Ist eine Substitutionsprüfung bei der Arbeit mit Gefahrstoffen Pflicht?

Ja.

§7 der Gefahrstoffverordnung besagt:
Der Arbeitgeber darf eine Tätigkeit mit Gefahrstoffen erst aufnehmen lassen, nachdem eine Gefährdungsbeurteilung nach § 6 durchgeführt und die erforderlichen Schutzmaßnahmen nach Abschnitt 4 ergriffen worden sind.
[…]
Der Arbeitgeber hat auf der Grundlage des Ergebnisses der Substitutionsprüfung nach § 6 Absatz 1 Satz 2 Nummer 4 vorrangig eine Substitution durchzuführen. 

D.h. vor jeder Tätigkeit in Zusammenhang mit Gefahrstoffen ist eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen. Der ersten Schritt einer Gefährdungsbeurteilung sollte die Substitutionsprüfung sein.

Eine Ausnahme ist nur möglich, wenn lediglich eine geringe Gefährdung vorliegt.