UV-Licht gegen Viren

Alles so schön verstrahlt

Von Anna-Lena Niemann
Aktualisiert am 05.05.2020
 - 16:56
Leuchtendes Beispiel: eine Reinigungsstraße in Schanghai, in der Busse dank UV-Licht virenfrei werden sollen.
Mit ultraviolettem Licht Viren im Körper abtöten? Keine gute Idee. Auf Oberflächen und im Wasser hilft die Technik dagegen schon im Kampf gegen Keime.

In den Überlegungen, ob man nun Bleiche bechern sollte oder es doch lieber Sagrotan subkutan sein darf, ist die fast gute Idee des amerikanischen Präsidenten gegen das Virus ganz untergegangen. Der fabulierte kürzlich in seiner Pressekonferenz auch davon zu testen, wie ultraviolettes Licht auf dem Körper wirkt oder wie es „in den Körper“ gebracht werden könne. So viel vorweg: Wie es auf dem Körper wirkt, muss niemand mehr erproben, der mal einen Sonnenbrand hatte. Und das mit dem Licht im Körper ist dann doch eher eine spirituelle Frage denn eine medizinische. Erleuchtung sei dem Präsidenten aber stets gegönnt.

Trotzdem kann Licht helfen. Nicht gewöhnliches Sonnenlicht, aber Strahlen im UV-Spektrum. Sie können Viren, Bakterien und Parasiten tatsächlich unschädlich machen. Die Strahlen beschädigen die DNA der Organismen so sehr, dass sie nicht mehr in der Lage sind, sich zu reproduzieren. Richtig kanalisiert, bietet UV-Licht damit eine Technik, die überall dort wichtiger wird, wo Oberflächen desinfiziert oder Nahrungsmittel keimfrei bleiben müssen.

Unterschieden wird in UV-A, UV-B und UV-C, wobei die Wellenlänge von A zu C ab- und die Energie zunimmt. Bis zur Erde kommen nur UV-A-Strahlen und noch zehn Prozent der UV-B-Strahlen. Für den Menschen sind sie bereits gefährlich, lassen die Haut altern, können zu Hautkrebs führen oder die Augen schädigen. Das UV-C-Licht mit einer Wellenlänge zwischen 100 und 280 Nanometern potenziert diese Gefahren. Auf natürlichem Weg dringt es aber nicht zur Erdoberfläche vor, weil das Ozon der Atmosphäre es auf dem Weg absorbiert.

Die größte UV-Anlage für Trinkwasser steht in New York

Nun kann man sich das, was dem Menschen schadet, an anderer Stelle zunutze machen. Um zu sehen, wo die energieintensiven Strahlen aus künstlichen Lichtquellen ihre volle Wirkung entfalten, braucht der amerikanische Präsident nur die goldenen Wasserhähne im Trump Tower aufzudrehen. Denn 90 Prozent des New Yorker Trinkwassers durchläuft die größte UV-Trinkwasserreinigungsanlage der Welt.

Seit 2013 spülen täglich etwa 7,5 Milliarden Liter Wasser durch die Anlage. Jeder der 56 UV-Reaktoren wiegt mehr als sieben Tonnen. Das Wasser rauscht dicht vorbei an den 210 UV-C-Lampen, die je Einheit verbaut sind. Wie Lichtschwerter hängen sie im Wasser und geben eine Dosis von 40 Millijoule pro Quadratzentimeter ab. Je nach durchgeschleuster Wassermenge verbraucht die Anlage im Norden von New York zwischen 4,5 und 6,3 Megawatt Strom. Als zweites Sicherheitsnetz macht sie das Chlor nicht überflüssig, hilft aber, den Einsatz von Chemikalien zu reduzieren – und schützt zugleich vor Parasiten, denen selbst Chlor nichts anhaben kann. 1,5 Milliarden Dollar hat die Anlage gekostet, ein Bruchteil dessen, was eine Filteranlage gekostet hätte.

Was New York praktiziert, macht so mancher Teichbesitzer im Kleinen. UV-C-Strahler gibt es für weniger als zehn Euro, um das Gartengewässer frei von Algen und Parasiten zu halten. Im Zuge der Bedrohung durch Sars-CoV-2 kommt die gleiche Technik zudem in öffentlichen Verkehrsmitteln zum Einsatz. Wo Tausende an Haltegriffe fassen, Fensterscheiben anhauchen und Taschentücher auf Sitzen vergessen, muss gründlich gereinigt werden. In Schanghai setzt man das Licht seit Ausbruch der Pandemie ein, um Busse zu desinfizieren. Die Fahrzeuge parkt man in einer Art Waschstraße, in der sie von außen durch fest installierte Lampen und innen durch mobile Leuchten bestrahlt werden. Vier bis fünf Minuten dauere eine Reinigung. Rund 250 Busse durchliefen den Prozess täglich, erklärte der Manager der Flotte jüngst gegenüber der Presseagentur AFP.

Unternehmen wie die dänische Robotikfirma UVD Robots vertreiben bereits mobile UV-C-Einheiten, die Krankenhauszimmer keimfrei bekommen sollen. Doch gerade in hochsensiblen Bereichen, wie der medizinischen Infrastruktur, gilt es, die Grenzen der Technik zu achten. Und die sind simpel, wie Peter Pott erklärt, der an der Universität Stuttgart das Institut für Medizingerätetechnik leitet: „Das lässt sich ganz einfach vor Augen führen: Überall dort, wo das Licht nicht hinkommt, entsteht ein Schatten, in dem nichts abgetötet wird.“ Die lichtbasierte Reinigung sei daher nur als Ergänzung zur klassischen „Wischdesinfektion“ zu verstehen, erklärt er.

UV-Licht in der Trinkflasche und fürs Handy

Zudem handelt es sich bei den UV-C-Strahlern vor allem um Quecksilberdampf-Leuchten mit niedrigem Innendruck, deren Zukunft ungewiss ist. Immer mehr Produkte, die auf Quecksilber setzen, werden verboten. Hochdruck-Quecksilberdampflampen dürfen schon seit Ende 2018 nicht mehr produziert werden. Eine Alternative ist derweil schon auf dem Weg: UV-C-LED. Im Moment wird hier noch viel geforscht, aber erste Prototypen und Produkte gibt es schon.

Das kalifornische Unternehmen Larq vertreibt eine Trinkflasche, die sich mittels UV-C-LED im Deckel alle zwei Stunden selbst reinigt. Das Ganze funktioniert erstaunlich gut, selbst wenn man das Wasser mal für zwei Wochen in der Tasche vergessen hat – muffiger Geruch steigt nicht auf. Bei einem Preis von 109 Euro wird aber auch das Problem klar: Aus Kostengründen genießen quecksilberhaltige Leuchtröhren bisher den Vorzug. LED müssen in technischer Hinsicht punkten. Sie erlauben flexiblere Strukturen, sind langlebiger und benötigen keine Aufheizphase.

Eine mögliche Anwendung zeigt nun das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung, das ein Desinfektionsgerät für Handys und Tablets entwickelt hat, die auch in Krankenhäusern immer häufiger genutzt werden. Mit 80 Millijoule je Quadratzentimeter strahlen die LED im Innern des kleinen Kastens mit einer Wellenlänge von 269 Nanometern auf die Geräte. Um aus dem Prototyp ein echtes Produkt zu machen, suche man nach Partnern aus der Wirtschaft. Schaut man sich die Flut neuer UV-C-Ideen an, die die Pandemie hervorgebracht hat, könnten sie sich bald finden. Sollte es auf den Markt kommen, muss man nur darauf vertrauen, dass niemand seine Hand reinsteckt. Um es, zwecks innerer Reinigung, mal testweise zu verschlucken, ist es ja ohnehin zu groß.

Quelle: F.A.S.
Autorenporträt / Niemann, Anna-Lena
Anna-Lena Niemann
Redakteurin in der Wirtschaft.
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