Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


Seitenleiste

Licht-im-Terrarium.de

Vorwort

vitamind:lampen

Gegenüberstellung einiger typischer UV-Lampen

Im Internet finden sich viele Lampentests bei denen lediglich der Messwert zentral unter der Lampe verglichen wird. Eine Lampe wird meist dann als „besser“ bewertet, wenn sie einen hohen Messwert erreicht.

Ich halte dieses Vorgehen für falsch.

Eine gute UV-Lampe sollte

  • Ein UV-Spektrum haben, dass zur Vitamin D Synthese geeignet ist, gleichzeitig aber kein all zu hohes Risiko von Verbrennungen hat.
  • Die UVB-Bestrahlungsstärke sollte den Werten entsprechen, die Reptilien in der Natur nutzen (nicht den Maximalwerten, die in der Natur vorkommen!), und das nicht nur in einem zentralen Punkt unter der Lampe, sondern auf ihrer gesamten Körperoberfläche.

Beurteilt man UV-Lampen nach diesen Kriterien sind häufig Lampen, die in den „ein Messwert zentral unter der Lampe“-Tests besonders gut abschneiden eigentlich besonders schlecht.

Spektren

Die Wirkung von UV-Strahlung auf Reptilien ist vielfältig und komplex. Selbst aus den Daten die für den Menschen vorhanden sind ist es schwierig festzulegen, was ein „gutes“ und was ein „schlechtes“ UV-Spektrum ist. Bei Reptilien kommt dazu, dass wir viele Details, vor allem Wirkungsspektrum und genauen VitaminD-Bedarf nicht kennen.

Meiner Ansicht nach ist daher der Vergleich mit dem Spektrum der Sonnenstrahlung die einzige Möglichkeit UV-Lampen objektiv zu beurteilen, wobei man davon ausgeht, dass die Evolution die Tiere gut genug an dieses Spektrum angepasst hat, so dass die positiven Wirkungen der UV-Strahlung maximiert, die negativen Wirkungen aber minimiert sind.

Ich möchte hier keine speziellen Lampen einzelner Firmen beurteilen, sondern die verschieden Lampentypen vergleichen. Die UV-Spektren enthalten zum Vergleich mit dem Sonnenlicht jeweils die Form des Sonnenspektrums bei sehr niedrigem Sonnenstand (hellgrün) und bei sehr hohem Sonnenstand (dunkelgrün).

Quecksilberdampfhochdrucklampen (HQL), Mischlichtlampen

Quecksilberdampflampen und Mischlichtlampen (jeweils mit UV-durchlässigem Glas das kurzwellige UVC-Strahlung herausfiltert) zählen zu den Lampen, die die längste Geschichte als UV-Terrarienbeleuchtung haben. Die Osram Osram Ultravitalux gehört zu dieser Kategorie, sowie mehrere UV-Lampen in den typischen Leistungsstufen 100 W, 125 W, 160 W und 300 W erhältlich sind. Diese Lampen unterschieden sich im Spektrum kaum, haben jedoch extreme Unterschiede in der räumlichen Verteilung der Strahlung. Einige Lampen erzeugen sehr hohe Intensitäten in einem kleinen Raumbereich, die potentiell gefährlich sind.

Das Spektrum der Quecksilberentladung hat Linien bei 289nm, 297 nm, 302 nm, 313 nm, 334nm, 365 nm. Wenn ein passendes Glas verwendet wird gibt keine Strahlung unterhalb von 290 nm und nur wenig Strahlung zwischen 290 nm und 300 nm, und kann in dieser Hinsicht als „sonnenlichtähnlich“ bezeichnet werden, das Linienspektrum ist es jedoch nicht. Je nach Betriebsspannung, Verunreinigung bei der Füllung und verwendetem Glas variiert das Verhältnis der einzelnen Linien. Das Bundesamt für Strahlenschutz bezeichnet diesen Lampentyp als nicht mehr dem heutigen Stand der Technik entsprechend und weißt darauf hin, dass diese Lampen im Solarienbetrieb nicht eingesetzt werden [488]


Typisches UV-Spektrum einer Mischlicht oder Quecksilberdampflampe

Prozent bezogen auf UV Strahlung: 5,8 % UVB, 94 % UVA

Prozent bezogen auf gesamte Strahlung (Mischlichtlampe): 1,6 % UVB, 25 % UVA, 73 % VIS

Leuchtstofflampen

Bei Leuchtstofflampen ist die Beurteilung bereits schwieriger, da das Spektrum vom verwendeten Leuchtstoff bzw. der Leuchtstoffmischung abhängt. Aber nicht nur das UV-Spektrum variiert von Marke zu Marke sondern auch das Verhältnis von UV-Strahlung zur sichtbaren Strahlung, je nach dem wie hoch das Verhältnis von Leuchtstoff für den sichtbaren Bereich zu Leuchtstoff für den UV-Bereich gemischt wurde. Durch Verringern der sichtbaren Strahlung kann auf diese Weise kann leicht eine höhere Prozentzahl UV erreicht werden.

Es gibt mehrere typische Leuchtstoffmischungen, die bei Reptilienlampen eingesetzt werden. Die Bezeichnungen 10.0 oder 5.0 lassen wenig Rückschluss auf den verwendeten Leuchtstoff zu.

Leuchtstoffröhren haben typischerweise eine sehr homogene Lichtverteilung mit geringer Bestrahlungsstärke. Bei UV-Kompaktleuchtstofflampen kommt es stark auf die Form der Lampe und den verwendeten Reflektor an, extrem konzentrierte Strahlungsverteilung, wie bei manchen Mischlicht- und HQL-Lampen tritt hier jedoch nicht auf.

Leuchtstoff Typ 1

Dieser Leuchtstoff entspricht dem UVA-340 Leuchtstoff (Q-Panel), der in der medizinischen und biologischen Forschung als der Leuchtstoff mit dem sonnenähnlichsten Spektrum im Bereich unter 330 nm gilt [14]; [6]. Im Bereich zwischen 350 nm und 400 nm wäre es jedoch schön, wenn mehr Strahlung vorhanden wäre. Dieser Bereich ist für viele Reptilien sichtbar und möglicherweise beurteilen Reptilien Lampen anhand dieses Farbbereichs bezüglich ihrer VitaminD-Eignung. Die Umsetzung ist jedoch technisch schwierig [425].


UV Leuchtstoff Typ 1: UVA-340

Prozent bezogen auf UV Strahlung: 4-10 % UVB, 90-95 % UVA

Prozent bezogen auf gesamte Strahlung: 2-3 % UVB, 18-25 % UVA, 75-80 % VIS

Leuchtstoff Typ 2

Hier handelt es sich um einen Leuchtstoff wie er auch bei der UVB-313 Leuchtstofflampe (Q-Panel) verwendet wird. Diese Lampe wird für Materialprüfungen unter extremen Bedingungen verwendet, bei der Anwendung wird üblicherweise Schutzkleidung getragen. Dieser Leuchtstoff ist in meinen Augen für Reptilien völlig ungeeignet.

Das Spektrum ist stark im Bereich von 315 nm gepeakt und erzieht daher bei Breitband-UV-Messgeräten sicherlich hohe Werte. Allerdings ist es in keinster Weise sonnenlichtähnlich. Es ist viel Strahlung im Bereich von 290 nm bis 300 nm vorhanden und sogar Strahlung unterhalb von 290 nm, wie sie auf der Erde nicht vorkommt. Langewellige UVA-Strahlung, die für Reptilien sichtbar ist, fehlt dafür fast vollständig, so dass es Reptilien unmöglich ist, diese Lampe instinktiv als gefährlich zu erkennen.

Ab dem Jahr 2006 kamen vermehrt Kompaktleuchtstofflampen (diese erreichen sehr viel größere Bestrahlungsstärken als Leuchtstofflampen) mit diesem Leuchtstoff auf den Markt und haben bei vielen Reptilien schwere Augenentzündungen verursacht, einige Tiere sind an den Folgen der Erkrankung verstorben.


UV Leuchtstoff Typ 2: UVB-313

Prozent bezogen auf UV Strahlung: 25 % UVB, 75 % UVA

Prozent bezogen auf gesamte Strahlung: 4,5 % UVB, 14 % UVA, 81 % VIS

Halogenmetalldampflampen

Ab 2008 kamen die ersten Halogenmetalldampflampen die speziell für Reptilien zur UV-Versorgung entwickelt wurden auf den Markt. Über diese Lampen ein generelles Urteil abzugeben ist unmöglich: Durch die Füllung mit einer Mischung verschiedener Metallhalogenide entstehen unterschiedliche Spektren, diese Spektren variieren zusätzlich je nach Reinheit bei der Füllung des Brenners und das Spektrum hängt zusätzlich von den verwendeten Vorschaltgeräten ab.

Gegenüber den anderen beiden Lampentypen haben Halogenmetalldampflampen den Vorteil, dass sie nicht nur prinzipiell in der Lage sind ein sonnenähnliches UV-Spektrum zu erzeugen sondern gleichzeitig auch im sichtbaren Bereich sonnenähnliche Intensitäten erreichen können.

Gemessene Spektren verschiedener Halogenmetalldampf-UV-Lampen die ich bisher gesehen habe, unterschieden sich z. T. sehr stark in ihrem Spektrum. Das Spektrum im UVB-Bereich ähnelt allerdings häufig dem reinen Quecksilberdampfspektrum.


Spektrum einer UV-Halogenmetalldampflampe mit langwelliger UVB-Strahlung und hohen Anteil gleichmäßig verteilter UVA-Strahlung

Bestrahlungsstärke

Vergleichbarkeit von Breitbandmesswerten

Während in Bezug auf das Spektrum einer UV-Lampe die Beurteilung durch den Vergleich mit den natürlichen Sonnenspektrum fallen kann, ist das bei der Bestrahlungsstärke weniger eindeutig. Aufgrund der Arbeitsweise eines Breitbandmessgerätes hat der selbe Messwert je nach Lampentyp und Lampenspektrum eine unterschiedliche Bedeutung.

Folgende Tabelle zeigt effektive Bestrahlungsstärken einiger typischer UV-Lampen.

Lichtquelle effektive Bestrahlungsstärke (µw/cm²) UVB (µw/cm²) Solarmeter
Vitamin D Erythem Photo
keratitis
DNA
Schädigung
Verhältnis EU US 6.2 6.5 Verhältnis
Sonne, 20° 3 2.6 15 0.0059 15:13:73:0 23 47 79 1.164 100:1.5
Sonne, 40° 19 12 6 0.21 51:32:16:1 110 180 270 6.36 100:2.4
Sonne, 60° 45 26 14 0.6 53:30:16:1 210 340 470 14.4 100:3.1
Sonne, 85° 64 37 20 0.95 52:30:16:1 280 440 610 20.4 100:3.3
MLR 1.5 0.82 0.82 0.0066 48:26:26:0 19 21 21 0.408 100:1.9
MLR 19 15 9.2 4 40:32:19:8 110 130 140 5.64 100:4
MLR 170 110 72 10 47:30:20:3 600 640 680 49.2 100:7.2
UVB-313 220 180 110 30 41:33:20:6 410 500 600 70.8 100:11.8
UVA-340 14 8 4.7 0.2 52:30:17:1 59 110 150 4.2 100:2.8

Normiert man alle Lichtspektren auf den selben Messwert am Solarmeter 6.2 (z.B. in dem man den Abstand zwischen Sonnenplatz und Lampe so ändert, dass das Messert einen Wert von 150µW/cm² anzeigt) so sieht man, dass der selbe Messwert völlig unterschiedliche Verbrennungsgefahren (effektive Bestrahlungsstärke für Photokeratitis, Erythem oder DNA-Schädigung) aber auch sehr unterschiedliches Potential für die Vitamin D Synthese bedeutet. Eine Lampe also einfach auf den Abstand zu justieren, in dem sie den selben Wert wie das Sonnenlicht erreicht, kann ein gefährlicher Trugschluss sein.

Lichtquelle Solarmeter effektive Bestrahlungsstärke (µw/cm²) UVB (µw/cm²)
6.2 6.5 Vitamin D Erythem Photo
keratitis
DNA
Schädigung
EU US
Sonne, 20° 150 2.2 5.7 4.9 28 0.011 44 89
Sonne, 40° 150 3.5 11 6.7 3.3 0.12 61 100
Sonne, 60° 150 4.6 14 8.3 4.5 0.19 67 110
Sonne, 85° 150 5 16 9.1 4.9 0.23 69 110
MLR 150 2.9 11 5.9 5.9 0.047 140 150
MLR 150 6 20 16 9.9 4.3 120 140
MLR 150 11 38 24 16 2.2 130 140
UVB-313 150 18 55 45 28 7.5 100 130
UVA-340 150 4.2 14 8 4.7 0.2 59 110

Bestrahlungsstärken in der Natur

Die meisten Tiere sonnen in den Morgen und Abendstunden und setzen sich nicht freiwillig intensiver UV-Strahlung aus. UV-Werte im Terrarium dürfen in diesen Fällen nicht mit den im Habitat erreichbaren Maximalwerten verglichen werden. Eine Untersuchung an Echsen und Schlangen hat gezeigt, dass die UV-Index Bestrahlungsstärken, denen sich Tiere in der Natur freiwillig aussetzen je nach Art in vier Gruppen unterteilt werden kann [432]

Zone UV-Index Lebensweise
1 0.2-0.7 dämmerungsaktiv / Schatten, keine Thermoregulation
2 0.7-1.0 wenig sonnenbadend / halbschatten
3 1.0-2.6 aktiv sonnenbadend / Vollsonne
4 2.6-3.5 in der Mittagssonne sonnend

Außerdem gibt es eine Reihe nützlicher Tools im Internet:

verwendete Literatur

[488] Uv-fibel: Allgemeine grundlagen zur schulung der im kundenkontakt stehenden betreiber und mitarbeiter von solarienbetrieben. (2003). Salzgitter: Bundesamt für Strahlenschutz..
[14] Gasparro, F. P., & Brown, D. B. (2000). Photobiology 102: uv sources and dosimetry – the proper use and measurement of ''photons as a reagent''. Journal of Investigative Dermatology, 114, 613–615..
[6] Beasley, D. G., Beard, J., Stanfield, J. W., & Roberts, L. K. (1996). Evaluation of an economical sunlamp that emits a near solar uv power spectrum for conducting photoimmunological and sunscreen immune protection studies. Photochemistry and Photobiology, 64(2), 303–309..
[425] Jüstel, T. (2000). Designing uv phosphor blends for suntanning lamps. In C. R. Ronda (Ed.), Physics and chemistry of luminescent materials (pp. 77–90).The Electrochemical Society..
[432] Ferguson, G. W., Brinker, A. M., Gehrmann, W. H., Bucklin, S. E., Baines, F. M., & Mackin, S. J. (2009). Voluntary exposure of some western-hemisphere snake and lizard species to ultraviolet-b radiation in the field: how much ultraviolet-b should a lizard or snake receive in captivity? Zoo Biology, 28..

Diskussion

Geben Sie Ihren Kommentar ein. Wiki-Syntax ist zugelassen:
ZQTCA
 
vitamind/lampen.txt · Zuletzt geändert: 2014/03/08 18:11 (Externe Bearbeitung)

Seiten-Werkzeuge