Substanzgruppenansätze der REACH-Verordnung – ZVO bezweifelt die Eignung

Im Februar hatte die Pressestelle des Zentralverbandes Oberflächentechnik e.V. - kurz: ZVO – die Problemstellung bzgl. der lt. REACH beabsichtigten Gliederungen nach Substanzgruppenansätzen konkret aufgezeigt und in einer ausführlichen Pressemeldung dargelegt.

Lt. der REACH-Chemikalienverordnung müssten Substanzen unter Nutzung sog. Gruppenansätze (z.B. Anorganika oder Cyanide) registriert werden. Dies soll der Beschleunigung und vor allem auch der Vereinfachung des Prozesses dienen.

Der Grundgedanke ist das Füllen von Datenlücken bzw. die Übertragung von bereits vorhandenen Daten aus Erkenntnissen der Gruppenmitglieder auf solche, bei denen keine Daten vorhanden oder lückenhaft sind. Dies wird als „Read-Across“ bezeichnet. Der Zentralverband Oberflächentechnik e.V. (ZVO) hat einige simple Vorüberlegungen bzgl. des geplanten Vorgehens angestellt und zeigt als Ergebnis enge Grenzen dieser Idee auf.

Auch anwendungsfremde NGO's (Abkzg. Für „Non-Governmental Organisations“ - dtsch.: Nichtregierungs-Organisation“) hatten bereits häufig eine Beschleunigung der Regulierung durch Gruppenansätze gefordert. Allerdings hatte, laut der Pressemitteilung, selbst die ECHA (Europäische Chemikalienagentur) Zweifel über den tatsächlichen Nutzen geäußert. So gab es bereits ausführliche Studien über dieses Thema.

Der rechtliche Leitfaden der ECHA schreibt für Read-Across oder für eine Gruppierung bindend den Nachweis darüber vor, dass die Zuverlässigkeit der neuen Methode genauso gewährleistet ist wie bei den Tests, den sie ersetzt, und wie bei der Standardmethode. ECHA warnt vor der Unterschätzung gefährlicher Substanzen und legt natürlich auch weiterhin den Fokus auf die zuverlässig mögliche Risikobewertung.

Wörtlich äußert sich die ECHA:
„Kernstück jeder Gruppierung und Read-Across ist eine wissenschaftlich fundierte Erklärung, warum eine Datenlücke für einen Stoff mit diesen Methoden geschlossen werden kann.“

Unklar bliebe, welche Daten die ECHA konkret benötigt um die wissenschaftlich begründete Klammer für die in Frage kommende Gruppe fixieren zu können. Ebenso wären noch die jeweiligen Kriterien zur Bestimmung der Gruppenzugehörigkeit zu klären, um einen qualitativ ausreichenden Beleg bzgl. Read-Across und Gruppierung zu bewerten.

Denn:
Eine einzige Fehleinschätzung würde die Read-Across-Ansätze, sowie alle Gruppierungen in Frage stellen. Auf jeden Fall die, die auf einer ähnlichen Grundlage aufbauen.

Simple chemische Analogiebetrachtungen genügen nicht
Der Teufel stecke sozusagen im Detail: Prüfungen am konkreten Stoff sollen bzgl. eines Read-across- oder eines Gruppenansatzes vermieden werden, und somit liegen wichtige Informationen vom jeweiligen Stoff nicht vor. Doch es muss auf wissenschaftlicher Basis belegt werden, dass ein Analogieschluss zulässig ist.
Dass die einfachen Betrachtungen nicht genügen, geht auch aus den untenstehenden Beispielen hervor.

Mittlerweile sind zwar verwendbare Interpolationsansätze bzgl. des Verhaltens gewisser Molekülstrukturen vorhanden, doch diese finden sich hauptsächlich in der Sparte organischer Verbindungen, fokussiert auf bestimmte Zieleigenschaften. Substanzspezifisch erfolgt daraufhin auch ein hoher Prüfaufwand in der Pharmakologie - das kommt auch noch hinzu.

Ungeklärt bleibt auch, in welchem Maß KMU's aus anderen Branchen auf diese ausgefeilte Methodik der Pharmaindustrie zurückgreifen könnten und ob diese mit dem Fokus auf die ausschlaggebenden Resultate Sinn ergeben. Denn es liegen keine vergleichbaren Instrumente vor.
Es wird nun also befürchtet, dass durch die geforderten Gruppenansätze eine „Verwässerung“ der tatsächlichen Eigenschaften erfolgt bzw. dass probiert wird, diese auf der Grundlage theoretischer Annahmen festzustellen.

Normalerweise sind im Bereich der anorganischen Standardchemikalien (vor allem der Salze) die einzelnen Ionen für toxische Attribute zuständig. Deren Darstellung ist daher weniger kritisch als die der organischen Verbindungen. Wird ein nicht-toxisches Anion mit einem nicht-toxischem Kation kombiniert, geht regulär auch ein nicht-toxisches Salz dabei heraus.

Weitere Faktoren, die erheblich beeinflussen, sind auch die Löslichkeit unter Einfluss des pH-Werts und der pH-Wert an sich.

Hierfür wird in der Pressemeldung des ZVO folgendes Beispiel zur Verdeutlichung angeführt:

• Lösliche Bariumverbindungen – gesundheitsschädlich bis giftig.
• Schwerlösliches Bariumsulfat – keine Einstufung.

Das in etwa identisch lösliche Bariumsulfat trägt in sich wieder die CMR-Attribute des Anions.

Bei den Fluoriden wird die Toxizität erheblich durch die Löslichkeit beeinflusst. Dies erscheint durch vorliegende Datenmengen nur logisch – aber wie wirkt es sich aus, wenn durch eine vermeintlich wissenschaftlich fundierte analogische Betrachtung das Ergebnis Risiken aufzeigen würde, wirtschaftlich aber negativ wäre?

Beispiele in Tabellenform – veröffentlicht in der o.a. Pressemeldung des ZVO - zur Verdeutlichung von denkbaren theoretischen Gruppierungen, die im Resultat jedoch keine (sinnvolle) Aussagekraft hätten

1. Anorganika
1.1. Salze, aufgeschlüsselt in Toxizität Anion-Kation

LINK TABELLE 1.1

Hier wird deutlich, dass der beabsichtigte Gruppenansatz schnell an seine Grenzen stößt, weil sich die Eigenschaften aus diversen Gründen nicht ähneln.


1.2. Phosphor (Modifikationen)

LINK TABELLE 1.2

Auch Phosphor ist ein gutes Beispiel für die mangelnde Brauchbarkeit der geforderten Methodik: Die Modifikationen sollen dem Gruppenansatz entsprechen. Es handelt sich „nur“ um ein Element – aber die Attribute seiner Modifikationen sind dennoch nicht zu vergleichen.
Trotz der formalen Gleichartig-/ Ähnlichkeit würde eine gemeinsame Bewertung zu komplett irreführenden und falschen Ergebnissen führen.


1.3. Cyanide (Toxizität)

LINK TABELLE 1.3

Auch dieses Beispiel „Cyanide“ zeigt auf, wie schnell eine Fokussierung auf eine spezielle Gruppe in die Irre führen kann: Einfache Cyanide sind häufig toxisch, während andere chemische Bindungsformen das Risiko entschärfen können. Simple Analogiebetrachtungen führen somit nicht weiter.


1.4. Silicate
Als Substanzgruppe zeigen sich Silicate meistens unkritisch. Quarzkristalle oder -sand sind frei von negativen Effekten, wobei das für Quarzfeinstaub sowie Asbestfasern bestimmter Größe nicht gilt. Ausschlaggebend für die gesundheitliche Gefährdung sind hierbei die Form und die Partikelgröße.

Europäische Arbeitsplatzgrenzwerte:

• 0,1 mg/m³ für Quarzstaub
• 100.000 Fasern/m³ für Asbest

Für feuerfeste keramische Fasern gilt europaweit ein Grenzwert von 3.000.000 Fasern/m³.
Daran ist gut zu erkennen, wie verfehlt hier trotz großer Ähnlichkeit ein Gruppenansatz wäre.


2. Organika
2.1. Homologe

LINK TABELLE 2.1

An diesem Exempel für Alkohole zeigt sich, keine systematischen/ linearen Veränderungen auftreten. Eines der Homologen dient als Genussmittel, das andere vorgelagerte Homologe erweist sich als höchst giftig. Hier ist die Problematik besonders ersichtlich.


2.2. Isomere (Konstitutions-Isomere)

LINK TABELLE 2.2


2.3. Isomere (Stellungs-Isomere)

LINK TABELLE 2.3


2.4. Isomere (Cis-trans-Isomere)

LINK TABELLE 2.4

In einfacher chemischer Summenformel sind Isomere identisch, unterscheiden sich allerdings in der räumlichen Anordnung der Atome. Schon allein dadurch kommt es teilweise zu völlig verschiedenen Eigenschaften, die ohne Einzelbetrachtung zu Fehleinschätzungen führen können.


2.5. Enantiomere (Cis-trans-Isomere)
Sie ähneln einander noch mehr als Isomere und verfügen über identische atomare Verknüpfungen.
Die Moleküle treten allerdings in nicht-deckungsgleichen Spiegelpaaren auf (Fachbegriff „chiral“). Viele körpereigenen Stoffe, wie beispielsweise die Enzyme, sind chiral aufgebaut und daher wirken die Enantiomere stark differenziert.

Ein gutes Beispiel hierfür ist „Contergan“, das als Racemat mit der chiralen Verbindung Thalidomid verkauft worden war.
Die sedierende Wirkung oblag dem (+)-(R)-Enantiomer. Die furchtbare fruchtschädigende Wirkung „geht auf das Konto“ dem (-)-(S)-Enantiomer.

Ein Gruppenansatz hätte fatale Folgen!


3. Nanostrukturen
3.1. Nickel, Metall – Erscheinungsform und Struktur
Wie wenig der Gruppenansatz sinnvoll angewendet werden kann, zeigt die Risiko-/ Gefahrenunterscheidung von Elementen bzw. Substanzen nach Partikelgrößen. Der dafür spezifische Stoffansatz steht dem Wunsch nach Gruppierung im Wege.

Schlussfolgerung in der ZVO-Pressemitteilung vom 11.02.2020
https://www.zvo.org/presse/pressemeldungen/details/reach-zvo-zeigt-die-mangelnde-eignung-von-substanzgruppenansaetzen-auf

Auf den ersten Blick erscheint der Gruppenansatz durchaus praktikabel und plausibel. Doch bei genauerer Betrachtung gehen Schematisierung und wissenschaftlich fundierte Zuverlässigkeit völlig getrennte Wege und haben auch keine Aussagekraft.

Große Gruppen werden auf wenige Bruchstücke reduziert – und bei mehreren funktionellen Gruppen müssten Substanzen mehreren Gruppen zugeordnet werden, was den gut gemeinten Ansatz ins Absurde verkehrt.

Eine Einzelbetrachtung birgt in sich also weniger Risiko und ist auch weniger aufwendig als das Hineinzwingen eines Stoffs in eine Gruppe.
Aus all dem Gesagten geht klar hervor, dass für die geplante neue Vorgehensweise keine Ressourcen verschwendet werden sollten, denn diese wären dann frei für konkrete Risikoannahmen – auf sorgfältiger wissenschaftlicher Grundlage.