2.2 Prozesssimulation
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Organisationseinheit der BAM
Self-reactive substances are unstable chemical substances which can easily decompose and may lead to explosion. For this reason, their thermal stability properties are required within regulatory frameworks related to chemicals in order to assess their hazardous properties. Due to the fast development and availability of computers, predictive approaches like QSPR models are increasingly used in the evaluation process of hazardous substances complementary to experiments.
In that context, the HAZPRED project (2015-2018) aimed to develop QSPR models to predict physical hazards of substances to fill the lack of knowledge on these hazardous substances quickly.
An experimental campaign, based on 50 samples provided by Industrial producers, was carried out on potential self-reactive substances, for which no QSPR model already existed. Their heats of decomposition were characterized using differential scanning calorimetry in homogeneous experimental conditions.
QSPR models were derived using the GA-MLR method (using a genetic algorithm and multi-linear regressions) using molecular descriptors calculated by Dragon software based on both 3D molecular structures from density functional theory (DFT) optimizations, to access three-dimensional descriptors, and SMILES codes, favoring the access to simpler models, requiring no preliminary quantum chemical calculations. All models respected the OECD validation guidelines for regulatory acceptability of QSPR models. They were tested by internal and external validation tests and their applicability domains were defined and analyzed.
If improved models should be expected with larger database (and a better ratio between size and chemical diversity), these first models already represent a screening tool capable to access early reactive hazards.
The European Committee for Standardization (CEN) set up the Technical Committee 352 (CEN/TC 352) in 2006 to develop and maintain up to date standards in the field of nanotechnologies. Part of the work group (WG 3) dedicated to Health, Safety and Environment, the CEN/TC 352/WG 3/PG 3 led by INERIS was constituted to develop a Technical Specification (TS) for the determination of explosivity and flammability properties of manufactured nano-objects in powder form (2013 - 2018).
Für die Klassifizierung sowie die sichere Handhabung und Nutzung von Chemikalien und anderen Stoffen wurden spezielle standardisierte Testmethoden entwickelt, die weltweit zum Einsatz kommen. Die Ableitung von Sicherheitsmaßnahmen durch Experten erfordert, dass aus diesen Untersuchungen verlässliche Daten gewonnen werden. Ringversuche sind ein wesentliches Element bei der Methodenentwicklung (-validierung) und für die Qualitätssicherung von Laboratorien.
Die Testmethode DIN EN 15188:2007 dient der Bestimmung des Selbstentzündungsverhaltens von Schüttgütern und Stäuben. Experimentelle Grundlage für die Beschreibung des Selbstentzündungsverhaltens eines bestimmten Materials ist die Bestimmung der Selbstentzündungstemperaturen (TSE) von Proben verschiedener Größen mit Hilfe isoperiboler Warmlagerungsversuche. Die so ermittelten Versuchsdaten ergeben die Abhängigkeit der Selbstentzündungstemperaturen vom Lagervolumen. Zweck einer schrittweise aufgebauten Serie von Ringversuchen und internen Labortests war die Identifizierung von Schwächen der bestehenden Methode bzw. von in der Laborpraxis auftretenden Mängeln bei der Anwendung der Methode, die Validierung der modifizierten und verbesserten Methode sowie die Bestimmung einer allgemeingültigen (Mess-)Unsicherheit dieser modifizierten Methode.
Mit nicht-konformen oder schlecht dokumentierten Prüfergebnissen können weder Behörden noch Unternehmen etwas anfangen. Belastbare und eindeutige Informationen aus den Registrierungsdossiers sind entscheidend, damit industrielle und gewerbliche Verwender der Stoffe das Gefahrenpotenzial einschätzen und ggf. Maßnahmen zum Schutz von Menschen und Umwelt treffen können.
Darüber hinaus benötigen die Behörden verlässliche Daten aus den Registrierungen, um ihrer Verantwortung bei der Identifizierung regulierungsbedürftiger Stoffe nachkommen zu können.