DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Ocena smaku i zapachu w ramach monitoringu jakości wody Dr Frank Sacher.

Prezentacja na temat: "DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Ocena smaku i zapachu w ramach monitoringu jakości wody Dr Frank Sacher."— Zapis prezentacji:

1 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Ocena smaku i zapachu w ramach monitoringu jakości wody Dr Frank Sacher DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe

2 Twinning Project PL06/IB/EN/01 Wstęp Prawodawstwo Percepcja zmysłowa Analiza związków odpowiedzialnych za smak i zapach Analiza chemiczna pojedynczych związków Przyrządy elektroniczne Odorymetria Procedury oznaczania smaku i zapachu Niemiecka norma DIN 38403, część B1/2 EN 1622 Oznaczanie smaku i zapachu w TZW Wnioski Plan prezentacji

3 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Dyrektywa Rady 98/83/WE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi ZAŁĄCZNIK I, Część C: Parametry wskaźnikowe (…) Zapach: Akceptowalny przez konsumentów i bez nieprawidłowych zmian (…) Smak: Akceptowalny przez konsumentów i bez nieprawidłowych zmian (…) ZAŁĄCZNIK III: Specyfikacje dla analizy parametrów (…) 3. Parametry, dla których nie są określone metody analizy Zapach Smak

4 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 ZAŁĄCZNIK 3: Parametry wskaźnikowe (…) Zapach: Liczba progowa 2 przy 12 °C i 3 przy 25 °C Uwaga: Przy badaniu zapachu rozcieńczać stopniowo wodą wolną od zapachu i smaku. Smak: Akceptowalny przez konsumentów i bez nieprawidłowych zmian (…) ZAŁĄCZNIK 5: Specyfikacje dla analizy parametrów (…) 3. Parametry, dla których nie są określone metody analizy Zapach Smak Niemiecka ustawa o wodzie do spożycia (TrinkwV 2001)

5 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Podsumowanie: Akty prawne w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi Dla parametrów smak i zapach Dyrektywa Rady 98/83/WE nie podaje żadnych wartości parametrycznych, nie określa też metody analizy ani charakterystyki jej wykonania. Niemiecka Ustawa w sprawie wody przeznaczonej do spożycia podaje liczby progowe dla zapachu, ale nie dla smaku. Również tutaj brak jest określenia metody analizy oraz charakterystyki jej wykonania ALE: Skargi konsumentów na problemy ze smakiem i zapachem należą do najczęstszych i najpoważniejszych.

6 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Chlorowy Przypominający wodę w basenie Ozonowy Przypominający olej mineralny Zatęchły Korkowaty Słony … W większości wypadków trudno jest dociec źródła skargi Skargi konsumentów na smak i zapach

7 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Związki przenoszone przez algi (np. geosmina, MIB) Fenole Chlorofenole Anizole Chloroanizole Węglowodory Związki piżma (nitro piżma, piżma wielopierścieniowe) Związki siarki Chlor Dwutlenek chloru Ozon … Związki wpływające na smak i zapach wody

8 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Percepcja zmysłowa Wrażenia pojedyncze Wrażenie ogólne dotykowe smakowewęchowe optyczne tekstura smakwygląd temperaturaaromatsmak

9 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Ocena smaku Słodki Glukoza (0.08 mol/L) Sacharoza (0.01 mol/L) Sacharyna (0.000023 mol/L) Inne cukry… Kwaśny Kwas mlekowy (lemoniady, owoce, produkty mleczne,…) Kwas jabłkowy (owoce,…) Kwas węglowy (woda mineralna) Kwas cytrynowy (owoce cytrusowe, lemoniady, słodycze,…) Słony Sól stołowa (chlorek sodu; czysto słony) Chlorek potasu (słony, kwaśny i gorzki) Chlorek magnezu (słony, gorzki) Dwuwęglan sodu (słodki, gorzki) Siarczan potasu (kwaśny, gorzki) Gorzki Siarczan magnezu Sole wapniowe Alkaloidy Umami Kwas glutaminowy i jego sole

10 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Analiza chemiczna pojedynczych związków Elektroniczne języki i nosy Odorymetria Analiza związków smakowych i zapachowych

11 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Analiza chemiczna pojedynczych związków Klasa związkówPrzedstawicielMetoda analityczna Fenole2,4,6-trichlorofenolSPE, derywatyzacja, GC/MS Ketony2-heksanonLLE, GC/MS Aldehydytrans-2-decenalLLE, GC/MS Syntetyczne piżmapiżmo ksylenoweSPE, GC/MS Związki przenoszone przez algi geosminaCLSA, GC/MS Purge&trap, GC/MS Siarczkisiarczek dwumetyluCLSA, GC/MS Purge&trap, GC/MS Anizole2,4,6-trichloroanizolSPE, GC/MS Pirazyny2-Izobutyl-3-metoksypirazynaSPE, GC/MS Kwasy organicznekwas trichlorooctowyLLE, derywatyzacja, GC/MS Benzeny1,4-dichlorobenzenPurge&trap, GC/MS …

12 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Wysoki koszt Pracochłonność Wymaga doświadczonego personelu Czasochłonność Prace muszą być prowadzone w laboratorium Można przeoczyć istotny związek Wady analizy chemicznej

13 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Wysoki koszt Niewielka czułość Wymaga doświadczonego personelu Czasochłonność Prace muszą być prowadzone w laboratorium Korelacja z węchem ludzkim wciąż ograniczona (Na razie) niezbyt wiarygodna Wady technologii elektronicznego nosa

14 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Metoda wg. Niemieckiej Normy DIN 38403, część B1/2: Jakościowe oznaczenie smaku; jakościowe i ilościowe oznaczenie zapachu Metoda wg. Niemieckiej Normy DIN 38403, część B3 = EN 1622: Oznaczanie liczby progowej zapachu (Threshold Odour Number - TON) oraz liczby progowej smaku (Threshold Flavour Number - TFN) Metody laboratoryjne … Odorymetria

15 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Próbka wody musi zostać umieszczona w wolnej od zapachu szklanej butelce (w praktyce: do pobierania prób używa się wolnych od zapachu butelek szklanych) Podczas transportu próby, szklana butelka musi być wypełniona całkowicie i zamknięta korkiem wykonanym ze szkła lub teflonu Zaleca się schłodzenie prób podczas transportu Analizę należy przeprowadzić jak najszybciej po pobraniu próby Badanie przeprowadzić można wyłącznie po wykluczeniu możliwości zatrucia lub zarażenia!!! (w praktyce: badany jest jedynie smak wody do spożycia) Badanie smaku musi być przeprowadzane zawsze po badaniu zapachu, ponieważ percepcja smaku może wpłynąć na percepcję zapachu Metoda wg Niemieckiej Normy DIN 38403, część B1/2: Zalecenia ogólne

16 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Report n/t intensywności:brak słaby silny Report n/t charakteru:a) ogólny:ziemisty zatęchły zgniły korkowaty… b) szczegółowy: chlorowy rybny merkaptanowy przypominający olej mineralny… Raport musi zawsze uwzględniać temperaturę, której przeprowadzono badanie!!! Metoda wg Niemieckiej Normy DIN 38403, część B1/2: Raport z wyników jakościowego badania zapachu

17 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Raport n/t intensywności:brak słaby silny Raport n/t charakteru:a) ogólny: słony kwaśny gorzki słodki… b) szczegółowy: chlorowy rybny mydlany… Metoda wg Niemieckiej NormyDIN 38403, część B1/2: Raport z wyników jakościowego badania smaku Metoda wg Niemieckiej Normy DIN 38403, część B1/2: Raport z wyników jakościowego badania smaku

18 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 TON = Threshold odour number – Liczba progowa zapachu A = Objętość próby wody B = Objętość próby wody użytej do porównania (wolnej od zapachu) TFN = Threshold flavour number – Liczba progowa smaku A = Objętość próby wody B = Objętość próby wody użytej do porównania (wolnej od smaku) DIN 38403, część B3 = EN 1622 Określenie TON i TFN

19 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Wyniki mogą zależeć od osoby wykonującej badanie oraz od warunków panujących podczas badania Temperatury Przeciągu Hałasu Obecności innych osób Badanie musi być przeprowadzane w warunkach standardowych!!! Wyszkolony personel Ciche i klimatyzowane pracownie Praktyczne problemy z oznaczaniem smaku i zapachu

20 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Próby pobiera się do 500 mL szklanych butelek ze szklanym korkiem Próby przechowuje się w temperaturze 4°C do momentu przeprowadzenia analizy Analizę przeprowadza się w ciągu 24h od przywiezienia prób do laboratorium Na początku analizy połowę objętości butelki odlewa się (i używa do oznaczania innych parametrów) Procedura oznaczania zapachu metodą jakościową w TZW (1)

21 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Szklane butelki umieszcza się na 30 min. w kąpieli wodnej o temp. 25°C Procedura oznaczania zapachu metodą jakościową w TZW (2)

22 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Butelkę wyjmuje się z kąpieli wodnej i silnie wstrząsa Usuwany jest korek i osoba badająca natychmiast bada zapach Jeżeli wykryty jest zapach, druga osoba powtarza badanie Procedura oznaczania zapachu metodą jakościową w TZW (3)

23 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Zasada: jeżeli metodą jakościową wykryto w wodzie zapach, to próbę rozcieńcza się wodą wolną od zapachu do momentu, kiedy zapach przestaje być wyczuwalny Bierze się pod uwagę wyłącznie intensywność zapachu!!! Liczba progowa zapachu (TON) = Łączna objętość po rozcieńczeniu / Objętość próby wody Procedura oznaczania zapachu metodą ilościową

24 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Badanie ilościowe wykonuje się wyłącznie wtedy, gdy badanie jakościowe dało wynik pozytywny Różne objętości (0,2 mL, 2 mL, 20 mL, 200 mL) wody z próby rozcieńczane są w 500 mL butelkach szklanych zawierających wodę wolną od zapachu (woda kranowa z Karlsruhe) do uzyskania ostatecznej objętości 200 mL Badane są wszystkie próby, poczynając od najwyższego rozcieńczenia, według procedury na oznaczanie zapachu metodą jakościową Dla porównania bada się próbę wody wolnej od zapachu Jeżeli nawet w najbardziej rozcieńczonych próbach zapach jest wyczuwalny, 2 mL wody z rozcieńczonej próby zawierającej 2 mL wody pierwotnej rozcieńcza się wodą pozbawioną zapachu do uzyskania objętości 200 mL Procedura oznaczania zapachu metodą ilościową w TZW : Badanie wstępne

25 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Do badania ostatecznego wykorzystuje się najbardziej rozcieńczoną próbę, która wykazywała wyczuwalny zapach w badaniu wstępnym Różne objętości tej rozcieńczonej próby są dalej rozcieńczane wodą pozbawioną zapachu do uzyskania objętości 200 mL Np. 13, 10, 7, 5, 4, 3 mL wody pierwotnej rozcieńcza się dalej do uzyskania objętości 200 mL, jeżeli próba zawierająca 20 mL pierwotnej wody wykazywała wyczuwalny zapach podczas badania wstępnego Na podstawie objętości próby wody w badanej wodzie, która nie wykazała wyczuwalnego zapachu (podczas, gdy próby mniej rozcieńczone wykazywały taki zapach), oblicza się liczbę progową zapachu (TON) Procedura oznaczania zapachu metodą ilościową w TZW : Badanie ostateczne

26 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Objętość pierwotnej próby wody (mL) Liczba progowa zapachu 2001 1301.5 1002 703 504 405 307 2010 1315 1020 730 540 … Objętość pierwotnej próby wody (mL) Liczba progowa zapachu … 450 370 2100 1.3150 1.0200 0.7300 0.5400 0.4500 0.3700 0.21000 0.002100000 Obliczanie TON

27 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Smak bada się wyłącznie w przypadku wody przeznaczonej do spożycia (nie bada się wody surowej, ani wody podczas uzdatniania) Prowadzi się badania wyłącznie metodą jakościową, bez metody ilościowej (TFN) Jeżeli próba wody do spożycia wykazuje wyczuwalny smak, procedurę przerywa się natychmiast i nawiązywany jest kontakt z operatorem zakładu uzdatniania wody!!! Praktyczna procedura badania smaku

28 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Podczas szkolenia używa się roztworów testowych Szkolenie personelu - zapach ZwiązekStężenie (µg/L) Octan izoamylu1 Geosmina0.01 2,4,6-trichloroanizol0.005 1-okten-3-ol5 Eugenol5 Roztwory testowe badane są wraz z próbami bezwonnymi Osoba szkolona musi jednoznacznie zidentyfikować roztwory testowe pośród wszystkich prób

29 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Podczas szkolenia używa się roztworów testowych Szkolenie personelu - smak ZwiązekStężenie (µg/L)Smak Sacharoza6Słodki Chlorek sodu1.3Słony Kwas cytrynowy monohydrat 0.4Kwaśny Kofeina0.3Gorzki Roztwory testowe badane są wraz z próbami bezwonnymi Osoba szkolona musi jednoznacznie zidentyfikować roztwory testowe pośród wszystkich prób oraz zidentyfikować charakterystykę smaku

30 DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe Twinning Project PL06/IB/EN/01 Przestrzeganie zaleceń europejskich i krajowych przepisów w sprawie wody przeznaczonej do spożycia w zakresie smaku i zapachu jest kwestą zasadniczą dla utrzymania przez dostawców wody zaufania konsumentów Badanie smaku i zapachu jest trudne i łatwo poddaje się subiektywnej ocenie Metody zmysłowe są nadal najlepszą dostępną technologią Technologie bardziej zaawansowane, takie jak chromatografia gazowa lub elektroniczne nosy i języki mogą być pomocne, jednak (póki co) nie mogą być używane rutynowo Standaryzacja metod badania smaku i zapachu jest kwestią kluczową!!! Wnioski