Chemische Intensivierung stoppen

Chemikalien durchdringen praktisch alle Lebensbereiche. Sie stecken in allen möglichen Alltagsprodukten von Kosmetik über Elektrogeräte bis zu Kleidung (siehe Beitrag von Olga Speranskayain im Schwerpunkt des E+Z/D+C e-Paper 2021/03). Allein ein modernes Smartphone besteht aus rund 60 verschiedenen Rohstoffen. Gut die Hälfte des Gewichts machen Kunststoffe aus, eine Mischung von chemischen Grundbausteinen und Zusatzstoffen, die für die gewünschten Eigenschaften der Kunststoffe sorgen – zum Beispiel Farbe, Härte, Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht oder verminderte Entflammbarkeit. Dazu kommen ungefähr 30 Metalle, die etwa ein Viertel des Gewichts beisteuern. Die restlichen Bestandteile sind Glas und Keramik sowie andere Rohstoffe.

Ein Großteil der Menschen konsumiert Nahrungsmittel, die aus der industrialisierten, von Chemikalien abhängigen Landwirtschaft stammen. Sie wohnen und arbeiten in Gebäuden, die viele unterschiedliche Chemikalien enthalten. Und um sich fortzubewegen, fahren sie Bus, Bahn oder Auto. Für all das sind riesige Energiemengen nötig, deren Herstellung und Verteilung wiederum ungeheure Mengen an Chemikalien und chemischen Reaktionen benötigen. Auch die dringenden Lösungen für mehr Nachhaltigkeit wie erneuerbare Energien, nachhaltiges Bauen und nachhaltige Mobilität sind auf den Einsatz von Chemikalien angewiesen.
 

Querschnittselement nachhaltiger Entwicklung

Da Chemikalien eine derart große Rolle im Alltag spielen, haben auch die Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals – SDGs) alle mit Chemikalien zu tun. Einige zigtausend Stoffe sind weltweit auf dem Markt, und mit zunehmendem Tempo werden neue erfunden. Neben den vielen nützlichen Eigenschaften haben fast zwei Drittel von ihnen auch gefährliche Eigenschaften – manche müssen sie sogar haben, um bestimmte Funktionen erfüllen zu können. Diese Vielfalt, in Kombination mit der ebenfalls zunehmenden Vielfalt von Einsatzbereichen, bedeutet eine enorme Herausforderung dafür, den Umgang mit Chemikalien so zu organisieren, dass er keine Schäden für Mensch und Umwelt hervorruft.

Die UN-Konferenz zu Umwelt und Entwicklung (UNCED) 1992 in Rio de Janeiro hat erstmals das sogenannte 2020-Ziel für den verantwortungsvollen Umgang mit Chemikalien im dort beschlossenen Aktionsprogramm Agenda 21 formuliert. Seitdem wurde es mehrfach bestärkt und betont und findet sich inzwischen als Unterziel 12.4 in der SDG-Agenda 2030: „Bis 2020 einen umweltverträglichen Umgang mit Chemikalien und allen Abfällen während ihres gesamten Lebenszyklus in Übereinstimmung mit den vereinbarten internationalen Rahmenregelungen erreichen und ihre Freisetzung in Luft, Wasser und Boden erheblich verringern, um ihre nachteiligen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt auf ein Mindestmaß zu beschränken.“
 

Wie Chemikaliensicherheit funktioniert

Fachleute für Chemikaliensicherheit aus Wissenschaft, Wirtschaft und Behörden arbeiten daran, Schäden durch Chemikalien über deren gesamten Lebenszyklus zu minimieren. Das Grundprinzip ist relativ einfach: Zunächst gilt es, auf Grundlage vielfältiger Prüfungen, die allgemeinen und kritischen Eigenschaften einer Chemikalie zu kennen, also wie giftig sie zum Beispiel auf menschliche Organe oder tierische Organismen wirkt, ob sie krebserzeugend oder explosiv ist, wie leicht sie in Kläranlagen und der Umwelt von Mikroorganismen, Strahlung und anderen Einwirkungen wieder abgebaut werden kann und vieles mehr. Wichtig ist auch zu wissen, ab welcher Konzentration beziehungsweise Dosis kritische Wirkungen einsetzen, und zu klären, welche Mengen bei welcher Verwendung freigesetzt werden und so auf Mensch und Umwelt einwirken können. Vereinfacht formuliert, muss Chemikaliensicherheit dann nur noch dafür sorgen, dass weder Mensch noch Umwelt schädlichen Konzentrationen ausgesetzt werden und dass keine Produktionsanlage explodiert.

Auf globaler Ebene organisieren vor allem das UN-Umweltprogramm (United Nations Environment Programm – UNEP) und die Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization – WHO) sowie einige weitere internationale Organisationen im Inter-Organization Programme for the Sound Management of Chemicals (IOMC) den verantwortungsvollen Umgang mit Chemikalien und Abfall (Sound Management of Chemicals and Waste – SMCW). Die meisten – aber nicht alle – Staaten beteiligen sich daran über die Umsetzung einer Reihe von völkerrechtlich verbindlichen Übereinkommen wie die von Basel, Rotterdam, Stockholm (BRS) und Minamata.

2006 startete die Erklärung von Dubai den freiwilligen Strategischen Ansatz zu Internationalem Chemikalienmanagement (Strategic Approach to International Chemicals Management – SAICM). Er ist zwar relativ zahnlos und auch stark unterfinanziert, bietet aber aufgrund seiner besonderen Multi-Stakeholder und Multi-Sektor-Organisationsform die besten Voraussetzungen für sektorübergreifende Zusammenarbeit. (Zur Zukunft von SAICM und SMCW nach 2020 siehe Kasten).

Auch auf regionaler und nationaler Ebene liegt Chemikaliensicherheit überwiegend in der Verantwortung von Akteuren des Umwelt- und Gesundheitsschutzes, zum Beispiel bei den europäischen Verordnungen über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung (Classification, Labelling and Packaging – CLP) von Stoffen und Gemischen und über Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals – REACH), (siehe Beitrag von Katja Dombrowski im Schwerpunkt des E+Z/D+C e-Paper 2021/03). Fast alle anderen Sektoren sehen den verantwortungsvollen Umgang mit Chemikalien noch nicht im nötigen Ausmaß als ihre Aufgabe an.

Globale Megatrends

Zusätzlich zur Chemikaliensicherheit verdienen aber auch beunruhigende globale Trends im Chemikalienmanagement erheblich größere politische Aufmerksamkeit. Denn in der Praxis ist umfassende Chemikaliensicherheit angesichts zigtausender Chemikalien in ebenso vielen Einsatzbereichen sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich. Von 2000 bis 2017 hat sich die globale Produktionskapazität der chemischen Industrie (ohne pharmazeutische Industrie) von etwa 1,2 Milliarden Tonnen auf 2,3 Milliarden Tonnen nahezu verdoppelt. Bis 2030 wird eine erneute Verdopplung erwartet. Das betrifft auch den Umsatz, der demnach von rund 3,5 Milliarden Euro 2017 auf 6,6 Milliarden Euro steigen wird. Gleichzeitig gibt es starke globale Verlagerungen der Chemieindustrie und ihrer Märkte, die mit regional unterschiedlichen Entwicklungen von Bevölkerungswachstum, Globalisierung, Digitalisierung und Auswirkungen der Klimakrise zusammenhängen.

Die Menschheit hat das 2020-Ziel bisher weit verfehlt, wie UNEP in der zweiten Ausgabe seines Global Chemicals Outlook (GCO II) 2019 zeigt: Nach wie vor gelangen große Mengen gefährlicher Chemikalien unkontrolliert in die Umwelt, sowohl bei der Herstellung als auch über die Produkte. Die Produktion von einem Kilogramm Arzneimittel erzeugt zwischen 25 und mehr als 100 Kilogramm Emissionen und Abfall. Zudem trägt die sehr energieintensive Chemieindustrie auch erheblich zu Treib­hausgasemissionen bei. Supergiftige Chemikalien wie PCB (Polychlorierte Biphenyle), deren Herstellung und Verwendung weltweit schon lange verboten ist, sind an den entlegensten Orten – wie in über zehn Kilometer Tiefe im Marianengraben oder in Gletschern des Himalaya und der Pole – zu finden. In Organismen wie Tiefseekrebsen oder Eisbären haben sie zuweilen höhere Konzentrationen als in Tieren aus hochindustrialisierten Regionen.

In den 1950er Jahren begann der Siegeszug der erdölbasierten Kunststoffe mit damals zirka 2 Millionen Tonnen Jahresproduktion. 2015 waren es fast 400 Millionen Tonnen, für 2050 sind mehr als 1,1 Milliarden Tonnen prognostiziert. Von den bis 2015 produzierten 8,3 Milliarden Tonnen insgesamt sind bereits knapp 5 Milliarden Tonnen „weggeworfen“ worden – in vielen Fällen ganz ohne oder in unverantwortlicher Abfallbewirtschaftung, wie der Plastik- und Mikroplastikmüll nicht nur in den Weltmeeren zeigt (siehe Beitrag von Sabine Balk im Schwerpunkt des E+Z/D+C e-Paper 2021/03). Viele Kunststoffe enthalten gefährliche Zusatzstoffe wie Weichmacher oder Flammschutzmittel. Aufgrund ihrer relativ niedrigen Konzen­trationen wirken sie zwar nicht unmittelbar giftig, doch wegen der riesigen Kunststoffmengen, ihrer enormer Langlebigkeit und der sehr großen Eintragsmengen dieser Stoffe in die Umwelt können sie trotzdem Schäden anrichten und auf Menschen einwirken.

Die skizzierten Intensivierungstrends verbunden mit der Notwendigkeit nachhaltiger Entwicklung innerhalb der planetaren Grenzen machen deutlich, dass der Einsatz von Chemikalien und damit die Frage der Chemikaliensicherheit sehr weitreichend und auch relevant für zentrale Fragen der internationalen Zusammenarbeit sind. Wegen der planetaren Bedeutung sind aber noch weiter reichende Fragen zu klären: Wie viel Chemikalieneinsatz pro Kopf ist notwendig für gesellschaftliches Wohlergehen? Für welche Zwecke ist der Einsatz gefährlicher Chemikalien (noch) unverzichtbar? Wie erreichen wir angesichts der begrenzten Mengen von Rohstoffen den Übergang zur mehr zirkulärem Wirtschaften? Und woher kommen die dafür notwendigen großen Mengen erneuerbarer Energie?

Internationale Zusammenarbeit

Angesichts der Grenzen von Rohstoffen wird insgesamt die Frage nach gesellschaftlich unentbehrlichen Verwendungsbereichen und -mengen immer drängender. Globale Zusammenarbeit ist dringend nötig, auch um eine möglichst verlustarme Kreislaufführung seltener Rohstoffe zu organisieren, wie sie beispielsweise in Smartphones verbaut werden. Derzeit werden viele Rohstoffe aus Elektro- und Elektronikgeräten informell im globalen Süden recycelt. Das schadet der Gesundheit der Menschen und führt in dieser Form auch zu schlechten Wiedergewinnungsraten. Fortschritte bei der Lösung dieser drängenden Fragen sind möglich, wenn sich alle Beteiligten bei Design, Herstellung, Verwendung, Wiederverwendung und Entsorgung von Chemikalien konsequent an Konzepten nachhaltiger Chemie orientieren.

Ungeachtet der noch andauernden Diskussion darüber, was genau nachhaltige Chemie ausmacht und wie Fortschritte messbar sind, ist eine konkrete Umsetzung von Lösungen nachhaltiger Chemie bereits jetzt machbar. Ein Schlüssel für den Erfolg ist zielorientierte Innovation, und zwar nicht nur technologisch, sondern auch gesellschaftlich im Sinne von Zusammenarbeit und als globale Herausforderung über Ländergrenzen und Regionen hinweg.

Ein Problem, das besonders dringend angegangen werden muss, stellen Kapazitätslücken dar: In vielen Ländern fehlen bis heute institutionelle und fachliche Ressourcen, um allein die Werkzeugkiste der Chemikaliensicherheit im notwendigen Umfang nutzen zu können. Dabei scheint die Kluft zwischen industrialisierten und Schwellen- und Entwicklungsländern in den vergangenen zehn Jahren eher größer als kleiner geworden zu sein. Mit der dynamischen weltweiten chemischen Intensivierung wachsen die Defizite in vielen Ländern.

Zwar führen auch im globalen Süden immer mehr Staaten eine grundlegende Chemikaliengesetzgebung ein. Aber sie geht oft nicht mit angemessener organisatorischer und personeller Ausstattung für ihre Durchsetzung einher. Eine essenzielle Basis für Chemikaliensicherheit, die einheitliche Beschreibung der überall gleichen Eigenschaften jeder eingesetzten Chemikalie durch das Globally Harmonized System (GHS), hatten 2017 mehr als 120 Länder der Erde noch nicht umgesetzt. Der SAICM Global Plan of Action (GPA) sah dies bis 2010 für alle Länder vor. Mehr als 135 Länder hatten 2018 noch kein Schadstoffemissionsregister eingerichtet, der GPA wollte dies bis 2015 überall erreicht haben. Auch Kapazitätsaufbau bleibt also vorerst prioritär.

Ein neues Ziel für Chemikalieneinsatz

Die 2020er Jahre müssen die Dekade der Weichenstellungen für einen nachhaltigen Umgang mit Chemikalien werden. Dabei geht es auch darum, die faire Verteilung von Anwendungsnutzen und Kosten für die Beseitigung und künftige Vermeidung von Schäden durch Chemikalien weltweit auszuhandeln. Auf bisher noch eher technischer Ebene bekommt das Konzept unentbehrlicher Verwendungsbereiche (essential uses) gerade wieder Aufwind: Aktuell wird es im Zusammenhang mit dem europäischen Vorstoß zu einer umfassenden Beschränkung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) intensiv diskutiert. Die zunehmende Beschäftigung mit solchen Fragen deutet an, was die Menschheit viel grundsätzlicher klären muss: das „richtige Maß chemischer Intensität“.

Es liegt auf der Hand, dass der Trend der chemischen Intensivierung gestoppt werden muss. In allen Anwendungsbereichen von Chemikalien müssen die Beteiligten ermitteln, was die erforderliche chemische Intensität für gesellschaftliches Wohlergehen und das Erreichen der SDGs ist und was Mensch und Umwelt maximal ertragen können. An vielen Stellen zeigen sich bereits jetzt Grenzen, es muss also vordringlich um die richtige Verteilung gehen. Klar ist, dass dabei der Einsatz von gefährlichen Chemikalien minimiert werden und der Umgang mit ihnen überall auf der Welt im Sinne von verantwortungsvoll organisierter und hochwirksamer Chemikaliensicherheit erfolgen muss. Die Hierarchie der Schadstofffreiheit, wie sie die neue Europäische Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit einführt, zeigt sehr kompakt, worum es dabei geht.

Mit mehr Klarheit über die notwendige und die maximal verträgliche chemische Intensität pro Kopf könnte die Weltgemeinschaft für den Umgang mit Chemikalien – analog zum 1,5-Grad-Ziel im Pariser Klimavertrag – ein großes Ziel formulieren. Die im GCO II dargestellte chemische Intensivierung entspricht für die 40 Jahre von 1990 bis 2030 einem Faktor von 2,3 pro Kopf weltweit. Ob dies schon zu viel ist und wir auch hier beispielsweise eine Marke von 1,5 anvisieren müssten, ist dringend zu klären. Eine solche Festlegung könnte die gemeinsamen Anstrengungen schneller zum Erfolg bringen. Einen „Weltchemikalienrat“ analog zum Weltklimarat gibt es zwar noch nicht, aber die ICCM5 (siehe Kasten) wird auch dazu hoffentlich wegweisende Beschlüsse fassen.

References

The Inter-Organization Programme for the Sound Management of Chemicals (IOMC):
https://www.who.int/iomc/en/

UNEP, 2019: Global Chemicals Outlook II – From legacies to innovative solutions. Implementing the 2030 Agenda for Sustainable Development:
https://www.unenvironment.org/explore-topics/chemicals-waste/what-we-do/policy-and-governance/global-chemicals-outlook

Synergies among the Basel, Rotterdam and Stockholm conventions:
http://www.brsmeas.org/default.aspx

Minamata Convention on Mercury:
http://mercuryconvention.org/

European Commission, 2020: Chemicals strategy for sustainability towards a toxic-free environment:
https://ec.europa.eu/environment/strategy/chemicals-strategy_en

Hans-Christian Stolzenberg leitet das Fachgebiet Internationales Chemikalienmanagement beim Umweltbundesamt.
hans-christian.stolzenberg@uba.de