Warnung: UV-Strahlung ist gefährlich. Unsachgemässer Umgang mit höher dosierter UV-B-Strahlung und mit UV-C-Strahlen kann zu massiven Gesundheitsschäden bei Mensch und Tier führen. Bei Messungen, vor allem bei starken UV-Spots, nie direkt in die Lampe schauen und wenn möglich eine gute Sonnenbrille tragen. Bei längeren Arbeiten mit UV-Spots ist auch das Tragen von Handschuhen oder eine Sonnencreme mit hohem Schutzfaktor zu empfehlen.

Vorwort
Dies ist keine wissenschaftliche Abhandlung der UV-Versorgungsfrage von Terrarientieren. Einerseits fehlt mir dazu der wissenschaftliche Hintergrund und andererseits das notwendige Messequipment. Nur mit einem Spektrometer kann das gesamte Lichtspektrum so ausgemessen werden, dass eine qualitativ brauchbare Aussage bezüglich UV-Strahlung einzelner Lampentypen gemacht werden könnte. Mit einem Breitband-UV-Meter kann nur die Gesamtheit der UV-Strahlung in einem bestimmten Bereich gemessen werden, nicht aber die genaue Verteilung innerhalb dieses Bereiches. Als weiteres Problem kommt dazu, dass meines Wissens nach wie vor nicht restlos geklärt ist, wie das für die Vitamin 3D-Sythese physiologisch wirksame Spektrum genau aussieht. So kann es sein, dass ein UV-Strahler zwar gute UV-B-Werte liefert, die Strahlung aber in einem falschen Bereich liegt. Von daher ist die Vergleichbarkeit von verschiedenen UV-Lampen durch Messungen mit einem Breitband-UV-Meter nur beschränkt gegeben. Auch kann nicht mit Sicherheit bestimmt werden, wie weit die ausgemessene Lampe tatsächlich zur Vitamin D3-Sythese beiträgt. Für die Bestimmung von Qualität (klafft bei allen Lampen z.T. weit auseinander), Alterung, Abständen und Abdeckung bei ein und derselben Lampe sind diese Geräte aber sehr wohl hilfreich.

Lohnt sich die Beschaffung eines Breitband-UV-Meters?
 

1. Spektrale Intensität verschiedener Leuchtmittel
im Vergleich zu natürlichem Sonnenlicht

UV-Strahlung im Terrarium
UV-Strahlung ist für Reptilien und Amphibien lebensnotwendig. Sie wird für die Vitamin D3-Synthese (Umwandlung des körpereigenen Provitamins 7-Dehydrocholesterol zu Vitamin D3)  benötigt. Vitamin D3 (Cholecalciferol) wiederum ist dafür zuständig, dass Kalzium in den Knochen eingelagert werden kann, um Krankheiten wie Rachitis und Osteomalazie zu verhindern.
UV-Strahlung hat eine Wellenlänge von 200 - 400 nm (1 Nanometer = 1 Milliardstel Meter) und wird in drei Bereiche eingeteilt: UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) und UV-C (200-280 nm). Während UV-A und UV-B lebenswichtig ist (in beschränkter Dosierung natürlich), ist UV-C zellzerstörend und damit sehr gefährlich. UV-C dringt nicht in die Atmosphäre der Erde ein, in der Natur bekommen die Tiere also kein UV-C ab. Für die Vitamin-D3-Sythese sind nach dem aktuellen Wissensstand vor allem UV-B-Strahlen im Bereich von 285 bis 308 nm wichtig.
Immer mehr Hersteller bieten heute eine Flut spezieller UV-Lampen für die Verwendung in Terrarien an. Da sind einerseits die so genannten HQI- und HQL-Mischlichtstrahler und andererseits die Leuchtstoffröhren (LSR) mit UV-Anteil im Angebot. Eine Spezialvariante der LSR stellen die D3-Energiespar- oder -Kompaktlampen (ESL = Energiesparlampe) dar.
 

2. Schematische Darstellung der Vitamin D3-Systhese

Vitamin D3-Produktion
Berücksichtigt man den Bereich, in dem das körpereigene Provitamin zu Vitamin D3 synthetisiert wird, sieht man, wie wenig des gesamten UV-B-Spektrums für das Tier wirklich von Nutzen ist. Grafik 3 zeigt einerseits den für die D3-Synthese relevanten Bereich und andererseits das in diesem Bereich liegende Spektrum von verschiedenen Lichtquellen (Sonne, Vitalux, ReptiGlo 10.0).
Wird diese relevante UV-B-Strahlung in ein Verhältnis zur Vitamin D3-Synthese im Körper des Tieres gesetzt (Grafik 4), erkennt man die tatsächliche Vitamin D3-Produktion des Körpers. Dabei stellt man fest, dass unter der Vitalux ein Mehrfaches an Vitamin D3 produziert wird, als unter natürlichem Sonnenlicht. Dies liegt nicht primär an der effektiven UV-B-Strahlung der Lichtquelle, sondern vor allem am Umstand, dass die Vitalux, aber auch die ReptiGlo, ihr UV-B in einem kurzwelligeren Bereich produziert als die Sonne (bzw. von dem was auf der Erdoberfläche ankommt).
Diese ganze Situation zeigt auch auf, wie problematisch die Messung der UV-B-Strahlung in Bezug auf die D3-Produktion ist und dass sich präzise Aussagen nur mittels Messungen mit einem Spektrometer machen lassen (wie im gegebenen Fall).

3. D3-relevante UV-B-Strahlung


4. Gewichtete Vitamin D3-Produktion
 

Da die Angaben und Meinungen zu den verschiedenen Lampen doch deutlich auseinander gehen und es sehr schwierig ist, die "Spreu vom Weizen" zu trennen, habe ich die mir zur Verfügung stehenden Lampen mal ausführlich ausgemessen. Zur Verfügung standen LSR von Exo-Terra, Arcadia und ZooMed, Kompaktlampen von Lucky Reptile, EuroZoo, Exo-Terra und Arcadia und HQL bzw. HQI-Lampen wie Osram Ultra Vitalux und Radium Sanolux, MegaRay 160W (Zoologist), Hobby Ultra Lux 80W, Hobby UV Sun Lux 160W, Arcadia 160W, Lucky Reptile Bright Sun Desert 50/70W und Bright Sun Jungle 50/70W, Bright Sun Desert Flood 70W, MegaRay UV-HQI 70W sowie SolarRaptor UV-HQI 35/50/70W.
Beim Einsatz von UV-Lampen im Terrarium ist immer zu berücksichtigen, dass normales Fensterglas UV-Strahlung zu fast 100% filtert. Die Lampen müssen also im Terrarium (mit passendem Schutz für die Tiere) oder über dem Terrarium (mit Drahtgazedeckel) angebracht sein, wobei zu sagen ist, dass auch Drahtgaze, je nach Maschenweite, die UV-Strahlung beträchtlich reduzieren kann.
 

Einige Schlüsse lassen sich gleich zu Beginn schon ziehen:

• Die Devise "je mehr, desto besser" kann man heute nicht mehr gelten lassen. Einige Lampen geben beim Nichteinhalten von Mindestabständen gefährlich hohe UV-Strahlung (insbesondere UV-B) ab. Dem Abstand zur UV-Quelle kommt also eine absolut zentrale Bedeutung zu. Bitte Gebrauchsanleitungen konsultieren.

• Bei neuen Lampen ergeben sich von Exemplar zu Exemplar zum Teil erhebliche Unterschiede (bis zu mehreren 100%) bezüglich UV-Leistung. Dies ist bei allen Lampentypen der Fall und hängt in erster Linie mit der Glasqualität zusammen.

• Die Herstellerangaben (Prozentangaben) sagen über die effektiv abgegebene UV-Leistung nichts aus und können durch eine Messungen in keiner Weise bestätigt werden. Es fehlt eine klare Referenz.

• Die Alterung von UV-LSR (aber auch von Strahlern) ist nicht zu unterschätzen, kann aber nur bei Messungen mit einem gewissen Abstand zur Röhre wirklich nachgewiesen werden, da mit zunehmenden Alter offensichtlich nicht nur die UV-Strahlung abnimmt, sondern auch die Reichweite derselben. D.h. dass der UV-Strahlungsverlust z.B. in 30 cm Abstand verhältnismässig stärker abnimmt als am Glas. Dieses Phänomen ist zwar wissenschaftlich nicht zu erklären, wurde aber bei mehreren Messungen festgestellt.

• Nebst der effektiven UV-Leistung spielt vor allem die Streuung und die gleichmässige Verteilung eine wesentliche Rolle. Gerade bei Strahlern gibt es hier doch deutliche Unterschiede. Einige Strahler tun sich sehr schwer, ihre UV-Strahlung gleichmässig zu verteilen. Bei einem heterogenen Strahlungsfeld kommt es zum Teil partiell zu gefährlich hohen UV-B-Werten (z.B. Hobby UV Ultra Lux oder Sun Lux).

• Grundsätzlich sind Metalldampflampen (HQI) den Quecksilberdampflampen (HQL) vorzuziehen (heller, homogene Lichtverteilung).

• Strahler mit einem klaren Glaskolben liefern i.d.R. eine heterogenere Lichtverteilung als solche mit trübem oder geripptem Glaskolben.

• Bei Basking-Spots lässt sich weder eine UV-A- noch eine UV-B-Strahlung messen, auch wenn eine solche auf der Verpackung versprochen wird (z.B. NeoPlus von EuroZoo).

Lichtverteilung bei UV-Spots

Die Bilder der Lichtverteilung zeigen eindrücklich den Unterschied veralteter Mischlicht-HQL-Spots gegenüber moderner UV-HQI-Lampen. Auffallend ist die heterogene Verteilung des Lichtes, aber auch der UV-Strahlung, beim Mischlichtstrahler. Dass dies aber auch anders geht, zeigt die Ultra Vitalux, die diese ungleichmässige Verteilung nicht kennt.
 

UV-Durchlässigkeit verschiedener Materialien

Dass Fensterglas UV-B-Strahlung filtert ist hinlänglich bekannt, aber wie sieht es mit anderen Materialien aus? Ich habe zu diesem Zweck die UV-Strahlung der Vitalux gemessen, einmal ohne etwas dazwischen und einmal mit verschiedenen Materialien. Ausgewiesen wird der prozentuale Anteil der zweiten Messung. Auffallend ist, dass auch Fensterglas bei dieser Messung noch 18% der UV-B-Strahlung passieren liess. Ein Blick auf das Spektrogramm zeigt aber, dass aber nur die langwellige UV-B-Strahlung das Glas passiert und die für die Vitamin D3-Sythese relevante Strahlung vollständig gefiltert wird. Überraschend ist auch, dass Plexiglas die gesamte UV-Strahlung durchlässt, während Acrylglas praktisch 100% der Strahlung filtert.

6. UV-Durchlässigkeit von Materialien

7. Spektrogramm Fensterglas

Noch ein paar Worte zum Messequipment:

Ein Teil der UV-Messungen erfolgten mit der Loggersoftware Logger Pro 3.0 von Vernier International und den zugehörigen UV-A- und UV-B-Sensoren. Die Sensoren messen in einem Wellenlängenbereich von 320 - 390 nm (UV-A), Peak bei 340 nm, bzw. 290 - 320 nm (UV-B), Peak bei 315 nm. Als Aufzeichnungsgerät diente ein Apple Macintosh G4. Die Grafikaufbereitung erfolgte separat über MS Excel.

Weitere UV-B-Messungen erfolgten mit dem Solartech Solarmeter 6.2 (mit SiC-Sensor). Dieses hat seinen Messbereich von 280 - 320 nm mit dem Peak bei etwa 300 nm.

Wichtiger Hinweis:
Zwischen verschiedenen Messgeräten bzw. -sensoren gibt es grosse Unterschiede bezüglich Messergebnis. Mein Solarmeter  6.2 zeigt etwa 3-4 mal höhere UV-B-Werte an als das Messequipment von Vernier International. Dies liegt daran, dass das Solarmeter 6.2 einen grösseren UV-B-Range  hat als der Vernier-Sensor. Ausserdem spielt die Gewichtung einzelner Frequenzbereiche (Peak) eine entscheidende Rolle. Dies bedeutet, dass die absoluten Messwerte , die mit verschiedenen Messgerät-Typen ermittelt wurden, nicht miteinander vergleichbar sind.

Für die Messung der Beleuchtungsstärken wurde ein normales handelsübliches Lux-Messgerät verwendet, für Temperaturmessungen ein entsprechendes elektronisches Thermometer.

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