Silica FAQ

In unserem umfassenden FAQ-Bereich finden Sie Informationen zur Sicherheit von synthetischem amorphem Siliziumdioxid und zu den möglichen Auswirkungen seiner Einstufung.

Für Experten: Ausführlichere, wissenschaftliche Antworten sind kursiv geschrieben 

Fragen zu Silica allgemein

Silica ist die gängige Bezeichnung für Siliciumdioxid (SiO2). Auf Deutsch wird auch oft der Begriff Kieselsäure verwendet. In der Natur kommt SiO2 sehr häufig vor, zum Beispiel als kristalline Silica in Quarzgestein und Sandkörnern. Eine andere Erscheinungsform von Silica, die amorphe Silica, kommt im menschlichen und tierischen Organismus sowie in Pflanzen vor. Dem Ackerschachtelhalm, zum Beispiel, gibt sie Stabilität.

Übrigens gehören die beiden Bestandteile Sauerstoff und Silizium (ca. 27 Prozent) nach Gewichtsanteilen zu den häufigsten Elementen in der Erdkruste.

Die Industrie kann Siliciumdioxid mit verschiedenen Verfahren synthetisch herstellen. Aus dem inhomogenen natürlichen Ausgangsmaterial entstehen dabei Silica-Produkte von gleichbleibend hoher Reinheit und Qualität. Vereinfacht gesagt wird aus Sand ein hochreiner Wertstoff gewonnen. Nur in dieser Reinform ist synthetische amorphe Silica ein essenzielles Additiv für unzählige industrielle Anwendungen.

Evonik produziert ausschließlich synthetisch amorphe Silica, kurz SAS.

Die verschiedenen SAS-Typen von Evonik unterscheiden sich in ihren physikalisch-chemischen Merk-malen, zum Beispiel Partikelgröße, Dichte oder Oberflächenbehand-lung.So kann Evonik maßgeschnei-derte Silica-Produkte mit spez. Eigenschaften für die unterschied-lichsten Anwendungen anbieten.

Ja. Bei Silica handelt es sich um Siliciumdioxid (SiO2), das auf Deutsch auch als Kieselsäure bezeichnet wird. Dazu gehört auch die synthetische amorphe Silica (SAS), die Evonik produziert

Kieselsäuren mit kristalliner und amorpher Struktur kommen in der Natur vor und werden auch synthetisch hergestellt.
Quarz, wie er z. B. in Gesteinen oder als Sandkörner vorkommt, ist eine kristalline Kieselsäure, während die in Pflanzen enthaltene Kieselsäure amorph ist. Die Struktur dieser inkorporierten Kieselsäure kann der Struktur der synthetischen amorphen Kieselsäure (SAS) sehr ähnlich sein. Während kristalline Kieselsäure eine geordnete Gitterstruktur aufweist, hat amorphe Kieselsäure eine zufällige Struktur. Daher unterscheidet sie sich von kristallinem SiO2 nicht nur in physikalischer Hinsicht, sondern auch in Bezug auf ihre toxikologischen Eigenschaften. Von amorphem Siliziumdioxid gehen keine Gefahren aus.

SAS ist die Abkürzung für synthetische amorphe Silica oder auch synthetische amorphe Kieselsäuren. Synthetisch bedeutet, dass sie in einem industriellen Prozess hergestellt wurden. Amorph bedeutet, dass die Atome nicht in einer gleichmäßigen Kristallgitterstruktur, sondern formlos angeordnet sind.

Synthetisch produzierte Silica ist in ihrer Struktur nicht von natürlicher amorpher Silica zu unterscheiden. Synthetische amorphe Silica ist ein anerkannter naturidentischer, nachhaltiger und sicherer Stoff, der in vielen verschiedenen Anwendungen eine wichtige Rolle spielt.

Evonik produziert ausschließlich synthetische amorphe Silica (SAS). Diese Unterscheidung ist wichtig zur Abgrenzung von kristalliner Silica.

Mit verschiedenen Herstellungsverfahren erzeugt die Industrie Silica-Produktgruppen mit unterschiedlichen Eigenschaften: Gefällte Kieselsäure und Silica Gel werden aus einer wässrigen Lösung hergestellt, während pyrogene Kieselsäure in einer Wasserstoffflamme erzeugt wird. Sowohl gefällte als auch pyrogene Kieselsäure sind synthetische amorphe Silica.

Pyrogene Silica von Evonik tragen den Markennamen AEROSIL®. Gefällte Kieselsäuren von Evonik werden unter den Markennamen SIPERNAT®, SPHERILEX®, ULTRASIL®, ZEODENT® and ZEOFREE® vertrieben.

Wenn nur allgemein von Silica oder Siliciumdioxid die Rede ist, ist es wichtig zu verstehen, wie sich amorphe und kristalline Silica unterscheiden. Beide Arten kommen in der Natur vor: Quarzgestein ist eine Urform kristalliner Silica, deren Struktur einem regelmäßigen Gittergerüst gleicht.

Silica ist auch ein Bestandteil von Pflanzen, zum Beispiel von Schachtelhalm (Abb. rechts) und Reis. Dabei handelt es sich um amorphe Silica, die eine unregelmäßige Struktur aufweist. Die industriell hergestellte synthetische amorphe Silica (SAS) hat die gleiche Struktur wie die amorphe Silica in Pflanzen.

Der strukturelle Unterschied zwischen kristalliner und amorpher Silica wirkt sich auf das Gefahrenpotenzial beim Einatmen von Stäuben aus: Kristalline Silica, etwa als Gesteinsstaub im Bergbau, bei Steinmetzarbeiten oder beim Sandstrahlen, kann die Lungenkrankheit Silikose verursachen, die eine dauerhafte Schädigung des Lungengewebes bewirkt. Dagegen löst amorphe Silica (ebenso synthetische amorphe Silica) nachweislich keine Silikose aus.

Die Atome sind in einer regelmäßigen Gitterstruktur angeordnet.

Die Atome sind in einer losen, ungeordneten Struktur verbunden.

Synthetische amorphe Silica ist eine hochinnovative Substanz, die unzählige Dinge des täglichen Gebrauchs sowie High-Tech-Produkte verbessert. Als Additiv verleiht sie Produkten bestimmte Eigenschaften. Als Prozesshilfsmittel sorgt sie dafür, dass Herstellungsprozesse reibungslos und ressourceneffizient ablaufen.

Zum Beispiel dienen bestimmte Silica-Typen als Fließhilfsmittel und verhindern das Verklumpen von Pulvern. Andere Silica-Typen dienen als Trägersubstanzen für andere Inhaltsstoffe, und manche können Flüssigkeiten so stark absorbieren, dass sie in Pulverform weiterverarbeitet werden können

  • Die Lebensmittelindustrie benötigt synthetische amorphe Silica, um eine gleichbleibend hohe Qualität pulverförmiger Lebensmittel sicherzustellen.
  • In Zahnpasta sorgt Silica als Reinigungspartikel dafür, dass Zähne sanft, aber gründlich gereinigt werden. Außerdem dient Silica als Träger für Fluorid.
  • In Tierfutter dienen Silica-Typen mit poröser Struktur unter anderem dazu, in flüssiger Form vorliegende Vitamine und andere Nährstoffe zu absorbieren. So sorgen sie für eine gleichmäßige Verteilung wertvoller Inhaltsstoffe in der Futtermischung.
  • In der Automobilindustrie ist Silica ein unverzichtbarer Bestandteil für sichere, spritsparende und langlebige Reifen.

Silica ist überall: Nahezu jede Industrie – von Konsumgütern wie Zahnpasta bis hin zu High-Tech-Komponenten wie Microchips – nutzt synthetische amorphe Silica (SAS) als Prozesshilfsmittel oder funktionale Additive. Es ist ein vielfältiger Stoff mit einer Fülle von Eigenschaften. In 95 Prozent aller Anwendungen spielen Silica eine Schlüsselrolle für die Funktion und/oder Eigenschaften des Endprodukts.

In vielen Anwendungen gibt es keine gleichwertigen Alternativen, beziehungsweise die Entwicklung von Ersatzstoffen und Anpassung von Rezepturen wäre mit erheblichem Aufwand, Ressourcenverbrauch und Kosten verbunden.

In vielen Fällen erfüllt SAS dank ihres vielseitigen Eigenschaftsprofils sogar mehrere Funktionen auf einmal: Zum Beispiel, dass Klebstoff eine feste Haftung bewirkt, aber beim Verarbeiten weder tropft noch eintrocknet. Und in Autoreifen erhöhen sie die Fahrsicherheit, verlängern die Haltbarkeit und senken den Benzinverbrauch. In zahlreichen Anwendungen tragen Silica zur Nachhaltigkeit bei, indem sie den Ressourcenverbrauch senken oder die Lebensdauer von Produkten verlängern.

Sehr viele Alltagsprodukte, aber auch Zukunftstechnologien würden ohne Silica schlechter oder gar nicht funktionieren. Fachsprachlich wird der Ersatz einer bewährten Chemikalie durch einen nicht gleichwertigen Ersatzstoff als „regrettable substitution“ bezeichnet.

Die Konsequenz: Endverbraucher bekommen Produkte von schlechterer Qualität, wichtige Exportgüter der EU erfüllen nicht mehr ihre bisherigen hohen Qualitätsstandards und lassen sich global schlechter verkaufen. Manche Produkte könnten sogar vom Markt verschwinden.

Sand ist das Ausgangsmaterial zur Herstellung synthetischer amorpher Silica (SAS). Der Produktionsprozess wandelt den inhomogenen Rohstoff in ein Produkt von gleichbleibend hoher Qualität und Reinheit um. Diese Art von Silica bietet zahlreiche Eigenschaften für ein breites Anwendungsspektrum in unterschiedlichen Industrien.

Weitere Informationen über Lösungen und Anwendungen von Silica finden Sie auf unserer Webseite: https://www.silica-specialist.com/en

In zwei unterschiedlichen Verfahren produziert Evonik eine Vielzahl an Silica-Produkten mit maßgeschneiderten Eigenschaften für spezielle Anwendungen.

Herstellung pyrogener Silica (Flammverfahren):

Siliciumtetrachlorid wird einer Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme zugeführt. Bei Temperaturen über 1000 °C bildet sich dabei pyrogene Silica, die bei Evonik den Markennamen AEROSIL® trägt.

Herstellung gefällter Silica (Nassverfahren): Synthetische amorphe Silica entsteht in einem Fällungsprozess aus einer wässrigen Lösung des Rohstoffs Wasserglas (Natriumsilikat). Gefällte Silica von Evonik tragen die Markennamen SIPERNAT®, SPHERILEX®, ULTRASIL®, ZEODENT® und ZEOFREE®.

 

Fragen zu Silica und Sicherheit

Die synthetische amorphe Silica (SAS), die Evonik herstellt, ist sicher für alle Beteiligten in der Produktion, bei Weiterverarbeitung, Transport und Lagerung, ebenso für Konsumentinnen und Konsumenten der Endprodukte.

An keiner Stelle der Wertschöpfungskette kommen Menschen mit Staub von Silica in gefährlicher Konzentration in Kontakt.

Evonik und seine Vorgängerunternehmen produzieren SAS schon seit den 1940er Jahren. Diese Silica zählen zu den am gründlichsten getesteten Substanzen im Hinblick auf potenzielle Risiken für Menschen und die Umwelt. Toxikologische und ökotoxikologische Studien sowie jahrzehntelange Erfahrung bei der Herstellung von SAS ergaben keine Hinweise auf Gesundheits- oder Umweltrisiken bei sachgemäßer Handhabung des Stoffs.

Synthetische amorphe Silica (SAS) wird in einer Vielzahl von Produkten und Prozessen eingesetzt. Weder bei der einmaligen noch bei der wiederholten Aufnahme, auch hoher Dosen, gibt es Anhaltspunkte für eine organ-, gewebe-, oder erbgutschädigende Wirkung. Schädigende Wirkungen auf Fortpflanzung oder Entwicklung wurden ebenso wenig gefunden wie Schädigungen des Immun- oder Nervensystems. Entsprechend sind keine Höchstmengen für die zulässige tägliche Aufnahme (acceptable daily intake, ADI) festgesetzt.

In Inhalationsstudien führte SAS nicht zu dauerhaften Veränderungen in der Lunge oder zu mit der Silikose vergleichbaren fortschreitenden Schäden. In epidemiologischen Untersuchungen von langzeitexponierten Mitarbeitenden wurden ebenfalls keine Hinweise auf eine Silikose gefunden, unter realistischen Expositionsbedingungen sind keine Schädigungen zu erwarten. Die verfügbaren Daten lassen auch keine Hinweise auf Lungenkrebs oder andere dauerhafte Erkrankungen der Atemwege erkennen.

Synthetische amorphe Silica kann unter Einhaltung einer guten Arbeitshygiene und Beachtung der jeweils geltenden nationalen Arbeitsplatzgrenzwerte sicher gehandhabt werden. Kann dieser Grenzwert nicht gewährleistet werden, sind örtliche Absaugvorrichtungen anzubringen oder Staubschutzmasken zu tragen. Die geltenden Belastungsrichtwerte am Arbeitsplatz sind den jeweiligen Sicherheitsdatenblättern unserer Silica-Produkte zu entnehmen. In Deutschland, beispielsweise, darf ein Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 4 mg/m3 (einatembarer Staubanteil) nicht überschritten werden.

Diese Einstufung basiert auf Studien mit Ratten. Hier kam es vereinzelt zu Auffälligkeiten im Lungengewebe. Allerdings waren die Tiere über eine längere Zeit unverhältnismäßig hohen Mengen an Stäuben von synthetischer amorpher Silica (SAS) ausgesetzt. Die Konzentration und die Dauer der Exposition entsprechen jedoch nicht den realen Bedingungen in der Produktion und Verarbeitung von SAS.

Außerdem ist es medizinisch erwiesen, dass von Stäuben in hohen Konzentrationen und bestimmten Partikelgrößen generell ein Gesundheitsrisiko ausgeht und sie die Atemwege belasten. Deshalb gelten für Stäube auch ohne spezielle toxische Wirkung allgemeine Obergrenzen an Arbeitsplätzen.

Evonik findet eine Klassifizierung von synthetischer amorpher Silica (SAS) als STOT RE 1 nicht gerechtfertigt, da es Staubpartikel sind, die eine potenziell nachteilige Wirkung auf die Atemwege haben können, und nicht die synthetische amorphe Silica selbst. Evonik ist zudem der Ansicht, dass die in der Studie angenommene Menge und Einwirkung nicht den realen Bedingungen bei der Handhabung und der industriellen Verarbeitung entsprechen.

Die vorgeschlagene Einstufung synthetischer amorpher Silica als „schädigt die Atemwege bei längerer oder wiederholter Exposition beim Einatmen“ bezieht sich nur auf einen Sonderfall, nämlich auf das Einatmen von Stäuben der Substanz in hoher Konzentration über lange Zeiträume hinweg. Konsument:innen kommen mit solchen Stäuben ohnehin nicht in Kontakt, weil Silica in Verbraucherprodukten nur in gebundener Form enthalten ist. Sicherheit am Arbeitsplatz und die Gesundheit der Mitarbeitenden wird durch die jeweils geltenden nationalen Regularien gewährleistet.

Alle nötigen Hinweise zur sicheren Handhabung und Verarbeitung der Silica-Produkte von Evonik sind den jeweiligen Sicherheitsdatenblättern zu entnehmen. Selbst nach einer STOT RE 1 Klassifizierung müssen die geltenden Arbeitsschutzregelungen nicht verschärft werden.

Die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) geben in Deutschland den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen, einschließlich deren Einstufung und Kennzeichnung, wieder.

Für amorphe Kieselsäuren sind in der TRGS 900 Arbeitsplatzgrenzwerte für E-Staub bindend und nicht die Kennzeichnungsverpflichtung, die aus dem Chemikalienrecht folgt.

Als potenziell schädlich für die Atemwege eingestuft ist lediglich SAS als Feinstaub. Ein Gesundheitsrisiko bestünde aber nur dann, wenn Stäube in großen Mengen und über einen längeren Zeitraum ungeschützt eingeatmet würden.

Die Sicherheit in der Produktion ist durch die Vorgaben des Arbeitsschutzes gewährleistet. An keiner Stelle in der Produktion und Verarbeitung kommen Menschen mit Staub von Kieselsäure in gefährlicher Konzentration in Kontakt.

In der Europäischen Union ist die Verwendung synthetischer Zusatzstoffe in Lebensmitteln, Kosmetika und Medikamenten in einem engen Rahmen geregelt. Alle durchlaufen ein strenges Zulassungsverfahren. So wurden auch alle Typen synthetischer amorpher Silica (SAS) in diesen Anwendungen intensiv auf Risiken und Nebenwirkungen getestet.

Erst nachdem ihre Unbedenklichkeit erwiesen war, sind SAS in engen Konzentrationsgrenzen für den Einsatz in Lebensmitteln, Arzneimitteln und Kosmetika zugelassen worden. Diese Zulassungen sind in sogenannten Positivlisten vermerkt.

In den Zulassungsverfahren werden sowohl Dosierungen von SAS als auch die Anwendungen selbst bewertet, durch die es zu Expositionen mit dem Stoff kommen kann. Dabei handelt es sich also um komplette Risikoanalysen – und nicht um die Betrachtung potenzieller Gefahren, wie im Chemikalienrecht. Insofern unterscheidet sich das Anwendungsrecht grundsätzlich vom Chemikalienrecht, auf dem die Klassifizierung eines Stoffes basiert.

Lebensmittel, Kosmetika und Medikamente mit synthetisch amorpher Silica sind also sicher für Verbraucherinnen und Verbraucher.

Es kann zwar Anwendungen von Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmapräparaten geben, die pauschal jegliche Verwendung von klassifizierten Stoffen ausschließen. Zum Beispiel bei freiwilligen Selbstbeschränkungen der Hersteller oder als Auflage bestimmter Öko-Label. Aber grundsätzlich führt eine Klassifizierung synthetischer amorpher Silica als „potenziell lungenschädigend beim Einatmen“ nicht dazu, dass ihr Einsatz generell verboten wird. Weil Silica in Endprodukten nur in gebundener Form vorkommt, besteht das benannte Risiko insoweit nicht. Die geprüfte Sicherheit von Silica in den Anwendungen gilt unabhängig von einer Klassifizierung als STOT RE 1.

Ähnliches gilt bei der Herstellung von Lebensmitteln, Kosmetika und Arzneimitteln mit Silica: Die jeweils geltenden Arbeitsschutzregeln zielen darauf ab, ob und wie stark Personen Gefahrstoffen ausgesetzt sind (Exposition). Auch hier geht es um die tatsächlichen Risiken und nicht um Gefahrenpotentiale.

Die Sicherheit der Mitarbeitenden beim Umgang mit synthetischen Zusatzstoffen ist jederzeit gewährleistet, wenn die nationalen Arbeitsschutzvorschriften beziehungsweise Hinweise in den Produktsicherheitsdatenblättern beachtet werden.

Der Schutz der Gesundheit von Mitarbeitenden, Industriekunden und Verbraucher:innen sowie Umweltschutz sind integraler Bestandteil der Geschäftskultur von Evonik. Wir produzieren und vermarkten Stoffe nur dann, wenn wir sie nach dem Stand der Technik sicher und umweltverträglich herstellen und einsetzen können. Dabei orientiert sich Evonik an den internationalen Grundsätzen für verantwortliches Handeln (Responsible Care).

Bei der Herstellung von Stoffen sorgen wir für den bestmöglichen Schutz von Menschen und Umwelt, indem wir geschlossene Produktionssysteme und zusätzliche technische Hilfsmittel wie Filter, Vakuumanlagen und gegebenenfalls persönliche Schutzausrüstung einsetzen. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen am Arbeitsplatz überprüfen wir unter anderem durch Partikelzählungen in regelmäßigen Abständen und durch Routineuntersuchungen der Mitarbeitenden durch Werksärzte.

Die Klassifikation einer Chemikalie kann Konsumentinnen und Konsumenten verunsichern, weil ihnen nicht klar ist, ob ein Stoff ihnen schaden könnte. Deshalb hilft es, die Definitionen und Unterschiede zwischen Gefahr und Risiko zu kennen:

Gefahr: Eine potenzielle Quelle von Schaden.
Eine toxikologische Gefahrenbewertung definiert, welche Schäden auftreten könnten und unter welchen Umständen dies geschieht (z. B. durch Einnahme, Inhalation, Hautkontakt). Außerdem wird berücksichtigt, welches Ausmaß an Exposition (Dosis) dazu nötig ist.

Risiko: Die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Gefahr einen Schaden verursacht.
Die toxikologische Risikobewertung ist die Quantifizierung von Risiken unter Berücksichtigung der bekannten Gefahren und dem Ausmaß der Exposition. Toxikologen verwenden dafür eine mathematische Analogie:

Risiko = Gefahr x Exposition
Das lässt sich gut am Beispiel eines Schmerzmittels erklären: Ein Warnhinweis auf der Verpackung weist darauf hin, dass es die Leber schädigen kann. Das ist eine Gefahr. Aber das bedeutet nicht, dass jegliche Einnahme einen Schaden verursacht. Denn wenn man die Dosierungshinweise befolgt, kann man das Schmerzmittel sicher verwenden. Das Risiko eines Leberschadens steigt, wenn man zu viel davon einnimmt, es also überdosiert. Deshalb sagen Toxikologen „die Dosis macht das Gift“.

Quelle:  https://toxedfoundation.org/hazard-vs-risk/

Fragen zur Funktion Silica in verschiedenen Anwendungen

Synthetische amorphe Silica (SAS) erfüllt in Zahnpasta zwei wichtige Funktionen:

  1. Silica reinigt die Zähne und hellt sie auf,
  2. Silica verdickt die Zahnpasta.

Rund 80 Prozent der in der EU verkauften Zahncremes enthalten Silica als Putzkörper. Sie entfernen während des Putzens Speisereste, Flecken und Bakterien von der Zahnoberfläche. Silica dient auch als Verdickungsmittel und sorgt dafür, dass Zahnpasta in Tuben gefüllt werden kann und darin lange Zeit stabil bleibt. Außerdem wird Zahnpasta dadurch anwendungsfreundlich und bleibt auf der Zahnbürste stabil, wenn sie aus der Tube gedrückt wird.  

Mit Silica lassen sich besonders effektive Wirkstoffe zum Schutz vor Karies, Schmerzen und Zahnverlust in Zahnpasta-Formulierungen einbringen.

Weitere Informationen auf unserer Seite Oral Care:  https://www.silica-specialist.com/en/our-markets/oral-care

Hersteller von Zahnpasta wissen zu schätzen, dass Dental-Silica wie ZEODENT® und SPHERILEX® mit unterschiedlich intensiver Reinigungswirkung (Abrasivität) produziert werden. Mit der Auswahl des passenden Silica-Produkts können Zahnpasten mit maßgeschneiderten Eigenschaften formuliert werden – von sanfter Reinigung bis hin zu einem stark aufhellenden Effekt. Zudem lassen sich mit Silica transparente oder transluzente Zahnpasta-Formulierungen herstellen.

Silica ist in Zahnpasta-Formulierungen kompatibel mit Fluorid-Wirkstoffen gegen Karies. Dazu zählen Natriumfluorid (NaF), Zinnfluorid (SnF2), Natriummonofluorophosphat (SMFP) und Aminfluorid (AmF). Andere Abrasive sind nicht kompatibel mit Fluoridverbindungen. Silica als Stabilisator für den Wirkstoff Zinnfluorid ermöglicht Zahnpasta-Formulierungen zum Schutz vor Zahnfleischentzündung (Gingivitis) sowie Sensitiv-Zahnpasten für schmerzempfindliche Zähne.

Als Verdickungsmittel bildet Silica eine kohäsive Matrix mit den Hydrokolloiden in der Formulierung. Diese Matrix gewährleistet eine optimale Rheologie, die das Dosieren, Abfüllen und die Langzeitstabilität von Zahnpasta ermöglicht und gleichzeitig eine Textur für ein angenehmes Nutzungserlebnis erzeugt.

Synthetische amorphe Silica (SAS) ist in der EU als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen und wird mit der Kennnummer E 551 gekennzeichnet.

Silica verhindert das Verklumpen und Anbacken pulverförmiger Lebensmittel wie Gewürze und Würzmischungen, Milchpulver, Volleipulver oder Instant-Getränkepulver. Silica wird außerdem zum Klären von Bier und Wein verwendet.

Weil Silica die durch Anbacken verursachte Verschwendung von Rohstoffen und pulverförmigen Lebensmitteln mindert, leistet sie über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg einen Beitrag zur Nachhaltigkeit: Weniger Lebensmittelverlust beinhaltet, dass auch der Ressourcenverbrauch im Vorfeld der Herstellung – zum Beispiel Tierfutter, Dünger, Wasser, Arbeitsaufwand und CO2-Verbrauch – nicht vergeblich war.

Die Effekte von Silica entfalten ihre Wirkung in der gesamten Wertschöpfungskette der Lebensmittelindustrie:

  • Lebensmittelhersteller profitieren von konstanter Produktqualität und gleichmäßiger Dosierbarkeit von Nährstoffen und Aromen. Und sie verlieren weniger Rohstoff und Zeit, denn das Anbacken von Pulvern verursacht Anlagenstillstand und Reinigungsaufwand.
  • Der Lebensmittelhandel profitiert von Transport- und Lagerstabilität.
  • Verbraucherinnen und Verbraucher genießen verlässliche Qualität und gleichbleibenden Geschmack sowie eine angenehme Handhabung rieselfähiger Gewürze.

Weitere Informationen auf unserer Food Webseite: https://www.silica-specialist.com/en/our-markets/food

Synthetische amorphe Silica wirkt als Fließhilfsmittel, indem sie die Oberfläche von Pulverpartikeln umhüllt und dadurch die Wechselwirkungen zwischen den Partikeln verringert. Durch die Absorption von Feuchtigkeit, Fetten und Ölen verhindert Silica die Brückenbildung zwischen den Partikeln und verringert die Anhaftung.

Siliciumdioxid wird schon seit Jahrzehnten als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt und zahlreiche Studien belegen, dass diese Verwendung sicher ist. In der EU ist synthetische amorphe Silica als E 551 behördlich als Lebensmittelzusatz zugelassen. Diese Zulassung ist, wie bei allen „E-Nummern“, ein Beleg dafür, dass der Zusatz unbedenklich eingesetzt werden kann. Außerdem wird E 551 regelmäßig von der Europäischen Lebensmittelagentur (EFSA) überprüft.

E 551 ist einer der am intensivsten untersuchten Stoffe, und hat bisher in wissenschaftlichen Testverfahren keine nachteilige Wirkung auf die Gesundheit gezeigt; dies selbst bei extrem hohen Dosen, wie sie über die Nahrung normalerweise nicht aufgenommen werden können.

Das aktuell zugrundeliegende wissenschaftliche Gutachten der Europäischen Lebensmittelagentur (EFSA) aus dem Jahr 2018 hat erneut bestätigt, dass die Verwendung von E 551 in Lebensmitteln sicher ist. Bei Aufnahmebeurteilungen wurde die typische Menge an Siliciumdioxid analysiert, die Verbraucher üblicherweise mit der Nahrung zu sich nehmen. Die EFSA hat festgestellt, dass die höchsten angenommenen Aufnahmemengen für E 551 viel niedriger sind als die höchste toxikologisch getestete Dosis, die immer noch keine nachteiligen Auswirkungen zeigte.

Keine der Studien, die nach derzeit gültigen Richtlinien der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) durchgeführt worden sind, zeigte einen Hinweis auf eine gesundheitsschädigende Wirkung von SAS auf die Leber oder ein anderes Organsystem, einschließlich des Nerven- und des Immunsystems.  

Spezielle Silica-Typen in Pharma-Qualität von Evonik sind sichere, bewährte und häufig eingesetzte pharmazeutische Hilfsstoffe. Ohne Silica hätten die Pharmahersteller Schwierigkeiten mit ungenauer Dosierung und unzureichender Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen in Medikamenten, ebenso mit brüchigen Tabletten.

Weitere Informationen auf unserer Health Care Webseite: https://www.silica-specialist.com/en/our-markets/health-care

Die Pharmaindustrie schätzt diese wesentlichen Eigenschaften synthetischer amorpher Silica:

  • Fließfähigkeit fester Inhaltsstoffe bei der Tablettenherstellung.
  • Jede Tablette enthält exakt die gleiche Dosis an Wirkstoffen, weil die verbesserte Fließfähigkeit von Wirkstoffen eine präzise Dosierung in Tablettiermaschinen ermöglicht.
  • Tabletten lösen sich im Produktionsprozess leicht aus der Tablettenpresse.
  • Tabletten sind bruchfest, wenn Patienten sie aus dem Blister herausdrücken.
  • Schmelztabletten (ODTs) zergehen schnell, ohne Mundtrockenheit auszulösen.
  • Cremes, Gels und Salben kommen in der gewünschten Konsistenz aus der Tube.

Synthetische amorphe Silica ist schon seit vielen Jahrzehnten ein sicherer und bewährter Inhaltsstoff in Körperpflegeprodukten. Silica dient als Stabilisator, Trägersubstanz und naturidentische Alternative zu Mikroplastik. Sie verhilft vielen Kosmetika zu den gewünschten Eigenschaften und verbessert die Anwendbarkeit.

Synthetische amorphe Silica ist einer der am intensivsten erforschten Stoffe. Zahlreiche toxikologische Studien belegen, dass Silica-Produkte von Evonik zur Verwendung in Körperpflege und Kosmetika geeignet und sicher sind.

Weitere Informationen auf unserer Personal Care Webseite: https://www.silica-specialist.com/en/our-markets/personal-care

Die Körperpflegeindustrie schätzt die Vielfalt und Wirksamkeit von Silica:

  • In Cremes und Lotionen, Ölen und Gels lässt sich mit Silica die gewünschte Viskosität erzielen und die Anwendbarkeit optimieren. Außerdem sorgt Silica für ein angenehmes Hautgefühl, erhöht, die Wärmestabilität und verlängert die Haltbarkeit.
  • In Haarpflege und Styling-Produkten wirkt Silica entfettend oder befeuchtend oder sorgt für mehr Volumen.
  • In Make-up bewirkt Silica Matt-Effekte und einen weichzeichnenden Anti-Falten-Effekt.
  • Lippenstifte bleiben bei hohen Temperaturen formstabil.
  • Nagellack tropft nicht und Farbpigmente setzen sich nicht am Boden ab.
  • Puder lassen sich schön cremig auftragen.
  • In Reinigungslotionen und Peeling-Produkten ist Silica ein naturidentischer Ersatz für Mikroplastik.
  • Mit Silica lassen sich feste oder wasserarme Pflegeprodukte herstellen.

Synthetische amorphe Silica-Typen von Evonik, die speziell für Tierfutter entwickelt wurden, dienen vor allem als Rieselhilfe für pulverförmige Futtermittel sowie als Trägersubstanz für Nährstoffe.

Viele essenzielle Inhaltsstoffe von Futtermitteln haben eine flüssige Ausgangsform, zum Beispiel Vitamine, organische Säuren oder Antioxidantien. Hochporöse Silica-Typen verfügen über eine enorme Absorptionsfähigkeit. Sie ermöglichen es, flüssige Zusätze präzise dosiert in Pulver oder Granulate für Vormischungen einzubringen. So ist sichergestellt, dass sowohl Nutztiere als auch Haustiere mit den nötigen Nährstoffen in gleichbleibender Menge versorgt werden.

Mit Silica als Rieselhilfe bleiben Rohstoffe und Futtermittel fließfähig. Das ist relevant für die einfache und ressourcenschonende Herstellung und Verarbeitung ebenso wie für Lagerung, Transport und Fütterung. In dieser Funktion hilft Silica, die Verschwendung von Futter und Zusatzstoffen durch Verklumpen und Anbacken zu vermeiden.

Weitere Informationen auf unserer Animal Feed Webseite: https://www.silica-specialist.com/en/our-markets/feed

Potenzielle wirtschaftliche Folgen (Quelle: EPPA, ‘Socio economic analysis of the Impacts of the Potential Re Classification of Synthetic Amorphous Silica (SAS) as STOT RE 1’

Die Industrie in Europa ist weltweit führend in der Herstellung synthetischer amorpher Silica (SAS) und Nettoexporteur. Im europäischen Wirtschaftsraum werden pro Jahr rund 840.000 Tonnen SAS produziert (geschätzter Wert im Jahr 2022). Die Silica-Industrie ist von strategischer Bedeutung für den europäischen Markt – der wiederum einen bedeutenden Anteil am Weltmarkt einnimmt. Etwa 20 Prozent der weltweiten SAS-Produktion stammt aus dem europäischen Wirtschaftsraum. Damit ist der Markt in Europa der zweitgrößte nach China. Fast die Hälfte (45 Prozent) des europäischen Produktionsvolumens wird exportiert.

Aufgrund der vielfältigen Funktionen von synthetischer amorpher Silica und ihrer spezifischen strukturellen Eigenschaften steigt die Nachfrage weiterhin kontinuierlich an. Ihre Verwendung wird für eine Reihe von strategisch oder wirtschaftlich wichtigen und aufstrebenden Branchen immer wichtiger.

Die nachgelagerten Industrien in Europa, die SAS als Hochleistungsadditiv verwenden, haben zusammen eine geschätzte Wertschöpfung von mehr als 300 Milliarden EUR pro Jahr.

Quelle: EPPA, ‘Socio economic analysis of the Impacts of the Potential Re Classification of Synthetic Amorphous Silica (SAS) as STOT RE 1’, Report for Cefic, April 2023

Die Hersteller synthetischer amorpher Silica rechnen mit einem erheblichen Rückgang von Nachfrage und Absatz, falls Silica klassifiziert wird. Die größten wirtschaftlichen Auswirkungen sind für den Verkauf von Silica-Produkten in stark regulierten Sektoren anzunehmen: Lebensmittel, Futtermittel, Kosmetika, Arzneimittel und technische Hilfsmittel.

Darüber hinaus würde eine Einstufung von SAS die Nachhaltigkeits- und Innovationsziele in strategisch wichtigen Sektoren gefährden, etwa in der Automobilindustrie und im Energiesektor.

Die Klassifizierung von synthetischer amorpher Silica (SAS) als STOT RE 1 hätte negative Auswirkungen auf die Wirtschaft, Innovationskraft und Gesellschaft in Europa.

Die erwarteten finanziellen Auswirkungen einer Einstufung von SAS als STOT RE 1 summieren sich laut einer Studie der EPPA in den kommenden Jahren bis 2028 auf mehr als 840 Mio. EUR – einschließlich der wirtschaftlichen Auswirkungen (EBIT-Verluste) für die Hersteller, sozialer Auswirkungen (etwa Arbeitsplatzverlust in den 27 EU-Mitgliedsstaaten), wirtschaftlicher Folgen für nachgeschaltete Anwender, Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und wirtschaftlicher Auswirkungen durch direkte Mehrkosten für die Verbraucher.

Quelle: EPPA, ‘Socio economic analysis of the Impacts of the Potential Re Classification of Synthetic Amorphous Silica (SAS) as STOT RE 1’, Report for Cefic, April 2023

STOT RE 1 Einstufung von synthetischer amorpher Silica würde Wettbewerber aus Ländern außerhalb des europäischen Wirtschaftsraums begünstigen, ebenso andere Stoffe mit ähnlichen Funktionen. Außerdem wäre die EU im High-Tech-Sektor stärker von außereuropäischen Lieferanten abhängig und solche Güter würden vermehrt aus Asien und vom amerikanischen Kontinent importiert.

Derzeit ist die EU führend bei Anwendungen synthetischer amorpher Silica in spritsparenden und langlebigen „grünen“ Reifen, Batterien und erneuerbaren Energien. Ein Innovationstreiber im Silica-Geschäft ist der stark steigende Bedarf an leichten, robusten und funktionalen Werkstoffen für Elektronik, Automobilbau, Energietechnik, Bau oder auch Lebensmittelverpackungen. Eine Klassifizierung von SAS als STOT RE 1 wäre kontraproduktiv für die Nachhaltigkeitsziele und die Innovationskraft in vielen strategisch bedeutenden Industrien wie Automobilbau und Energieerzeugung.

Quelle: EPPA, ‘Socio economic analysis of the Impacts of the Potential Re Classification of Synthetic Amorphous Silica (SAS) as STOT RE 1’, Report for Cefic, April 2023

Eine CLP-Einstufung von synthetischer amorpher Silica (SAS) als STOT RE 1 könnte in Europa allgemeine Beschränkungen nach sich ziehen: Im Rahmen der EU-Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (CSS) plant die Europäische Union, den Einsatz klassifizierter Stoffe ab 2028 einzuschränken.

Unterschiedlichste Produkte mit SAS könnten kurz- bis mittelfristig von Beschränkungen und Verboten betroffen sein. In den meisten öko-zertifizierten Produkten, beispielsweise, ist die Verwendung klassifizierter Stoffe begrenzt oder eingeschränkt.

Außerdem dürften Produkte, die als STOT RE 1 eingestufte Stoffe enthalten, nicht in Länder außerhalb der EU exportiert werden. Dies würde die Exporte SAS haltiger Produkten in außereuropäische Märkte drastisch reduzieren.

Je nachdem, wie massiv sich das allgemeine Risikomanagement (engl.: generic risk approach, GRA) auf die Gesetzgebung auswirkt, könnten nachgeschaltete Anwender in Schlüsselindustrien beschließen, synthetische amorphe Silica zu ersetzen. Allerdings erfordert ein Neuformulierungsprozess hohe Investitionskosten und nimmt bis zu zehn Jahre in Anspruch. Dadurch könnten viele Produkte für Verbraucherinnen und Verbraucher teurer werden.

Zudem gibt es in vielen Industrien keine gleichwertige Alternative zu synthetisch amorpher Silica, deren großer Vorteil darin besteht, dass sie mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllt. Ein Austausch wäre fachsprachlich als „regrettable substitution“ zu bewerten.

Quelle: EPPA, ‘Socio economic analysis of the Impacts of the Potential Re Classification of Synthetic Amorphous Silica (SAS) as STOT RE 1’, Report for Cefic, April 2023

Fragen zum CLH-Prozess

In der Europäischen Union müssen alle Stoffe oder Gemische, die in Mengen ab einer Tonne pro Jahr hergestellt oder importiert werden bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) registriert werden. Dies ist in Art. 6 der REACH-Verordnung geregelt. Teil des Verfahrens ist eine Stoffbewertung (CLH-Prozess). Diese soll klären, ob von einem Stoff Risiken für die menschliche Gesundheit oder Umwelt ausgehen.

2013 wurde eine Stoffbewertung von synthetischer amorpher Silica (SAS) eingeleitet, einer Erscheinungsform der Substanz Siliciumdioxid (SiO2). In dem 2021 veröffentlichten Abschlussbericht ergaben sich aufgrund von Inhalationsstudien Zweifel an der völligen Unbedenklichkeit der Substanz. Das führte zu einer erneuten Prüfung synthetischer amorpher Silica im CLHProzess. In der Folge empfahl die zuständige Behörde eine Klassifizierung für synthetische amorphe Silica eine harmonisierte Einstufung als STOT RE 1 (H372, Signalwort Gefahr).

STOT bedeutet spezifische Zielorgan-Toxizität (engl. Specific Target Organ Toxicity,) und bezeichnet eine Gefahrenklasse von Chemikalien, für die die Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 vom 16. Dezember 2008 (CLP-Verordnung) eine bestimmte Kennzeichnung und Verpackung vorschreibt.

STOT RE besteht aus zwei Gefahrenkategorien: STOT RE 1 (H372, Signalwort „Gefahr“) und STOT RE 2 (H373, Signalwort „Achtung“).

Stoffe mit einer Klassifizierung STOT RE 1 oder STOT RE 2 (Inhalation) müssen mit dem GHS-Gefahrensymbol 08 und dem entsprechenden Signalwort „Achtung“, bzw. „Gefahr“ zu gekennzeichnet werden.

Der Hinweis H372 bedeutet: Schädigt die  Atemwege/ Inhalation bei längerer und wiederholter Exposition beim Einatmen.

Die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung kann für Stoffe vorgeschlagen werden, die derzeit nicht in Anhang VI der CLP-Verordnung aufgeführt sind, sowie für Stoffe, für die zwar eine harmonisierte Einstufung besteht, die jedoch aufgrund neuer Informationen, wissenschaftlicher oder technischer Neuentwicklungen, Änderungen der Einstufungskriterien oder der Neubewertung vorhandener Daten der Änderung bedarf.

Die jeweils zuständige Behörde der EU-Mitgliedstaaten, Hersteller, Importeure und nachgeschaltete Anwender können bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) einen Vorschlag für die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung (CLH-Vorschlag) eines Stoffes einreichen. Dies kann in drei unterschiedlichen Situationen geschehen:

  • wenn der Stoff entweder karzinogen, mutagen, reproduktionstoxisch oder ein Inhalationsallergen ist,
  • wenn eine Begründung vorliegt, dass die Einstufung eines Stoffes in andere Gefahrenklassen auf EU-Ebene erforderlich ist,
  • wenn bei einem bestehenden Eintrag unter den oben genannten Bedingungen eine oder mehrere neue Gefahrenklassen ergänzt werden müssen.

Darstellung als vollständige Grafik steht im rechten Bereich zum Download zur Verfügung.

GHS steht für (engl.) Globally Harmonized System.

CLP steht für (engl.) Regulation on Classification, Labelling and Packaging of Substances and Mixtures.

Die CLP-Verordnung regelt die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Chemikalien und setzt das international gültige Globally Harmonized System (GHS) der Vereinten Nationen in der EU um. Das GHS-System dient als international einheitliche Grundlage für die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung.

Hauptziel der CLP-Verordnung ist, die Akteure in der Lieferkette über mögliche schädliche Auswirkungen von Stoffen und Gemischen zu informieren, indem sie diese einstuft und auf der Grundlage dieser Einstufung entsprechend kennzeichnet.

In der Europäischen Union gelten für die meisten Stoffe und Zubereitungen Kennzeichnungspflichten, die sowohl die Inhaltstoffe auflisten als auch die Gefahrenpotentiale deklarieren. So müssen Produkte mit einem als STOT RE 1 klassifizierten Stoff ab einem Gehalt von mehr als einem Prozent Gewichtsanteil (>1 gew %) mit dem GHS-Symbol 08 und dem entsprechenden Hinweis (H-Satz) „Schädigt die Organe (Lunge) bei längerer und wiederholter Exposition beim Einatmen“ gekennzeichnet werden.

Für Kosmetika und Lebensmittel gelten zum Schutz von Konsumentinnen und Konsumenten besonders strenge Vorschriften für die Beschriftung von Verpackungen.

Obwohl die Europäische Union eine Vorreiterrolle einnehmen und die Ziele des European Green Deals international umsetzen möchte, werden außerhalb Europas viele der damit verbundenen Maßnahmen nicht übernommen. Zuständige Ministerien mehrerer außereuropäischer Industriestaaten haben die Klassifizierung einzelner Substanzen bereits kritisch hinterfragt. Es gibt schon jetzt zahlreiche Stoffe, die in der EU anders gekennzeichnet werden müssen als in Ländern außerhalb der EU.

Fragen zu Nano-Material

Der Begriff „Nano“ ist einzig ein Indikator für Größe und kein Risiko-Indikator. Die Vorsilbe "Nano" bezeichnet den milliardsten Teil einer Einheit. Der Begriff stammt vom griechischen Wort für Zwerg: Nanos, oder auch Nannos. So wie die Präfixe centi-, milli- oder dezi- beschreibt nano- schlichtweg eine Größenordnung: Ein Nanometer (nm) ist ein Milliardstel eines Meters, also 0,000 000 001 Meter. Zum Vergleich: Ein Haar hat eine Dicke von 50.000 nm, ein Atom misst nur 0,1 bis 0,3 nm und die menschliche Erbsubstanz DNS (Desoxyribonukleinsäure) hat einen Durchmesser von ungefähr 2 nm.

Dinge, die so klein sind, kann man mit dem Auge nicht erkennen und auch herkömmliche Lichtmikroskope genügen nicht. Stattdessen benötigt man spezielle Mikroskope wie Raster- oder Transmissions-Elektronenmikroskop (REM bzw. TEM).

Für die Einstufung als Nanomaterialien gibt es eine Reihe unterschiedlicher Ansätze und Vorschläge. Eine allgemeine Definition besagt, dass sich die Nanotechnologie mit Strukturen und Objekten in Dimensionen zwischen 1 nm und 100 nm beschäftigt. Viele Institutionen, Forschende und Behörden geben jedoch unterschiedliche Größen an, so dass es derzeit keine einheitliche und allgemeingültige Definition gibt.

Nanostrukturierte Materialien sind Materialien mit einer Struktur im Nanobereich entweder innerhalb des Materials oder an seiner Oberfläche.

Nanomaterialien sind nicht per se gefährlich, stehen aber in der Stoffbewertung in der EU unter besonderer Beobachtung.

Gegenstand der wissenschaftlichen Risikobewertung der Bundesanstalt für Risikobewertung (BfR) sind gezielt hergestellte Nanomaterialien. Die grundlegenden Prinzipien einer gesundheitlichen Risikobewertung gelten auch für Nanomaterialien: Es müssen sowohl mögliche Gesundheitsgefahren (schädliche Wirkungen) als auch die tatsächliche Belastung (Exposition) betrachtet werden.

Wegen des breiten Anwendungsspektrums von Nanomaterialien in unterschiedlichen Produkten werden die Aufnahmepfade über die Atemwege (inhalativ), über den Verdauungstrakt (oral) sowie über die Haut (dermal) betrachtet.

In der EU sind die die meisten Silica-Produkte per Definition im Produktsicherheitsdatenblatt als Nanomaterial zu kennzeichnen. In manchen EU-Staaten existieren Nano-Register, in denen Nanomaterialien und deren Anwendungen aufgeführt werden müssen. In Anwendungen und Arbeitsplatzrichtlinien gelten zum Teil andere Regularien, die die Silica-Produkte nicht als Nanomaterialien definieren.

Synthetische amorphe Silica von Evonik enthält keine isolierten Nanopartikel. Es besteht aus nanostrukturierten Agglomeraten. Diese Agglomerate müssen in einem bestimmten Größenbereich liegen, damit SAS seine technischen Funktionen als Fließhilfsmittel erfüllen kann. Die nanostrukturierten SAS-Agglomerate setzen sich wiederum aus SAS-Aggregaten zusammen. Diese Aggregate werden aus untrennbar miteinander verbundenen Nanopartikeln gebildet.

Zurzeit gelten in der EU für verschiedene Rechtsbereiche unterschiedliche Nanomaterial Definitionen. Die für Lebensmittel relevante Definition für „technisch hergestellte Nanomaterialien“ findet sich in der seit 1.1.2018 geltenden Verordnung über neuartige Lebensmittel (EU) 2015/2283.

Die in Lebensmitteln eingesetzte, als Lebensmittelzusatzstoff E 551 in der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 zugelassene Silica wird seit mehreren Jahrzehnten mit Hilfe der gleichen Produktionsprozesse und mit den gleichen Produktspezifikationen hergestellt und eingesetzt.

E 551 wird nicht hergestellt, um in Lebensmitteln neuartige Nano-Eigenschaften aufzuweisen. Vielmehr agiert Silica als Abstandshalter zwischen den Partikeln des pulverförmigen Lebensmittels und ist daher als sogenanntes Trennmittel in der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 zugelassen. Freie Silica-Primärpartikel wären zu klein, um als Trennmittel zu fungieren. Es sind die Aggregate, die diese Funktion erfüllen. Aggregate haben üblicherweise Größen im Mikrometer-Bereich. Einzelne freie Primär-Partikel von E 551 wurden in kommerziell verfügbaren Silica-Produkten nicht nachgewiesen. Daher muss E 551 gemäß Lebensmittelinformationsverordnung (EU) Nr. 1169/2011 nicht mit dem Zusatz „(nano)“ gekennzeichnet werden.

Synthetisch-amorphe Silica (SAS) kann über die Atmung oder mit der Nahrung in den Körper gelangen. Sowohl natürliche amorphe Silica als auch SAS wird allerdings vollständig und unverändert vom Körper ausgeschieden.

Staubpartikel, die Silica-Anteile enthalten, werden beim Atmen bereits in der Nase abgefangen und mit dem Nasensekret ausgeschieden. Kleinere Teilchen werden über zwei Mechanismen davon abgehalten, in den Blutkreislauf zu gelangen. Zum einen werden die Partikel über Schleim und Flimmerhärchen nach außen befördert, zum anderen reinigen die Fresszellen das Lungengewebe permanent von Partikeln. Nur ein sehr kleiner, vernachlässigbarer Teil gelangt tatsächlich in den Blutkreislauf, wird dann aber über die Nieren ausgeschieden.

Lebensmitteln wird SAS unter der Bezeichnung E 551 zugesetzt. Wenn diese Lebensmittel aufgenommen werden, kann sich ein kleiner Teil der Silica lösen und in den Blutkreislauf gelangen – dieser Teil wird über die Nieren ausgeschieden. Der restliche Teil verlässt den Körper über die normalen Ausscheidungen. Bei keinem der Aufnahmewege wurde eine Anreicherung von SAS im Körper gefunden.

Der weitaus größte Teil des mit der Nahrung verzehrten SAS wird mit dem Stuhl ausgeschieden. Nur eine sehr geringe Menge wird über den Darm in Form von löslicher Kieselsäure („lösliche Silica“) in den Blutkreislauf resorbiert und danach mit dem Urin schnell wieder ausgeschieden. Wenn Silica (als Zusatzstoff E 551) Lebensmitteln zugesetzt wird, kann sich in wässriger Umgebung und in Abhängigkeit vom pH-Wert lösliche Kieselsäure bilden, die vom Körper resorbiert werden kann.

In Mundhöhle und Magen stellt dies keinen relevanten Mechanismus für die Aufnahme von Kieselsäure dar, selbst wenn E 551 nach Auflösen seiner Trägersubstanz (z.B. Salz) sozusagen „frei“ vorliegt. Die im Vergleich zum Silica-Partikel um ein Vielfaches dickere Schleimschicht (70-100 µm) in der Mundhöhle sorgt für eine effektive Barriere und den Schutz des Mundhöhlenepithels; eine nennenswerte Resorption über die Mundhöhle ist damit praktisch ausgeschlossen. Auch bei dem sehr sauren pH-Wert, wie er im Magen vorliegt, erfolgt kein Abbau des E 551; erst im Dünndarm kann lösliche Silica freigesetzt und teilweise resorbiert werden. Dieser kleine Teil wird in den Silizium-Körperpool integriert.

Es ist wahrscheinlich, dass Silizium eine strukturelle Rolle bei der Bildung von Bindegewebe, einschließlich von Knochen und Haut spielt. In Knochen und Bindegewebe finden sich die höchsten Silizium-Gehalte, die bei einem wachsenden Organismus höher sind als im fortgeschrittenen Alter. Der Siliziumspiegel im Blut wird über Resorption und Ausscheidung konstant gehalten. Eine Anreicherung von SAS im Körper wurde, unabhängig vom Zufuhrweg, nicht gefunden.

Die Kosmetik ist ein wichtiger Anwendungsbereich der Silica-Produkte von Evonik. Mit Cremes und Pudern zum Beispiel gelangen sie auf die Haut. Diese ist aber eine sehr wirksame Barriere gegen feste Partikel wie synthetisch-amorphe Silica (SAS). So kann SAS nicht durch die oberste Hautschicht hindurchdringen.

Die Haut stellt eine natürliche Barriere für die Aufnahme von festen Partikeln wie SAS dar. Partikel, die auf die Haut aufgebracht werden, müssen zunächst mehrere Hornschichten oder, unter Umgehung dieser Barriere, durch Haarfollikel oder Drüsenausgänge penetrieren, ehe sie lebende Hautzellen in der Dermis erreichen und in den Körperkreislauf gelangen könnten. Alle zurzeit vorliegenden Informationen und Studien stützen die Ansicht, dass SAS auf der Hautoberfläche oder in den Haarfollikelöffnungen und Drüsenausgängen liegen bleibt und nicht durch die allerobersten Hautschichten dringt.