Alle oben genannten Wellenlängen des UV-Lichts werden von der Sonne emittiert, aber nur die längeren Wellenlängen UV-A und UV-B erreichen die Erde. Die UV-C-Strahlen, die die kürzeste Wellenlänge, aber die höchste Energie haben, werden von der Ozonschicht blockiert.
UV-A (langwellig; 400 - 315 nm): wird für Schwarzlicht, Hautbräunung, Tinten-/Harzhärtung verwendet.
UV-B (mittelwellig; 315 - 280 nm): Wird zur Psoriasis-Therapie verwendet, kann Sonnenbrand, Hautkrebs verursachen.
UV-C (kurzwellig; 280 - 200 nm): am effektivsten zur keimtötenden Desinfektion.
UV-V (Vakuum-UV, unter 200 nm): kann Ozon in der Luft erzeugen.
Das UV-Spektrum lässt sich in folgende Bereiche unterteilen: b
Da UV-C-Strahlen durch die Ozonschicht blockiert werden, haben Mikroorganismen keine natürliche Abwehr gegen UV-C-Energie entwickelt. Wenn die DNA eines Mikroorganismus UV-C-Energie absorbiert, tritt molekulare Instabilität auf, die zur Zerstörung der DNA-Sequenz führt. Dies macht die Zelle unfähig zu wachsen oder sich zu vermehren. Ohne die Fähigkeit zur Reproduktion kann sich die Zelle nicht infizieren und stirbt schnell ab.
Die Anwendung von UV-C-Energie zur Inaktivierung von Mikroorganismen ist als keimtötende Bestrahlung oder UVGI bekannt. Es wurde für diesen Zweck seit den frühen 1900er Jahren verwendet. Künstliche UV-C-Energie wird in keimtötenden UV-Lampen erzeugt, die UV-Strahlung durch Ionisierung von Niederdruck-Quecksilberdampf erzeugen. Diese Lampen ähneln typischen Leuchtstoff-Haushaltslampen, haben jedoch keine phosphoreszierende Beschichtung, die das weiche weiße Licht verleiht. Die meisten kommerziellen UV-C-Lampen sind Niederdruck-Quecksilberlampen, die UV-Energie bei 253,7 nm emittieren, was eine ideale Wellenlänge zum Aufbrechen der DNA von Mikroorganismen ist.
UV-C-Lampen und -Geräte werden weltweit zunehmend in unterschiedlichen Konfigurationen und Anwendungen zur Desinfektion von Wasser, Luft und Oberflächen eingesetzt.
Die Dosierung entscheidet über die Wirksamkeit!
Die Menge an UV-C-Energie, die benötigt wird, um einen bestimmten Mikroorganismus zu inaktivieren, wird durch die Dosis gemessen, die durch eine Kombination von Bestrahlungsenergie und Expositionszeit bestimmt wird. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Oberflächeninaktivierung und der Luftstrominaktivierung von Mikroorganismen ist die Expositionszeit. Die Verweilzeit von Mikroorganismen im Luftstrom im UV-Feld liegt in der Größenordnung von Sekunden und würde im Vergleich zu einer Oberflächenanwendung eine viel höhere UV-C-Dosis erfordern. Wissenschaftler haben die Geschwindigkeiten bestimmt, mit denen verschiedene mikrobielle Populationen aufgrund der Exposition gegenüber bioziden Faktoren wie UV-C-Bestrahlung zurückgehen. Organismen unterscheiden sich in ihrer Anfälligkeit für UV-C-Inaktivierung; Im Allgemeinen sind Viren am anfälligsten für UV-C, gefolgt von Bakterien, wobei Schimmelpilze und Pilzsporen am wenigsten anfällig sind.
Die UV-C-Bestrahlung gehorcht auch dem inversen quadratischen Gesetz des Lichts, bei dem die Intensität an einem bestimmten Punkt umgekehrt proportional zum Quadrat seiner Entfernung von der Lichtquelle ist.
Basierend auf mathematischer Modellierung haben UVDI-Ingenieure proprietäre und von Dritten validierte Computermodellierungsprogramme entwickelt, um die Deaktivierungsraten für Zielmikroorganismen abzuschätzen und anschließend UV-C-Systeme zu entwickeln, die die relevante Luft-, Oberflächen- oder Wassersituation effizient und effektiv desinfizieren
UV-C-Effekt auf Materialien
Längere UV-Exposition kann zu einer Photodegradation von organischen und synthetischen Materialien führen. Aufgrund der kurzen Wellenlänge ist die UV-C-Transmissivität für die meisten Materialien tendenziell sehr gering; daher kann der größte Teil der Photodegradation nur auf der unmittelbaren Oberfläche eines Materials auftreten und/oder sich als Verblassen oder Verfärbung manifestieren. Der Grad, in dem ein Objekt gegenüber UV-Zersetzung anfällig sein könnte, muss bei jeder Anwendung berücksichtigt werden, bei der die Exposition verlängert werden kann.
UV-C-Sicherheit&Ampere; Expositionsgrenzen
Die zur Wasser-, Luft- und Oberflächendesinfektion verwendete ultraviolette keimtötende Bestrahlung ist biozid für Mikroorganismen, stellt aber auch eine Gesundheitsgefahr für den Menschen dar. Übermäßige UV-Exposition kann zu Augenschäden in Form von Photokeratitis und Konjunktivitis führen. Diese Symptome treten normalerweise innerhalb von 6 bis 12 Stunden nach der UV-Exposition auf und verschwinden innerhalb von 24 bis 48 Stunden. Die Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung kann auch die Haut beeinträchtigen und ein Erythem (Hautrötung) verursachen. Der größte Teil des UV-C wird von der äußeren toten Schicht der menschlichen Haut reflektiert und absorbiert, wodurch die durch die Epidermisschicht übertragene UV-C minimiert wird.
CDC und NIOSH haben zulässige Expositionsgrenzwerte für verschiedene UV-Wellenlängen empfohlen. Für UV-C bei einer Wellenlänge von 253,7 nm beträgt der empfohlene Expositionsgrenzwert (REL) 6 mJ/cm2 für eine tägliche 8-Stunden-Arbeitsschicht. Die Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (PSA) wird empfohlen, wenn das Personal möglicherweise UV-Strahlung ausgesetzt ist.
