Alles über UVC-Sterilisation

Die Nachfrage nach Luftreinigern ist in den letzten Jahren aufgrund der Besorgnis über die Luftqualität und die COVID-19-Pandemie explodiert. Nach Angaben der WHO atmen 99 % der Weltbevölkerung Luft ein, die über den WHO-Richtlinien liegt, was bedeutet, dass fast jeder von uns minderwertige Luft einatmet. Eine kürzlich durchgeführte amerikanische Studie zeigte, dass ab 2022, der Weltmarkt für Luftreinigung einen Wert von 13,97 Milliarden USD hat und von 2023 bis 2030 jährlich um 7,3 % wachsen und bis 2027 31,83 Milliarden USD erreichen soll¹.

Es ist großartig, dass sich die Menschen über den Zustand der Luft, die sie einatmen, Gedanken machen, aber das bedeutet auch, dass der Markt inzwischen von Luftreinigern überschwemmt wird, die eine breite Palette von Technologien anbieten, darunter auch die Ultraviolett (UV)-Sterilisation. 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?

Die UV-Entkeimung wird seit über hundert Jahren in der Medizin eingesetzt. Niels Ryberg Finsen, ein Wissenschaftler von den Färöer-Inseln, erhielt 1903 sogar den Nobelpreis für seine Arbeit, bei der er ultraviolette Strahlung zur Bekämpfung von Krankheiten wie Lupus einsetzte.

Heute kennen Sie wahrscheinlich die Warnungen von Dermatologen vor den Gefahren der Sonnenstrahlen für Ihre Haut. Die durch die Sonnenstrahlen 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.². Die UV-Entkeimung funktioniert auf ähnliche Weise. UV-Technologien in Luftreinigern z. B. zielen auf bestimmte Bakterien und Viren ab, um deren DNA zu schädigen.

Wenn sie der UV-Strahlung ausgesetzt werden, absorbieren die RNS und die DNS der Mikroorganismen die Strahlen. Genauer gesagt, vernetzt die Strahlung Thymin und Cytosin (Pyrimidin-Nukleosidbasen) innerhalb desselben DNA-Strangs, so dass diese Basen nicht mehr miteinander verbunden sind. Dieser Prozess führt dazu, dass die Replikations-, Transkriptions- und Translationsfähigkeit gestört wird, was letztlich zum Tod der Bakterienzellen und zur Inaktivierung der 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.

Einer der großen Vorteile der UV-Sterilisation ist, dass sie im Gegensatz zu anderen Formen der Sterilisation (wie Antibiotika oder Handdesinfektionsmittel) keine bakterielle Resistenz hervorruft. Tatsächlich wirkt die UV-Sterilisation gegen alle Keime (Bakterien, Viren, Mikroben), unabhängig von ihrer Größe oder Form. Aus diesem Grund wird diese Technologie häufig in Krankenhäusern eingesetzt, 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 Schicht der Haut (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-Strahlungsspektrums. 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 Luftreinigern verwendet⁴.

Wie wirkt UV-Licht auf Mikroorganismen und Krankheitserreger?

Es gibt bestimmte Faktoren, die bestimmen, wie wirksam diese Mikroorganismen durch UV-Licht inaktiviert werden können, wobei der wichtigste Faktor die Dauer der Exposition ist. 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 Luftreinigern mit UV-Sterilisationstechnologie verwendet wird, ausgesetzt sind, inaktiviert oder "abgetötet" werden³. Diese Bestrahlung kann bis zu mehreren Minuten dauern. Dies ist der Grund dafür, dass die UV-Technologie, anders als Sie vielleicht im Internet lesen, die Luft nicht direkt sterilisiert. Der Luftstrom eines Luftreinigers ist viel zu schnell, um die erforderliche Expositionszeit zu erreichen. Um die Luft effektiv zu behandeln, ist sie daher nur in Kombination mit einem HEPA-Filter (oder einem gleichwertigen Filter) voll wirksam, der zunächst die Keime auffängt, bevor die UV-Bestrahlung die Mikroben einfängt und den Filter sterilisiert.

Eine systematische Überprüfung ergab, dass Luftreiniger, die sowohl UV-Entkeimung als auch HEPA-zertifizierte Filter enthalten, am wirksamsten Bakterien aus der Luft entfernen und die Übertragung von Krankheitserregern verringern⁵. Aus diesem Grund empfahlen die Regierungen des Vereinigten Königreichs und Belgiens während des Höhepunkts der COVID-19-Pandemie ausdrücklich die Verwendung von Luftreinigern, die sowohl HEPA-Filter als auch UV-Sterilisationsfunktionen enthalten.

Ist ein Luftreiniger mit UV-Licht sicher?

In Krankenhäusern, vor allem in Operationssälen, ist es üblich, Oberflächen mit UVC-Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm zu behandeln (UV-Licht dekontaminiert innerhalb von Sekunden). Es wurde getestet und hat sich als wirksames Mittel erwiesen, um die Übertragung von Krankheitserregern wie MRSA-, SARS- und COVID-19-Vireninsbesondere in Räumen, die nicht richtig belüftet werden können.

Im Gegensatz zu UVA- und UVB-Strahlen stellen UVC-Strahlen eine geringere Gefahr für den Menschen 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 Schichten der Haut vor Schäden geschützt sind. Direkte UVC-Bestrahlung der Augen kann jedoch vorübergehende Schäden verursachen (Symptome, die 24-48 Stunden andauern), und es muss darauf geachtet werden, die Augen zu schützen⁶.

Ozon

Die UV-Technologie in den Eoleaf-Luftreinigern befindet sich in der Mitte des Geräts und schützt den Benutzer vor jeglicher Exposition. Unsere 254-nm-UV-Lampen sind außerdem als "ozonfrei" eingestuft. Das bedeutet, dass sie nur minimale oder gar keine umweltschädlichen Ozonemissionen erzeugen, die sowohl für die Gesundheit als auch für die Umwelt schädlich sind. Lampen, die UV-Licht bei 254 nm erzeugen, erzeugen kein Ozon, da 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 "ozonfreie" UV-Lampen Spuren von Ozon abgeben können, was bei "ozonfreien" Lampen toleriert wird, solange die Ozonemissionen unter 0,1 PPM bleiben (der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlene Wert). In unserem Labor haben wir unsere Geräte getestet und konnten bestätigen, dass sie, wenn überhaupt, weniger als 0,01 PPM Ozon emittieren. Dieser Test 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.

Dies sind nur einige von 8 hocheffizienten Technologien, die in unseren erstklassigen Luftreinigern zum Einsatz kommen. Auf unserer Website erfahren Sie mehr über unsere Produkte und die von uns angebotenen Technologien.

Referenzen

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 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

3 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. Angewandte und Umweltmikrobiologie, 82(5), 1468-1474. https://doi.org/10.1128/aem.02773-15

4 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

5 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

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