ALLGEMEIN UVC-TECHNOLOGIE

Was ist UVC?

Die Ultraviolette (UV) Strahlung liegt in einem Wellenlängenbereich zwischen 100…400 nm. Die Wellenlänge ist also kürzer als das sichtbare Licht aber länger als Röntgenstrahlen. Menschen können daher diese sogenannten elektromagnetischen Strahlungen nicht sehen oder durch andere Sinnesorgane wahrnehmen. Da die UV-Strahlung je nach ihrem Wellenlängenbereich verschiedene physikalische und biologische Eigenschaften besitzt, wird sie unterteilt in [1, 2, 3]:

• Wellenlängenbereich zwischen 315…400 nm. Diese Strahlung wird üblicherweise als Sonnenlicht bezeichnet und gelangt zu 90 % durch die Atmosphäre auf die Erdoberfläche. Diese Strahlung kann indirekte DNA (Desoxyribonukleinsäuren)-Schäden hervorrufen und zu Schädigungen in der Dermis (mittlere Hautschicht) führen, da sie tiefer in die Haut eindringt als die UV-B-Strahlung [4–8].  

• Wellenlängenbereich zwischen 280…315 nm. Diese Strahlung macht 1 % des Sonnenlichts aus und erreicht höchstens bis zu 10 % die Erdoberfläche. Biologisch ist sie jedoch am stärksten wirksam und sie ist energiereicher und mutagener als die UV-A-Strahlung. Absorbiert wird diese Strahlung von der DNA wodurch diese direkt geschädigt werden können [2, 6–9].

• Wellenlängenbereich zwischen 100…280 nm. Die UV-C-Strahlen erreichen die Erdoberfläche nicht, da sie von der Ozonschicht der Stratosphäre herausgefiltert werden. Dieses sehr kurzwellige Licht hat daher keinen biologischen Einfluss auf die Haut [1, 2, 10]. Die UV-C-Strahlung wird auch als „germizid“ (keimtötend) bezeichnet weil es von DNA, RNA (Ribonukleinsäuren) und Proteinen absorbiert wird [11]. In diesem Zusammenhang werden auch Bakterien und Viren unschädlich gemacht. Am sensitivsten sind die germiziden Wellenlängen für Mikroorganismen bei ca. 260 nm. UV-C-Strahlung wird in der Regel für die Sterilisation von Flüssigkeiten, Oberflächen und Luft verwendet [12].  

 

Wie funktioniert UV-C?

Die UV-C-Sterilisationsanwendung wird bei angemessener Explosionszeit die DNA und RNA von Mikroorganismen (wie Bakterien, Viren, Hefen, Pilzen, Sporen und viele andere Substanzen) inaktivieren, d. h. sie steril (nicht reproduzierbar) machen. Das führt biologisch dann zu einem „toten“ Mikroorganismus.

Die akzeptable Abtötungsrate wird durch die Gesamtmenge an UV-C-Energie bestimmt, die ein Mikroorganismus „sieht“, was unter dem Begriff „Dosierung“ bekannt ist. Die Dosierung ist ein Produkt aus der Intensität der UV-C-Strahlung und ihrer Einwirkungszeit. Im Allgemeinen sind Schimmelpilzsporen schwieriger abzutöten als Mikroorganismen und Viren und erfordern daher eine viel höhere UV-C-Bestrahlung.

 

Welche Faktoren begünstigen die keimtötende Wirkung der UV-C-Strahlung?

Für die Effizienz der bakteriziden Wirkung der UV-C-Strahlung spielen viele Faktoren eine wichtige Rolle. Diese Faktoren umfassen die Intensität, die Belichtungszeit, die Lampenplazierung und das Luftbewegungsmuster. 

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Werden die Mikroorganismen durch die UV-C-Strahlung getötet?

Die UV-C-Strahlung tötet die Mikroorganismen nicht sondern hemmt ihre Replikation und/oder sterilisiert sie, indem ihre DNA zerstört wird. Die UV-C-Strahlung wird von den in den Zellen enthaltenen DNA und RNA absorbiert und dadurch wird eine Doppelbindung (Dimere) zwischen den Nukleotiden (Thymin) erzeugt. Das wiederum hemmt die Replikationsfähigkeit und führt zum Tod der DNA-Kette.

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Wie hoch ist die keimtötende Wirkung der UV-C-Strahlung?

Mit der UV-C-Strahlung können die meisten Viren, Bakterien, Pilze, Hefen sowie weitere Substanzen in der Luft bis zu 99,9 % abgetötet werden.

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Ist UV-C-Strahlung sicher?

Mit der richtigen Schutzausrüstung ja. Die UV-C ist absolut sicher wenn Augen und Haut geschützt sind. Ohne der richtigen Schutzausrüstung kann eine direkte Exposition vorrübergehende Hautrötungen und Reizungen der Augen herbeiführen aber UV-C verursacht keinen Hautkrebs oder Katarakt.

Das Risiko erhöht sich wenn das UV-C-Gerät nicht ordnungsgemäß installiert oder von nicht geschulten Personen verwendet wird.

Geräte von UVC STERIL sind auf Sicherheit ausgelegt und erlauben bei ordnungsgemäßer Installation durch einen geschulten Personal keine UV-Bestrahlung, erlauben einen sicheren Betrieb sowie eine sichere Wartung.

Wenn Sie direktem keimtötenden Licht ausgesetzt sind kann es die Oberseite Ihrer Haut, wie oben bereits erwähnt zu Rötungen kommen. Sind Ihre Augen dem direkten Licht ausgesetzt, ähnelt dies einem „Schweißblitz“ und Ihre Augen können sich trocken oder kiesig anfühlen. Zu keinem Zeitpunkt aber verursachen keimtötende Lampen bleibende Schäden.

Seit nun mehr als 70 Jahren wird die UV-C-Strahlung sicher in Krankenhäusern, Kliniken, Fertigungsbetrieben, Produktionsstätten, Büros und anderen kommerziellen Einrichtungen sowie Mehr- und Einfamilienhäusern auf der ganzen Welt eingesetzt.

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Produzieren UV-C-Lampen Ozon?

Die Lampen von UVC STERIL produzieren kein Ozon. Ähnlich wie im Freien bieten UVC STERIL Geräte eine außergewöhnliche Konditionierung der Luft. UV-C-Leuchten sind eine Komponente, die neben anderen Systemteilen auch verwendet wird. Dazu gehören Filter, Spule, Heizkern, Lüfter, Klappen, Luftbefeuchter usw. Alle sind so konzipiert dass sie eine bestimmte Funktion bei der Luftaufbereitung in geschlossenen Räumen erfüllen.

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Eliminiert die UV-C-Strahlung auch Corona-Viren?

Hierzu wurden bereits verschiedene Forschungen durchgeführt und die Ergebnisse zeigen, dass die UV-C-Bestrahlung eine hohe Effizienz besitzt, um Corona-Viren zu 99,9 % eliminieren [13].

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Quellen

[1]    Matsumura, Y.; Ananthaswamy, H.N.: Toxic effects of ultraviolet radiation on the skin. Toxicology and Applied Pharmacology, 195 (2004) 3, S. 298-308, DOI: 10.1016/j.taap.2003.08.019

[2]    Plewig, G.; Ruzicka, T.; Kaufmann, R.; Hertl, M.: Braun-Falco’s Dermatologie, Venerologie und Allergologie. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2018, ISBN 978-3-662-49543-8

[3]    Singh, B.P.; Kumar, A.; Singh, D.; Punia, M., et al.: An assessment of ozone levels, UV radiation and their occupational health hazard estimation during photocopying operation. Journal of hazardous materials, 275 (2014), S. 55-62, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.04.049

[4]    Gange, R.W.; Rosen, C.F.: UVA effects on mammalian skin and cells. Photochemistry and photobiology, 43 (1986) 6, S. 701-705, DOI: 10.1111/j.1751-1097.1986.tb05649.x

[5]    Kvam, E.; Tyrrell, R.M.: Induction of oxidative DNA base damage in human skin cells by UV and near visible radiation. Carcinogenesis, 18 (1997) 12, S. 2379-2384, DOI: 10.1093/carcin/18.12.2379

[6]    Bataille, V.; Bykov, V.J.; Sasieni, P.; Harulow, S., et al.: Photoadaptation to ultraviolet (UV) radiation in vivo: photoproducts in epidermal cells following UVB therapy for psoriasis. The British journal of dermatology, 143 (2000) 3, S. 477-483, DOI: 10.1111/j.1365-2133.2000.03698.x

[7]    Kadekaro, A.L.; Kavanagh, R.J.; Wakamatsu, K.; Ito, S., et al.: Cutaneous photobiology. The melanocyte vs. the sun: who will win the final round? Pigment cell research, 16 (2003) 5, S. 434-447, DOI: 10.1034/j.1600-0749.2003.00088.x

[8]    Cadet, J.; Douki, T.; Ravanat, J.-L.: Oxidatively generated damage to cellular DNA by UVB and UVA radiation. Photochemistry and photobiology, 91 (2015) 1, S. 140-155, DOI: 10.1111/php.12368

[9]    Freeman, S.E.; Hacham, H.; Gange, R.W.; Maytum, D.J., et al.: Wavelength dependence of pyrimidine dimer formation in DNA of human skin irradiated in situ with ultraviolet light. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 86 (1989) 14, S. 5605-5609, DOI: 10.1073/pnas.86.14.5605

[10]  Gange, R.W.; Parrish, J.A.: Acute Effects of Ultraviolet Radiation upon the Skin. In: Parrish, J.A.; Kripke, M.L.; Morison, W.L.: Photoimmunology. Springer US, Boston, MA, 1983, ISBN 978-1-4613-3672-3, S. 77-94

[11]  Santos, A.L.; Oliveira, V.; Baptista, I.; Henriques, I., et al.: Wavelength dependence of biological damage induced by UV radiation on bacteria. Archives of microbiology, 195 (2013) 1, S. 63-74, DOI: 10.1007/s00203-012-0847-5

[12]  Valero, A.; Begum, M.; Leong, S.L.; Hocking, A.D., et al.: Effect of germicidal UVC light on fungi isolated from grapes and raisins. Letters in applied microbiology, 45 (2007) 3, S. 238-243, DOI: 10.1111/j.1472-765X.2007.02175.x

[13]  SaifAddin, B.K.; Almogbel, A.S.; Zollner, C.J.; Wu, F., et al.: AlGaN Deep-Ultraviolet Light-Emitting Diodes Grown on SiC Substrates. ACS Photonics, 7 (2020) 3, S. 554-561, DOI: 10.1021/acsphotonics.9b00600