke, resultater bruges i enheden OUE/m3 Bruges, resultater bruges i enheden LE/m3 (LE/m3 = OUE/m3 divideret med det aktuelle lugtpanels følsomhedsfaktor, typisk 0,9 til 2,0) Analyseresultater Laboratoriet angiver typisk resultater både i OU E /m3 og LE/m3 Grænseværdier 5, 7 og 15 OU E /m3 Byzone, samlet bebyggelse, enkeltboliger 5 til 10 LE/m3 ved boligområder, typisk mere lempelige krav ved industriområder. Midlingsperiode timemiddelværdi minutmiddelværdi (kvadratrod 60 (7,75) gange timemiddelværdi) Fraktil Max månedlig 99% fraktil ud fra beregning over ét år Fastsættelse af emission Ud fra standard emissioner fra husdyrproduktion Ved målinger på stedet, typisk krav om 3 målinger pr kilde

33 Lugtregulering, landbrug - industri sammenligning 2 Del-element Landbrug Industri Prøveudtagning Udtagningstid for lugtprøver 30 minutter ca. 5 minutter i den mest lugtende periode Spredningsberegning OML-modellen Metrologisk data fra Kastrup 1976 For at få resultatet i OUE/m3 divideres input med 1 million For at få resultatet i LE/m3 divideres input med 1 million. For få minutmiddelværdien ganges input med kvadratrod 60 (7,75). Brug af geneafstand forenklet beregning ud fra standardkurver Retningstolkning af OMLresultater Er opstillet ud fra OMLberegninger Bruges ikke Brug af kun 1 års metrologisk data gør dette problematisk. Brug af 10 år metrologiske data vil muliggøre dette. Effekt af renseteknologier Renseteknologier VERA-testprotokol for lugt - dokumenterer virkningsgrad og målinger af opnået effekt er derfor ikke nødvending for teknologier med VERA certifikat. Opnået effekt måles i hvert tilfælde.

34 Hvad er på vej? Industri: Ny lugtvejledning på vej Brugen af LE/m 3 erstattes af OU/m 3 10 års vejrdata implementeres Har været meget længe undervejs (10 år) Man arbejder på at kunne lave kemiske målinger af lugt, der er dog langt til en kemisk måling af lugt i felten Brug af 10 års vejrdata (Aalborg) i OML på konkrete anlæg, med mulighed for skarp tolkning af afstande (siden 2014) vil det blive mere udbredt?

35 Opsummering Målinger af lugt gøres med gennemsnitlige næser og efter standardiserede metoder Ved målinger i felten Trænede panelister med kendt lugtsans Undgå snif Vær opmærksom på lugtblindhed Der er forskel på regulering af lugt i industri og landbrug Landbrugets regulering er nyere Landbrugets afstandskrav er lempeligere (beregningsteknisk)

36 Konsekvensområde Formel stammer fra industriens lugtvejledning, og før OML-modellen En simpel form for spredningsberegning, uden meteorologi og statistik over timer med overskridelse L = 1,6 * emission 0,6 Eksempel: slagtesvin (~250 DE) = 180 t dyr * 450 OU/s/1000 kg = OU/s/1000 kg Omregningsfaktor 3 [emission i OU] [emission i LE] LE/s/1000 kg Konsekvensområde L = 1,6 * ,6 = 730 m Svarer til krav i byzone ved brug af eksisterende standardkurver

37 Spørgsmål?