Sie stecken in Kleidung, Smartphones und Kosmetika, in Medikamenten, Verpackungen und Haushaltsgeräten. Ohne menschengemachte Chemikalien wäre das moderne Leben kaum vorstellbar. Gleichzeitig gelangen sie in Böden, Gewässer und die Atmosphäre, reichern sich in Organismen an und können dort langfristige Folgen für Umwelt und Gesundheit haben.

Im Konzept der Planetaren Grenzen werden Chemikalien gemeinsam mit Mikroplastik, Nanomaterialien und mobilisierten radioaktiven Materialien als „neuartige Substanzen“ zusammengefasst. Ihre Belastungsgrenze gilt bereits als überschritten. Als Vorsorgeprinzip wurde deshalb bislang ein Zielwert von „Null“ formuliert. Also keine Freisetzung in die Umwelt.

Ein internationales Forschungsteam unter Federführung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) hält diesen Ansatz jedoch für wenig praktikabel. In einer Studie schlagen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stattdessen einen globalen Handlungsrahmen vor, der die tatsächlichen Risiken einzelner Stoffe berücksichtigt und daraus konkrete Zielwerte ableitet.

Zwischen Anspruch und Wirklichkeit

Weltweit werden heute rund 350.000 chemische Substanzen genutzt. Viele davon sind unverzichtbar für Industrie und Landwirtschaft ebenso wie für Energieversorgung, Mobilität oder Medizin. Ein pauschales „Null“ wird dieser Realität aus Sicht der Forschenden nicht gerecht.

„Mit dieser Nullgrenze wird empfohlen, weltweit keine neuartigen Substanzen in Umlauf zu bringen, die nicht umfassend charakterisiert sind“, sagt die UFZ-Umweltchemikerin Prof. Annika Jahnke, Erstautorin der Studie. „Diese Empfehlung geht jedoch an der Realität vorbei, da sie Nutzen und Dienste, die viele neuartige Substanzen erbringen, nicht ausreichend berücksichtigt. Und sie führt auch nicht zu einem besseren Schutz für Mensch und Umwelt. Da die Nullgrenze rechtlich nicht bindend ist und auch praktisch nicht erreicht werden kann, werden weltweit nach wie vor neuartige Substanzen entwickelt, hergestellt und genutzt.“

Hinzu kommen unterschiedliche regulatorische Standards weltweit. „Je nach Land oder Region werden bestimmte Substanzen mehr oder weniger stark reguliert. Dort, wo weniger strenge Regularien gelten, können Substanzen mit kritischen Eigenschaften in Produkten verarbeitet sein, die mitunter auch in Länder exportiert werden, in denen ein Verbot für die Herstellung und Verarbeitung der Inhaltsstoffe gilt.“

Die Forschenden stellen deshalb nicht die Bewertung der planetaren Belastungsgrenze infrage. Vielmehr plädieren sie dafür, aus dem eher abstrakten Konzept ein Instrument für das praktische Umweltmanagement zu machen.

Risiken statt Stoffgruppen bewerten

Der Vorschlag der Autorinnen und Autoren: Die bisherige Nullgrenze sollte durch differenzierte Zielwerte ersetzt werden, die sich am tatsächlichen Gefährdungspotenzial einzelner Stoffe oder Stoffgruppen orientieren. Grundlage dafür ist eine umfassende Betrachtung ihres gesamten Lebenswegs.

„Entscheidend ist, den gesamten Lebenszyklus einer neuartigen Substanz oder Stoffgruppe zu betrachten – von der Rohstoffgewinnung über Herstellung und Nutzung bis hin zur Entsorgung“, betont Dr. Levke Caesar vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Ebenso wichtig ist es zu verstehen, wie sich diese Stoffe in der Umwelt verhalten: ob sie langlebig sind, sich anreichern oder problematische Abbauprodukte bilden. Je besser wir diese Eigenschaften kennen und bewerten können, desto gezielter lassen sich wissenschaftlich fundierte Zielwerte festlegen, die Mensch und Umwelt wirksam schützen.“

Der Weg führt damit weg von einer pauschalen Betrachtung aller neuartigen Substanzen – hin zu einer wissenschaftlich fundierten Bewertung ihrer jeweiligen Eigenschaften und Risiken.

Drei Fragen entscheiden

Um diese Bewertung zu ermöglichen, schlagen die Forschenden einen dreistufigen Kontrollprozess vor.

Die erste Stufe richtet den Blick auf die Produktion. Wie werden neuartige Substanzen hergestellt? In welchen Mengen werden sie produziert oder freigesetzt? Welche problematischen Eigenschaften besitzen sie? Und auf welchen Wegen gelangen sie in Umwelt und Organismen?

In der zweiten Stufe steht ihr Status in der Umwelt im Mittelpunkt. Dafür sprechen sich die Autorinnen und Autoren für weltweit koordinierte Umweltmonitoringprogramme aus. Ziel ist es, belastbare Daten darüber zu gewinnen, welche Stoffe sich wo in welchen Mengen anreichern.

„Sinnvoll wäre es, wenn künftig eine globale Institution Planung, Koordination und Durchführung solcher Programme übernehmen und vergleichbare Daten erheben würde“, sagt Prof. Matthew MacLeod von der Universität Stockholm. „Innerhalb der Europäischen Union und in anderen Regionen der Erde gibt es bereits gute, erfolgreiche Monitoringprogramme für bestimmte Substanzen wie zum Beispiel für gewisse persistente organische Schadstoffe nach der Stockholm Konvention des UN-Umweltprogramms und das Arktische Monitoring- und Bewertungsprogramm. Diese auszuweiten und für alle neuartigen Substanzen anzuwenden, ist unser Ziel.“

Die dritte Stufe untersucht schließlich die Auswirkungen der Stoffe. Mithilfe von Laborversuchen, Datenbanken und Computermodellen sollen ihre Effekte auf Mensch und Umwelt besser verstanden werden.

„Je mehr wir über eine Substanz oder eine Substanzgruppe und ihre Wirkungen wissen, desto besser kann eine angepasste Regulierung oder Beschränkung erfolgen“, erklärt Annika Jahnke. „Wir können Chemikalien und andere Substanzen nicht per se verbieten, denn viele sind innerhalb der Grenzen einer sicheren Verwendung für menschliche Gesellschaften wichtig und nützlich. Mit unseren Handlungsempfehlungen möchten wir mehr Wissen generieren, auf dessen Basis sinnvolle Entscheidungen getroffen werden können.“

Von guten Beispielen lernen

Dass internationale Zusammenarbeit funktionieren kann, zeigen aus Sicht der Forschenden bestehende Programme wie die Stockholm-Konvention oder die europäische Chemikaliengesetzgebung. Solche Ansätze wollen sie nun weiterdenken.

Bereits im September soll am UFZ ein weiterer internationaler Workshop stattfinden. Dort werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Disziplinen gemeinsam mit Vertreterinnen und Vertretern von Regulierungsbehörden, internationalen Organisationen, Nichtregierungsorganisationen sowie politischen Entscheidungsträgern darüber beraten, wie bestehende Regelwerke zusammengeführt, erweitert und weltweit umgesetzt werden können.

Das Ziel formuliert Annika Jahnke so: „Gemeinsam wollen wir Lösungswege und Ideen für globale Regelungen entwickeln – damit neuartige Substanzen in einem sicheren Rahmen genutzt werden und die Menschen und unser Planet bestmöglich geschützt sind.“

Originalpublikation:
Annika Jahnke, Yuge Bai, Werner Brack, Bethanie Carney Almroth, Miriam L. Diamond, Anna Lia S. Tromer Dragsdahl, Beate I. Escher, Peter Fantke, Dana Kühnel, Matthew MacLeod, Ad M.J. Ragas, Boris Sakschewski, Christian Schmidt, Volker Strauss, Gabriele Treu, Patricia Villarrubia-Gómez, Zhanyun Wang, Katrin Wendt-Potthoff, Marlene Ågerstrand, and Levke Caesar. Planetary Boundary for Novel Entities: Time for a Reboot, Environ. Sci. Technol. 2026, https://doi.org/10.1021/acs.est.6c03044

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ