Die Vergangenheit zeigt, weshalb dieser Ansatz notwendig ist. DDT in der Landwirtschaft, Asbest im Bauwesen, FCKW in der Atmosphäre oder PFAS im Wasser wurden über Jahre hinweg eingesetzt, bevor ihre schädlichen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt erkannt wurden und schließlich zu Verboten führten. Gemein ist diesen Problemstoffen, dass regulatorische Maßnahmen erst lange nach Bekanntwerden der Risiken ergriffen wurden.

Mit PARC will die Europäische Union dazu beitragen, solche Entwicklungen künftig zu vermeiden. Das bis 2029 laufende Verbundprojekt vernetzt Behörden und Forschungseinrichtungen aus ganz Europa, darunter auch die Schweiz. Ziel ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen der chemischen Risikobewertung weiterzuentwickeln. Angesichts von weltweit rund 350.000 produzierten und eingesetzten Chemikalien sowie ständig neu entwickelten Stoffen ist dies eine anspruchsvolle Aufgabe.

Risiken bereits in der Entwicklung erkennen

Ein Schwerpunkt von PARC ist die Entwicklung einer Toolbox aus Methoden und Modellen, mit denen sich Risiken frühzeitig identifizieren und bewerten lassen. Die Empa bringt ihre Expertise im Teilprojekt „Safe and Sustainable by Design“ ein.

„Wir wollen Werkzeuge entwickeln, mit denen die potenziellen Gefahren von Chemikalien für Mensch und Umwelt bereits ganz am Anfang des Entwicklungsprozesses erkannt werden können“, sagt Empa-Forscher Bernd Nowack von der Abteilung „Technologie und Gesellschaft“, Ko-Leiter der SSbD-Teilaufgabe.

Das siebenjährige Projekt befindet sich inzwischen etwa in der Mitte seiner Laufzeit. Erste Versionen der SSbD-Toolbox wurden bereits entwickelt und anhand bekannter Chemikalien erprobt.

„In Zusammenarbeit mit anderen Institutionen haben wir die Werkzeuge auf Bisphenol-A (BPA) angewendet“, erklärt Nowack. „Zu den Risiken und Auswirkungen dieser Chemikalie ist bereits sehr viel bekannt. So konnten wir überprüfen, wie gut unsere Modelle funktionieren.“

Modelle liefern Zahlen. Ihre Interpretation bleibt anspruchsvoll

Die Entwicklung eines SSbD-Ansatzes beschränkt sich jedoch nicht auf die Modellierung. Zwar lassen sich Risiken grundsätzlich bewerten und quantifizieren, die Interpretation der Ergebnisse ist jedoch insbesondere bei neu entwickelten Chemikalien anspruchsvoll, da hierfür zunächst nur wenige Daten vorliegen.

„Wir können die Risiken bewerten und quantifizieren“, führt Nowack aus.

Die Forschenden arbeiten deshalb mit Schätzungen, Modellierungen und Wahrscheinlichkeiten, um belastbare Aussagen auch bei begrenzter Datenbasis treffen zu können. Nach Einschätzung Nowacks wird es künftig eigens ausgebildete Fachkräfte – sogenannte „SSbD practitioners“ – benötigen, die entsprechende Bewertungen sowohl in der Industrie als auch im öffentlichen Sektor durchführen.

Auch die Dimension des Projekts stellt die Beteiligten vor Herausforderungen.

„Unsere Teilaufgabe von PARC ist selbst so gross wie ein normales EU-Forschungsprojekt“, sagt Nowack.

In zahlreichen Arbeitsbereichen und Teilprojekten entstehen parallel unterschiedliche Methoden und Werkzeuge, die am Ende des Projekts zu einer verbesserten Risikobewertung von Chemikalien beitragen sollen.

Von der Pharmaindustrie lernen

Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Toolbox weiter ausbauen. Im Fokus stehen dabei die Entwicklungsprozesse in der Pharma- und Agrarchemie.

„SSbD – zumindest der ‹Safe by Design›-Teil – ist in der Pharma- und Agrarindustrie bereits Standard“, erklärt Nowack. „Wenn ein Medikament für den Menschen nicht sicher ist, wird es gar nicht erst weiterentwickelt.“

Die Forschenden untersuchen nun, wie sich die dort etablierten Verfahren auf andere Industriezweige übertragen lassen.

Gleichzeitig soll die Zusammenarbeit mit Unternehmen ausgebaut werden. Denn der SSbD-Ansatz kann nur dann sein volles Potenzial entfalten, wenn er bereits zu Beginn der Produktentwicklung berücksichtigt wird.

„SSbD muss so früh wie möglich im Entwicklungsprozess einer Chemikalie berücksichtigt werden – und diese Entwicklungsprozesse finden überwiegend in der Industrie statt“, erklärt der Forscher.

Erweiterung auf neuartige Materialien

Für die Empa bietet PARC zudem die Möglichkeit, ihre Kompetenzen im Bereich „Safe and Sustainable by Design“ weiter auszubauen. Neben Chemikalien wollen die Forschenden künftig verstärkt auch Materialien in die Toolbox integrieren. Eine erste Fallstudie mit Graphen hat bereits gezeigt, dass sich eine vollständige SSbD-Bewertung auch für neuartige Materialien durchführen lässt.

PARC im Überblick

Die Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals (PARC) soll die Risikobewertung von Chemikalien verbessern und damit den Schutz von Mensch und Umwelt stärken. Mehr als 200 Partner aus 29 Ländern arbeiten dazu in neun Themenfeldern zusammen.

In der Schweiz wird das Projekt vom Bundesamt für Gesundheit (BAG) koordiniert. Beteiligt sind Agroscope, Eawag, Empa, ETH Zürich, das Oekotoxzentrum, das Swiss Centre for Applied Human Toxicology (SCAHT), Unisanté, die Università della Svizzera italiana (USI) sowie die Bundesämter BAG, BAFU und SECO. PARC ist 2022 gestartet und läuft bis 2029.

Quelle: Empa