Advanced

The Substitution Principle - Uncertainty in risk-risk consideration and decision making in the case of substituting Thiacloprid with Tau-fluvalinate

Larsson, Anna LU (2015) MVEK02 20151
Studies in Environmental Science
Abstract
The “Substitution Principle” gives the direction to substitute hazardous substances to less dangerous ones when possible. The idea of substituting substances to less dangerous alternatives is currently of concern and the “Substitution Principle” is one of the tools used to do so. This has come into focus since polluted lakes, air and/or land areas has ended up as consequences of chemical emissions. For the substitution to be successful it needs to be preceded by consideration of the risk-risk tradeoff by the at the moment used chemical and its substitute. This study wants to show the problems when doing risk-risk tradeoffs under uncertainty and the challenge with this is illustrated with a case-study of the neonicotinoid Thiacloprid and a... (More)
The “Substitution Principle” gives the direction to substitute hazardous substances to less dangerous ones when possible. The idea of substituting substances to less dangerous alternatives is currently of concern and the “Substitution Principle” is one of the tools used to do so. This has come into focus since polluted lakes, air and/or land areas has ended up as consequences of chemical emissions. For the substitution to be successful it needs to be preceded by consideration of the risk-risk tradeoff by the at the moment used chemical and its substitute. This study wants to show the problems when doing risk-risk tradeoffs under uncertainty and the challenge with this is illustrated with a case-study of the neonicotinoid Thiacloprid and a possible substitute, the pyrethroid Tau-fluvalinate. Different scenarios regarding the extent of substitution have been analyzed with respect to impact on freshwater and a hypothetical impact on pollinators. Estimated costs which are associated with these chemicals as well as the initial cost when doing a substitution have also been used as input. Impact score, that is how the substances affect the freshwater regarding toxicity which was derived from USEtox® assessment model, has been used to assess the impact of the two substances on freshwater. In this paper two treatments of uncertainty have been observed by applying two different decision theories, the “Expected Utility Theory” and the “Maximin Principle”.
It is concluded that Tau-fluvalinate is not a proper substitute to Thiacloprid regarding its effect on freshwater ecosystems. Tau-fluvalinate is a lot more hazardous to freshwater organisms. The utility differs when different factors are considered, in this case impact on pollinators and/or initial cost. It also differs looking at the expected versus the maxmin utility. It can be concluded that the treatment of uncertainty in a risk-risk assessment affects which decisions will be made. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Substitutionsprincipen framhåller att farliga kemiska substanser ska substitueras mot mindre farliga substanser. Det uppkommer problem när principen ska tillämpas exempelvis hur osäkerhet ska hanteras. Frågan som kan ställas är om ett ämne som det finns mycket information om, liten osäkerhet men som är mycket farlig ska väljas framför ett mindre farligt ämne som det finns bristfällig kunskap om samt en stor osäkerhet.

Frågan som ställts har undersökts genom att ställa upp nyttoekvationer med olika faktorer samt med olika behandlingar av osäkerhet. Studien har visat att beroende på vilka faktorer som räknas med i nyttoekvationen samt hur osäkerhet behandlas så varierar utfallen. Detta visar på det nödvändiga i att göra en noggrann och... (More)
Substitutionsprincipen framhåller att farliga kemiska substanser ska substitueras mot mindre farliga substanser. Det uppkommer problem när principen ska tillämpas exempelvis hur osäkerhet ska hanteras. Frågan som kan ställas är om ett ämne som det finns mycket information om, liten osäkerhet men som är mycket farlig ska väljas framför ett mindre farligt ämne som det finns bristfällig kunskap om samt en stor osäkerhet.

Frågan som ställts har undersökts genom att ställa upp nyttoekvationer med olika faktorer samt med olika behandlingar av osäkerhet. Studien har visat att beroende på vilka faktorer som räknas med i nyttoekvationen samt hur osäkerhet behandlas så varierar utfallen. Detta visar på det nödvändiga i att göra en noggrann och grundlig undersökning innan beslut fattas.

Gifter i naturen är idag ett aktuellt ämne på grund av de alltmer vanliga upptäckterna av förorenade vattendrag, luft och landområden. Substitutionsprincipen är ett bra redskap för att kunna byta ut de mer farliga substanserna mot mindre farliga substanser och därmed minska antalet av dessa upptäckter. Det finns dock svårigheter med att använda denna princip, exempelvis hur osäkerhet ska behandlas.

Osäkerhet kan hanteras på olika sätt och i arbetet har två olika beslutsteorier använts för att ge exempel på två sätt att behandla osäkerhet. Med hjälp av de två beslutsteorierna beräknades nyttan för att antingen fortsätta användningen av neonikotinoiden Thiacloprid eller tillämpa substitutionsprincipen och byta ut den farliga substansen Thiacloprid mot den mindre farliga pyretroiden Tau-fluvalinat.

Studier på neonikotinoider har visat möjliga negativa effekter på bin och därför har användningen minskat. Det finns även studier som motsäger sig den här negativa påverkan. Påverkan på pollinatörer sattes därför in som en faktor i nyttoekvationen där den var större för Thiacloprid än för Tau-fluvalinat. Tre fall beräknades i nyttoekvationen: 1) Både påverkan på pollinatörer och initial kostnad, 2) Enbart påverkan på pollinatörer och 3) Enbart initial kostnad.

Det visade sig att när påverkan mättes på enbart akvatiska miljöer så är Tau-fluvalinat farligare än Thiacloprid och eftersom substitutionsprincipen framhåller att farliga substanser ska bytas ut mot mindre farliga substanser så kan det inte sägas att substitutionsprincipen tillämpas här. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Larsson, Anna LU
supervisor
organization
alternative title
Uncertainties in risk-risk consideration using the Substitution Principle
course
MVEK02 20151
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
substitutes, neonicotinoid, uncertainty, Substitution principle, decision theory, Thiacloprid, Tau-fluvalinate, utility
language
English
id
5463293
date added to LUP
2015-06-16 10:53:38
date last changed
2015-06-16 10:53:38
@misc{5463293,
  abstract     = {The “Substitution Principle” gives the direction to substitute hazardous substances to less dangerous ones when possible. The idea of substituting substances to less dangerous alternatives is currently of concern and the “Substitution Principle” is one of the tools used to do so. This has come into focus since polluted lakes, air and/or land areas has ended up as consequences of chemical emissions. For the substitution to be successful it needs to be preceded by consideration of the risk-risk tradeoff by the at the moment used chemical and its substitute. This study wants to show the problems when doing risk-risk tradeoffs under uncertainty and the challenge with this is illustrated with a case-study of the neonicotinoid Thiacloprid and a possible substitute, the pyrethroid Tau-fluvalinate. Different scenarios regarding the extent of substitution have been analyzed with respect to impact on freshwater and a hypothetical impact on pollinators. Estimated costs which are associated with these chemicals as well as the initial cost when doing a substitution have also been used as input. Impact score, that is how the substances affect the freshwater regarding toxicity which was derived from USEtox® assessment model, has been used to assess the impact of the two substances on freshwater. In this paper two treatments of uncertainty have been observed by applying two different decision theories, the “Expected Utility Theory” and the “Maximin Principle”.
	It is concluded that Tau-fluvalinate is not a proper substitute to Thiacloprid regarding its effect on freshwater ecosystems. Tau-fluvalinate is a lot more hazardous to freshwater organisms. The utility differs when different factors are considered, in this case impact on pollinators and/or initial cost. It also differs looking at the expected versus the maxmin utility. It can be concluded that the treatment of uncertainty in a risk-risk assessment affects which decisions will be made.},
  author       = {Larsson, Anna},
  keyword      = {substitutes,neonicotinoid,uncertainty,Substitution principle,decision theory,Thiacloprid,Tau-fluvalinate,utility},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {The Substitution Principle - Uncertainty in risk-risk consideration and decision making in the case of substituting Thiacloprid with Tau-fluvalinate},
  year         = {2015},
}