Podstawy teoretyczne analizy ryzyka i narzędzia z zakresu statystyki do wykorzystania i zastosowania w tym zakresie

Inż. Zbigniew Osiński

Zakład Higieny Pasz

Państwowy Instytut Weterynaryjny - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

Wstęp

Proces analizy ryzyka pozwala przewidzieć ujemne następstwa pewnych zdarzeń
i ewentualnie minimalizować ich skutki. Dlatego początkowo techniki wykorzystywane do analizy przez miłośników gier hazardowych swoich szans zysku lub strat, rozprzestrzeniły się do większości dziedzin działalności człowieka związanej z podejmowaniem decyzji. Niektóre elementy używane w analizie ryzyka mają w swojej nazwie dotąd ślad tamtych czasów jak np. symulacja Monte Carlo, która wywodzi nazwę od stolicy hazardu.

Stopniowo potwierdzając swą skuteczność analiza ryzyka jako narzędzie wchodzi na stałe do takich dziedzin jak: ekonomia, bankowość i giełdy papierów wartościowych (w USA już od roku 1921), gdzie następuje szybka ewolucja tego typu technik.

Następnym etapem zastosowania analizy ryzyka było budownictwo i inżynieria (zapobieganie katastrofom, planowanie dróg ewakuacji, planowanie systemów ratowania życia), Bezpieczeństwo i Higiena Pracy (ocena wpływu szkodliwości zjawisk na człowieka), ochrona środowiska (zagrożenia skażeniami, energia atomowa), militarne zastosowania (planowanie akcji militarnych, antyterrorystycznych, przewidywanie zachowań wroga), aż do wykorzystywania w Ochronie Zdrowia Publicznego. Przodującym krajem w opracowywaniu
i wykorzystywaniu zasad analizy ryzyka w większości dziedzin są Stany Zjednoczone.
W dziedzinie Ochrony Zdrowia Publicznego stosowano ją już od 1973 r. (FDA). Następnym krokiem rozwoju w tych dziedzinach było zastosowanie zaawansowanych technik statystycznych opartych na symulacji i modelowaniu, które mogły być wprowadzone po uzyskaniu odpowiedniej mocy obliczeniowej przez komputery osobiste. Od końca lat osiemdziesiątych zaczęto podejmować próby oszacowania ilościowego ryzyka związanego
z występowaniem patogenów w żywności. W 2002 roku powołano EFSA, która wspiera Komisję Europejską, Parlament Europejski oraz państwa członkowskie UE w podejmowaniu decyzji, zarządzaniu ryzykiem mając na celu zapewnienie właściwego poziomu ochrony zdrowia u konsumentów i bezpieczeństwa w łańcuchu żywnościowym (ryc. 1).

W roku 2007 w Państwowym Instytucie Weterynaryjnym - Państwowym Instytucie Badawczym w Puławach podjęto prace, którego efektem są przedstawione materiały,
a polegające na opracowaniu procedur analizy ryzyka w oparciu o podstawy naukowe,
a następnie ilościowym oszacowaniu ryzyka dla pałeczek Salmonella jako czynnika zagrożenia mikrobiologicznego, występującego na określonym poziomie w łańcuchu produkcji drobiarskiej.

Ryc. 1 Schemat procedury ilościowej oceny ryzyka używanej przez EFSA

Prawodawstwo weterynaryjne

Podstawowym aktem prawnym wskazującym na analizę ryzyka jako środek doskonalenia ochrony zdrowia publicznego i zapewniania coraz wyższego poziomu bezpieczeństwa żywności i pasz jest Rozporządzenie nr 178/2002 UE z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego, powołujące Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności oraz ustanawiające procedury w zakresie bezpieczeństwa żywności. Polskie prawodawstwo powołuje się na w/w akt w Ustawie z dnia 25 sierpnia 2006 r. o bezpieczeństwie żywności i żywienia (Dz. U. Nr 171, poz. 1225, z późn. zmianami) oraz Ustawie z 22 lipca 2006 o paszach (Dz. U. z 2006 r. Nr 144, poz. 1045 z późniejszymi zmianami).

Definicje wprowadzone w Rozporządzeniu nr 178/2002 UE

• „ryzyko” oznacza niebezpieczeństwo zaistnienia negatywnych skutków dla zdrowia oraz dotkliwość takich skutków w następstwie zagrożenia;

• „analiza ryzyka” oznacza proces składający się z trzech powiązanych elementów: oceny ryzyka, zarządzania ryzykiem i informowania o ryzyku (ryc.2);

• „ocena ryzyka” oznacza proces wsparty naukowo, składający się z czterech etapów: identyfikacji zagrożenia, charakterystyki niebezpieczeństwa, oceny ekspozycji
  i charakterystyki ryzyka;

Ryc. 2 Schemat ogólny procesu analizy ryzyka

• „zarządzanie ryzykiem” oznacza proces, różniący się od oceny ryzyka, polegający na zbadaniu alternatywy polityki w porozumieniu z zainteresowanymi stronami, wzięciu pod uwagę oceny ryzyka i innych prawnie uzasadnionych czynników,
  i w razie potrzeby - na wybraniu stosownych sposobów zapobiegania i kontroli;

• „informowanie o ryzyku” (inaczej komunikacja ryzyka) oznacza interaktywną wymianę informacji i opinii podczas procesu analizy ryzyka, dotycząca zagrożeń
  i ryzyka, czynników związanych z ryzykiem i postrzeganiem ryzyka, między oceniającymi ryzyko, zarządzającymi ryzykiem, konsumentami, przedsiębiorstwami żywnościowymi i paszowymi, środowiskiem naukowym i innymi zainteresowanymi stronami, z uwzględnieniem wyjaśnienia wniosków z oceny ryzyka i powodów decyzji w zakresie zarządzania ryzykiem;

• „zagrożenie” oznacza czynnik biologiczny, chemiczny lub fizyczny w żywności lub paszy, bądź stan żywności lub paszy, mogący powodować negatywne skutki dla zdrowia.

Można stwierdzić, że im wyższe prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia, innego od oczekiwanego, tym większe ryzyko związane z danym zdarzeniem.

Z tego wynika iż miarą ryzyka jest prawdopodobieństwo (P).

Identyfikacja zagrożeń

Identyfikacja zagrożeń polega na specyfikacji przyszłych zdarzeń, które mogą mieć negatywny wpływ na analizowane zdarzenie poprzez udokumentowanie każdego z nich. Nie jest to działanie jednorazowe i powinno być podejmowane w regularnych odstępach przez cały czas trwania analizy. Zakres identyfikacji powinien być jak najszerszy z możliwego do przeprowadzenia i obejmować potencjalne zagrożenia związane z produkcją pierwotną, żywnością na wszystkich etapach, od wytworzenia przez przetworzenie i dystrybucję, aż do konsumpcji. Czasem identyfikuje się zagrożenia na ograniczonym poziomie, jak np.
w HACCP na poziomie przedsiębiorstwa, jednak i tam trzeba mieć na względzie szerszy kontekst.

W szczególności w wyniku identyfikacji zagrożeń należy określić źródła ryzyka - kategorie możliwych sytuacji ryzyka (np. działania niezgodne z prawem, patogeny, niewłaściwe szacunki, czynnik ludzki), które mogą wpływać na analizowane zdarzenia negatywnie lub pozytywnie. Lista źródeł powinna być kompletna (wyczerpująca), tzn. powinna obejmować wszystkie zidentyfikowane zdarzenia, niezależnie od częstotliwości, prawdopodobieństwa wystąpienia lub skali zagrożeń. Każde uproszczenie lub pominięcie może wprowadzić do zafałszowania końcowej analizy.

Stosuje się znane metody identyfikacji przyczyn: metoda diagramów fish-bone (Ishikawy), analiza za pomocą diagramów przepływu Flow Chart, analiza SWOT (wygodna dla HACCP oraz przydatna do podejmowania decyzji w warunkach ryzyka i strategii związanych z ekonomicznym wymiarem ryzyka), checklists (wypunktowany zbiór składników ryzyka) i inne.

Należy śledzić również objawy ryzyka - zespół wydarzeń lub faktów potwierdzających (niekoniecznie bezpośrednio) rzeczywiste zaistnienie danego ryzyka. Dobrze jest wskazać również takie objawy, które pozwolą sygnalizować nadchodzące zagrożenie z wyprzedzeniem - zanim ono nastąpi (ang. triggers - cyngle).

W dziedzinie Zdrowia Publicznego jednym z istotniejszych źródeł wiedzy
o zagrożeniach są publikacje naukowe dotyczące analizowanego sektora. W analizie ryzyka powszechnie korzysta się z tzw. metaanalizy, czyli wykorzystywania opublikowanej wiedzy na dany temat lub pozyskanej od ekspertów w danej dziedzinie.

Zarządzanie ryzykiem

Na podstawie oszacowanej wartości ryzyka i ustalenia jego skutków powinno się stworzyć procedury reagowania lub podejmowania odpowiednich kroków decyzyjnych w zależności od stwierdzonych wartości.

Zastosowanie do planowania takich kroków ma analiza tzw. scenariuszy, czyli określenie procedur decyzyjnych zależnych od konkretnych, wcześniej ustalonych wartości oszacowanego ryzyka. Ważnym dla zarządzania ryzykiem jest ustalenie kryteriów, które w zależności od wartości oszacowanego ryzyka i określonego jego skutku można zakwalifikować jako:

• normalne, które musimy podjąć, bo jest ono naturalne dla danego typu zjawiska, zagrożenia lub będzie miało nikły wpływ na zdrowie publiczne.

• dopuszczalne, na które możemy sobie pozwolić, mając na względzie inne aspekty, najczęściej ekonomiczne lub brak narzędzi do jego redukcji, ale nie powodujące w ten sposób zwiększenia ryzyka wpływającego na zdrowie publiczne.

• niedopuszczalne, przekraczające poziom dopuszczalny, obligujące do działań zapobiegawczych lub osłonowych.

Praktyczną technikę ustalania takich poziomów omówiono w rozdziale dotyczącą rangowania ryzyka.

Jednym z kryteriów postępowania z ryzykiem jest ALOP, który stanowi poziom ryzyka dopuszczalnego, ustalonego na poziomie kraju (ryc. 3).

W zarządzaniu ryzykiem stosowane są dwa podejścia:

• aktywne (wyprzedzające), polegające na wczesnej identyfikacji zagrożeń oraz podjęciu działań dla ich uniknięcia i ograniczenia skutków,

• reaktywne (przeciwdziałające), polegające na śledzeniu interesującego nas zjawiska, wykrywaniu zaistniałych zagrożeń i ograniczaniu szkodliwości skutków.

Obydwa podejścia widzimy w Rozporządzeniu 178/2002 UE.

Istnieje kilka typowych strategii obsługi ryzyka:

• Akceptacja. W wielu sytuacjach warto po prostu zaakceptować ryzyko o niewielkiej randze. Jeśli takie ryzyko nastąpi, co jest albo mało prawdopodobne albo jest ono mało istotne, poniesiemy jednak wszelkie konsekwencje takiego ryzyka. W praktyce działanie takie oznacza świadome zaniechanie obsługi ryzyka. Decydując się na akceptację ryzyka należy wcześniej określić dopuszczalny jego poziom (patrz kryteria ryzyka), które można przyjąć bez obaw o zachwianie bezpieczeństwa
  w analizowanym sektorze lub łańcuchu żywnościowym. W ten sposób można zaniedbać obsługę składowych ryzyk lub zagrożeń o niskiej wartości rangi ryzyka RR.

• Unikanie. Wykluczenie tych elementów, w których zidentyfikowano ryzyko lub są źródłem największych ryzyk składowych. Czasami jest to niemożliwe.

• Zabezpieczenie. Podjęcie działań zabezpieczających (osłonowych) przed konsekwencjami ryzyka, np. przez ustanowienie procedur postępowania przy różnych wariantach (scenariuszach) wystąpienia ryzyka, umożliwiającej ustanowienie względnego bezpieczeństwa w przypadku wystąpienia ryzyka. Jest to strategia konieczna jeśli dany czynnik ryzyka powoduje duże zagrożenie dla zdrowia publicznego.

• Redukcja. Podjęcie działań, które zmniejszą prawdopodobieństwo wystąpienia ryzyka lub redukują skutek jaki za sobą niesie do wartości, którą można już akceptować. Taka strategia powinna być następnym etapem po badaniu ryzyka. Podejmuje się ją wtedy, kiedy nie można ryzyka akceptować, uniknąć, zabezpieczyć się przed nim ani transferować poza rozpatrywany obszar. Jest to najbardziej powszechna strategia.

• Transfer. Ryzyko można przenieść na „zewnątrz”. Typowym przykładem takiego transferu jest cofnięcie importowanej paszy o złej jakości, do kraju pochodzenia.

• Badania (tylko ocena ryzyka). Ograniczanie niepewności przez badania i analizę przyczyn ryzyka. W wielu wypadkach udaje się dokładniej poznać źródło zagrożeń
  i dokładniej oszacować jego prawdopodobieństwo jak i skutki. Czasami można też
  w ten sposób całkowicie wyeliminować zagrożenie (znając przyczyny ryzyka), lub podjąć inną odpowiednią strategię. Równie często okazuje się, że dokładniejsza ocena prowadzi do lepszego rozpoznania ryzyka pozornie mniej groźniejszego. Zawsze warto dysponować lepszą wiedzą o każdym ryzyku i badania ryzyka służą właśnie temu celowi.

Wybór odpowiedniej strategii postępowania zależy od rangi jak i rodzaju ryzyka. Trudne jest podanie jakiś uniwersalnych procedur dla każdego ryzyka. Na tym między innymi polega trudność zarządzania ryzykiem, ale zarazem jest wyzwaniem dla urzędów lub osób zobowiązanych do podejmowania decyzji opartych na szacowanym ryzyku.

Ważnym jest natomiast to, że wymienione elementy zarządzania ryzykiem nie stanowią procedury jednorazowej, którą wystarczy wykonać na etapie planowania nadzoru nad zjawiskiem. Zarządzanie ryzykiem trwa przez cały czas istnienia analizowanego zjawiska!

Ilościowe szacowanie ryzyka

Znając probabilistyczny model, któremu podlega dane ryzyko można prowadzić klasyczną analizę prawdopodobieństwa, wykorzystującą teorię zmiennych losowych. Przydatne mogą być metody symulacyjne (np. Monte Carlo), metoda łańcuchów Markova oraz metoda Bayesa. Wyniki takich analiz mogą być przydatne przy ilościowej ocenie prawdopodobieństwa realizacji złożonej struktury modeli. Oszacowanie prawdopodobieństwa ryzyka metodami analitycznymi nie jest jednak łatwe, ponieważ w większości przypadków dotyczy oceny przyszłych zdarzeń o charakterze jednorazowym, które nie mają precedensów
i przez to trudno opisać je analitycznie.

Niemniej konieczne jest oszacowanie tak dokładne, jakie jest dostępne w danej sytuacji. Przy braku ocen ilościowych, wyrażających prawdopodobieństwo liczbą [0; 1], dopuszcza się nawet ocenę typu: „małe, średnie, wysokie” - tzw. proste rangowanie.

Przykład procedury postępowania przy wykorzystaniu techniki rangowania - najprostszej techniki związanej z analizą ryzyka

Technika rangowania ryzyka jest powszechnie stosowaną metodą wykorzystywaną w prostszych ilościowych analizach ryzyka lub tylko jego zarządzaniu, gdzie na podstawie ilościowej wartości ryzyka lub opisowej ocenie można podjąć odpowiednie działania. Zaletą jest jej duża skuteczność przy względnej prostocie. Stosowana jest z powodzeniem np.
w USA - FDA's Animal Feed Safety System (AFSS) oraz pewne jej elementy zastosowano
w Instrukcji GLW w sprawie określenia, na podstawie analizy ryzyka, częstotliwości kontroli podmiotów sektora spożywczego objętych urzędowym nadzorem Inspekcji Weterynaryjnej.

Ilościowa analiza ryzyka polega na oszacowaniu tzw. rangi ryzyka (RR), które jest wyznacznikiem prawdopodobieństwa wystąpienia (PR) danego ryzyka, zasięgu możliwych skutków, przewidywanego okresu wystąpienia lub częstotliwości w przypadku ryzyka cyklicznego do potencjalnych skutków ryzyka (SR). Umożliwia to następnie na podstawie wykresu graficznego lub oszacowanej wartości liczbowej podjęcie odpowiednich działań lub strategii postępowania omówionych wcześniej.

Miarą ryzyka jest prawdopodobieństwo (P) wystąpienia negatywnych skutków (zagrożenia), można zatem stwierdzić, że im wyższe prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia, innego od oczekiwanego, tym większe ryzyko związane z danym zdarzeniem.

Właściwości ryzyka interpretowanego jako prawdopodobieństwa (P):

• jego wartość może przyjmować wartości z zakresu od 0 do 1, przy czym:

• wartość P=0 oznaczać będzie, że ryzyko nie istnieje,

• wartości w granicach od 0 do 0,01- niskie,

• przy wartościach od 0,01 do 0,1 - umiarkowane,

• od 0,1 do 0,5 - poważne

• powyżej 0,5 - bardzo duży poziom ryzyka.

Identyfikując czynnik zagrożenia nadaje się mu odpowiednią skalę punktową od 1 do 5
w zależności od poziomu ryzyka (tab. 1). Stosowny poziom można określić hasłowo na podstawie posiadanej wiedzy lub w oparciu o opinię ekspercką. Najbardziej wiarygodne jest użycie prawdopodobieństwa z ilościowej oceny ryzyka oszacowanej przez zespół ekspertów na podstawie modelowania. Dane te interpretujemy wg tab. 1, kolumna „prawdopodobieństwo”.

Należy ponadto przeanalizować dwa główne parametry każdego zagrożenia dla, którego analizuje się ryzyko: cykliczność lub czas narażenia na ryzyko.

Tab. 1 Opisowo - ilościowa ocena prawdopodobieństwa ryzyka (PR) - interpretacja

Skala punktowa	Hasłowy opis prawdopodobieństwa	Opis - Interpretacja	Prawdopodobieństwo
1	Prawie niemożliwe	Zdarzenie może zaistnieć jedynie w wyjątkowych okolicznościach	poniżej 0,01
2	Mało prawdopodobne	Istnieje małe prawdopodobieństwo zaistnienia tego zdarzenia	0,01 - 0,1
3	Umiarkowanie możliwe (średnie)	Wydarzenie jest średnio możliwe. W niektórych przypadkach zdarzenie takie może zaistnieć	0,1 - 0,2
4	Prawdopodobne	Wydarzenie jest bardzo prawdopodobne	0,2 - 0,5
5	Prawie pewne	Oczekuje się, iż zdarzenie takie nastąpi	ponad 0,5

Potencjalne skutki ryzyka (SR)

Intuicyjnie rozumując sam wyznacznik jakim jest prawdopodobieństwo wystąpienia (PR) danego czynnika zagrożenia nie jest adekwatnym narzędziem do podejmowania takich samych decyzji przez organy odpowiedzialne za zarządzanie ryzykiem (Inspekcja Weterynaryjna). Czym innym dla zdrowia publicznego jest wystąpienie w partii paszy nawet na niewielkim poziomie Salmonelli, a np. przekroczenie dopuszczalnego poziomu składników pokarmowych w tej samej partii. Należy więc dla każdego zidentyfikowanego ryzyka,
w drodze odrębnej analizy, ocenić potencjalne skutki jego wystąpienia. Do ilościowej oceny SR najwygodniej jest stosować miary względne, wyrażające udział (odsetek) przewidywanych skutków narażenia na ryzyko lub przewidywanych skutków epidemiologicznych, prawnych lub finansowych w całkowitym czasie narażenia na ryzyko.

Wiedzę tę można pozyskać od grup eksperckich lub prześledzić tzw. dane historyczne, czyli materiały z wybuchu ognisk choroby, kontroli urzędowych, poprzednich przypadków wykrycia takiego zagrożenia. Bezcenne jest doświadczenie innych osób, które miały już
w przeszłości styczność z podobnym wystąpieniem analizowanego zjawiska. Skutkom ryzyka należy przypisać wartość od 1 do 5 (tab. 2) i poddać dalszej analizie.

Tab. 2 Określanie potencjalnych skutków ryzyka (SR) - interpretacja

Skala punktowa	Hasłowy opis skutku	Opis - Interpretacja	Potencjalne skutki ryzyka
1	Nieznaczny	Mały wpływ na końcową wartość. Nie rodzi skutków prawnych. Nie ma wpływu na bezpieczeństwo ludzi. Bardzo mały skutek finansowy.	poniżej 0,001 (0,1%)
2	Mało znaczący	Bez skutków o wymiarze prawnym. Ma wpływ na końcową wartość. Nie ma wpływu na bezpieczeństwo ludzi. Niewielki skutek finansowy.	0,001 - 0,01 (0,1% - 1%)
3	Umiarkowany (średni)	Rodzi umiarkowane konsekwencje prawne. Ma wpływ na wartość końcową. Zagrożenie dla bezpieczeństwa. Średni skutek finansowy.	0,01 - 0,1 (1% - 10%)
4	Poważny	Poważne skutki prawne. Poważne zagrożenie wystąpieniem niebezpiecznych skutków. Poważne straty finansowe. Ujemny wpływ na bezpieczeństwo ludzi.	0,1 - 0,5 (10% - 50%)
5	Katastrofalny	Bez względu na wielkość prawdopodobieństwa pociąga za sobą groźne skutki z zaistnieniem takiego zdarzenia. Wysokie straty finansowe. Utrata dobrego wizerunku w środowisku i w oczach opinii publicznej. Poważne konsekwencje dla zdrowia i życia.	ponad 0,5 (50%)

Ranga ryzyka (RR)

Określając rangę ryzyka należy uporządkować listę zidentyfikowanych
i oszacowanych ryzyk ze względu na ich znaczenie. Poziom zagrożenia zależy w każdym wypadku zarówno od PR jak i od SR. Dla ryzyka pojawiającego się cyklicznie, lub wielokrotnie, należy dodatkowo uwzględnić również liczbę (n) możliwych powtórzeń. Ryzyko bardzo prawdopodobne, wywołujące niewielkie skutki, może mieć podobną rangę, jak ryzyko mało prawdopodobne o poważnych skutkach.

Ranga ryzyka jest iloczynem prawdopodobieństwa wystąpienia ryzyka (PR), potencjalnych skutków ryzyka (SR):

RR = PR * SR .

Wartości jakie da to równanie można przypisać do wcześniej zaplanowanych działań opartych na opisanych wcześniej strategiach obsługi ryzyka.

Można ustalić liczbowe kryteria, które będą powodować uruchomienie odpowiednich scenariuszów działań. Liczbowym kryterium w weterynaryjnej ochronie zdrowia publicznego, ustalonym dla całego kraju jak wspomniano jest ALOP (ryc. 3).

Ryc. 3 Graficzne przedstawienie uruchomienia odpowiednich decyzji przy wykorzystaniu ALOP.

Dla technik opartych na rangowaniu ryzyka często stosuje się diagramy pomocne przy zarządzaniu ryzykiem i podejmowaniu decyzji w warunkach ryzyka.

Wykorzystując wyniki kwalifikacji w wartościach od 1 do 5 dla prawdopodobieństwa wystąpienia ryzyka (PR) i potencjalnych skutków ryzyka (SR) można podjąć decyzję na podstawie odpowiedniego koloru przecięcia się pól. Interpretacja została opisana wraz
z przykładowym diagramem na ryc. 4.

Ryc. 4 Diagram do interpretacji analizy ryzyka techniką rangowania.

	Niski poziom rangi ryzyka - ryzyko może zostać podjęte
	Średni poziom rangi ryzyka - ryzyko może zostać podjęte, pod pewnym, uzasadnionym warunkiem (przeważnie są to przesłanki ekonomiczne)
	Duża wartość rangi ryzyka - stan nie do przyjęcia, podjęcie działań zabezpieczających - osłonowych

Techniki symulacji komputerowej

Stosuje się zaawansowane programy komputerowe, które na podstawie modeli opisanych wzorami oraz wprowadzonych danych wejściowych w postaci rozkładów prawdopodobieństwa (dane stochastyczne) symulując tak opisaną „rzeczywistość” dają końcowy wynik w postaci rozkładu prawdopodobieństwa, na podstawie, którego dokonuje się interpretacji.

Ryc. 5 Schemat symulacji stochastycznej w ocenie ryzyka.

Zalety i wady oceny ryzyka na podstawie symulacji komputerowej:

Wady:

• konieczność użycia specjalistycznego oprogramowania

• wysoki stopień trudności przeprowadzenia takich analiz

Zalety:

• otrzymanie bardziej wiarygodnych wyników analizy

• możliwość przeprowadzenia oceny ryzyka przy małej ilości lub braku danych wejściowych

• możliwość oceny zjawisk, których symulacji nie można przeprowadzić w rzeczywistości (np.: co by było gdyby 10 ton skażonej paszy pałeczkami Salmonella podać trzem stadom brojlerów po 2 tyś. sztuk każde, i z których 1500 szt. poszło by do uboju; itp.)

• symulację tzw. scenariuszy (różne wersje wydarzeń)

• wykorzystanie metaanalizy (danych opublikowanych przez inne instytucje, w czasopismach, inne programy badań, roczniki statystyczne, itd.).

Przykład oceny ryzyka związanej z występowaniem pałeczek Salmonella w produkcji drobiarskiej

Pałeczki Salmonella spp. pozostają od dawna jedną z głównych przyczyn chorób przenoszonych przez żywność w Polsce i na świecie, dlatego też nadal stanowią główną kwestię przy wprowadzaniu i utrzymywaniu systemów zapewnienia bezpieczeństwa i jakości produktów spożywczych (HACCP) oraz programów zwalczania patogenów lub urzędowych kontroli tego sektora (np.: krajowy program zwalczania Salmonelli, plan urzędowej kontroli pasz). W celu skutecznej eliminacji Salmonelli z łańcucha żywnościowego w dodatku mając na względzie aspekt ekonomiczny należy poznać zależności transmisji tego patogenu na poszczególnych ogniwach łańcucha produkcji drobiarskiej. Niewystarczające jest określanie tylko poziomu występowania patogenu w danym ogniwie łańcucha, co do tej pory jest podstawą większości prac naukowych. Wyniki muszą wskazać zależności pomiędzy produkcją pierwotną, praktyką na poziomie uboju i przetwórstwa, co wielu wskazuje jako układ napędowy rozprzestrzeniania się salmonellozy i wpływem na cały łańcuch produkcji.

Problemem w prawidłowej ocenie wpływu występujących pałeczek Salmonella
w produktach drobiowych na zdrowie publiczne, a oparte na podstawie prostej oceny raportów sanitarnych i medycznych jest fakt, iż zanotowane przypadki salmonelloz u ludzi nie odzwierciedlają ich rzeczywistej skali występowania. Taki stan opisać można piramidą (ryc. 6)

Ryc. 6 Zależność pomiędzy raportowanym przez służby sanitarne i medyczne poziomem występowania przypadków salmonellozy u ludzi od innych czynników (wg Foodborne Diseases Active Surveillance Network - FoodNet USA).

Z opisanych powyżej powodów do szerszej oceny ryzyka używa się modelowania za pomocą odpowiedniego oprogramowania. Zaletą modelowania jest możliwość wprowadzania scenariuszy, czyli przewidywanie możliwych skutków zajścia pewnych sytuacji.
W zaimplementowanym modelu można przewidzieć wyniki odpowiednich działań i ocenić ich skuteczność, czasem w odniesieniu do aspektów ekonomicznych. Ciekawym przykładem może być ocena kosztów wyeliminowania zakażonych stad (likwidacja) w krajowym programie zwalczania salmonellozy i ocena ilościowa wpływu tego faktu na końcową wartość przyszłego zakażenia stad drobiu pałeczkami Salmonella. Dokonano tego w Department of Risk Assessment, National Veterinary and Food Research Institute (Helsinki, Finlandia), gdzie potwierdzono skuteczność tego typu modeli do przewidywania takich skutków (2).

Modele dawka - odpowiedź

Przy ocenie wpływu oszacowanego poziomu występowania pałeczek Salmonella
w analizowanym produkcie lub całym sektorze żywnościowym na zdrowie ludzi używa się tzw. modeli dawka-odpowiedź. Są to opisane równaniami zależności dawki patogenu, które
z określonym prawdopodobieństwem po spożyciu spowodują objawy chorobowe (ryc. 7). Mając tą wiedzę i znając ilość narażonych osób na dany patogen można określić końcowe ryzyko wynikające ze spożycia zakażonej żywności.

Ryc. 7 Model dawka-odpowiedź dla Salmonella spp. z uwzględnionym przedziałem ufności oraz zaznaczonymi poziomami tego patogenu w prawdziwych ogniskach zatruć potwierdzające ich matematyczny opis.

Przykład praktycznego oszacowania ryzyka wynikającego ze spożycia jaj spożywczych

Roczne dane dotyczące występowania Salmonella spp. w jajach spożywczych pochodzą z programu monitorowania Salmonelli w Polsce przeprowadzonego przez Zakład Mikrobiologii Państwowego Instytutu Weterynaryjnego - Państwowego Instytutu Badawczego w Puławach (4). W roku 2007 stwierdzono zanieczyszczenie jaj spożywczych na poziomie 0,5 %. Probabilistyczny model został stworzony w celu opisania nieznanych, a zbliżonych do rzeczywistości transmisji patogenu w oparciu o równanie (ryc. 8), jak również opisano dynamiczny model infekcji, przy wykorzystaniu opisanego powyżej modelu dawka - odpowiedź. Dane dotyczące ilości spożycia jaj konsumpcyjnych oszacowano na podstawie rocznika statystycznego i oszacowana na poziomie 2%. Obliczenia zostały wykonane przy użyciu @Risk firmy Palisade.

Ryc. 8 Matematyczne przedstawienie modelu użytego do symulacji i wyniki otrzymane
w programie Excel z modułem @Risk .

Wstępne parametry modelu symulacji (a priori):
Prawdopodobieństwo występowania Salmonella spp. w jajach spożywczych - wyrażona jako odsetek występowania w badanych produktach (dane naukowe uzyskane w programach badania żywności)	0,50%
Prawdopodobieństwo spożycia - dane statystyczne, wyrażone jako udział jaj konsumpcyjnych w diecie	2,00%
Oczekiwana wartość zanieczyszczenia pałeczkami Salmonella spp. zakażonego jaja - statystycznie: moda, wartość najczęściej występująca w rozkładzie	10
Parametry modelu dawka -odpowiedź (w oparciu o rozkład Beta-Poisson):
Alpha - parametr statystyczny opisujący model Beta-Poisson	-0,4059
Beta - parametr statystyczny opisujący model Beta-Poisson	5308
Wyniki symulacji (a posteriori):
P(prawdopodobieństwo, iż jajo jest zakażone i zostało spożyte bez odpowiedniej obróbki termicznej)	0,0001
Najbardziej prawdopodobna dawka pałeczek Salmonella spp. przyjęta przez spożywającego zainfekowany produkt (ang. Dose)	10
P(ill|dose) (prawdopodobieństwo wystąpienia objawów chorobowych w odniesieniu od spożytej dawki pałeczek Salmonella spp.)	0,000764
Ryzyko - łączne prawdopodobieństwo pojawienia się objawów chorobowych w populacji, wynikające z zanieczyszczenia pałeczkami Salmonella spp. jaj spożywczych	3,8E-7

Wynik symulacji komputerowej wskazuje, iż w analizowanym roku ryzyko w odniesieniu do spożycia jaj konsumpcyjnych wynosiło 3,8E^-7 co daje: 3,8* 10^-7 czyli po zaokrągleniu i przeliczeniu na poziom zachorowań: ~ 4 przypadki na 10 000 000 osób. Biorąc pod uwagę całą populację Polski, to przy takim poziomie spożycia jaj konsumpcyjnych można szacować, że było to około 16 osób.

Oszacowane wartości oraz analiza poszczególnych elementów i ich wpływ na końcowe ryzyko związane ze spożyciem skażonych pałeczkami Salmonella jaj konsumpcyjnych, mogą posłużyć na etapie zarządzania ryzykiem do podjęcia kroków mających na celu skuteczną redukcję tego patogenu z łańcucha żywnościowego. Dokładniejsze modele, a przez to bardziej skomplikowane w przyszłości będą stanowić podstawę do opracowywania kryteriów mikrobiologicznych, PO, FSO, (ryc. 9).

Ryc. 9 Graficzne przedstawienie szczegółowego modelu łańcucha żywnościowego w produkcji zwierzęcej, stanowiącego podstawę do opracowania kryteriów mikrobiologicznych oraz FSO i PO.

Piśmiennictwo:

1. Rozporządzenie nr 178/2002 UE z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego, powołujące Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności oraz ustanawiające procedury w zakresie bezpieczeństwa żywności.

2. Maijala R., Ranta J., Seuna E., Pelkonen S., Johansson T.: A quantitative risk assessment of the public health impact of the Finnish Salmonella control program for broilers. International Journal of Food Microbiology, 102 (2005), 21- 35.

3. WHO, 2002. Risk assessments of Salmonella in eggs and broiler chickens. Microbiological risk assessment series 1.

http://www.who.int/foodsafety/publications/micro/salmonella/en/

4. Wasyl D, Hoszowski A.: Salmonella. 2007. Wyniki badań bakteriologicznych
   w kierunku obecności Salmonella spp. wykonanych w laboratoriach weterynaryjnych w 2007 r. /Państwowy Instytut Weterynaryjny-Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Mikrobiologii, Krajowe Laboratorium Referencyjne - Salmonella. Puławy, 2008, 1-40.

122

---