Wie funktioniert Desinfektion mit Licht?
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Gerade während der Coronapandemie erlebte die UV-C-Technologie zur Desinfektion einen regelrechten Boom. In vielen Büros, Klassenzimmern und Haushalten installierte man die entkeimenden Lichtquellen. Doch wie funktioniert eine Desinfektion mit Licht?
Zunächst zu den Grundlagen:
Das Licht hat viele verschiedene Wellenlängen. Zwischen 380nm (violett) und 780nm (rot) liegen die Wellenlängen des sichtbaren Lichts. In diesem Bereich liegen alle Farben, die der Mensch mit dem Auge wahrnehmen kann; deshalb spricht man auch vom Lichtspektrum oder sichtbaren Spektrum.
Jede Wellenlänge entspricht einer Spektralfarbe. Blaue Farbwellen sind relativ kurz, rote Farbwellen dagegen sehr lang. Dazwischen sind die Farbeindrücke fließend: von Blauviolett bis Orange.
Am besten lässt sich das Lichtspektrum an einem Regenbogen beobachten. Denn wenn Sonnenlicht durch eine Regenwolke fällt, wird das Licht in seine einzelnen Bestandteile zerlegt und sichtbar.
Außerhalb des Lichtspektrums kann der Mensch keine Strahlung wahrnehmen. Deshalb sind Röntgen-, Infrarot- und Ultraviolettstrahlung für uns unsichtbar.
Ist UV-Licht gleich UV-Licht?
Die ultraviolette Strahlung wird in UV-A, UV-B und UV-C unterteilt. Alle drei Strahlungsarten kommen im natürlichen Sonnenlicht vor. Interessant dabei: Je kürzer die Wellenlänge des Lichts, desto energiereicher und potenziell schädlicher ist es für den menschlichen Organismus.
UV-A und UV-B-Strahlung kennen wir vom Sonnenlicht, denn diese Strahlung ist für den Sonnenbrand verantwortlich. Wenn wir aber von Licht zur Desinfektion sprechen, dann meinen wir UV-C-Strahlung.
Hier sind die Unterschiede:
UV-C
UV-C-Licht (280 – 100nm) ist kurzwellig und am energiereichsten. Die UV-C-Strahlung der Sonne wird durch die Erdatmosphäre gefiltert. Sie wird ausschließlich zur Desinfektion von Räumen, Oberflächen, medizinischen Geräten und zur Wasseraufbereitung eingesetzt. Dort tötet sie Viren, Keime und Bakterien ab.
UV-B
UV-B-Licht (315 – 280nm) wird klassischerweise in Solarien eingesetzt. In Kombination mit UV-A-Licht findet es aber auch in der Lichttherapie Anwendung. Dort kann UV-B-Licht den Juckreiz bei bestimmten Hautkrankheiten lindern.
UV-A
UV-A-Licht (400 – 315nm) ist dem sichtbaren violetten Licht am nächsten. Im Volksmund wird UV-A-Licht auch als Schwarzlicht bezeichnet. Es ist weniger energiereich und lässt sich für viele verschiedene Anwendungen nutzen; zum Beispiel in der Fotochemie, zur Insektenbekämpfung und zum Aushärten von Polymeren.
Was ist eine UV-Lampe?
Als UV-Lampen werden Leuchtmittel bezeichnet, die ultraviolettes Licht aussenden. Dabei kann es sich um UV-A, UV-B oder UV-C-Strahlung handeln. Wenn sie UV-C-Strahlung abgeben, werden sie nicht zur Allgemeinbeleuchtung, sondern ausschließlich zur Desinfektion mit Licht eingesetzt.
Bei fast allen UV-Leuchtstoffröhren wird das UV-Licht im Inneren der Röhre erzeugt. Dazu befindet sich auf der Innenseite der Röhre ein spezielles Pulver. Trifft nun Licht auf das Pulver, fluoresziert es und ein helles, weißes Licht entsteht. Solche Röhren bestehen aus Quarzglas, weil es die UV-Strahlung durchlässt. Inzwischen gibt es aber auch UV-Lampen mit LEDs.
Als UV-Lampen werden Leuchtmittel bezeichnet, die ultraviolettes Licht aussenden. Dabei kann es sich um UV-A, UV-B oder UV-C-Strahlung handeln. Wenn sie UV-C-Strahlung abgeben, werden sie nicht zur Allgemeinbeleuchtung, sondern ausschließlich zur Desinfektion eingesetzt.
Bei fast allen UV-Leuchtstoffröhren wird das UV-Licht im Inneren der Röhre erzeugt. Dazu befindet sich auf der Innenseite der Röhre ein spezielles Pulver. Trifft nun Licht auf das Pulver, fluoresziert es und ein helles, weißes Licht entsteht. Solche Röhren bestehen aus Quarzglas, weil es die UV-Strahlung durchlässt. Inzwischen gibt es aber auch UV-Lampen mit LEDs.
Wie funktioniert Desinfektion mit Licht?
UV-C-Licht schädigt die DNA von Mikroorganismen und Viren. Darauf beruht seine Fähigkeit, Bakterien und Viren abzutöten. Unter Einwirkung von UV-C-Licht entstehen in der DNA von Bakterien und Viren Thymin-Dimere, die die DNA-Replikation verhindern und damit die Infektionsfähigkeit verhindern. Die Vermehrungsrate der Mikroorganismen wird somit effektiv reduziert. Je länger die Bestrahlungsdauer, desto mehr Thymin-Dimere werden gebildet. Das bedeutet, dass für eine gründliche Desinfektion eine intensive UV-Bestrahlung notwendig ist. Auch der Abstand zur behandelten Oberfläche spielt eine große Rolle für die Wirksamkeit. Unter normalen Alltagsbedingungen ist eine solche Strahlendosis also kaum zu gewährleisten.
Außerdem ist Vorsicht geboten! Bei der Anwendung von UV-C-Licht besteht die Gefahr von Augen- und Hautschäden. Jede UV-Strahlung (egal ob UV-A, UV-B oder UV-C) kann akute oder chronische gesundheitliche Folgen haben. Akute Reaktionen durch UV-C-Strahlung können schmerzhafte Entzündungen der Hornhaut oder Bindehaut des Auges und der Haut sein. Langfristig kann UV-Strahlung das Erbgut, also unsere DNA schädigen und zu Krebszellen entarten lassen.
Genau wegen dieser Wirkung hat die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) alle Wellenlängen der UV-Strahlung als krebserregend eingestuft, völlig unabhängig davon, ob sie natürlichen oder künstlichen Ursprungs sind.
Wann ist UV-C-Strahlung unbedenklich?
Grundsätzlich unproblematisch sind UV-C-Desinfektionsanlagen, bei denen der Menschen sicher vor der UV-Strahlung geschützt ist. Das sind z. B. Systeme, bei denen die UV-C-Quelle in einer geschlossenen Einheit verbaut ist oder eine Abschirmung dafür sorgt, dass Personen keiner Strahlung ausgesetzt sind. In der Praxis findet man solche Systeme bei der Desinfektion von Rolltreppen oder bei Transportbändern in der Lebensmittelproduktion. Bei der Entkeimung von Innenräumen handelt es sich um Anlagen, bei denen die Raumluft an einer abgeschirmten UV-C-Quelle vorbeigeführt wird. Unbedenklich sind auch Anwendungen, bei denen eine Bestrahlung mit UV-C nur dann erfolgt, wenn sich keine Personen im Raum befinden.
Vorteile von UV-C zur Desinfektion mit Licht
- Kein Oberflächenkontakt notwendig
- Keine Verwendung von Reinigungsmitteln oder Chemie
- Schont die Oberflächen
- Hinterlässt keine Rückstände = umweltfreundlich
- Keine Verfärbungen
- Desinfizierte Bereiche oder Geräte sind ohne Ausfallzeiten sofort wieder einsatzbereit
Nachteile von UV-C zur Desinfektion mit Licht
- Potentiell gesundheitsschädlich und krebserregend
- Anwendung nur in geschlossenen Systemen und/oder wenn sichergestellt ist, dass sich keine Personen ungeschützt in Räumen aufhalten
- Türen und Fenster müssen während der Desinfektion geschlossen bleiben
Entsorgung von UV-C Lichtquellen
Die Lebensdauer einer UV-Lampe ist abhängig vom Hersteller und der Betriebsdauer. In der Regel haben die Leuchtmittel eine Lebensdauer von 9.000 bis 11.000 Stunden.
Was für Viren und Keime schädlich ist, ist aber auch für den Menschen nicht ungefährlich. Deshalb müssen ausgediente Lichtquellen unbedingt fachgerecht entsorgt werden. Insbesondere dann, wenn es sich bei der UV-Lampe um eine Gasentladungslampe handelt, da diese einen geringen Quecksilberanteil enthalten. Um die Umwelt zu schonen, wird das Quecksilber bei der Entsorgung in einem geschlossenen Kreislauf entnommen, so dass keine Schadstoffe entweichen können.
Geeignete Sammelstellen finden Verbraucher im Internet unter www.sammelstellensuche.de.
Die Alternative zu UV-Lampen
Inzwischen gibt es auch Alternativen zu herkömmlichen UV-Lampen, die für Mensch und Umwelt unbedenklich sind. Diese Leuchten arbeiten auf Basis der Photokatalyse:
Dazu werden die entsprechenden Leuchten werden mit einer speziellen Beschichtung aus Titandioxid versehen. Die Photokatalyse wird durch Licht aktiviert, entweder durch einfallendes Tageslicht oder durch das Einschalten der Leuchte.
Die Photokatalyse ist ein beeindruckender Prozess, bei dem Lichtenergie genutzt wird, um eine chemische Reaktion auszulösen und zu beschleunigen. Unter Lichteinwirkung entstehen reaktive Sauerstoffspezies, die organische Verbindungen oxidieren und in unschädliche Produkte (wie Wasser oder Kohlendioxid) umwandeln.
Dieser Prozess funktioniert mit allen organischen Substanzen oder schädlichen Gasen und zersetzt sie effektiv. Das betrifft nicht nur Bakterien und Keime, sondern auch Formaldehyd, VOC und Luftschadstoffe sowie Gerüche; wie Zigarettenrauch, Kochdunst, Körper- und Toilettengeruch. Zurück bleibt eine spürbar gereinigte und hygienisierte Raumluft.
Der entscheidende Vorteil der Photokatalyse: Der Wirkung verbraucht sich nicht und bleibt über die gesamte Lebensdauer der Oberfläche erhalten. LED Leuchten mit dieser Beschichtung eignen sich daher besonders für den langfristigen Einsatz in Unternehmen aller Branchen.
Genau aus diesem Grund haben wir mit unserer Produktmarke SAXLED die Clean LED Technologie entwickelt, die auf Basis der Photokatalyse funktioniert. Denn gerade in Unternehmen gibt es eine Vielzahl von Schadstoffen, die in die Raumluft abgegeben werden.
Bodenbeläge, Möbel und Wandfarben können Schadstoffe wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Toluol, Benzol und vieles mehr an die Raumluft abgeben und so zu gesundheitlichen Problemen bei den Mitarbeitern führen.
Die Clean LED bekämpft aber nicht nur Gerüche und Keimbelastungen, sondern auch die damit verbundenen Symptome, wie z. B.:
- Kopfschmerzen
- Müdigkeit
- Konzentrationsprobleme
- Atembeschwerden
- Asthma
- Allergische Reaktionen, z. B. auf Schimmelpilzsporen
Mehr über unsere Clean LED Technologie erfahren Sie hier.
Bodenbeläge, Möbel und Wandfarben können Schadstoffe wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Toluol, Benzol und vieles mehr an die Raumluft abgeben und so zu gesundheitlichen Problemen bei den Mitarbeitern führen.
Die Clean LED bekämpft aber nicht nur Gerüche und Keimbelastungen, sondern auch die damit verbundenen Symptome, wie z. B.:
- Kopfschmerzen
- Müdigkeit
- Konzentrationsprobleme
- Atembeschwerden
- Asthma
- Allergische Reaktionen, z. B. auf Schimmelpilzsporen
Mehr über unsere Clean LED Technologie erfahren Sie hier.