Konceptuell modell

OBS Remissversion - texterna är fortfarande under bearbetning och ska enbart ses som utkast. Finns det direkta fel? Hittar du enkelt det du vill, dvs är strukturen bra? Finns det ord/begrepp som behöver förklaras? Vi tar tacksamt emot förslag på ändringar/tillägg via e-post till This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.. Texterna kommer kontinuerligt att uppdateras och revideras och layouten förbättras. 

En konceptuell modell syftar till att (förenklat) sammanfatta information och beskriva samband för förståelse av komplexa system. Den kan även ses som en tankeföreställning av det komplexa systemet som dokumenteras med hjälp av texter och illustrationer (se vidare under [[Presentationssätt]]). Den konceptuella modellen är ett verktyg för att prioritera resurser och rikta dessa till att inhämta den information som är viktig för syftet med undersökningen [[Provtagningsstrategier #syfte]].

Arbete med förorenade områden innebär att information från flera olika ämnesområden (geologi, detaljplaner, mikrobiologi, kemi, industriella processer, stadsplanering och historia) behöver hanteras och presenteras på skalor som varierar från flera kilometrar ner till nanometer. Informationen används till att bedöma och fatta beslut om t.ex. var provpunkter ska placeras, hur föroreningssituationen ser ut i området, hur föroreningarna sprids, variationen av föroreningshalterna över tid samt vilka osäkerheter som finns i data. Vidare bedöms vilka skyddsobjekt som kan påverkas, samt beskriver huruvida föroreningen kan nå fram till dessa. Den samlade informationen kan uttryckas i form av en konceptuell modell och är kortfattad för att den ska vara lätt att förstå men så komplex som krävs för att inte viktig information ska förloras. Den konceptuella modellen ska även inkludera möjliga framtida scenarier, t.ex. vad kan hända om grundvattennivåer ökar, översvämningar sker med ökad frekvens m.m. Vilken typ av information som kan inkluderas presenteras vidare under avsnitt 2.

En konceptuell modell är ett både ett verktyg och en produkt. Arbetet med en konceptuell modell är en systematiskt, stegvis och iterativ process av att samla in information från flera olika källor, värdera informationen, identifiera osäkerheter och kunskapsluckor samt ställa upp frågeställningar att besvara med sina undersökningar. När undersökningen är genomförd och ny information är insamlad revideras den konceptuella modellen och nya frågeställningar uppstår. Projekts beslutsfattare avgör när den konceptuella modellen är tillräckligt väl utvecklad för att kunna fortsätta till nästa steg i processen och när modellen behöver ytterligare revidering (se vidare ISO, 2019). En konceptuell modell är ett viktigt kommunikationsverktyg som möjliggör ökad förståelse mellan experter inom olika ämnesområden, beställare, tillsynsmyndigheter samt övriga parter så som närboende och den breda allmänheten.

Konceptuella modeller nämns som begrepp och finns beskrivet i en rad olika källor (Naturvårdsverket 2009a och 2009b; ASTM, 2014; SGF, 2017) med viss variation mellan definitionerna men gemensamt är att;

  • den konceptuella modellens detaljnivå baseras på tillgänglig information och objektets komplexitet.
  • processen ska vara iterativ, dvs att en konceptuell modell med hypoteser upprättas, för att sedan testas genom provtagning. Med hjälp av nytt resultat kan vissa delar bekräftas, andra avfärdas, och nya hypoteser formuleras för vidare prövning.

I SGF:s vägledning för Dynamiska undersökningar (SGF 2017) sammanfattas relevanta definitioner av konceptuella modeller för förorenade områden i löptext. Den ger även vidare vägledning kring vilken typ av information som kan inkluderas, den iterativa processen samt olika visualiseringsverktyg för illustrationer.

En konceptuell modell kan utvecklas för ett helt förorenat område och samtliga föroreningstyper, men ofta finns det goda skäl att ta fram en för enskilda processer, delområden eller enskilda föroreningar.

Innehåll i en konceptuell modell

En konceptuell modell kan utvecklas för ett helt förorenat område, en fastighet eller specifika processer på fastigheten. Därför är det viktigt att inför framtagandet vara tydlig med vad den avser att beskriva, och vilka begränsningar som finns. Modellen kan se helt olika ut beroende på om den ska visa ett förorenat område inför en riskbedömning, risker med ett exploateringsprojekt inom en viss fastighet, en enskild process, t.ex. spridning till ytvatten eller hur klimatförändringar kan påverka ett förorenat område. Information som inkluderas i den konceptuella modellen kan betraktas som generell information, platsspecifik information och administrativa faktorer och beskrivs mer nedan.

  • Med generell information menas sådan information som inte är platsspecifik, t.ex. hur regionala jordarter bildats, nedbrytningsprocessen för en aktuell förorening, kunskap om den typ av verksamhet som bedrivits inom området (men inte specifikt för platsen).
  • Med platsspecifik information menas sådant som är unikt för det aktuella förorenade området så som dess geologi och hydrogeologi, källor till föroreningen samt var dessa är lokaliserade, typ av förorening, markanvändning och skyddsobjekt som kan exponeras.
  • Med administrativa faktorer menas sådan information som kan påverka hur den platsspecifika informationen bedöms, t.ex. detaljplaner, restriktioner i markanvändning, lagstiftning och förändring däri, vetenskapliga framsteg som leder till förändrad vägledning.

Om information som används i modellen tenderar att variera över tid, desto mer sannolikt är det att upprepade mätningar krävs för att informationen ska ha tillräcklig säkerhet för att kunna användas som beslutsunderlag.

De olika typerna av information beskrivs utförligare nedan. Listan är inte komplett utan exempel på vilken typ av information som kan vara relevant, även om inte alla objekt kommer behöva inkludera all information nedan. För vidare information, se t.ex. ISO-standarden (ISO, 2019) eller rapporten om dynamiska undersökningar (SGF, 2017).

Generell information

Generell information kan ofta hämtas från olika databaser eller generell litteratur, ofta tidigt i projektet. Den generella informationen är ofta inte framtagen med hänsyn till förorenade områden. och varierar dessutom ofta mindre över tid. Ibland kan förutsättningar förändras under projektets gång vilket gör det nödvändigt att gå tillbaka till de generella informationskällorna för komplettering, t.ex. om en ny typ av förorening påträffas. Exempel på information inkluderar;

  • Det förorenande ämnets fysikaliska och kemiska egenskaper
  • Litteratur om t.ex. hydrogeologiska processer och geologi
  • VISS – vatteninformationssystem Sverige
  • SGU:s kartblad inklusive tillhörande beskrivning.
  • Topografiska kartor
  • Generell information om den verksamhet som bedrivits på platsen, t.ex. ytbehandling av metaller.

Platsspecifik information

Platsspecifik information inhämtas genom undersökningar inom det förorenade området och i dess närhet. Den vanligaste informationen rör undersökningsområdets geologi och hydrogeologi (från t.ex. tidigare undersökningar) samt föroreningsnivåer i olika medier. Det kan också vara intervjuer med tidigare anställda, arkivsökningar om specifikt den tidigare verksamheten, eller studier av gamla flygbilder. Information som varierar mycket över tid kan behöva fler upprepade mätningar. T.ex. varierar porluft ofta över tid och behöver ofta upprepade mätningar, jämfört med jordlagerföljder som varierar lite över tid.

Därför bör den konceptuella modellen beskriva inte bara nuvarande förhållanden, utan även variation över tid samt om ytterligare förändringar kan förväntas framöver. Exempel är:

  • Föroreningsnivåer i grundvatten och porluft kan variera i ansenlig utsträckning över året, och även från år till år. En föroreningsplym i grundvatten kan vara expanderande eller stabil, stå still i perioder av torka och expandera snabbare vid högre flöden. Mätningar av porluft kan variera beroende på nederbörd och grundvattennivåer.
  • Grundvattnets flödesriktning kan i större eller mindre utsträckning variera över månader och år. Om det förorenade området ligger nära ett ytvatten kan även ytvattnets flöde och nivåer påverka spridningsförutsättningar inom området.

Utöver information under mark inkluderar platsspecifik information även sådant som är ovan mark;

  • Hus, byggnader och infrastruktur.
  • Platsspecifik information om den verksamhet som gett upphov till föroreningen
  • Närliggande vattendrag och ytvavrinningsområden

Administrativa faktorer

Ny lagstiftning, branschpraxis eller vetenskaplig utveckling som leder till ny vägledning kan påverka vilka risker som bedöms som acceptabla; hur det mäts i olika medier samt vilken omfattning på dataunderlag som krävs. Denna typ av information insamlas typiskt inte specifikt in för varje projekt, utan ligger mer som en latent kunskap hos de individer som är involverade i projektet. Den kan ha relevans för hur den konceptuella modellen tolkas, varför även projektets sammansättning av individer kan påverka den konceptuella modellen och tolkningen därav. Förändring i branschpraxis, lagar och föreskrifter samt vetenskaplig utveckling används mer indirekt och sällan. I vissa fall denna typ av information dock vara relevant, när det rör sig om en förorening om vilken kunskapen utvecklas snabbt för tillfället, eller om det finns kunskap om en stundande förändring om lagar eller föreskrifter som kan komma att förändra tolkningen inom snar framtid.

Figur 1 En illustration över hur information som ingår i en konceptuell modell kan visualiseras med avseende på tid och plats. Placeringen av de olika typerna av information är ingen exakt vetenskap och därmed är placeringen i figuren ingen sanning. Däremot kan liknande grupperingar av relevant information för ett specifikt projekt vara behjälpligt vid planering.

Presentationssätt

En konceptuell modell börjar som en tankeföreställning över hur information hänger samman som kan kommuniceras på olika sätt t.ex. genom illustrationer, flödesscheman eller tabeller. En kombination av dessa presentationssätt är nästan alltid att föredra. En utveckling vad som kan ingå i dessa exempel på presentationssätt av en konceptuell modell utvecklas nedan i kommande kapitel med en sammanfattande tabell på slutet. Oavsett vilket presentationssätt som används ska mottagaren av informationen snabbt kunna skapa sig en bild över den rådande bilden över;

  • var källområdet finns,
  • vilka förorenande ämnen om är av intresse,
  • hur föroreningen sprids,
  • vilka skyddsobjekt som kan påverkas så att risken med föroreningen lätt kan kommuniceras,
  • vilka osäkerhet och informationsluckor som finns; samt
  • administrativa faktorer som är styrande för riskhanteringen.

För arbete med förorenade områden redovisas den konceptuella modellen ofta genom en kombination av nedanstående metoder, beroende på projektfas och syfte. Att enbart använda en av metoderna ger ofta inte tillräcklig information och kan skapa missförstånd. För samtliga presentationssätt av en konceptuell modell så är det viktigt att det som är dokumenterat och fastställt kan skiljas från hypoteser.

Tabell eller punktlista

Tabeller kan kort och översiktligt lista föroreningskällor, skyddsobjekt s och spridningsvägar. Det ger dock lite utrymme för beskrivning av komplexa spridningssamband. När konceptuella modeller använder tabeller för att sammanfatta mycket information blir de snabbt oöverskådliga.

Tabeller/punktlistor som i exemplet nedan kan användas i tidiga utredningsskeden när tillgänglig information är begränsad samt av övergripande karaktär. Det här presentationssättet kräver en minimal arbetsinsats men ger mindre utrymme för att presentera osäkerheter jämfört med en löptext och ger begränsad spatial (rumslig) information jämfört med en plankarta eller tvärsnitt. I ett tidigt skede är den konceptuella modellen till stor del baserad på uppgifter från kartor, databaser, historiska beskrivningar och i begränsad utsträckning analysdata och observationer från platsen. Det är dock nästan alltid motiverat att kombinera en enkel punktlista med en enkel kartskiss, även innan en första provtagning skett.

Tabell 1 Exempel på konceptuell modell i tabellform för ett fiktivt område som ska omvandlas till bostäder.

Källor

Spridningsvägar

Exponeringsvägar

Skyddsobjekt

Dieselcistern SO om Byggnad A. Annan hantering av eldningsolja, och andra förorenande ämnen är okänd.

Jordlagerföljden beskrivs som fyllnads material med 5-10 m till berg och jorden som morän.

Spridning kan ha skett till mark och grundvatten i jord.

Vidare spridning med grundvattnet från objektet.

Grundvattennivå okänd.

Förångning av lättare kolväten till porluft.

Inandning av ångor i byggnader.

Direkt kontakt med förorenad jord.

Inandning av damm och intag av jord.

Framtida boende på platsen.

Markmiljö

Vidabäcken, ca 20 m väst om Byggnad A.

 

Illustration som plankarta, tvärsnitt, 3D-model och animering

En illustration i form av en plankarta, 3-D modell eller tvärsnitt är ett tydligt sätt att presentera komplexinformation och det är ofta enkelt för mottagare att ta till sig informationen. Däremot bör det betonas att en grafisk illustration inte en konceptuell modell i sig, utan ett presentationssätt av en konceptuell modell som behöver kompletteras med beskrivande text. En visualisering av en konceptuell modell i form av en bild används ofta senare i utredningsskedet när mer information finns tillgänglig. När en konceptuell modell illustreras som en bild behöver osäkerheter vara tydligt markerade då informationen annars lätt tas för sanning.

Illustrationer kan även vara ett bra verktyg för att kommunicera en föroreningssituation till utomstående, t.ex. närboende eller andra intressenter.

En illustration är det enklaste sättet att kommunicera en stor mängd information, men också den svåraste att få precis och korrekt. Vidare är det lätt att den grafiska presentationen bidrar till mottagarens uppfattning av den konceptuella modellens säkerhet. En slarvigt skissad illustration kan tolkas som mer osäker än den här, medan en illustration som ger ett proffsigt intryck kan tolkas som mer säker än den är.

Figur 2 Exempel hur underbyggd information och antaganden kan redovisas i samma illustration, samt vidare förtydligas i en legend.

Illustration som flödesschema

Ett flödesschema lämpar sig när föroreningstransport behöver kvantifieras, t.ex. när beräkningar behöver redovisas i den konceptuella modellen. Flödesscheman används ofta vid t.ex. riskbedömningar för att visa vilka exponeringsvägar som identifierats, och/eller exkluderats och redovisar ofta enbart en delprocess, t.ex. spridning. Flödena är binära, dvs. antingen tas dom med i projektets beräkning eller inte. Redovisa gärna variationen i halter om sådan finns (tex median, max och min) för att belysa osäkerheter och antaganden.

Figur 3 Exempel på konceptuell modell som flödesschema för att koppla samman beräknad diffusionshastighet av TCE från lera och vidare transport till ytvatten och beskriva risken för att föroreningen påverkar ytvattnet negativt. Notera att sifforna i flödesschemat är fiktiva.

Beskrivande text

Fördelen med att presentera en konceptuell modell i en text är att det ger utrymme för att beskriva nyanser, detaljer och osäkerheter. Vidare är det lättare att beskriva processer, förändringar över tid samt osäkerheter med provtäthet eller laboratoriets analysmetoder. Ofta är en illustration otillräcklig för att kunna beskriva nyanserna i t.ex. utlakningsprocesser, diffusionsprocesser eller variationer i porluft över tid.

En text kan dock lätt bli lång och därför krävs att innehållet struktureras väl för att den konceptuella modellen ska bli överskådlig och tydlig. Det är ofta lämpligt att presentera sin konceptuella modell i både illustration och text.

En konceptuell modell som beskrivande text följer ofta samma struktur som tabellformen med följande huvudrubriker;

  • Primära (den läckande infrastrukturen eller fyllnaden) och sekundära (föroreningskällan i mark eller grundvatten, t.ex. frifas) föroreningskällor
  • Föroreningens utbredning och spridningsvägar
  • Exponering av skyddsobjekt

 

Olika presentationssätts för och nackdelar.

I tabellen nedan listas olika presentationssätt och vad man bör tänka på när man arbetar med dem (för- och nackdelar). En komplett konceptuell modell innebär ofta en kombination av samtliga presentationssätt.

Presentationssätt

Fördelar

Nackdelar

Punktlista/tabell

Låg kostnad för sammanställning.

Kan göras trots begränsad information.

Osäkerheter kan tydligt markeras.

Saknar rumslig presentation av information.

Svåröverskådligt som enda presentationssätt när resultat från undersökningarna tillkommer.

Svårare att beskriva spridningssamband.

Beskrivande text

Möjliggör att beskriva exempelvis osäkerheter, processer och förändringar över tid som kan vara svåra att illustrera grafiskt.

Svårt att ge en rumslig överblick.

Kan snabbt bli oöverskådlig när texten blir lång.

Ställer höga krav på skribent att ha ett tydligt skrivsätt och struktur.

Flödesschema

Enklare att konvertera till en matematisk beräkning än t.ex. illustrationer.

Förhållandevis låg arbetsinsats

Begränsad rumslig information och skala.

Begränsade möjligheter att ta med utrymme för osäkerheter.

Illustrationer

Lättöverskådligt sätt att illustrera, och kommunicera, komplex information genom en eller flera illustrationer

Förhållandevis stor arbetsinsats (beroende på tillvägagångssätt)

Illustrationer kan upplevas röriga/svårtolkade om det finns flera spridningsvägar mellan föroreningskälla och skyddsobjekt.

Risk att felaktig eller alltför förenklad bild kommuniceras:

·        Medvetet eller omedvetet utelämnande av information, eller felaktig bristfälligt presenterad av information, kan medföra att en felaktig konceptuell modell kommuniceras.

·        Även en enkel skiss kräver att informationen presenteras med lämplig precision och att viktiga osäkerheter tydliggörs.

·        Svårighet att redovisa osäkerheter.


Att tänka på

Det finns ingen regel om vilken information som ska ingå, eller ett rätt och fel sätt att presentera informationen på, utan syftet är att på ett pedagogiskt sätt redovisa och förklara, både för den som sammanställer informationen och andra parter, rådande förhållanden antaganden. En konceptuell modell ska inte vara mer komplex än vad som behövs för föreliggande uppgift, men ska samtidigt belysa de osäkerheter som bedöms relevanta för tolkningen. Att bygga beviskedjor är centralt i arbetet med en konceptuell modell för att stärka en viss hypotes. Om stora delar av informationsunderlaget styrker en viss teori går det med förhållandevis stor säkerhet att acceptera det som en rimlig beskrivning. Om underlaget däremot tyder på motstridig information är sannolikt något eller några antaganden felaktiga och ytterligare information kan behövas.

Den konceptuella modellen för ett och samma objekt kan variera över tid, fas i projektet och vem informationen behöver kommuniceras till, eller på grund av yttre faktorer så som förändrad lagstiftning eller praxis. Den konceptuella modellen är under konstant utveckling men bör vara förhållandevis robust och väl beskriven innan projektet övergår från att undersöka till riskbedömning, åtgärdsutredning och riskvärdering. För mer information om hur en konceptuell modell kan utvecklas över tid och projektets faser, se ISO-standarden (ISO, 2019).

Att belysa osäkerheter är ett viktigt syfte med en konceptuell modell. Om för stor vikt läggs vid vad som är känt tappar den konceptuella modellen funktionen i att ställa upp frågeställningar inför kommande undersökningar.

I alla presentationssätt av konceptuella modeller, och särskilt vid illustrationer, är det viktigt att det som redovisas presenteras på ett sätt som motsvarar säkerheten som finns i informationen. T.ex. bör det framgå om en komplex och undulerande (fluktuerande) bergöveryta är påträffad genom t.ex. borrpunkter eller geofysiska mätningar, det är ett antagande baserat på information från bakgrundslitteratur eller andra källor. Om föroreningsplymer illustreras grafiskt bör det framgå vilket dataunderlag som använts för att skapa dessa föroreningsplymer.

Det kan vara minst lika viktigt att reflektera över vad som visas/diskuteras som det som inte visas/diskuteras.

Tänk också på att graden av komplexitet och presentationssätt kan behöva justeras beroende på om modellen används som ett internt arbetsmaterial, presentation till kund eller myndighet, eller för att kommunicera en projektplan till allmänheten.

Referenser

ASTM, 2014. Standard Guide for Developing Conceptual Site Models for Contaminated Sites E1689-95

ISO, 2019. Arbetsversion

Naturvårdsverket, 2009. Riskbedömning av förorenade områden

SGF, 2017. Vägledning för Dynamiska undersökningar