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vitamind:spektrum

Die richtige UVB-Bestrahlung: 1) UVB-Qualität: Spektrum

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 Vitamin-D-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).

Vergleich einiger typischer UVB-Lampen

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 Vitamin-D-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

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

Halogenmetalldampflampen

Ab 2008 kamen die ersten Halogenmetalldampflampen die speziell für Reptilien zur UV-Versorgung entwickelt wurden auf den Markt.

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.

Die aktuell im Handel erhältlichen UVB-Halogenmetalldampflampen ähneln sich im UV-Spektrum sehr stark. Das UVB-Licht stammt fast ausschließlich aus der Quecksilberfüllung daher ist das UVB-Spektrum fast identisch zu dem reiner Quecksilberdampf- und Mischlichtlampen.

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

Das Spektrometer des armen Mannes: Verhältnis von Solarmeter 6.2 und Solarmeter 6.5

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. 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 Messwert 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

Literatur

[426] Ropp, R. C. (1993) The Chemistry of Artificial Lighting Devices: Lamps, Phosphors and Cathode Ray Tubes Elsevier.
[659] Glas. Available: http://www.osram.de/osr ... ugnisse/Glas/index.html Accessed: October 28, 2010..
[15] Coaton, J. R. & Marsden, A. M. (Eds.), (1996) Lamps and Lightning Butterworth Heinemann.
[134] SCHOTT BOROFLOAT 33. Mainz: Schott Glas..
[144] Baines, F. M. (2009). Experimental use of Schott Borofloat 33 glass as a Fixture Cover with COMMERCIAL METAL HALIDE and HALOGEN LAMPS not designed for use with reptiles..
[556] Optical Glass: Data Sheets. Mainz: Schott Glas..
[555] Adams, O. (1978) Use of glass in electric lamps. Lighting Research and Technology, 10 83–93 URL http://dx.doi.org/10.1177/096032717801000203.
[143] Alltop - Technische Information / Produktbeschreibung. (2008). Darmstadt, Deutschland: Evonik Röhm GmbH..
[433] Burger, R. M., Gehrmann, W. H. & Ferguson, G. W. (2007) Evaluation of UVB reduction by materials commonly used in reptile husbandry. Zoo Biology, 417–442 URL http://dx.doi.org/10.1002/zoo.20148.
[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 URL http://dx.doi.org/10.1002/zoo.20255.
[874] Digial UV Index Radiometer: Instructions. ZooMed..
[972] Baines, F. M. (2016) How much UV-B does my reptile need? The UV-Tool, a guide to the selection of UV lighting for reptiles and amphibians in captivity. Journal of Zoo and Aquarium Research, 4.
[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, 64 303–309 URL http://dx.doi.org/10.11 ... 751-1097.1996.tb02462.x.
[425] Jüstel, T. (2000) Designing UV Phosphor Blends for Suntanning Lamps. Ronda, C. R. (Ed.), Physics and chemistry of luminescent materials.
[488] UV-FIBEL: Allgemeine Grundlagen zur Schulung der im Kundenkontakt stehenden Betreiber und Mitarbeiter von Solarienbetrieben. (2003). Salzgitter: Bundesamt für Strahlenschutz..

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vitamind/spektrum.txt · Zuletzt geändert: 2016/02/06 09:45 von sarina

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