Tutkijat ovat havainneet merkittäviä ongelmia malleissa, joita nykyisin käytetään kemikaaliturvallisuuden arvioimiseen.
Katja Pulkkinen
Kansainvälinen ryhmä kuvaa tutkimuksessaan useita vakavia puutteita Stoffenmanager- ja Advanced Reach Tool (ART) -työkaluissa. Tutkijoiden mukaan mallien soveltuvuus lakisääteisiin kemikaaliturvallisuuden arviointeihin pitäisi pohtia uudestaan.
Stoffenmanager ja ART ovat altistumisen mallintamiseen tarkoitettuja työkaluja, joita yritykset käyttävät rekisteröidessään kemikaaleja käytettäviksi EU-alueella.
Rekisteröijän täytyy määrittää, miten vaarallista ainetta voidaan käyttää turvallisesti. Tätä varten tehdään altistumisskenaarioita, jotka liitetään kemikaalin käyttöturvallisuustiedotteeseen.
Lisäksi arviointimalleja käytetään kemikaaliturvallisuuden määrittämiseen yksittäisillä työpaikoilla maissa, joissa ne on hyväksytty työturvallisuuslakien velvoitteiden täyttämiseen, kuten Stoffenmanager Suomessa.
Työterveyslaitoksen (TTL) mukaan Stoffenmanager sopii työterveyshuollon apuvälineeksi kemikaalien terveysriskin arviointiin, viranomaisten apuvälineeksi työpaikan olosuhdevalvontaan sekä vakuutusyhtiöiden käyttöön.
Altistumista mallinnetaan, koska mitattua tietoa altistumisesta ei aina ole saatavilla tai sen tuottaminen ei olisi tarkoituksenmukaista.
Kahden mainitun mallin lisäksi saatavilla on useita vastaavia työkaluja. Osalla niistä voidaan hoitaa muitakin kemikaaliturvallisuuteen liittyviä tehtäviä.
Arvostettuja tutkijoita
Tuore tutkimus on teoreettinen analyysi, joka perkaa Stoffenmanagerin ja ART-mallin toimintaperiaatteita ja niihin liittyvää termistöä. Malleihin liittyy tutkijoiden mukaan runsaasti sekavaa käsitteiden käyttöä.
Helsingin yliopiston tutkijan Joonas Koiviston johtamaan tutkimukseen osallistui monia nimekkäitä tieteentekijöitä, kuten aerosoli- ja ympäristöfysiikan professori Markku Kulmala ja arvostettu fyysikko Lidia Morawska.
Molempien arviointimallien puutteet vaikuttavat merkittävästi kemikaaliturvallisuuteen, tutkijat sanovat.
Pelkästään Stoffenmanagerilla on maailmassa runsaat 37 000 käyttäjää. Työkalulla on tehty yli 300 000 kemikaaliturvallisuuden riskinarviointia.
Joonas Koiviston mukaan suurin ongelma on, että mallit eivät noudata fysikaalisia perusperiaatteita. Ne antavat siksi sattumanvaraisia arvioita altistumisesta.
Toinen keskeinen vika on, että parametrien arvot valitaan osittain summittaisesti ja subjektiivisesti. Mallin käyttäjä voi itse määritellä esimerkiksi sen, mitä ”erittäin hienolla pölyllä” tai ”alhaisella määrällä” tarkoitetaan.
”Mutta 10 kiloa jauhetta voi olla lääketeollisuudessa valtava määrä ja sementtiteollisuudessa minimaalinen”, Koivisto huomauttaa.
”Tilalle fysikaalinen malli”
Mallien kehittäjät ovat esittäneet tilanteen korjautuvan ”pienten epävarmuuksien” osalta kalibroinnilla.
Tässä piilee kolmas iso ongelma. Tutkimus kuvaa, kuinka mallit on kalibroitu subjektiivisesti asetetuilla kertoimilla. Ne on määritetty sekoittamalla keskenään erilaisia altistusryhmiä ja eri toimialoja, joita ovat esimerkiksi lääketeollisuus, leipomot ja rakennustyömaat.
Annals of Work Exposures and Health -lehden julkaisema tutkimus toteaa, että Stoffenmanager ja ART ovat subjektiivisia, kategorisointiin perustuvia työkaluja.
Vaikka mallien tulos annetaan fysikaalisena suureena (milligrammoina kuutiometrissä), eivät subjektiivisesti syötetyt tiedot tosiasiassa muutu kalibroinnilla kvantitatiivisiksi, tutkijat kirjoittavat.
He suosittelevat, että työkalut korvattaisiin fysikaalisella mallilla. Tällainen malli noudattaa fysikaalisia perusperiaatteita, kuten massatasapainoa, eli siihen ei voi ilmestyä eikä siitä voi kadota ainetta luonnonlakien vastaisesti.
”Myös fysikaalisissa malleissa on paljon epävarmuustekijöitä, kuten kaikessa mallintamisessa. Niissä epävarmuudet voidaan kuitenkin määrittää ja mallinnustuloksen tarkkuutta arvioida luotettavammin, sillä toimintaperiaate on avoin, perusteltu ja selkeä”, Koivisto sanoo.
”Mallintaminen haastavaa”
Työkalujen kehittäjät ja niiden nykyiset omistajat sidosryhmineen ovat artikkeleissaan alleviivanneet altistumisen mallintamisen haastavuutta.
He painottavat, että aineita rekisteröitäessä arvion pitääkin olla yleispätevä. Työpaikoilla taas tarvitaan helppokäyttöisiä työkaluja, joita myös muut kuin altistumisarvioinnin ammattilaiset pystyvät käyttämään.
Myös tieteellinen asiantuntija Celia Tanarro Euroopan kemikaalivirastosta Echasta korostaa, että parametrien ei tulisi olla riippuvaisia yritys- tai alakohtaisista tiedoista.
Syynä on se, että altistumismalleja käytetään Reach-rekisteröinneissä osoittamaan viranomaisille aineen turvalliset käyttöolosuhteet ja neuvomaan jatkokäyttäjiä. Tietojen tulee myös olla muutettavissa käyttöturvallisuusohjeiksi.
Koiviston mukaan malleilla on näissäkin tilanteissa oltava perusteet.
”Altistusmallin fysikaalisen konseptin ja parametrisoinnin pitäisi olla selkeästi perusteltu, jotta mallin soveltuvuutta kuhunkin tilanteeseen voidaan arvioida”, hän sanoo.
”Tämä pätee erityisesti yleispätevään malliin, jossa parametrisointi on tehtävä konservatiiviseksi eli altistumista yliarvioivaksi, jotta se rajoittaisi mallin käyttöä mahdollisimman vähän.”
”Ei pitäisi olla niin, ettei tiedetä, milloin ja miksi malli aliarvioi altistusta, koska syötteitä ei voi tarkastaa, mallin parametrit eivät ole mitattavissa ja toimintalogiikka puuttuu.”
”Tulos manipuloitavissa”
Kemikaaliturvallisuuden riskinarviointityökalut on tasoluokiteltu sen mukaan, kuinka tarkkoja ennusteita niillä saadaan (nk. tiering approach).
EU:n kemikaaliasetuksen ohjeissa työssä tapahtuvan altistumisen arviointiin (R14) sekä ART:lle että Stoffenmanagerille on annettu korkeampi asema, eli ne kuuluvat Higher Tier -kategoriaan.
Koivisto muistuttaa, että konservatiivisessa eli varovaisuusperiaatteellisessa arvioinnissa malli parametrisoidaan tietoisesti yliarvioimaan altistus. Mitä tarkempi malli, sitä vähemmän varovaisuusvaraa tarvitaan.
Hänen mielestään heikosti parametrisoituja malleja ei tulisi käyttää altistumisen arviointiin silloin, kun työkaluilta vaaditaan tarkkuutta ja luotettavuutta.
Nykyisillä mallinnustavoilla tulokseksi voidaan manipuloida melkein mikä tahansa altistumisluku käyttäjän toiveiden mukaan, tutkimustiedote tiivistää.
Puutteellinen validointi?
Molemmat mallit ovat kehittäjiensä ja omistajiensa mukaan kattavasti validoituja. Stoffenmanagerin validoinnin kerrotaan perustuvan yhteensä 7 000 mittaukseen, joissa todettiin mallien vastaavan todellisia altistumisolosuhteita hyvin.
Tutkijayhteisössä on kuitenkin käyty keskustelua siitä, kuinka mallien validoinnin pitäisi tapahtua ja mitä validoinnilla ylipäänsä milloinkin tarkoitetaan.
Koiviston vetämässä tutkimuksessa todetaan, että mallit on validoitu käyttämällä työpaikkamittauksia, joissa kaikkia parametrejä ei tunneta. Tutkijat kutsuvat tätä operatiiviseksi analyysiksi.
Hallituissa olosuhteissa, kuten laboratoriokokein, malleja ei tutkijoiden analyysin mukaan ole validoitu.
Hyvin määritetyissä olosuhteissa altistusmallin tulisi antaa tarkka arvio altistumisesta mallin reunaehtojen ja olettamuksien puitteissa. Nyt korrelaatio mallinnuksen ja mittauksien välillä vaihtelee kemikaalien, toimialojen, käyttäjien ja tutkimusten välillä, Koivisto selittää.
”Validointien määrällä ei ole väliä niin kauan kuin validointitietoja ei ole hyvin määritetty ja jos validoitavat työkalut ovat luonteeltaan subjektiivisia ja epäfysikaalisia.”
Keskustelu jatkuu
Mallien epävarmuuksista on jo ennen tuoretta tutkimusta keskusteltu vuosia.
Myös kemikaalivirasto Echassa ollaan puutteista tietoisia ja nähdään kehittäminen tärkeänä. Virasto kuitenkin painottaa kehittämisen ja arvioinnin kuuluvan mallien omistajille ja tiedeyhteisölle.
Echa itse osallistuu keskusteluun kansainvälisen altistumistutkijoiden järjestön ISES:n Euroopan verkostossa. ISES:n työohjelmaan kuuluu mallintamiseen liittyvien kysymysten, kuten dokumentointikriteerien ja validoinnin, selkiyttäminen.
Virastosta kerrotaan, että kun Reach-asetuksen ohjeistusta laadittiin, Echa, EU-maat ja teollisuus hyväksyivät molemmat mallit käytettäväksi kemikaaliturvallisuusarvioinnissa. Ohjeistus on käynyt läpi sidosryhmien ja Echan komiteoiden perusteellisen käsittelyn.
Stoffenmanagerin tieteelliseen neuvonantajaryhmään (ISAB) kuuluva Työterveyslaitoksen tutkija Arto Säämänen kertoo, että ryhmä työstää tieteellistä vastinetta Koiviston johtamaan tutkimukseen. Säämänen pitää tieteellisillä foorumeilla käytävää keskustelua tärkeänä altistumismallien kehittämiseksi.
Stoffenmanagerin omistava alankomaalainen konsulttiyhtiö Cosanta ei vastannut Kemia-lehden haastattelupyyntöön.
Aiheesta aiemmin:
Kemikaaliturvallisuuden arviointimalleista löytyi pahoja puutteita
Tartu Kemia-lehden tilaustarjouksiin:
- Tilaa itsellesi tai lahjaksi läheiselle – 69 euroa. Hintaan kuuluu sähköinen näköislehti, jota on helppo lukea ja jakaa.
- Kannusta koululaista tai opiskelijaa lehtilahjalla – 49 euroa
- Kiitä opettajaa ja lahjoita lehti kouluun – 19 euroa
