Stoffenmanager® ja Advanced REACH Tool (ART) ovat Euroopan Kemikaaliviraston suosittelemia malleja lakisääteisen kemikaaliturvallisuuden määrittämiseen työpaikoilla. Malleja käytetään arvioimaan lainsäädännössä, mitkä ovat puitteet kemikaalien turvalliselle käytölle. Mallien avulla tehdään myös työpaikkakohtaisia riskiarviointeja ja määritetään suojautumistarpeet materiaalien käyttöturvallisuustiedotteissa.

Euroopan Kemikaaliviraston suosittelemien mallien puutteet vaikuttavat merkittävästi kemikaaliturvallisuuteen. Pelkästään Stoffenmanagerilla on yli 37,000 käyttäjää maailmanlaajuisesti ja sillä on tehty yli 310 000 kemikaaliturvallisuuteen liittyvää riskinarviointia vuoteen 2020 mennessä.

Helsingin yliopiston tutkija Joonas Koiviston johtaman ylikansallisen tutkimuksen mukaan mallien ongelmat ilmenevät kaikissa käyttötilanteissa. Käytettyjen mallien on ilmoitettu noudattavan fysikaalisia periaatteita, kuten massan säilymislakia (jossa massaa ei voi syntyä tai hävitä ilman syytä). Teoreettisen analyysin perusteella näin ei kuitenkaan ole.

Tutkimus osoittaa mallien epävarmuuden kolmelta kannalta. Ensinnäkin käytetyt mallit ovat epäfysikaalisia, koska malleille asetettavat parametrit eivät huomioi syy-seuraus-suhdetta. Esimerkiksi tilanteessa jossa paikallista poistoilmaa lisätään, tulisi tällöin joko pienentää yleisilmanvaihdon poistovirtausta tai lisätä tuloilmavirtausta.

Lisäksi parametrien arvot osittain valitaan subjektiivisilla määritelmillä, eli valikoijan summittaisen valinnan tuloksena. Kolmanneksi mallit ovat kalibroitu subjektiivisesti asetetuilla kertoimilla, jotka on määritetty sekoittamalla keskenään erilaisia altistusryhmiä, kuten lääketeollisuus, leipomot ja rakennustyömaat.

Näiden perusteella voidaan todeta, että mallinnustavat eivät täytä Euroopan Kemikaaliviraston asettamia vaatimuksia altistuksen arvioinnille, jossa vaaditaan objektiivisia, eli toisin sanoen määrällisiä altistusarvoja. Nykyisillä luokittaisilla mallinnustavoilla voidaan yhdistämällä mallien epävarmuudet ja tulkinnallisen parametrisoinnin tulokseksi manipuloida melkein mikä tahansa altistumisluku käyttäjän toiveiden mukaan.

– Myös fysikaalisissa malleissa on paljon epävarmuustekijöitä, mutta näissä tapauksissa epävarmuudet voidaan määrittää ja mallinnustuloksen tarkkuutta voidaan arvioida luotettavammin, toteaa Koivisto.

Tutkijat suosittelevat korvaamaan epäfysikaaliset mallit fysikaalisella ”kaksilaatikkomallilla”. Tämän mallinnustavan avulla kuvataan suurempaa pitoisuutta lähellä pistemäistä päästölähdettä, ja huomioidaan että massa (eli kemikaalia) ei voi syntyä tai hävitä ilman syytä.

Koivisto kollegoineen on laatinut myös tutkimuksen, joka esittää kuinka kaksilaatikkomallia voidaan käyttää perusteltuun kemikaaliturvallisuuspäätöksentekoon ja kuinka tämän avulla voidaan määrittää turvallisen käytön reunaehdot.

Helsingin yliopiston Ilmakehätieteen tutkimuslaitos INARin yhteydessä toimiva tutkimus on monivuotinen hanke, joka on tehty yhteistyössä eri tutkimuslaitosten kanssa.