UV-Desinfektion

Das menschliche Auge ist in der Lage, elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von ca. 400 nm bis ca. 750 nm als Licht zu registrieren, wobei Strahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm als violett und von 750 nm als rot wahrgenommen wird. Ultraviolette Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die kleiner als die des sichtbaren Lichts ist. Die UV-Strahlung wird nach DIN 51031 Teil 7 in die drei Bereiche

• UV-A (Wellenlänge 380 nm bis 315 nm)
• UV-B (Wellenlänge 315 nm bis 280 nm)
• UV-C (Wellenlänge 280 nm bis 100 nm)

unterteilt. In der Medizin war seit langem bekannt, dass vom unsichtbaren kurzwelligen Anteil der Sonnenstrahlung eine Bakterizide Bakterizide sind Stoffe, die aufgrund ihrer chemischen Struktur gezielt Bakterien innerhalb oder außerhalb des Organismus abtöten. Man unterscheidet dabei Antiseptika und Fungizide (von lateinisch fungus = Pilz und caedere = töten, vernichten) gehören zur Gruppe der Biozide. Es sind Substanzen unterschiedlicher chemischer Wirkung ausgeht – lediglich die Erklärung hierfür fehlte. Den Beweis dafür haben die Forscher Downes und Blunt 1878 angetreten, als sie nachweisen konnten, dass die meisten Mikroorganismen Mikroorganismen stellen die Wurzel des „Stammbaums des Lebens“ auf der Erde dar. Sie produzieren etwa zwei Drittel der gesamten Biomasse bei ausreichender Dosis der UV-Strahlung inaktiviert werden. Wenig später wurde der für diese Wirkung charakteristische Wellenlängenbereich der UV-Strahlung mit 240 bis 290nm angegeben, wobei der höchste Wirkungsgrad Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzenergie und zugeführter Energie. Je höher der Wirkungsgrad, desto effizienter arbeitet das Gerät. bei einer Wellenlänge von 270 nm festgestellt wurde. Folglich handelt es sich um UV-Strahlung aus dem kurzwelligen und energiereichen UV-C Bereich. Sie haben einen stark keimtötenden (desinfizierenden) Effekt. Somit können auch Mikroorganismen wie Hefen, Schimmelpilze Pilze sind weit verbreitete Organismen auf der Erde und besiedeln unterschiedlichste Substrate, auf oder in denen sie auf Grund ihrer , Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle und Viren Viren, abgeleitet aus dem Lateinischen (virus = Schleim, Saft, Gift) werden in der Mikrobiologie genetische Elemente in Form von Nukleinsäuren abgetötet werden.

Einfach strukturierte Mikroorganismen weisen eine relativ hohe Empfindlichkeit gegenüber UV-C-Strahlen auf und können damit in relativ kurzer Zeit neutralisiert (inaktiviert) werden. Dagegen ist eine deutlich größere Energie notwendig, um z. B. komplexe Mikroorganismen wie Bakterien oder Schimmelpilze abzutöten. Ausgelöst wird dies durch photochemische Reaktionen an den Nukleinsäuren. Die UV-Strahlen (Photonen) treffen das Informations- und Replikationszentrum (DNS) der Mikroorganismen und werden dort absorbiert. Infolgedessen findet eine Strukturveränderung statt, die schließlich mit ihrer Zerstörung endet. Oder anders formuliert, es werden zwei nebeneinander liegende Basen miteinander verkettet, so dass die natürliche Replikation Die Vermehrung eines Bakteriums durch Zellteilung erfordert auch eine Vermehrung seiner Erbsubstanz. Der dazu notwendige Vorgang wird als Replikation bezeichnet. nicht mehr stattfinden kann. Das bedeutet, die Zelle verliert ihre Eigenschaften, sich reparieren und teilen zu können, so dass sich der Mikroorganismus nicht mehr vermehren kann. Das hierfür notwendige Absorptionsspektrum der DNS bzw. diese Zellinaktivierung liegt bei einer Wellenlänge von 260nm. Dem entsprechend müssen industrielle Strahlersysteme UV-Strahlen in diesem Wellenlängenbereich aussenden, um eine größtmögliche Effizienz gegenüber Mikroorganismen zu erzielen.

Die photochemische Reaktion in den Mikroorganismen läuft innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde ab. Die Wirkung der UV-Strahlen zur Desinfektion Aufgabe der Desinfektion ist das gezielte Abtöten oder Inaktivieren der pathogenen Mikroorganismen. Desinfektionsverfahren können mit verschiedenen physikalischen und chemischen Methoden von mikrobiellem Befall Unter Befall wird die Besiedlung durch Schadorganismen (Mikroorganismen, Insekten oder Holzschädlinge) und die nachfolgende Einwirkung der Organismen auf das Holz, steht im direkten Zusammenhang mit der angewandten Dosis, die sich aus der Multiplikation von Dauer (Zeit) und Konzentration (Intensität) berechnet. Hierbei spielt es allerdings nur eine untergeordnete Rolle, ob die beabsichtigte Wirkung durch eine intensive Bestrahlung über einen kurzen Zeitraum oder eine durch eine geringere Strahlungsintensität über einen längeren Zeitraum erreicht wird. Die maßgebliche Einflussgröße ist die angewandte Dosis, die in der Einheit (µW∙s)/cm², häufig auch in J/m² angegeben wird.

Nachfolgende Tabelle gibt die erforderliche UV-Strahlungs-Energie in (µW∙s)/cm² wieder, die zur Inaktivierung einiger Mikroorganismen notwendig ist.

Aus der Tabelle geht hervor, dass die UV-Desinfektion bei der Schimmelpilzsanierung Das Ziel einer Schimmelpilzsanierung ist die Herstellung eines „hygienischen Normalzustandes“. Vor der eigentlichen Sanierung sind die Ursachen für einen Schimmelpilzbefall eingesetzt wird. Es kommen starke UV-Lampen zum Einsatz, um einen Neubefall durch herumfliegende Sporen Der Begriff Sporen ist aus dem Griechischen abgeleitet und bedeutet so viel wie das Säen, die Saat oder der Samen. (so genannte Sekundärkontamination) zu unterbinden. Die Anwendung der UV-Lampen kann als Raumluftdesinfektion in geschlossenen Räumen (stehende Luft), Luftstromdesinfektion in Luftkanälen (Luftströmungen) sowie als Oberflächendesinfektion (durch gerichtete Bestrahlung) stattfinden. In vielen Fällen wird die UV-Desinfektion auch in den Schleusen vom Sanierungsbereich eingesetzt, um eine Ausbreitung der Sporen und anderer mikrobieller Partikel Feste oder flüssige Teilchen in schwebefähiger Verteilung in Flüssigkeiten oder Gasen. zu unterbinden.

Bei der Anwendung dieser Technologie muss allerdings beachtet werden, dass UV-Strahlen immer nur dort wirken, wo sie auftreffen. Daraus folgt, dass sie nicht in den Untergrund eindringen können. Mikrobieller Befall Als Mikroorganismen werden eine Reihe sehr unterschiedlicher Organismen bezeichnet, deren charakteristische Eigenschaft ihre geringe Größe ist. Sie werden ausgehend von im oberflächennahen Bereich kann deshalb nicht abgetötet (desinfiziert) werden. Hinzu kommt, dass z. B. normales Fensterglas oder Schmutz Als Schmutz (oder Verschmutzung) werden sämtliche unerwünschte Stoffe (oder Substanzen) einschließlich Produktrückstände mit und ohne Mikroorganismen, Reinigungs- und Desinfektionsmittelrückständen bezeichnet. und Fett auf der Oberfläche für UV-Strahlen nicht durchlässig ist. Deshalb muss immer auf den jeweiligen Verschmutzungsgrad geachtet werden. Bakterien und Schimmelpilze, die sich unter der Oberfläche eines Materials oder im Schattenbereich eines Körpers befinden, können demzufolge nicht durch die UV-Strahlen erreicht und folglich auch nicht abgetötet werden.

Eingesetzte UV-Lampen zur Schimmelpilzsanierung haben eine mittlere bis hohe Strahlungsleistung. Aus diesem Grund müssen UV-empfindliche Oberflächen abgedeckt oder Gegenstände vor der Anwendung entfernt werden. Auch für die Personen, die sich in dem Bereich aufhalten, gelten besondere Schutzvorschriften wie z. B. das Tragen der hierfür vorgesehenen Schutzbrille und Persönliche Schutzausrüstung Zu der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) im Rahmen der Schimmelpilzsanierung gehören, je nach Gefährdungspotenzial und Einstufung, der Atemschutz, Schutzanzug, geeignete Handschuhe mit Handschuhen. Wichtig ist, dass Hautoberfläche und Schleimhäute vor der UV-Strahlung geschützt werden. In entsprechender Dosis können UV-C-Strahlen beim Menschen Hautrötungen bis hin zu Verbrennungen sowie schmerzhafte Augenentzündungen verursachen.