UVC-Bestrahlung der Zuluft


Ultraviolettbestrahlung in RLT-Anlagen wurde bisher sehr erfolgreich zur Wasserentkeimung in Luftwäschern eingesetzt. Die direkte Bestrahlung des Zuluftvolumenstromes kam bisher allerdings nur selten zur Anwendung, obwohl diese Lösung bereits seit dem Jahr 2000 zur Verfügung steht und eingesetzt wird. Als Ultraviolettstrahlung (UV) bezeichnet man die elektromagnetische Strahlung, die zwischen der sichtbaren Grenze des kurzwelligen Lichts der Sonnenstrahlung und dem Bereich der Röntgenstrahlung angesiedelt ist und zwischen 400 nm und 100 nm liegt.
Für die Fragestellung der biologischen UV-Einwirkung steht vor allem der Wellenlängenbereich von UVC im Vordergrund. Zur Wirkung der UV-Strahlung auf biologische Materie muss eine Absorptionsfähigkeit in den wichtigsten biologischen Bausteinen, nämlich den Proteinen und Nukleinsäuren, vorhanden sein. Das Maximum des Absorptionsspektrums der charakteristischen Aminosäuren liegt bei 280 nm, das damit auch in den Proteinen und Nukleinsäuren additiv anzutreffen ist und bei ca. 260 nm liegt. Damit wirkt die UV-Strahlung auf den Zellkern ein und ist in der Lage, Mikroorganismen durch Schädigung der DNA abzutöten.
Speziell für die Desinfektion eignen sich künstliche Strahlungsquellen (Hg-Niederdruckstrahler), die als Gasentladungslampen im Wesentlichen die Spektrallinien bei 185 nm und 254 nm Wellenlänge zur Emission anregen. Da die Photonen der Spektrallinie bei 185 nm genügend energiereich sind, um Sauerstoff-Moleküle zu spalten, wird Ozon gebildet. Dieses Gas wirkt zwar als starkes Oxidationsmittel selbst entkeimend, gleichzeitig wirkt Ozon aber auch als Reizgas auf die Schleimhäute des Menschen, sodass die Bildung von Ozon nur in bestimmten Ausnahmefällen zugelassen werden darf und generell vermieden werden sollte. Um die Ozonbildung zu vermeiden, werden die Strahlungsquellen mit einem Glasmaterial hergestellt, das die Spektrallinie bei 185 nm absorbiert. Damit werden Strahlungsquellen eingesetzt, deren Wirkung praktisch ausschließlich auf der Emission der Spektrallinie bei 254 nm beruht.
Die Mikroorganismen werden praktisch augenblicklich inaktiviert. Das Ausmaß hängt von der UVC-Dosis ab. Eine Resistenz gegen UVC-Strahlung kann nicht aufgebaut werden. Zur Abtötung von Mikroorganismen wird im Allgemeinen eine Strahlungsdosis von 10 bis 100 Ws/m² benötigt, wobei einzelne Organismen sehr unterschiedliche Strahlungsempfindlichkeiten aufweisen, die von 7 Ws/m² (Escherichia coli in Luft) bis zu 1.000 Ws/m² (Pilze) reichen können. Diese Werte sind das Produkt aus Bestrahlungsstärke und der Bestrahlungszeit. Als D10-Werte bezeichnet man die UV-Dosis, die eine bestimmte Ausgangskeimanzahl um eine Zehnerpotenz vermindert (um 90 %). Der Entkeimungseffekt ist auch vom Grad der Luftverschmutzung (Schatteneffekt) und der Luftfeuchtigkeit abhängig. Bereits bei 80 % rel. Feuchte sind die Luftkeime mit einer Wasserhaut umgeben, die eine bis Faktor 5 geringere Empfindlichkeit der Keime gegenüber UV-Strahlung im Vergleich zur trockenen Luft zur Folge hat.
Eine Luftfilterung ist damit zur Reduzierung der Staubbelastung und somit zur Reduzierung der Schattenbildung zwingend erforderlich. Somit verbleibt zur Desinfektion in RLT-Geräten neben der mechanischen Filterung die UV-Entkeimung mittels UVC-Strahlung und zwar speziell für die Räume, in denen eine aerogene Infektion prinzipiell möglich ist.
Gerade im Zusammenwirken mit der mechanischen Filterung ergibt sich eine hohe Zuverlässigkeit der Entkeimungsmaßnahme. Denn je kleiner die Keime in ihrem Durchmesser sind, desto schlechter ist die Abscheidungswirkung der mechanischen Filterung. Umgekehrt proportional zum Durchmesser ist die Entkeimungswirkung der UV-Bestrahlung zu bewerten, die tendenziell mit geringem Durchmesser der Keime steigt. Die Bestrahlungskammer sollte deshalb am Ende des RLT-Gerätes angeordnet werden. Gründe dafür sind, neben der Desinfektion, auch die vorhandenen Umgebungsparameter, die hier bei etwa 22 °C und 30 bis 60 % rel. Feuchte liegen.

Dokumentedownloads:

PDF deutsch

PDF englisch




zurück