Dosis, Wirkung und gefahrlose Nutzung von UVC-Strahlung

Die Doppelhelix-Struktur der DNS beruht auf einer Purin- und Pyrmidin-Basen Paarung. Diese Basenpaarungen sind die eigentlichen Informationsträger der DNS und man unterscheidet die vier Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Forschung der nachfolgenden Jahre ergab, dass die kurzwellige und energiereiche UVC Strahlung primär bei den Thyminen einen photochemischen Effekt hervorruft. Diese dimerisieren (das heisst: zwei nebeneinander liegende Informationsträger verketten oder verkleben). Durch diese molekulare Veränderung wird die DNS faktisch unbrauchbar für den essentiellen biologischen Prozess der Transkription (Aufrechterhaltung des Stoffwechsels) und Replikation (Zellteilung). Eine so ausreichend geschädigte Zelle stirbt in letzter Konsequenz ab.

In der inhibierenden Funktionsweise der UVC-Technik liegt der primäre Unterschied zu chemischen, meist oxidativen, Desinfektionsverfahren. Es ist die zentrale Begründung, warum eine mutationsbedingte Resistenzbildung ausgeschlossen ist.

Die Wirksamkeit einer Desinfektionsmethode auf Basis von UVC-Strahlen steht in direktem Zusammenhang mit der angewandten Dosis (= Zeit x eingestrahlten Energie / Fläche). Hohe Intensitäten während einer kurzen Zeit oder geringe Intensitäten über einen langen Zeitraum sind praktisch austauschbar und beinahe gleichwertig in der Desinfektionswirkung. Die Dosis als massgebliche Bestimmungsgrösse wird in µW*s/cm² angegeben, häufig auch in J/m².

Grundsätzlich gilt: Je einfacher ein Mikroorganismus in seiner Struktur aufgebaut ist, desto problemloser lässt sich dieser mittels UV-Strahlung inaktivieren. Daher lassen sich Viren oder Bakterien (prokaryotische Zellen) grundsätzlich wesentlich leichter zerstören, als komplexe Mikroorganismen wie beispielsweise Hefen und vegetative Pilzzellen (eukaryotische Zellen).
Pilzsporen, deren DNS zudem noch durch eine pigmentierte Zellwand und ein konzentriertes Zytoplasma geschützt ist, können nur durch Einsatz erheblicher UV-Dosen inaktiviert werden.

Bei erhöhter Strahlendosis verursachen UVC-Strahlen beim Menschen Hautrötungen (Erytheme) und schmerzhafte Augenentzündungen (Konjunktivitis).
Aus diesem Grund sollten die von der EU festgelegten Grenzwerte (EU Directive 2006-25-EG) mit 6 mJ/cm², bzw. 60 J/m² täglicher Bestrahlungsdosis (bei 254 nm) nicht überschritten werden. Auf ausreichenden Schutz ist daher stets zu achten!

Anders als bei UVA oder UVB Strahlung ist die Eindringtiefe von UVC-Strahlung in die menschliche Haut jedoch nur sehr gering. Die Gefahr von Hautkrebs ist daher auch bei intensiver UVC-Bestrahlung (ungeschützter Körperteile) als äusserst gering einzustufen. Ein wissenschaftlicher Nachweis über den direkten Zusammenhang konnte bisher nicht erbracht werden.

UVC-Strahlen durchdringen grundsätzlich keine festen Stoffe - auch kein Fensterglas (Borsilikat, Duran) oder klarsichtige Kunststoffe (Acrylglas, Polystyrol, etc.)!

Wie die sichtbaren Wellenlängen des Lichts bewegen sich UVC-Strahlen nur geradlinig fort und nehmen mit zunehmender Entfernung von der Quelle in Ihrer Intensität deutlich ab. Je weiter man von einer UV Quelle entfernt ist, desto ungefährlicher ist diese folglich. Von Geräten mit Blickschutzlamellen oder voll umschlossenen Gehäusen kann daher niemals eine unmittelbare Gefahr ausgehen. 

Sofern direkter Blick- oder Hautkontakt mit einer frei strahlenden UV-Quelle unumgänglich ist, sind einfache Massnahmen wie z.B. eine Schutzbrille oder eine Sonnencreme mit hohem Lichtschutzfaktor völlig ausreichend.