Der Mensch kann viele Tage ohne Nahrung überleben, aber nur wenige ohne Wasser. So ist Trinkwasser das wichtigste Nahrungsmittel und Wasser gibt es genug: Würden Sie das Wasservorkommen der Erde in einen Würfel stecken, so hätte er eine Kantenlänge von 1180 Kilometer [1]. Nur wenige Promille davon stehen als Süßwasser zur Verfügung und somit als potentielles Trinkwasser.
Trinkwasser ist aufbereitetes Süßwasser und hat einen hohen Reinheitsgrad. Es ist ungefährlich zum Verzehr einsetzbar, ohne Schadstoffe oder krankheitserregende Mikroorganismen und beinhaltet im Idealfall sogar Mineralstoffe.
Trinkwasseraufbereitung durch Desinfektion
Nicht überall ist Trinkwasser in ausreichenden Mengen zugänglich: In manchen Regionen stammt das Süßwasser aus Niederschlägen und ist verunreinigt. Verschmutztes Wasser kann zu Krankheiten, auch mit Todesfolge, führen. Damit es sich für den Verzehr eignet, muss es aufbereitet und entkeimt werden.
Hierzu werden verschiedene Verfahren eingesetzt; eines davon ist die Entkeimung mittels UV Strahlung. Diese ist besonders vorteilhaft, denn sie ist geschmacksneutral und wirtschaftlich.
Entkeimung durch UV-C Strahlung
Strahlung der Wellenlängen 100 – 280 nm bezeichnet man als UVC Strahlung. Die sehr kurzwellige Strahlung wird durch die Erdatmosphäre absorbiert, gelangt also nicht an die Erdoberfläche. Trifft sie auf Mikroorganismen, so wird deren DNA innerhalb kürzester Zeit so zerstört, dass keine Reproduktion mehr möglich ist Viren und Keime werden ausgelöscht.
Untersuchungen von Prof. Dr. Ralf Hellmann, FH Aschaffenburg, zeigten, dass bei der Beleuchtung mit der Wellenlänge 280 nm die Entkeimungseffizienz für alle von ihm untersuchten Bakterienarten am höchsten war: untersucht wurden Escherichia Coli, Enterobacter Cloacae und Kebsiella Pneumoniae [2].
Die Lichtquellen
Häufig werden als UVC Lichtquellen Quecksilberdampflampen eingesetzt. Bald werden sie wohl durch UVLEDs ersetzt werden, die mittlerweile kommerziell verfügbar sind.
Die Vorteile von UV-LEDs
Auch wenn die UVLEDs noch eine geringe Effizienz haben, so werden sie die zukunftsträchtigen Quellen für die Entkeimung mit UVLicht sein. Im Vergleich zu Quecksilberdampflampen haben sie nicht nur geringere Abmessungen. Den größten Vorteil bietet die Stromversorgung, die besonders anspruchslos ist: UVLEDs können mit Gleichstrom betrieben und somit unmittelbar an Solarzellen angeschlossen werden. Damit lassen sie sich ortsunabhängig einsetzen also auch in Gebieten, ohne zuverlässige Elektrizitätsversorgung.
Ein Blick in die Zukunft
Die UVC LEDs haben ein großes Marktpotential. Effizienz und Lebensdauer sind derzeit noch nicht überragend, jedoch so tauglich, dass die Produkte bereits heute für die mobile Wasserentkeimung eingesetzt werden. Zukünftig werden sie sicherlich auch in kritischen Umgebungen, so z.B. in Krankenhäusern verwendet, um das gesundheitsgefährdende Material Quecksilber auszuschließen.
Quellen:
[1] lexikon.wasser.de/index.pl?begriff=Wasservorkommen&job=te,
[2] elektor Special Project: LEDs 2, S.40 ff,
www.h-ab.de/uploads/media/WasserentkeimungUV.pdf
