led:uvb
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led:uvb [2021/01/27 12:03] – [UVB LEDs] sarina | led:uvb [2023/10/24 09:55] – [UVB LEDs] sarina | ||
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====== UVB LEDs ====== | ====== UVB LEDs ====== | ||
- | Grundsätzlich | + | < |
+ | ^ Zusammenfassung ^ | ||
+ | | LEDs sind aktuell (10/2023) nicht zur UVB-Versorgung von Reptilien geeignet. Im Handel erhältliche Lampen sind potentiell stark gesundheitsgefährlich. | | ||
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+ | Siehe auch: | ||
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+ | Wunderlich, S., Griffiths, T., & Baines, F. UVB-emitting LEDsfor reptile lighting: Identifying the risks of nonsolar uv spectra. Zoo Biology, (2023). (read-only full-text link: | ||
+ | https:// | ||
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+ | Wunderlich, S. (2022) UV-B-LEDs für die Terraristik. elaphe, 2022/01, 72–79. {{wkx> | ||
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+ | Wunderlich, S. 2022. LEDs and Reptiles. Unpublished paper read at BIAZA RAWG, July 1. [[http:// | ||
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+ | ===== UVB-LED-Lampen für Reptilien ===== | ||
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+ | Seit Anfang 2021 tauchten plötzlich immer mehr LED-basierte UVB-Lampen für Reptilien im Handel auf. Zuerst no-name Produkte auf den großen Handelsplattformen. Dann startete einer der Größten in der Reptilienbeleuchtung - ZooMed - mit großformatiger Werbung für die ZooMed [[https:// | ||
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+ | {{ : | ||
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+ | Ich habe bisher über 10 Lampen selbst getestet (d.h. spektrale Beurteilung und Iso-UV-Index-Karte) und kann auch auf die Tests meiner " | ||
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+ | Aktuell sind viele der Lampen Spotstrahler mit E27-Fassung. Wenige, wie die ZooMed, sind LED-Leisten mit E27-Fassung, | ||
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+ | Auch wenn man mit einem Solarmeter 6.5 den UV-Index misst, machen die Lampen zunächst einen guten Eindruck. Die Lampen haben meist einen sehr großen Strahlkegel, | ||
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+ | Beim Spektrum kommt aber leider die große Enttäuschung. | ||
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+ | Grundsätzlich eröffnen | ||
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+ | Bei den UVB-LEDs habe ich bisher folgende Spektren gesehen: | ||
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+ | Die besseren Lampen setzten LED mit Maximum zwischen 305 und 312 nm ein. Die 310-nm-LED bildet das Sonnenspektrum im Bereich <310 nm recht gut nach. Bei den kürzeren Maximalwellenlängen ist etwas mehr kurzwellige, | ||
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+ | Noch mal deutlich schlechtere Lampen nutzen eine 295-nm-LED. Hier ist zwar kein UVC (unterhalb von 280 nm) vorhanden, aber große Mengen an nicht-terrestrischem UVB (280 - 290 nm). Mit diesen Wellenlängen haben wir um 2007 herum bei einigen Leuchtstofflampen sehr schlechte Erfahrungen machen müssen. Die kurzen Wellenlängen verursachen starke Verbrennungen der Augen (Hornhaut und Bindehaut) und der Haut und haben zu einigen Todesfällen geführt (siehe auch [[: | ||
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+ | Und vereinzelt habe ich sogar Lampen mit UVC-LEDs gesehen. | ||
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+ | Bei diesen drei Grafiken sieht man einen gefährlichen Punkt bei UVB-LEDs: Obwohl alle drei Lampenspektren auf UV-Index 40 skaliert sind, ist bei der ersten (sonnenähnlichsten) Lampe viel mehr Intensität vorhanden (der graue Hügel ist höher). Die kürzeren Wellenlängen tragen stärker zum UV-Index bei. Daher ist weniger Leistung notwendig, um den gleichen UV-Index zu erreichen. Es ist daher verlockend für die Hersteller, kurzwellige LEDs zu verwenden, die bei geringerem Stromverbrauch einen höheren UV-Index erzeugen. Gleichzeitig wird viel mehr elektrische Energie notwendig, um den UV-Index mit einem sonnenähnlichen Spektrum (bis 335nm) zu erzeugen. | ||
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+ | Das Solarmeter-Verhältnis warnt vor diesen Lampen. Ich hatte folgende Verhältnisse: | ||
+ | * 275-nm-LED: 7,6 | ||
+ | * 279-nm-LED: 7,3 | ||
+ | * 307-nm-LED: 11,5 | ||
+ | * 310-nm-KED: 17,0 | ||
+ | Da die Solarmeter hier in ihrem Grenzbereich betrieben werden, für den sie nicht gedacht und nicht kalibriert sind, werden die Fertigungstoleranzen noch stärker sichtbar. Mit einem anderen Paar an Solarmetern sind auch andere Verhältnisse bei der gleichen Lampe möglich. Bisher habe ich aber nur Verhältnisse kleiner als 15 gesehen. Generell halte ich alles unter 25 für ein deutliches Warnsignal, das mit dem Spektrum etwas nicht in Ordnung ist. Die Lampen müssen mit einem guten Spektrometer überprüft werden. | ||
+ | ===== Wissenschaftliche Studien zur Vitamin-D3-Bildung durch UVB-LEDs | ||
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+ | ==== Studien an Menschen und Säugetieren ==== | ||
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+ | In der humanmedizinischen Forschung werden LEDs zur Vitamin D3-Bildung untersucht. Dabei hat man besonders die Menschen im Blick, die Vitamin-D3 z.B. wegen einer Darmerkrankung nicht über Supplemente aufnehmen können. Ein Sonnenstudio ist in diesem Fall sehr aufwändig und man hofft, mit intensiven LEDs die Vitamin-D3-Versorgung mit nur wenigen Minuten Bestrahlung pro Woche sicherzustellen. Mir sind bisher nur Versuche an Tieren oder menschlichen Hautproben bekannt. Es wird mit sehr hoher UV-Intensität (UV-Index 100-200) für wenige Minuten bestrahlt. | ||
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+ | In {{wkx> | ||
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+ | In {{wkx> | ||
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+ | Mäuse haben unter verschiedenen UV-LEDs mit 268 nm, 282 nm, 290 nm, 305 nm Maximalwellenlänge gleichermaßen sehr gut Vitamin D3 gebildet. Auch die LED mit 316 nm Maximalwellenlänge war noch mehr als halb so effektiv wie die anderen LEDs {{wkx> | ||
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+ | ==== Studien an Reptilien ==== | ||
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+ | Eine einzige Studie mit Reptilien existiert bisher: Juvenile Bartagamen wurden mit einem Prototypen einer UVB-LED-Lampe von ZooMed bestrahlt | ||
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+ | Es wäre sehr interessant gewesen, wie sich der 25(OH)D3-Spiegel nach den 11 Monaten Studiendauer weiterentwickelt hätte und was passiert wäre, wenn die Intensität der Lampe passend zur Ferguson-Zone mehr als verzehnfacht worden wäre. | ||
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+ | ==== Weitere Sorgen bei 310-nm-LEDs ohne nicht-terrestrisches UV ==== | ||
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+ | Es gibt bisher keine Messung | ||
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+ | Aber es ist auch denkbar, dass die geänderte Menge an Lumisterol und Tachysterol gesundheitliche Auswirkungen haben {{wkx> | ||
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+ | ==== Forderungen für zukünftige LEDs ==== | ||
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+ | 310-nm-LEDs strahlen keine nicht-terrestrische UV-Strahlung ab und haben daher kein erhöhtes Risiko von Zellschäden. Für Wellenlängen < 310 nm stimmt das Spektrum sehr gut mit dem Sonnenspektrum überein. Allerdings fehlt der Wellenlängenbereich 320-335, der wichtig zur Regulierung der Vitamin-D3-Bildung ist. Welche gesundheitlichen Auswirkungen | ||
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+ | Oder noch besser: Diese Lampen müssen sonnenähnlich gemacht werden. Technisch ist das durch weitere LEDs mit Maximalwellenlängen im Bereich 320-340 nm möglich. Ob es sich von den Kosten her gegenüber Leuchtstofflampen lohnt und wie die unterschiedliche Lebensdauer der LEDs ist, muss sich noch zeigen. | ||
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+ | === Wie müsste ein gutes LED-Spektrum aussehen und welche Leistung ist dafür notwendig === | ||
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+ | Ich beziehe mich als Referenz auf das Sonnenspektrum mit UV-Index 7,6 gemessen von Bernhard {{wkx> | ||
+ | * 1,6 W/m² UVB 290 - 315 nm | ||
+ | * 1,0 W/m² UVB 315 - 320 nm | ||
+ | * 14,1 W/m² UVA1 320 - 350 nm | ||
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+ | Sofern man also das Spektrum der Sonne im bereich < 350 nm nachbilden will, sind 16,7 W/m² Strahlungsleistung notwendig. Will man das auf einer Fläche mit 30cm Durchmesser erreichen, sind 16,7 W/m² * (0,15m)² * π = 1.18 W Strahlungsleistung notwendig. Bei einer angenommenen Effizienz der UVB-LEDs von 10% sind das 12 W elektrische Leistung. Wenn zusätzlich sichtbare LEDs und UVA-LEDs (mit ca. 390 nm Maximalwellenlänge) verwendet werden, wird die Lampe mindestens etwa 20 W elektrische Leistungsaufnahme benötigen. | ||
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- | Inzwischen werden es von zahlreichen asiatischen Händlern UVB-LED-Lampen für die Terraristik auf den typischen Internetplatformen, | ||
- | Frances Baines (uvguide.co.uk) hat eine Lampe getestet(([[https:// | + | ===== Literatur ===== |
- | [{{ : | ||
- | Auch die räumliche Verteilung der Strahlung ist auf einen winzigen Bereich konzentriert, | ||
+ | {{wkxbib}} |
led/uvb.txt · Last modified: 2023/12/20 08:54 by sarina