Chemikalien‐Regularien: Komplexes Klassifizieren

Will ein Unternehmen Stoffe wie Titandioxid, L-(+)-Milchsäure oder Perfluoroctansäure verkaufen, ist es an nationale und internationale Regularien gebunden, die sich oft ändern. Das harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien der Vereinten Nationen soll einen Rahmen für den internationalen Warenaustausch schaffen, was nicht immer gelingt.

Jeder Produzent, Lieferant oder Importeur chemischer Substanzen, Gemische oder Erzeugnisse mit besorgniserregenden Stoffen muss die Chemikaliengesetzgebung des Lands beachten, in dem er das Produkt vermarkten will. Dazu gehören die Registrierung, Melde- und Informationspflichten sowie die korrekte Einstufung und Kennzeichnung. Behörden können Ordnungswidrigkeiten oder Verstöße ahnden und Bußgelder oder Freiheitsstrafen verhängen. In Deutschland sind für Ordnungswidrigkeiten bis zu 50 000 Euro Geldbuße und bei Verstößen bis zu fünf Jahre Freiheitsstrafe möglich.

Das sechste europaweite Überwachungsprojekt zu Gemischen der europäischen Chemikalienverordnung Reach hat vor zwei Jahren bei 45 Prozent der kontrollierten Betriebe mindestens eine Nichtkonformität festgestellt, 17 Prozent der überprüften Gemische waren falsch klassifiziert und 44 Prozent nicht konform.

Global harmonisiertes System

Das Global Harmonisierte System der Vereinten Nationen (UN-GHS) aus dem Jahr 2003 soll vereinheitlichen, wie Chemikalien zu klassifizieren sind, und verbessern, wie Informationen über Stoffe weitergegeben werden [Nachr. Chem. 2010, 58, 670]. UN-GHS ist in die jeweilige nationale Gesetzgebung länderspezifisch und mit unterschiedlichen Übergangsfristen implementiert. So ist etwa in Kanada die UN-GHS-Nomenklatur seit dem Jahr 2015 verbindlich. In der Russischen Föderation ist sie seit 2014 freiwillig und sollte ab Mitte dieses Jahres obligatorisch werden. Im April hat das russische Ministerium für Industrie und Handel dies allerdings auf voraussichtlich November 2022 verschoben. Länder wie Indien und Pakistan haben das Klassifizierungssystem noch nicht oder nicht offiziell in ihre Chemikaliengesetzgebung integriert.¹⁾

Länder müssen dabei nicht alle Gefahrenklassen und -kategorien des UN-GHS übernehmen. Die EU bezieht sich derzeit auf die siebte überarbeitete Version des UN-GHS und hat alle Gefahrenklassen daraus übernommen. Sieben Gefahrenkategorien (Untergruppen der Gefahrenklassen) wurden nicht implementiert. Zusätzlich gibt es in Reach ergänzende Kennzeichnungselemente aus alten Chemikalienrechtsvorschriften.

Zudem müssen Hersteller, Lieferanten und Importeure, also Inverkehrbringer, nationale Vorschriften und Gefahrenhinweise beachten. Mitunter stufen Länder einen Stoff unterschiedlich ein: etwa Natriumlaurylsulfat, reinigende Komponente in Shampoos, Duschgelen und Reinigungsmitteln, oder Bariumsulfat, Röntgenkontrastmittel und Weißpigment (Tabelle S. 39).

Tab. 1

Beispiele für länderspezifisch gekennzeichnete Stoffe, da das Global Harmonisierte System national unterschiedlich implementiert ist.

Aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse werden Verordnungen und Gesetze aktualisiert und angepasst. Einstufung und Bewertung basieren dabei auf stoffbezogenen Eigenschaften und auf einer möglichen Gefährdung (Worst-Case-Szenario). Drei Beispiele dafür sind Titandioxid, L-(+)-Milchsäure und Perfluoroctansäureverbindungen.

Titandioxid

Titandioxid ist ein Weißpigment in Farben und Lacken, in Kosmetik- und Pflegeprodukten sowie ein Lebensmittelzusatzstoff (E 171) [Nachr. Chem. 2019, 67(7–8), 16]. Im Jahr 2017 schlug der Ausschuss für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (Echa) vor, bestimmte Titandioxidpartikel in die Kategorie Karzinogen Kat. 2 mit H351 „Kann vermutlich Krebs erzeugen (Einatmen)“ einzustufen [Nachr. Chem. 2017, 65, 1008]. Der Beschluss durch die Europäische Kommission erfolgte im Jahr 2019 – trotz Widerspruch und Gegenvorschlägen wie einem EU-weiten Arbeitsplatzgrenzwert. Seit Oktober sind flüssige und feste Gemische, die mindestens ein Prozent Titandioxidpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von ≤ 10 µm enthalten, als gesundheitsgefährlich zu kennzeichnen.

Titandioxid kann als Lebensmittelzusatzstoff etwa in Süßwaren, Zahnpasta und Arzneimitteln nanoskalige Partikel ≤ 100 nm enthalten. Sie führen möglicherweise zu Darmentzündungen und können potenziell DNA-Strangbrüche und Chromosomenschäden induzieren. Genotoxische Untersuchungen liefern unterschiedliche Ergebnisse.²⁾ Auf Grundlage des Vorsorgeprinzips zum Schutz der Gesundheit verbot Frankreich im Januar 2020 als erstes EU-Land E 171 in Lebensmitteln, bisher bis Jahresende. Die europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa) schloss im März eine genotoxische Wirkung von TiO₂ nicht aus. Welche weiteren Regulierungsmaßnahmen folgen, wird auf EU-Ebene geklärt werden.

Als Alternativen für Titandioxid in Lebensmitteln werden Produkte auf Basis von Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat beschrieben.^3–5) Für Farben, Lacke und weitere technische Anwendungen testen Unternehmen Ersatzstoffe auf Basis von Zinkoxid, Zinksulfid, Calciumaluminatsulfat oder porösen Polymerstrukturen.^6,7) Jedoch werden nicht immer alle Eigenschaften des Titandioxids optimal abgedeckt, etwa die „weiß-transluzente Optik“ in Zahncreme oder Abriebfestigkeit und Glanz in Farben und Lacken.^8,9)

L-(+)-Milchsäure

L-(+)-Milchsäure befindet sich in Flüssigseifen, Arzneimitteln, Medizinprodukten, Kosmetika und Reinigungsmitteln sowie Säuerungs-, Antioxidations- und Konservierungsmittel (E 270) in der Lebensmittelindustrie.

Die deutsche Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin übermittelte im Februar 2017 der Echa ein Dossier für L-(+)-Milchsäure. Damals stufte die Mehrzahl der Registranten die schwache Säure als „hautreizend“ und „Augenschäden verursachend“ ein. Seit letztem Jahr steht L-(+)-Milchsäure im Anhang VI der CLP-Verordnung. Die Substanz muss nun ab März 2022 in der Europäischen Union verbindlich gekennzeichnet werden (Tabelle oben).

Tab. 2

Einstufung und Kennzeichnung von L-(+)-Milchsäure im Lauf des Prozesses. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden; H315 Verursacht Hautreizungen; H318 Verursacht schwere Augenschäden; H335 Kann die Atemwege reizen; EUH071 Wirkt ätzend auf die Atemwege.

In der Schweiz etwa müssen Gemische ab einem Gehalt von fünf Prozent L-(+)-Milchsäure als hautätzend gekennzeichnet werden. Diese Gemische unterliegen der Chemikalienverordnung und damit Abgabebeschränkungen mit Ausschluss der Selbstbedienung. Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) der Schweizerischen Eidgenossenschaft prüft derzeit, ob milchsäurehaltige Gemische ausgenommen werden können. Zum Schutz der Gesundheit ist es aus der Sicht des BAG nicht wünschenswert, wenn Milchsäure in Produkten wie Reinigungsmitteln und Entkalkern gegen stärkere Säuren ausgetauscht wird, die noch keine Einstufung gemäß der CLP-Verordnung haben oder für die nur wenige Informationen über ihre hautreizenden Eigenschaften vorliegen (Tabelle unten).

Tab. 3

Beispiele für pKs-Werte, harmonisierte Einstufung und Einsatz von Säuren. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken; H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden; H318 Verursacht schwere Augenschäden; H319 Verursacht schwere Augenreizung; H335 Kann die Atemwege reizen; H361d Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen. *Einstufung und Kennzeichnung ab 17. Dezember 2022.

Perfluoroctansäure und ihre Salze

Perfluoroctansäure (PFOA) gehört zu den per- und polyfluorierten Chemikalien (PFAS). PFOA und ihre Salze wirken wasser- und schmutzabweisend; sie hydrophobieren Textilien, veredeln Papier und sind in Feuerlöschschäumen enthalten. Die Substanzen sind jedoch in der Umwelt persistent, reichern sich in Lebewesen an und wirken leber- und reproduktionstoxisch [Nachr. Chem. 2008, 56, 346]. PFOA und verwandte Verbindungen stehen seit dem Jahr 2013 auf der Liste besonders besorgniserregender Stoffe. Seit April 2020 sind sie im Anhang I der Verordnung über persistente organische Schadstoffe (persistent organic pollutants, POP) gelistet.

Seit Juli 2020 sind die Herstellung, das Inverkehrbringen und die Verwendung von Stoffen, Gemischen oder Erzeugnissen in der EU verboten, wenn sie pro Kilogramm mehr als 0,025 mg PFOA, ihrer Salze, PFOA-artiger Substanzen oder solcher Stoffe enthalten, die sich zu PFOA abbauen können. Ausnahmeregelungen und Übergangsfristen variieren je nach Anwendung zwischen Juli 2020 und Juli 2032.¹⁰⁾ Für Arbeitskleidung etwa, die vor gefährlichen flüssigen Chemikalien schützen soll, sind diese Stoffe bis Juli 2023 erlaubt. Bis Juli 2025 dürfen Feuerlöschschäume PFOA oder PFOA-artige Substanzen enthalten, wenn sie abgefüllt sind.

Kurzkettige niedrigfluorierte Substanzen sollen PFOA und verwandte Verbindungen ersetzen.¹¹⁾ Sie sind weniger giftig und reichern sich weniger in Lebewesen an. Die geringe Kettenlänge erhöht allerdings die Wasserlöslichkeit und vermindert die Adsorption. Dies erschwert das Reinigen und Filtern von Abwässern und begünstigt eine großflächige Verbreitung dieser Stoffe. Deshalb prüfen EU-Mitgliedsstaaten erneut die PFAS. Innerhalb der letzten vier Jahre reichten schwedische, norwegische und deutsche Behörden Beschränkungsvorschläge ein für perfluorierte Carbonsäuren, Perfluorhexansulfonsäure und Perfluorhexansäure.

Angestoßen durch die von Greenpeace ins Leben gerufene Detox-Kampagne verpflichten sich seit dem Jahr 2011 immer mehr Unternehmen der Textilindustrie, auf gefährliche Chemikalien wie fluorhaltige Hydrophobierungsmittel zu verzichten. In Feuerlöschschäumen könnten Alkohole, Fettsäuren, Zucker, Alkylamine oder Polyethylenglykole PFAS ersetzen.¹²⁾ In der Textilveredelung werden fluorfreie Dispersionen auf Basis von Wachsen, Paraffin oder Polymeren (Polyurethane, Siloxane) untersucht und angewendet. Additive wie kationische Polyurethandispersionen oder Zirkon- und Aluminiumsalze von Fettsäuren sollen dabei helfen.¹³⁾ Ein Projekt des Umweltinnovationsprogramms beschäftigt sich mit „Herstellung von biobasierten fluorfreien Hydrophobierungsmitteln aus Abfallprodukten der Lebensmittelindustrie“.¹⁴⁾

Substitutionsprüfung und Ersatzstoffsuche

Gesundheitsschädliche und umweltgefährliche Stoffe in Produkten zu ersetzen ist in den Chemikalienregulierungen verankert. So ist in Deutschland eine Substitutionsprüfung Pflicht und als Risikomanagementmaßnahme Austausch vorrangig durchzuführen. In der Schweiz ist dem Gesuch für eine Ausnahmebewilligung beim Umgang mit bestimmten Chemikalien „eine Beschreibung der durchgeführten Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, um auf die Verwendung des betreffenden Stoffes zu verzichten“ beizufügen.

Das Vorbeugeprinzip unterstellt einem Stoff oder einer Zubereitung ein Gefahrenpotenzial. Die Beweislast, dass die verwendeten Chemikalien keine oder sehr geringe Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt haben, liegt in Europa beim Inverkehrbringer. In den Vereinigten Staaten liegt die Beweislast, dass eine Chemikalie eine Gesundheits- oder Umweltgefahr darstellt, bei den Regulierungsbehörden. Ein Impuls für Unternehmen, Substanzen durch weniger gefährliche zu ersetzen, wird dadurch nicht gefördert.¹⁵⁾

Die Chemikalien-Gesetzgebungen werden angepasst, verbessert und geändert. Unternehmen, die mit Stoffen und Zubereitungen umgehen, müssen sich auf dem aktuellen Stand der für sie zutreffenden Gesetze, Richtlinien und Vorschriften halten. Im Zeichen einer nachhaltigeren internationalen Klimapolitik – darunter der EU-Green-Deal, der Südkorea-Green-New-Deal, die EU/Japan-Green-Alliance – sind weitere Verschärfungen und Anpassungen der Chemikalienpolitik zu erwarten.

AUF EINEN BLICK

Die Einführung des UN-GHS sollte die Einstufung und Kennzeichnung von Substanzen und Gemischen international harmonisieren. Es gilt allerdings nicht in jedem Land, oder es gelten unterschiedliche Auflagen des UN-GHS.

Nationale Vorschriften, Regularien und Richtlinien führen dazu, dass Stoffe je nach Land unterschiedlich zu deklarieren sind.

Den aktuellen Stand der Gesetzgebungen und die Pflichten für Unternehmen zu kennen ist unabdingbar und bedarf Fachwissens und Zeit.

Die Autorin und der Autor

Diesen Beitrag haben Katrin Meier-Kirchner und Fabian Schüler verfasst. Beide sind promovierte Chemiker und bei Materiales, einem Beratungsbüro mit Chemikern und Materialwissenschaftlern, in Hamburg tätig. Meier-Kirchner ist dort Spezialistin für Gefahrstoffe, ihr Hauptfachgebiet ist die europäische Chemikaliengesetzgebung. Schüler ist Gründer und Geschäftsführer von Materiales. katrin.meier-kirchner@materiales.de, fabian.schueler@materiales.de

• ¹ a) chemsafetypro.com/Topics/GHS/ verfügbar unter GHS_in_Other_ Countries.html (Stand 9.7.2021) b) unece.org/sites/default/files/2021–06/GHS implementation by country_2021–06–24.pdf
• ² M. Younes, G. Aquilina, L. Castle et. al., EFSA Journal 2021, 19, 6585
• ³ sensientfoodcolors.com/en-us/regulatory/fda-approves-calcium-carbonate-color-additive/ (Stand 9.7.2021)
• ⁴ prozesstechnik.industrie.de/food/weiss-ist-nicht-gleich-weiss/ (Stand 11.7.2021)
• ⁵ magnesia.de/files/nk24_contao/downloads/magnesia_whitepaper_tio2.pdf (Stand 12.7.2021)
• ⁶ patentimages.storage.googleapis.com/8e/7d/95/ee43f1c3d291a8/ WO1997035807A1.pdf (Stand 12.7.2021)
• ⁷ a) springerprofessional.de /materialentwicklung/nanotechnologie/strahlendes-weiss-ganz-ohne-pigmente/17856238 (Stand 12.7.2021) b) kit.edu/downloads/pi/KIT_PI_ 2020_020_Strahlendes Weiss.pdf (Stand 12.7.2021)
• ⁸ zm-online.de/news/gesellschaft/viele-lebensmittelkonzerne-verzichten-freiwillig-auf-titandioxid (Stand 12.7.2021)
• ⁹ forum-titandioxid.de/2020/03/12/warum-setzt-man-nicht-einfach-andere-weise-pigmente-ein (Stand 12.7.2021)
• ¹⁰ bmu.de/faqs/per-und-polyfluorierte-chemikalien-pfas/ (Stand 9.7.2021)
• ¹¹ yumpu.com/de/document/read/21141049/masterarbeit-alternativen-zur-fluor carbonausrustung-greenpeace (Stand 8.7.2021)
• ¹² L. Nicol et. al.; Wood Environment and Infrastructure Solutions; “The use of PFAS and fluorine-free alternatives in fire-fighting foams”; Final report; 2020; No 07.203/2018/791749/ENV.B.2 and ECHA/2018/561; Doc Ref. 41288-WOD-XX-XX-RP-OP-0009_A_P03
• ¹³ world wide.espacenet.com/patent/search/family/055521696/publication/WO2016146437A1?q=pn%3DWO2016146437A1 (Stand 12.7.2021)
• ¹⁴ umweltinnovationsprogramm.de/projekte/herstellung-von-fluorfreiem-hydrophobierungsmittel-fuer-die-textilindustrie-aus (Stand 9.7.2021)
• ¹⁵ A. M. Chiapella, Z. J. Grabowski, M. A. Rozance et al., Bioscience 2019, 69, 615

Industrie + Technik