Alles über UVC-Sterilisation

Die Nachfrage nach Luftreinigern ist in den letzten Jahren aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Luftqualität und der COVID-19 (SARS-CoV-2) Pandemie. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) atmen 99 % der Weltbevölkerung Luft, die die WHO-Richtlinien überschreitet. Das bedeutet, dass fast jeder von uns minderwertige Luft einatmet, die mit Schadstoffen und Chemikalien belastet ist. Eine kürzlich durchgeführte amerikanische Studie hat ergeben, dass der Weltmarkt für Luftreinigung im Jahr 2022 einen Wert von 13,97 Mrd. USD hat und von 2023 bis 2030 jährlich um 7,3 % wachsen und bis zum Jahr 2027¹ einen Wert von 31,83 Mrd. USD erreichen soll.

Es ist wichtig, dass sich die Menschen Gedanken über den Zustand der Luft machen, die sie atmen. Das bedeutet auch, dass der Markt inzwischen von Luftreinigungsgeräten überschwemmt wird, die eine breite Palette von Technologien anbieten, zu denen auch die Ultraviolett-(UV)-Entkeimung gehört. UV-Licht wird schon seit Jahrzehnten zur Desinfektion von Oberflächen, Wasser und Luft eingesetzt, aber schützt uns diese Technologie tatsächlich vor Viren in der Luft? Im Folgenden erfahren Sie mehr über die UV-Entkeimungstechnologie und wie sie Sie vor Schadstoffen in Innenräumen schützen kann.

Was ist UV-Entkeimung?

Geschichte der UV-Entkeimung

Die keimtötende Wirkung der UV-Entkeimung hat seit mehr als hundert Jahren zu lebensverändernden Technologien in verschiedenen Bereichen des Gesundheitswesens und der Industrie geführt. Nachfolgend ein kurzer Überblick über die Geschichte der UV-Sterilisation:

• 1877 - Die Forscher Downes und Blunt führen eine Studie durch, in der sie die Fähigkeit des Sonnenlichts zur Desinfektion und zur Verhinderung von mikrobiellem Wachstum entdecken.
• Sie stellen fest, dass die Inaktivierung von Mikroorganismen (keimtötende Desinfektion) von der Wellenlänge der Strahlung, der Intensität und der Zeit abhängt
• 1903 - Niels Ryberg Finsen, ein Wissenschaftler von den Färöer-Inseln, erhält 1903 den Nobelpreis für seine Arbeit zur Bekämpfung von Lupus durch ultraviolette Strahlung
• 1930 - F.L. Gates veröffentlicht eine Studie, die zeigt, dass die maximale Wirksamkeit der bakteriellen Desinfektion und der keimtötenden Wirkung bei 265 nm liegt
• 1930er Jahre - nach dem Zweiten Weltkrieg werden UVC-Sterilisationstechnologien in verschiedenen industriellen Bereichen wie Verarbeitungsbetrieben, Molkereien und Apotheken eingesetzt, um mikrobiologische Kontaminationen und Infektionen zu verringern
• 1937 - Die Forscher Wells et al. führen eine Studie durch, in der sie die UV-Sterilisation erfolgreich einsetzen, um die Verbreitung von Masern über die Luft in Tagesschulen in Philadelphia zu verhindern, und weisen auf die keimtötenden Eigenschaften hin
• 1940er und 1950er Jahre - andere Forscher sind nicht in der Lage, die Erfolge von Wells bei der Bekämpfung von Infektionen zu wiederholen, was dazu führt, dass die Technologie weitgehend aufgegeben wird
• 1956-1962 - eine Studie an zwei Gruppen von Meerschweinchen, die Tuberkulose ausgesetzt waren, zeigt, dass die UV-Sterilisation eine Gruppe von Meerschweinchen vor einer Infektion schützen konnte, während die andere Gruppe infiziert wurde - ein weiterer Erfolg der keimtötenden Wirkung von UV und der Bekämpfung von Krankheiten
• 1985-1992 - ein Anstieg der Tuberkulose in den Vereinigten Staaten führt zu erneutem Interesse und Investitionen in die UV-Sterilisation zu keimtötenden Zwecken
• 1990er Jahre bis heute - es werden Anstrengungen unternommen, um Techniken und geeignete Anleitungen für den Einsatz der UV-Sterilisation als keimtötende Methode zu untersuchen
• 2009 - Die Tuberkuloseinfektion wird bei Meerschweinchen, die über einer HIV-TB-Station untergebracht sind, durch den Einsatz von UV-Sterilisation signifikant reduziert, was den ersten kontrollierten, klinischen Versuch dieser Art zur Verhinderung der Krankheitsübertragung darstellt²

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Wie funktioniert die UV-Entkeimung?

Heutzutage kennen Sie wahrscheinlich die Warnungen der Dermatologen vor den Gesundheitsrisiken der Sonnenstrahlen. Die von der Sonne verursachten Hautschäden sind auf die UV-Strahlung zurückzuführen - die äußeren Schichten unserer Haut enthalten Melanin, ein Pigment, das uns vor UV-Strahlen schützt. Wenn die äußeren Hautschichten zu viel UV-Strahlung abbekommen, verbrennen sie und die tieferen Hautschichten sind Zellschäden ausgesetzt.³. Die UV-Entkeimung funktioniert auf ähnliche Weise, allerdings mit Wellenlängen, die speziell wegen ihrer keimtötenden Wirkung und ihrer Unbedenklichkeit für den Menschen ausgewählt wurden: UV-C-Strahlen. UV-Technologien in einem Luftreinigungsgerät z. B. zielen auf bestimmte Bakterien und Viren ab, um deren DNA zu schädigen.

Wenn sie der UVC-Strahlung ausgesetzt werden, absorbieren die RNA und die DNA der Mikroorganismen die Strahlen. Die Strahlung vernetzt insbesondere Thymin und Cytosin (Pyrimidin-Nukleosidbasen) innerhalb desselben DNA-Strangs. Sie werden dann zu Basen, die sich nicht mehr paaren. Dieser Prozess führt zu einer Beeinträchtigung der Replikations-, Transkriptions- und Translationsfähigkeit, was letztlich zum Tod der Bakterienzellen und zur Inaktivierung von Viren führt. Einfach ausgedrückt: Bakterien und Viren können sich nicht mehr vermehren und werden daran gehindert, zu Kolonien heranzuwachsen, die in Ihrem Körper und in den Körpern anderer Menschen gesundheitliche Probleme verursachen können, wenn sie sich ausbreiten. Dadurch wird die Infektion mit Krankheitserregern kontrolliert, auch mit pandemischen Viren wie COVID-19.

Einer der großen Vorteile der UV-Sterilisation bei der Keimtötung ist, dass sie im Gegensatz zu anderen Formen der Sterilisation und Desinfektion (wie Antibiotika oder Händedesinfektionsmittel) ohne das Risiko einer bakteriellen Resistenz desinfizieren kann. Die UV-Sterilisation desinfiziert Räume von allen Keimen (Bakterien, Viren, Mikroben), unabhängig von deren Größe und Form. Aus diesem Grund ist sie eine Sterilisations- und Desinfektionstechnologie, die häufig in Krankenhäusern und anderen medizinischen Räumen eingesetzt wird, ähnlich wie die HEPA-Filter.

Die verschiedenen Arten von UV-Licht

UV-Licht wird in drei verschiedene Typen eingeteilt, die sich durch ihre unterschiedlichen Wellenlängen unterscheiden. Die Sonne erzeugt alle drei Typen, aber jeder Typ hat eine andere Wirkung auf organische Stoffe:

• UVA: Dies ist die Form des UV-Lichts mit der längsten Wellenlänge (315-400 Nanometer). Es kann die mittlere Hautschicht (die Dermis) durchdringen und ist am ehesten geeignet, Hautschäden und Krebs zu verursachen.
• UVB: Diese Form des UV-Lichts hat eine etwas kürzere Wellenlänge als die UVA-Strahlen (280-315 nm). Aufgrund ihrer kürzeren Wellenlänge können sie in der Regel nicht tiefer als bis zur äußeren Hautschicht (der Epidermis) vordringen.
• UVC: Diese Form des UV-Lichts hat die kürzeste Wellenlänge (100-280 nm) und das höchste Energiepotenzial des UV-Strahlenspektrums. Aufgrund ihrer hohen Energieübertragung haben diese Strahlen das größte Potenzial zur Inaktivierung von Mikroorganismen und Krankheitserregern. In der Atmosphäre wird sie durch die Ozonschicht blockiert, so dass sie die Erdoberfläche nicht erreicht. Die einzige Möglichkeit für den Menschen, dieser Art von UV-Licht ausgesetzt zu werden, besteht in künstlichen Mitteln. Diese Art von UV-Licht wird in den meisten Luftreinigungsgeräten verwendet⁵.

Wie behandelt UV-Licht Mikroorganismen und Krankheitserreger?

Belichtungszeit

Es gibt bestimmte Faktoren, die bestimmen, wie wirksam diese Mikroorganismen durch UV-Licht inaktiviert werden können, der wichtigste davon ist die Dauer der Bestrahlung. Studien zeigen, dass 99,99 % der in der Luft befindlichen Krankheitserreger bei einer Bestrahlung mit 40 mJ/cm² UV-Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm, der Wellenlänge, die üblicherweise in Luftreinigungsgeräten mit UV-Sterilisationstechnologie verwendet wird, ausgesetzt sind, inaktiviert oder "abgetötet" werden⁴. Damit diese Bestrahlungsstärke keimtötend wirkt, würde es bis zu mehreren Minuten dauern. Dies ist der Grund, warum die UV-Technologie, anders als im Internet zu lesen ist, die Luft nicht direkt sterilisiert: Sie benötigt Zeit. Der Luftstrom eines Luftreinigers ist viel zu schnell, um die erforderliche Einwirkungszeit zu erreichen. Um die Luft effektiv zu behandeln, ist sie nur in Kombination mit einem HEPA-Filter (oder einem gleichwertigen Filter) voll wirksam, der zunächst die Keime einfängt, woraufhin die UV-Bestrahlung die Mikroben einfängt und den Filter sterilisiert.

UV-Entkeimung in Verbindung mit HEPA-zertifizierten Filtern

Eine systematische Überprüfung ergab, dass Luftreinigungsgeräte, die sowohl UV-Entkeimung als auch HEPA-zertifizierte Filter enthalten, am wirksamsten Bakterien aus der Luft entfernen und die Übertragung von Krankheitserregern verringern⁶. Während des Höhepunkts der COVID-19-Pandemie empfahlen die Regierungen des Vereinigten Königreichs und Belgiens ausdrücklich die Verwendung von Luftreinigern, die sowohl HEPA-Filter als auch UV-Sterilisationstechnologien enthalten, um die Übertragung von SARS-CoV-2 zu bekämpfen und als keimtötendes Mittel zu wirken.

Ist ein Luftreiniger mit UVC-Licht sicher?

254 nm: die wirksamste UVC-Wellenlänge für die Inaktivierung von Mikroorganismen

Es ist üblich für Krankenhauseinrichtungen insbesondere in Operationssälen, ist es üblich, Oberflächen mit UV-Lampen zu behandeln, die eine Wellenlänge von 254 nm (UV-Licht dekontaminiert innerhalb von Sekunden) zur Keimabtötung ausstrahlen. Diese Methode wurde getestet und hat sich als risikoarmes und wirksames Mittel erwiesen, um die Übertragung von Krankheitserregern wie MRSA-, SARS- und COVID-19-Viren (einschließlich SARS-CoV-2) zu reduzieren, insbesondere in Räumen, die nicht richtig belüftet werden können. UVC-Licht dieser Wellenlänge inaktiviert Viren und tötet Bakterien und Schimmelpilze ab, indem es deren DNA und RNA zerstört.

UV-Strahlen und menschliche Sicherheit

Die Gefahren von UVA- und UVB-Strahlen wurden von Wissenschaftlern und Forschern auf der ganzen Welt festgestellt. Diese beiden Arten von UV-Strahlen sind zwar beide schädlich, haben aber nicht die gleichen Auswirkungen auf die Haut.

• Die Hautalterung wird mit UVA-Strahlung in Verbindung gebracht.
• Hautverbrennungen werden mit UVB-Strahlung in Verbindung gebracht.
• Sowohl UVA- als auch UVB-Strahlen erhöhen das Risiko von Hautkrebs und genetischen Mutationen, da sie beide die DNA in den Hautzellen schädigen.
• Sowohl UVA- als auch UVB-Strahlen wirken sich auf die Gesundheit der Augen aus, da die Exposition zu grauem Star und Augenlidkrebs führt⁷.

Quelle ⁸

Im Gegensatz zu UVA- und UVB-Strahlen stellen UVC-Strahlen für den Menschen eine geringere Gefahr dar. UVC ist eine wenig durchdringende Form der ultravioletten Strahlung, und 4-7 % der UVC-Strahlen werden in den ersten 2 µm der äußersten Hautschicht reflektiert und absorbiert. Dies bedeutet, dass die tieferen Hautschichten vor Schäden geschützt sind. Aus diesem Grund wurde UVC wegen seiner Sicherheit für die Verwendung in Luftreinigungsprodukten ausgewählt. Die direkte Exposition der Augen durch UV-Lampen mit UVC-Strahlen kann jedoch vorübergehende Schäden verursachen (Symptome, die 24-48 Stunden andauern), und es müssen Vorkehrungen zum Schutz der Augen getroffen werden⁹.

Ozon

Um die Sicherheit der Kunden zu gewährleisten, befindet sich die UV-Technologie in den Eoleaf-Luftreinigern in der Mitte des Geräts und verlässt das Gehäuse nicht. Dies schützt den Benutzer vor jeglicher Art von Exposition. Unsere 254-nm-UV-Lampen sind außerdem als ozonfrei" eingestuft, was bedeutet, dass sie nur minimale oder gar keine gesundheits- und umweltschädlichen Ozonemissionen erzeugen. Lampen, die UV-Licht bei 254 nm erzeugen, erzeugen kein Ozon, weil die freigesetzte Energie nicht stark genug ist, um O2 in O- aufzuspalten. Diese Lampen wandeln fast ihre gesamte Energie/Wärme in UV-Strahlen um. Beachten Sie, dass auch UV-Lampen, die als "ozonfrei" eingestuft sind, Spuren von Ozon emittieren können, was bei "ozonfreien" Lampen toleriert wird, solange die Ozonemissionen unter 0,1 PPM bleiben (der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlene Wert).

Bei der Prüfung unserer Geräte konnten wir feststellen, dass sie, wenn überhaupt, weniger als 0,01 PPM Ozon emittieren. Diese Studie wurde nur aus Gründen der Transparenz durchgeführt, denn selbst wenn unsere Geräte Ozon emittieren würden, würde es durch den Aktivkohlefilter und die Photokatalyse, zwei weitere Technologien, die wir in unseren Systemen einsetzen, gefiltert/absorbiert.

Der Eoleaf-Unterschied

(Der Artikel wird unten fortgesetzt)

Die UVC-Entkeimung ist nur eine von 8 hocheffizienten Technologien, die in unseren erstklassigen Luftreinigern zum Einsatz kommen. Mit unserer firmeneigenen mehrschichtigen Filtrationsmethode filtern wir die folgenden Luftschadstoffe heraus:

• Biologische Verschmutzung
• Allergene (Tierhaare und Hautschuppen, Pollen, Staub und Hausstaubmilben, Schimmel und seine Sporen)
• Keime (Viren und Bakterien)
• Chemische Verschmutzung
• Flüchtige organische Verbindungen (VOCs)
• Toxische Gase und Chemikalien in der Luft
• Verschmutzung durch Feinstaub
• Feinstaub (PM10, PM2.5, PM0.1)

Unsere Geräte entfernen 99,97 % der Partikel bis zu einer Größe von 0,01 Mikrometern aus Ihrer Innenraum-Atemluft. Lassen Sie Luftschadstoffe, Chemikalien und Gase der Vergangenheit angehören mit einem Eoleaf-Luftreiniger. Lesen Sie unseren ausführlichen Einkaufsführer um mehr über unsere Produkte und die von uns angebotenen Technologien zu erfahren, oder nehmen Sie Kontakt zu unserem Team von Luftreinigungsexperten.

Häufig gestellte Fragen

Was sind die Vorteile der UVC-Entkeimung für die Luftreinigung?

UVC-Entkeimung ist eine äußerst wirksame Methode zur Bekämpfung von luftübertragenen Keime (Viren und Bakterien).

Ist die UVC-Entkeimung sicher für die Raumluftqualität und die menschliche Gesundheit?

UVC-Entkeimungstechnologien werden häufig eingesetzt in medizinischen Einrichtungen wie Krankenhäusern (insbesondere in Operationssälen) eingesetzt. Die für die Luftreinigung verwendeten UV-Lampen strahlen mit einer Wellenlänge von 254 nm, einer Wellenlänge, die nachweislich ein geringes Risiko für die menschliche Gesundheit darstellt und die Übertragung von Krankheiten hochwirksam reduziert.

Kann die UVC-Entkeimungstechnologie Gerüche aus der Luft entfernen?

UVC-Entkeimungstechnologien allein können Folgendes nicht beseitigen Gerüche aus der Luft entfernen. Wenn es Ihr Ziel ist, Gerüche aus der Luft zu entfernen, sollten Sie einen Luftreiniger mit anderen Technologien kaufen, insbesondere mit einem Aktivkohlefilter. Die Eoleaf-Geräte enthalten 8 verschiedene Technologien Zwei davon sind UVC-Entkeimungstechnologien und ein Aktivkohlefilter!

Welche Schadstoffe und Krankheitserreger können durch UVC-Entkeimung wirksam bekämpft und beseitigt werden?

UVC-Entkeimungstechnologien bekämpfen und eliminieren effektiv Viren und Bakterien in der Luft. Sie tötet oder deaktiviert alle Bakterien, Viren und Mikroben, unabhängig von ihrer Form oder Größe.

Gibt es mögliche Risiken oder Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der UVC-Sterilisationstechnologie?

UVC-Sterilisationstechnologien wurden speziell für ihre Sicherheit entwickelt. Eine direkte Einwirkung auf die Augen kann jedoch zu vorübergehenden Schäden führen. Es wird daher immer empfohlen, die Augen beim Umgang mit UV-Lampen zu schützen.

Müssen UVC-Entkeimungssysteme gewartet werden?

UVC-Lampen müssen alle 20.000 Betriebsstunden ausgetauscht werden. Dies ist der beste Weg, um eine optimale Funktion während der UVC-Sterilisation und Photokatalyse unseres Luftreinigungsprozesses.

Kann die UVC-Entkeimungstechnologie in Kombination mit anderen Luftreinigungsmethoden eingesetzt werden?

Auf jeden Fall! Die Eoleaf-Geräte enthalten 7 weitere Luftfiltrationsmethoden als Teil unseres 8-stufigen Luftreinigungsprozesses. Es wird immer empfohlen, ein Gerät zu kaufen, das mehrere Luftreinigungstechnologien enthält, um alle Arten von Luftverschmutzung einschließlich Keimen zu bekämpfen, Feinstaub, Allergene, und chemische Verschmutzung.

Ressourcen

¹ Advanced Materials. (2018). (publication). Air Purifier Market Size, Share & Trends Analysis Report By Technology (HEPA, Activated Carbon), By Application (Commercial, Residential), By Region (APAC, Europe, MEA, North America), And Segment Forecasts, 2023 - 2030. Abgerufen am 26. Februar 2023, von https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/air-purifier-market

² Reed NG. Die Geschichte der ultravioletten keimtötenden Bestrahlung zur Luftdesinfektion. Public Health Rep. 2010 Jan-Feb;125(1):15-27. doi: 10.1177/003335491012500105. PMID: 20402193; PMCID: PMC2789813.

³ U.S. National Library of Medicine. (2022, November 18). Die Wirkung der Sonne auf die Haut. MedlinePlus. Abgerufen am 26. Februar 2023, von https://medlineplus.gov/ency/anatomyvideos/000125.htm

⁴ Beck, S. E., Rodriguez, R. A., Hawkins, M. A., Hargy, T. M., Larason, T. C., & Linden, K. G. (2015). Vergleich der UV-induzierten Inaktivierung und RNA-Schäden bei MS2-Phagen über das germizide UV-Spektrum hinweg. Applied and Environmental Microbiology, 82(5), 1468-1474. https://doi.org/10.1128/aem.02773-15

⁵ Zentrum für Geräte und Radiologische Gesundheit. (2023). Ultraviolette (UV) Strahlung. U.S. Food and Drug Administration. Abgerufen am 26. Februar 2023, von https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/tanning/ultraviolet-uv-radiation#3

⁶ MediLexicon International. (2021, 27. Oktober). UV-Luftreiniger: Pro, Kontra und Wirksamkeit. Medizinische Nachrichten heute. Abgerufen am 26. Februar 2023, von https://www.medicalnewstoday.com/articles/uv-air-purifier#how-effective-are-they

⁷ UV-Strahlung. Die Hautkrebsstiftung. (2022, Juli 21). https://www.skincancer.org/risk-factors/uv-radiation/

⁸ Sonnenschutzmittel. Simply Sunscreen. (n.d.-b). https://www. simplysunscreen.com/

⁹ ISO. (2016). Online Browsing Platform (OBP) - ISO. Internationale Organisation für Normung. Abgerufen am 26. Februar 2023, von https://www.iso.org/obp/ui/iso.