Влияние солнечных лучей на организм. Критерии вредности солнечной радиации и длительное отсутствие инсоляции

Влияние света солнца на человека трудно переоценить – под его действием в организме запускаются важнейшие физиологические и биохимические процессы. Солнечный спектр делится на инфракрасную и видимую части, а также на наиболее биологически активную ультрафиолетовую часть, которая оказывает большое влияние на все живые организмы на нашей планете. Ультрафиолетовое излучение – это невоспринимаемое человеческим глазом коротковолновая часть солнечного спектра, обладающая электромагнитным характером и фотохимической активностью .

Благодаря своим свойствам ультрафиолет успешно применяют в различных областях человеческой жизни. Широкое использование УФ-излучение получило в медицине, поскольку оно способно менять химическую структуру клеток и тканей, оказывая различное воздействие на человека.

Диапазон длин волн ультрафиолетового излучения

Основной источник УФ-излучения – солнце . Доля ультрафиолета в общем потоке солнечного света непостоянна. Она зависит от:

• времени суток;
• времени года;
• солнечной активности;
• географической широты;
• состояния атмосферы.

Несмотря на то, что небесное светило находится далеко от нас и его активность не всегда одинакова, до поверхности Земли доходит достаточное количество ультрафиолета. Но и это только его малая длинноволновая часть. Короткие волны поглощаются атмосферой на расстоянии около 50 км до поверхности нашей планеты.

Ультрафиолетовый диапазон спектра, который доходит до земной поверхности, условно делят по длине волны на:

• дальний (400 – 315 нм) – лучи УФ – А;
• средний (315 – 280 нм) – лучи УФ – В;
• ближний (280 – 100 нм) – лучи УФ – С.

Действие каждого УФ-диапазона на человеческий организм различно: чем меньше длина волны, тем глубже она проникает через кожные покровы . Этим законом и определяется положительное или негативное влияние ультрафиолетового излучения на организм человека.

УФ-излучение ближнего диапазона наиболее неблагоприятно сказывается на здоровье и несет в себе угрозу возникновения тяжелых заболеваний.

Лучи УФ — С должны рассеиваться в озоновом слое, но из-за плохой экологии доходят до поверхности земли. Ультрафиолетовые лучи диапазона А и В менее опасны, при строгом дозировании, излучение дальнего и среднего диапазона благоприятно воздействует на человеческий организм.

Искусственные источники ультрафиолетового излучения

Наиболее значимыми источниками УФ-волн, влияющими на организм человека, являются:

• бактерицидные лампы – источники волн УФ – С, используются для обеззараживания воды, воздуха или других объектов внешней среды;
• дуга промышленной сварки – источники всех волн диапазона солнечного спектра;
• эритемные люминесцентные лампы – источники УФ-волн диапазона А и В, применяющиеся для терапевтических целей и в соляриях;
• промышленные лампы – мощные источники ультрафиолетовых волн, использующиеся в производственных процессах для закрепления красок, чернил или отвердевания полимеров.

Характеристиками любой УФ-лампы являются мощность ее излучения, диапазон спектра волн, тип стекла, срок эксплуатации . От этих параметров зависит, насколько лампа будет полезна или вредна для человека.

Перед облучением ультрафиолетовыми волнами от искусственных источников для лечения или профилактики болезней следует проконсультироваться со специалистом для подбора необходимой и достаточной эритемной дозы, являющейся индивидуальной для каждого человека с учетом типа его кожи, возраста, имеющихся заболеваний.

Следует понимать, что ультрафиолет – это электромагнитное излучение, которое оказывает не только положительное влияние на организм человека.

Бактерицидная ультрафиолетовая лампа, применяемая для загара, принесет существенный вред, а не пользу для организма . Использовать искусственные источники УФ-излучения должен только профессионал, хорошо разбирающийся во всех нюансах подобных приборов.

Положительное влияние УФ-излучения на организм человека

Ультрафиолетовое излучение широко применяется в области современной медицины. И это не удивительно, ведь УФ-лучи производят болеутоляющий, успокаивающий, антирахитический и антиспастический эффекты . Под их влиянием происходит:

• формирование витамина D, необходимого для усвоения кальция, развития и укрепления костной ткани;
• понижение возбудимости нервных окончаний;
• повышение обмена веществ, поскольку вызывает активизацию ферментов;
• расширение сосудов и улучшение циркуляции крови;
• стимулирование выработки эндорфинов – «гормонов счастья»;
• увеличение скорости регенеративных процессов.

Благоприятное влияние ультрафиолетовых волн на организм человека выражается также в изменении его иммунобиологической реактивности – способности организма проявлять защитные функции в отношении возбудителей различных заболеваний. Строго дозированное ультрафиолетовое облучение стимулирует выработку антител, благодаря чему повышается сопротивляемость человеческого организма к инфекциям.

Воздействие УФ-лучей на кожу вызывает реакцию – эритему (покраснение) . Происходит расширение сосудов, выражающееся гиперемией и отечностью. Образующиеся в коже продукты распада (гистамин и витамин D), поступают в кровь, что и вызывает общие изменения в организме при облучении УФ-волнами.

Степень развития эритемы зависит от:

• величины дозы ультрафиолета;
• диапазона ультрафиолетовых лучей;
• индивидуальной чувствительности.

При избыточном УФ-облучении пораженный участок кожи очень болезнен и отечен, возникает ожог с появлением волдыря и дальнейшим схождением эпителия.

Но ожоги кожных покровов – это далеко не самые серьезные последствия длительного воздействия ультрафиолетового излучения на человека. Неразумное использование УФ-лучей вызывает патологические изменения в организме.

Негативное влияние УФ-излучения на человека

Несмотря на важную роль в медицине, вред ультрафиолета на здоровье превосходит пользу . Большинство людей не способны точно контролировать лечебную дозу ультрафиолета и прибегать своевременно к методам защиты, поэтому нередко происходит его передозировка, отчего возникают следующие явления:

• появляются головные боли;
• температура тела повышается;
• быстрая утомляемость, апатия;
• нарушение памяти;
• учащенное сердцебиение ;
• снижение аппетита и тошнота.

Чрезмерный загар поражает кожные покровы, глаза и иммунную (защитную) систему. Ощущаемые и видимые последствия избыточного УФ-облучения (ожоги кожи и слизистой оболочки глаз, дерматиты и аллергические реакции) проходят в течение нескольких дней. Ультрафиолетовая радиация накапливается в течение длительного времени и вызывает весьма серьезные заболевания.

Влияние ультрафиолета на кожу

Красивый ровный загар – мечта каждого человека, особенно представительниц слабого пола. Но следует понимать, что клетки кожи темнеют под воздействием выделяющегося в них красящегося пигмента — меланина с целью защиты от дальнейшего облучения ультрафиолетом. Поэтому загар – это защитная реакция нашей кожи на повреждение ее клеток ультрафиолетовыми лучами . Но он не предохраняет кожные покровы от более серьезного влияния УФ-излучения:

1. Фотосенсибилизация – повышенная восприимчивость к ультрафиолету. Даже небольшая его доза вызывает сильное жжение, зуд и солнечный ожог кожных покровов. Часто это связано с использованием медикаментозных препаратов или употреблением косметических средств или некоторых продуктов питания.
2. Фотостарение. УФ-лучи спектра А проникают в глубокие слои кожи, повреждают структуру соединительной ткани, что приводит к разрушению коллагена, потере эластичности, к ранним морщинам.
3. Меланома – рак кожи . Заболевание развивается после частых и длительных пребываний на солнце. Под действием избыточной дозы ультрафиолета происходит появление злокачественных образований на коже или перерождение старых родинок в раковую опухоль.
4. Базальноклеточная и чешуйчатая карцинома – немеланомное раковое образование кожи, не приводит к летальному исходу, но требует удаления пораженных участков хирургическим путем. Замечено, что заболевание намного чаще возникает у людей, длительно работающих под открытым солнцем.

Любой дерматит или явления сенсибилизации кожных покровов под воздействием ультрафиолета являются провоцирующими факторами для развития онкологических заболеваний кожи.

Влияние УФ-волн на глаза

Ультрафиолетовые лучи, в зависимости от глубины проникновения, могут негативно отражаться и на состоянии глаз человека:

1. Фотоофтальмия и электроофтальмия. Выражается в покраснении и опухании слизистой оболочки глаз, слезотечении, светобоязни. Возникает при несоблюдении правил техники безопасности при работе со сварочным оборудованием или у людей, находящихся при ярком солнечном свете на покрытом снегом пространстве (снежная слепота).
2. Разрастание конъюнктивы глаза (птеригиум).
3. Катаракта (помутнение хрусталика глаза) — заболевание, возникающее в различной степени у преобладающего большинства людей к старости. Ее развитие связано с воздействием ультрафиолетового излучения на глаза, накапливающееся в течение жизни.

Избыток УФ-лучей может привести к различным формам раковых заболеваний глаз и век.

Влияние ультрафиолета на иммунную систему

Если дозированное применение УФ-излучения способствует повышению защитных сил организма, то избыточное воздействие ультрафиолета угнетает иммунную систему . Это было доказано в научных исследованиях ученых США на вирусе герпеса. Радиация ультрафиолета меняет активность клеток, отвечающих за иммунитет в организме, они не могут сдерживать размножение вирусов или бактерий, раковых клеток.

Основные меры безопасности и защиты от воздействия ультрафиолетового излучения

Чтобы избежать негативных последствий влияния УФ-лучей на кожные покровы, глаза и здоровье, каждому человеку необходима защита от ультрафиолетового излучения. При вынужденном длительном нахождении на солнце или на рабочем месте, подвергающемуся воздействию высоких доз ультрафиолетовых лучей, обязательно нужно выяснить в норме ли индекс УФ-излучения . На предприятиях для этого используется прибор под названием радиометр.

При подсчете индекса на метеорологических станциях учитывается:

• длина волн ультрафиолетового диапазона;
• концентрация озонового слоя;
• активность солнца и другие показатели.

УФ-индекс – это индикатор потенциального риска для организма человека в результате влияния на него дозы ультрафиолета. Значение индекса оценивается по шкале от 1 до 11+. Нормой УФ-индекса считается показатель не более 2 единиц.

При высоких значениях индекса (6 – 11+) повышается риск неблагоприятного воздействия на глаза и кожу человека, поэтому необходимо применять защитные меры.

1. Использовать солнцезащитные очки (специальные маски для сварщиков).
2. Под открытым солнцем следует обязательно носить головной убор (при очень высоком индексе – широкополую шляпу).
3. Носить одежду, закрывающую руки и ноги.
4. На непокрытые одеждой участки тела наносить солнцезащитный крем с фактором защиты не менее 30 .
5. Избегать нахождения на открытом, не защищенном от попадания солнечных лучей, пространстве в период с полудня до 16 часов.

Выполнение несложных правил безопасности позволит снизить вредность УФ-облучения для человека и избежать возникновения болезней, связанных с неблагоприятным влиянием ультрафиолета на его организм.

Кому облучение ультрафиолетом противопоказано

Следует быть острожными с воздействием ультрафиолетового излучения следующим категориям людей:

• с очень светлой и чувствительной кожей и альбиносам;
• детям и подросткам;
• тем, кто имеет много родимых пятен или невусов;
• страдающим системными или гинекологическими заболеваниями ;
• тем, у кого среди близких родственников наблюдались онкологические заболевания кожи;
• принимающим длительно некоторые лекарственные препараты (необходима консультация врача).

УФ-излучение таким людям противопоказано даже в малых дозах, степень защиты от солнечного света должна быть максимальной.

Влияние ультрафиолетового излучения на человеческий организм и его здоровье нельзя однозначно назвать положительным или отрицательным. Слишком много факторов следует учитывать при его воздействии на человека в разных условиях внешней среды и при излучении от различных источников. Главное, запомнить правило: любое воздействие ультрафиолета на человека должно быть минимальным до консультации со специалистом и строго дозировано согласно рекомендациям врача после осмотра и обследования.

dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2016-0-7-11-11

УДК 678.8:678.019.3

К ВОПРОСУ О МЕТОДИКЕ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (обзор)

Представлен обзор современных методик проведения испытаний полимерных материалов на старение под действием естественных и искусственных факторов светопогоды. Описаны механизмы термо- и фотодеструкции полимеров под действием солнечного излучения. Приведены основные параметры оборудования, используемого для проведения испытаний. Проведено сравнение спектрального распределения интенсивности естественного солнечного света и излучения, создаваемого дуговой ксеноновой лампой. Проведено сравнение и выявлены различия в режимах проведения ускоренных лабораторных испытаний для российских и зарубежных стандартов. Сделаны выводы о необходимости актуализации действующей в Российской Федерации базы нормативных документов.

Работа выполнена в рамках реализации комплексных научных направлений 18.2. «Развитие методов климатических испытаний и инструментальных методов исследования», 18.3. «Моделирование и прогнозирование климатической стойкости» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Введение

В настоящие время доля применения полимерных материалов (ПМ) и полимерных композиционных материалов (ПКМ) в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства неуклонно возрастает. В авиастроении ПКМ используются для изготовления неответственных и малонагруженных элементов конструкций . Снижение массы авиационных конструкций благодаря применению новых материалов дает возможность увеличить полезную нагрузку без повышения расхода топлива, а следовательно, повысить рентабельность техники . Распространение полимерных материалов в различных отраслях промышленности связано с их стойкостью к климатическим факторам, от которой зависит их срок службы и возможность применения. Наряду с основными факторами климата, такими как влажность и температура окружающей среды , к снижению рабочих характеристик материала приводит ультрафиолетовая (УФ) составляющая спектра солнечного излучения .

Воздействие УФ составляющей приводит к фотодеструкции поверхности материала, образованию напряжений, трещин и, наконец, к разрушению поверхности. В случае с ПКМ происходит оголение поверхностных слоев наполнителя, которые не могут нести нагрузку, воздействующую на материал, но при этом их толщина учитывается при проведении испытаний на прочность. При разрушении поверхности материала образуются дефекты и места концентрации напряжений. В работе показана определяющая роль дефектов в формировании комплекса прочностных свойств материалов, вводится понятие масштабного фактора - зависимость прочности от размеров и формы образца. На рис. 1 приведены кривые распределения значений прочности σ р для образцов ненаполненных резин из бутадиен-стирольного каучука (БСК) с разной толщиной: 2,2; 1,1 и 0,4 мм.

Рис. 1. Зависимость прочности от количества дефектов (n - дефекты на поверхности;
N - общее количество дефектов) при разной толщине образцов ненаполненных резин из бутадиен-стирольного каучука

Чем толще образец, тем больше его поверхность и больше количество опасных дефектов, сосредоточенных на поверхности, следовательно, тем меньше прочность образца. В тонком образце поверхность наименьшая, дефектов относительно мало, поэтому прочность высокая. Но каждый дефект на поверхности в тонком образце особенно опасен, поэтому увеличивается разброс значений показателей прочности.

При деструкции и эрозии поверхности образца из ПМ за счет действия УФ-излучения его толщина может уменьшаться, а количество дефектов растет, следовательно, это приводит к снижению свойств материала. Разрушение поверхности ПКМ приводит к увеличению количества сорбированной влаги вследствие увеличения удельной поверхности и образованию новых полярных центров.

Рассмотрим возможные варианты деструкции полимерного материала под действием солнечного излучения.

Фотодеструкция

В начале процесса фотодеструкции кислород- и азотсодержащие группы, двойные связи, ароматические ядра, примеси металлов переменной валентности (остатки катализаторов реакции полимеризации) поглощают свет с длиной волны 290 нм. Поглощенный свет приводит к образованию радикалов и сопровождается процессом деструкции :

Озонное старение

При взаимодействии солнечного УФ-излучения с кислородом воздуха происходит образование озона. Озон, являясь сильным окислителем, вступает в химическую реакцию с органическими молекулами полимерного материала, и таким образом протекает процесс озонного старения. Скорость реакции озона со связью С=С значительно выше, чем со связью С-С, вследствие чего реакция озонного старения идет по двойным связям:

где k 1 - константа скорости первой стадии процесса озонного старения.

Данная стадия старения протекает быстро уже при отрицательных температурах.

- возможна стадия образования молозонида

где k 2 - константа скорости процесса образования молозонида;

Или при взаимодействии с молекулой олефина может образоваться исходный продукт по реакции

где k 3 - константа скорости процесса образования исходных продуктов.

В случае предельных соединений озон является инициатором обычной реакции окисления:

Воздействие солнечной радиации приводит к значительному перегреву образцов материалов в процессе эксплуатации и может достигать 50°С в зависимости от коэффициента черноты материала .

За счет разогрева образца солнечным излучением также может протекать процесс термодеструкции и термоокислительной деструкции.

Термическая деструкция

Различают два типа распада полимерной цепи: деполимеризация и распад по закону случая, когда разрыв любой связи в полимерной цепи равновероятен. Деполимеризация протекает с конца макромолекулы, распад по закону случая - с середины.

Константа скорости отщепления мономера от концевого радикала для процесса термодеструкции рассчитывается по формуле:

K ≈10 13 ·e -Е / RT ,

где 10 13 - предэкспоненциальный множитель, равный числу колебаний атомов А и В в связи А -В ; Е =Е р -q , Е р - энергия активации присоединения мономера к макромолекуле; q - теплота присоединения мономера к макрорадикалу.

Таким образом, чем меньше значение q , тем выше вероятность деполимеризации.

Рассмотрим общий вид механизма термораспада полимера состава

~СН 2 -СНХ -СН 2 -СНХ ~.

Распад полимера по цепному механизму начинается со стадии инициирования и идет по случайному закону:

~СН 2 -СНХ -СН 2 -СНХ ~~CH 2 -ĊHX +ĊH 2 -CHX ~,

где Х - боковой заместитель (атом или группа); K 1 - константа скорости стадии инициирования процесса термораспада полимера.

После распада макромолекулы полимера образуются два макрорадикала, в дальнейшем макрорадикал может подвергаться процессу деполимеризации с образованием мономера:

~СН 2 -СНХ -СН 2 -ĊНХ ~~CH 2 -ĊHX +CH 2 =CHX ~,

где K 2 - константа скорости стадии деполимеризации макрорадикала.

~СНХ -СН 2 -СХ Н-СН 2 -ĊХ Н~~СНХ -СН 2 -ĊХ -СН 2 -СН 2 Х ,

где K 3 - константа скорости стадии внутримолекулярной передачи цепи;

~СН 2 -ĊХ -СН 2 -СН 2 Х +~СН 2 -СНХ -СН 2 -СНХ ~~СН 2 -СНХ -СН 2 -СН 2 Х +

+~СН 2 -ĊХ -СН 2 -СНХ ~,

где K 4 - константа скорости стадии межмолекулярной передачи цепи.

Стадия деструкции макромолекулы протекает следующим образом:

~СН 2 -ĊХ -СН 2 -СНХ -СН 2 -СНХ ~~СН 2 -СНХ =СН 2 +ĊНХ -СН 2 -СНХ ~,

где K 5 - константа скорости стадии деструкции макромолекулы.

При встрече двух радикалов протекает процесс обрыва цепей:

Ṙ+Ṙ R-R или RH+олефин,

где K 6 - константа скорости стадии обрыва цепей.

Одним из вариантов термодеструкции полимера является распад по ионному механизму. Примером такого механизма может служить распад поливинилхлорида (ПВХ).

В процессе повышения температуры отщепляется молекула HCl и образуется связь >С=С<:

~СН 2 -СНCl-СН 2 -СНCl-СН 2 ~~СН 2 -СНCl-СН=СН-СН 2 ~.

Группировка >С=С< значительно ускоряет процесс дегидрохлорирования, который в дальнейшем протекает по атому Cl, ближайшему к двойной связи:

~СН 2 -СНCl-СН=СН~~СН=СН-СН=СН~+НCl.

Термоокислительная деструкция

Термоокислительная деструкция - процесс, происходящий при одновременном воздействии кислорода и температуры:

Первой стадией процесса термоокислительной деструкции соединения RH является зарождение цепей, которое сопровождается протеканием в жидкой фазе реакций с образованием гидропероксидов

А затем - вырожденное разветвление цепей

Окончанием процесса термоокислительной деструкции является стадия обрыва цепей, которая может протекать по одной из реакций

где k O ¢ , k O ʺ , k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 , k 6 - константы скорости соответствующих возможных реакций процесса термоокислительной деструкции.

Константа скорости k 1 на порядки превышает значение k 2 , при этом пероксидных радикалов RO 2 . значительно больше, чем алкильных радикалов R . , так скорость окисления W рассчитывается по уравнению:

где w i - скорость инициирования процесса окисления.

Методы проведения климатических испытаний

В настоящее время существует различная нормативно-техническая документация, регламентирующая проведение испытаний на воздействие солнечного излучения как в натурных, так и лабораторных условиях. Актуальность проведения испытаний на воздействие солнечного излучения весьма высока, однако выбор метода испытания в зависимости от условий предполагаемой эксплуатации является сложным вопросом.

Натурные климатические испытания

Наиболее достоверным методом определения стойкости материала к факторам климата являются натурные испытания, при которых происходит комплексное воздействие климатических факторов. Основным нормативно-техническим документом, регламентирующим проведение испытаний полимерных материалов в России, является ГОСТ 9.708-83, который определяет проведение испытаний на климатических станциях в течение заданного времени. Его зарубежными аналогами являются стандарты ASTM G7/G7M и ASTM D 1435, основное отличие которых от ГОСТ 9.708-83 состоит в угле наклона стенда для натурных испытаний. Отечественный ГОСТ 9.708-83 регламентирует угол наклона стенда, равный широте размещения климатической станции. В табл. 1 приведены углы наклона поверхности испытываемых образцов к линии горизонта.

Таблица 1

Углы наклона поверхности испытываемых образцов к линии горизонта

Стандарты ASTM G7/G7M и ASTM D 1435 регламентируют угол наклона 45 град относительно линии горизонта. Оба подхода имеют свои положительные и отрицательные стороны, требование ГОСТ 9.708-83 подкрепляется наибольшей продолжительностью воздействия УФ-излучения на образцы материалов. В случае с ASTM G7/G7M и ASTM D 1435 данное значение наклона стенда способствует попаданию наибольшей части УФ-излучения в течение дня и смыву с поверхности образцов частиц пыли. Один и тот же угол наклона стенда позволяет более корректно сопоставлять получаемые результаты в различных климатических зонах.

В обоснованных случаях, которые регламентируются в нормативной документации на материал и местом проведения экспозиции, допускается расположение образцов горизонтально или под углом 90 град к горизонту. Способ крепления образцов на стенде показан на рис. 2. Однако при испытании образцов, расположенных под углом 90 град, на них могут осаждаться частички пыли, которые препятствуют проникновению УФ-излучения к материалу.

Требования к размещению образцов в отечественной и зарубежной нормативно-технической документации схожи:

Образцы ПМ должны быть размещены на атмосферном стенде по направлению на юг;

Не допускается соприкосновение образцов друг с другом;

Материал, из которого изготовлен ложемент, должен быть инертен по отношению к образцам;

Необходимо обеспечивать устойчивость крепления образцов к атмосферным явлениям (порывы ветра, воздействие снега и др.);

На образцах не допускаются точки (зоны) с концентрированной механической нагрузкой (испытание образцов в свободном состоянии);

Схема крепления образцов должна обеспечивать свободную рециркуляцию воздуха вокруг них;

На атмосферный стенд не должна падать тень в светлое время суток, а также не должно быть воздействия искусственного источника света в темноте.

На рис. 3 приставлена схема размещения образцов полимерных материалов в соответствии с ГОСТ 9.708-83.

Рис. 2. Проведение испытаний образцов материалов в соответствии со стандартами
ASTM G7/G7M и ASTM D 1435

Рис. 3. Схема кассеты для крепления образцов на стенде:

1 - образец в форме диска; 2 - образец в форме лопатки; 3 - образец в форме бруска; h 1 - высота рамки для образца 1 ; h 2 - высота рамки для образца 2

Основным недостатком испытаний материалов в натурных условиях является их большая продолжительность. Однако год от года значения климатических факторов могут отличаться, поэтому истинные значения изменений показателей, определяющих срок службы материала, могут быть получены только усреднением изменений за многолетний период. В соответствии с ГОСТ 15150-69 определение эффективных значений температурно-влажностного комплекса и построение климатограммы для представительной точки географического района возможно за период не менее 10 лет.

Одним из примеров воздействия УФ-излучения в сочетании с другими факторами климата может служить изменение свойств поверхности стеклопластика СТ-69Н-15П на основе универсального эпоксидного связующего ЭДТ-69Н и полой стеклоткани Т-15П после проведения натурных испытаний в течение 3 лет , при которых определены зависимости изменения значений массы и блеска.

Образцы стеклопластика проходили натурную экспозицию в МЦКИ ВИАМ (промышленная атмосфера умеренного климата) согласно ГОСТ 9.708-83. Контроль изменения массы и блеска проводили с периодичностью 1, 3, 6, 9 и 12 мес, далее - не реже одного раза в год. На рис. 4 представлена зависимость изменения блеска и массы образца стеклопластика СТ-69Н-15П в процессе проведения натурных климатических испытаний.

Согласно ММ1.595-20-361-2008 проводили определение изменения массы образцов с учетом увеличения массы образца за счет сорбции атмосферной влаги и снижения - за счет эрозии поверхности образца. Получена зависимость между климатическими сезонами, убылью массы образцов в результате эрозии поверхности и значениями блеска (рис. 4). Основными причинами эрозии поверхности можно считать фотохимическое воздействие солнечного излучения, механическое воздействие при выпадении осадков, песка и пыли, переносимых ветром. В зимний период образцы покрыты слоем снега и льда и таким образом защищены от прямого воздействия солнечной радиации, песка и пыли. Изменение массы образцов в зимние периоды 2007-2008 и 2008-2009 гг. минимально, поэтому и изменения блеска не наблюдается. Весной за счет нагрева солнечной радиацией температура образцов повышается выше нулевой отметки, при этом на их поверхности образуется водяная пленка. Влага проникает в дефекты поверхности образца и при замерзании может привести к их увеличению. После года натурной экспозиции за счет эрозии поверхностного слоя материала произошло оголение стекловолокна на лицевой стороне и частичное - на обратной. На основе полученных данных можно сделать вывод, что по изменению блеска можно судить о степени повреждения поверхности материала при его натурной экспозиции.

Рис. 4. Изменение массы (● ) и блеска на лицевой (■ ) и обратной (▲ ) стороне в процессе натурных испытаний стеклопластика СТ-69Н-15П

На рис. 5 представлено изменение поверхности стеклопластика СТ-69Н-15П. В исходном состоянии стекловолокно равномерно покрыто слоем связующего, после проведения натурных испытаний в течение 5 лет происходит обнажение стекловолокна. Вследствие выхода на поверхность материала открытых нитей стеклянного наполнителя значение величины блеска при экспозиции меняется незначительно. На обратной стороне материала волокно обнажается частично за счет меньшего воздействия осадков и отсутствия солнечной радиации.

Рис. 5 Внешний вид (×40) изменения поверхности стеклопластика СТ-69Н-15П (а-в ) и
ВПС-31 (г ) в зависимости от срока экспозиции:

а - исходное состояние; б , в - соответственно лицевая и обратная сторона после 5 лет натурной экспозиции; г - после 8 лет экспозиции

У стеклопластика ВПС-31 после 8 лет натурной экспозиции эрозия проникает вглубь материала, происходит оголение все больших слоев наполнителя на поверхности (рис. 5, г ), это является косвенным показателем изменения прочности материала.

Ускоренные климатические испытания

Для сокращения сроков испытаний и сравнения данных о стойкости различных материалов к воздействию климатических факторов применяют ускоренные климатические испытания в лабораторных условиях. Современное испытательное оборудование позволяет искусственно создавать условия как для форсированного воздействия отдельных климатических или эксплуатационных факторов, так и создавать условия экспонирования, которые будут максимально приближены к реальным условиям эксплуатации, хранения и транспортировки. Действие каждого из приведенных факторов по отдельности может не оказать существенного влияния на свойства материала или изделия. Однако совместное влияние нескольких факторов может привести как к усилению воздействия, так и к ослаблению. Значительно больший эффект от воздействия климатических факторов можно получить также, если применять не статические режимы лабораторных испытаний, а динамические - например, изменение температуры (особенно с переходом через нулевое значение) и влажности воздуха, циклические изменения, имитирующие смену дня и ночи или времен года.

В настоящее время для определения устойчивости к старению под воздействием факторов светопогоды в лабораторных условиях применяется несколько российских и международных стандартов. Действующие российские стандарты следует разделить по объектам испытаний: испытания технических изделий и испытания материалов. Например, ГОСТ 16962.1-89 и ГОСТ 20.57.406-81 регламентируют испытания электротехнических изделий и изделий электронной техники, ГОСТ Р 51370-99 описывает методы испытаний любых технических изделий, ГОСТ 9.708-83 распространяется на пластмассы, ГОСТ 9.401-91 описывает методы испытаний лакокрасочных покрытий.

Ускоренные испытания в камере солнечной радиации проводятся несколькими методами:

1. Если определяется только фотохимическая стабильность, то испытания проводятся при непрерывном воздействии излучения. В течение всего испытания контролируется плотность потока излучения. Влажность в камере не нормируется и не контролируется. Дождевания образцов не производится. Критерием окончания испытаний является либо время выдержки образца в камере, либо накопление определенной дозы излучения.

2. Наряду с фотохимической стабильностью определяется стабильность материалов и изделий к воздействию повышенной температуры и изменений температуры.

3. Если необходимо проводить комплексные испытания, приближенные к натурным, то, наряду с облучением, образцы подвергаются воздействию повышенной влажности, циклической смене температуры и дождеванию. Облучение в этом случае может производиться в циклическом режиме, имитируя дневной и ночной периоды.

Фотохимическое воздействие облучения определяется интенсивностью и дозой УФ-излучения. Поскольку УФ-излучение имеет наибольшую энергию, то интенсивность излучения с длиной волны ˂400 нм будет определять степень фотохимического воздействия на образцы. С другой стороны, на поверхности Земли доля излучения с длиной волны ˂300 нм крайне незначительна. В связи с этим особое внимание уделяется источнику излучения, имитирующему солнечный свет. Ксеноновая газоразрядная лампа высокого давления может обеспечить наилучшую имитацию солнечной радиации. Сравнение излучения ксеноновой лампы с солнечным излучением при различных величинах толщины воздушной (оптической) массы представлено на рис. 6.

Рис. 6. Сравнение излучения ксеноновой лампы (КЛ) со спектром солнечного излучения при различной толщине воздушной (оптической) массы (М ) и интенсивности солнечного излучения на поверхности Земли при условии отсутствия (М =0) и присутствия (М =1) земной атмосферы, в плоскости, перпендикулярной направлению излучения (солнце в зените), а также в присутствии земной атмосферы М =2, когда прямые солнечные лучи падают под углом 30 град к горизонту

Для российских стандартов на ускоренные испытания принята стандартная величина интегральной плотности потока излучения, равная 1120 Вт/м 2 . Распределение плотности потока излучения по интервалам длин волн также стандартизовано и представлено в табл. 2.

Таблица 2

Распределение плотности потока излучения по интервалам длин волн

Примечание. Если применяемый источник излучения обеспечивает непрерывность во всей области спектра излучения, то допускается проверять характеристику излучения только по значениям интегральной поверхностной плотности потока излучения и по поверхностной плотности ультрафиолетовой части спектра; в этом случае допускаемые отклонения не превышают соответственно ±10 и 25%.

При проведении испытаний в соответствии с российскими стандартами источник излучения (ксеноновая лампа) всегда работает в одном, стандартном режиме. Изменение плотности потока излучения не допускается.

Стандарты США также ссылаются на эталонное спектральное распределение плотности потока солнечного излучения. Характеристики эталонного распределения представлены в стандарте ASTM G 177 или в более ранней версии этого стандарта - CIE-Publication Number 85.

Эталонное распределение плотностей потока излучения для стандартов США является справочным, и при проведении испытаний не требуется строгое соблюдение представленного в табл. 3 распределения. Однако должно быть соблюдено соотношение плотностей потока излучения в различных диапазонах длин волн. Так, доля УФ-излучения в суммарном видимом и УФ-излучении составляет 9,8% согласно стандарту ASTM G 177.

Таблица 3

Эталонное распределение плотностей потока излучения

Плотность потока излучения для американских и международных стандартов выбирается исходя из чувствительности материала к излучению. Наиболее часто применяется режим облучения с плотностью потока 0,35 Вт/(м 2 ·нм) для длины волны 340 нм (это соответствует 40 Вт/м 2 для всего УФ-диапазона). В соответствии с международными стандартами ISO 4892 и ISO 11341, при стандартных испытаниях применяется плотность потока УФ-излучения 60 Вт/м 2 в интервале длин волн 300-400 нм. Для российских ГОСТ характерны бо́льшие значения плотности потока УФ-излучения:
68 Вт/м 2 в области длин волн ˂400 нм. Если для ускоренных испытаний используются ксеноновые лампы со стабильным спектром излучения, то величина плотности тока 68 Вт/м 2 в интервале длин волн 280-400 нм (или ˂400 нм) соответствует плотности потока УФ-излучения 65 Вт/м 2 в интервале длин волн 300-400 нм. Более высокая плотность потока излучения обеспечивает более быстрое накопление необходимой дозы излучения, а следовательно, и сокращение продолжительности ускоренных испытаний. Основываясь на различиях в плотности потока излучения для стандартных испытаний, можно было бы сделать вывод о том, что российские стандарты являются более жесткими по условиям воздействия на материалы, однако следует отметить, что стандарт ISO 4892 позволяет при необходимости проводить испытания при плотности потока УФ-излучения до 180 Вт/м 2 . Стандарт ASTM G 155 позволяет испытывать ПМ в еще более широком диапазоне плотностей потока излучения. Такие испытания можно проводить при плотности потока излучения 0,35 и 0,55 Вт/(м 2 ·нм) - для длины волны 340 нм, а также при плотности потока излучения 180 Вт/м 2 - в интервале длин волн 300-400 нм. Это делает иностранные стандарты более гибкими и позволяет подобрать такое значение интенсивности излучения, которое для каждого материала обеспечивает максимальную скорость накопления дозы излучения, и в то же время не вносит изменений в механизм фотохимического старения полимера, а также позволяет разделить механизмы теплового и фотохимического старения.

Если наряду с фотохимическим воздействием необходимо определить воздействие тепловых напряжений, возникающих в материале или изделии под действием солнечного излучения, то необходимо применять циклические методы испытаний. Воздействие теплового излучения вызывает локальный разогрев облучаемой поверхности. Степень воздействия теплового излучения проще и эффективней всего определять по температуре «черной панели». Чем выше интенсивность излучения, тем больше будет разница между температурой поверхности и температурой воздуха в испытательной камере. Применяя принудительную циркуляцию воздуха в рабочем объеме камеры, можно уменьшить разницу температур на поверхности и в глубине образца. Однако в случае оценки возникающих под действием солнечных лучей напряжений необходимо проводить испытания с минимальной скоростью потока воздуха в камере.

При оценке устойчивости изделия или материала к совместному воздействию изменения температуры и фотохимического старения испытания проводятся циклами. Варианты циклических испытаний представлены на рис. 7. Каждый из циклов имеет продолжительность 24 ч и включает фазу облучения, когда поверхность образца нагревается, и фазу темноты, когда поверхность остывает. Максимальная температура, до которой может разогреваться поверхность образца, зависит от климатического исполнения изделия.

При комплексном воздействии на образцы температуры, влажности, дождевания в соответствии с ГОСТ 9.708 температуру «черной панели» и относительную влажность в камере, в зависимости от типа испытуемой пластмассы и цели испытаний, выбирают из следующего ряда: 45, 55, 65°С и 35, 50, 65, 90%.

Значения температуры и влажности устанавливают в соответствии со стандартами или техническими условиями на пластмассы.

При необходимости дополнительного увлажнения образцов проводят дождевание в соответствии с данными табл. 4.

Таблица 4

Режимы дополнительного увлажнения в камере светопогоды

В соответствии со стандартом ASTM G 155 наиболее часто применяемый метод испытаний имеет следующие параметры: температура «черной панели» 63°С, период орошения 18 мин, продолжительность сухого периода 102 мин. Температура и влажность воздуха в камере не контролируются.

В соответствии со стандартом ISO 4892 стандартный метод испытаний имеет следующие параметры: температура черной панели 63°С, период орошения 18 мин, продолжительность сухого периода 102 мин. Температура воздуха в камере 38°С, влажность воздуха 50% (для материалов, чувствительных к воздействию влаги, рекомендуется значение относительной влажности 65%).

Выбирая режим облучения образцов (при имитации естественных условий), необходимо опираться не только на фотохимическое воздействие ультрафиолетовой части солнечного света, но и на тепловое воздействие излучения, а также на действие влажности воздуха и орошения. В случае использования повышенных плотностей потока излучения влажность воздуха в камере будет ниже, а следовательно, и степень воздействия влаги на материал уменьшится. Если материал является чувствительным к воздействию влажности, следует выбирать для испытаний эффективные значения как влажности воздуха, так и плотности потока излучения.

Рис. 7. Варианты циклического изменения температуры при испытаниях на термическое растрескивание

Продолжительность испытаний обычно определяется дозой УФ-излучения, которую должен накопить образец.

Заключение

Для всех материалов, эксплуатация и хранение которых предполагается на открытом воздухе, требуется применение комплексных методов испытаний на воздействие нескольких климатических факторов.

На основании проанализированных нормативных актов России, США и международных стандартов можно сделать вывод о том, что зарубежная нормативная база является более гибкой по сравнению с российскими стандартами. Обновление нормативных документов за рубежом проводится с интервалом в 1-2 года, что позволяет привлекать к проведению испытаний обновленное и усовершенствованное испытательное оборудование, а также корректировать интенсивность и продолжительность воздействующих факторов в соответствии с характеристиками вновь разработанных материалов.

Принимая во внимание все вышеизложенное, требуется разработка новых и пересмотр действующих на территории Российской Федерации ГОСТ, последняя актуализация которых прошла еще в девяностые годы двадцатого века.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCE LIST

1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33.
2. Каблов Е.Н. Современные материалы – основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10–15.
3. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520–530.

5. Каблов Е.Н., Гуняев Г.М. Туманов А.Т. – инициатор создания композитов // Композиционные материалы в авиакосмическом материаловедении: сб. тез. докл. Межотрасл. науч.-технич. конф. М.: ВИАМ, 2009. С. 6–9.
6. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Чурсова Л.В., Коган Д.И. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 38–42.
7. Кириллов В.Н., Вапиров Ю.М., Дрозд Е.А. Исследование атмосферной стойкости полимерных композиционных материалов в условиях атмосферы теплого влажного и умеренно теплого климата // Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 31–38.
8. Сорокин А.Е., Бейдер Э.Я., Перфилова Д.Н. Влияние климатических факторов на свойства углепластика на полифениленсульфидном связующем // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №1. Ст. 10. URL: http://www..09.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-10-10.
9. Войнов С.И., Железина Г.Ф., Соловьева Н.А., Ямщикова Г.А., Тимошина Л.Н. Влияние внешней среды на свойства углепластика, полученного методом пропитки под давлением (RTM) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 08. URL: http://www..09.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-8-8.
10. Ткачук А.И., Гребенева Т.А., Чурсова Л.В., Панина Н.Н. Термопластичные связующие. Настоящее и будущее // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №11. Ст. 07. URL: http://www..09.2015).
11. Ефимов В.А., Шведкова А.К., Коренькова Т.Г., Кириллов В.Н. Исследование полимерных конструкционных материалов при воздействии климатических факторов и нагрузок в лабораторных и натурных условиях // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 05. URL: http://www..09.2015).
12. Кулезнев В.Н., Ушакова О.Б. Структура и механические свойства полимеров. М.: МИТХТ, 2006. 86 с.
13. Архиреев В.П. Старение и стабилизация полимеров. Казань: КГТУ, 2002. 88 с.
14. Кириллов В.Н., Ефимов В.А., Николаев Е.В., Шведкова А.К., Коренькова Т.Г., Деев И.С. К вопросу о методике проведения натурных климатических испытаний полимерных композиционных материалов // Сб. докладов VIII науч. конф. по гидроавиации «Гидроавиасалон–2010». М., 2010. Ч. II. С. 102–106.
15. Николаев Е.В., Кириллов В.Н., Ефимов В.А., Гращенков Д.В. Московский центр климатических испытаний ФГУП «ВИАМ» – региональный центр испытаний материалов в представительной зоне умеренного климата» // Сб. докладов IX науч. конф. по гидроавиации «Гидроавиасалон–2012». М. 2012. Ч. II. С. 202–208.

1. Kablov E.N. Innovacionnye razrabotki FGUP «VIAM» GNC RF po realizacii «Strategicheskih napravlenij razvitiya materialov i tehnologij ih pererabotki na period do 2030 goda» // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2015. №1 (34). S. 3–33.
2. Kablov E.N. Sovremennye materialy – osnova innovacionnoj modernizacii Rossii // Metally Evrazii. 2012. №3. S. 10–15.
3. Kablov E.N. Materialy i himicheskie tehnologii dlya aviacionnoj tehniki // Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2012. T. 82. №6. S. 520–530.
4. Mishra G., Mohapatra S.R., Behera P.R., Dash B., Mohanty U.K., Ray B.C. Environmental stability of GFRP laminated composites: an emphasis on mechanical behaviour // Aircraft Eng. and Aerosp. technol. 2010. V. 82. №4. P. 258–266.
5. Kablov E.N., Gunyaev G.M. Tumanov A.T. – iniciator sozdaniya kompozitov // Kompozicionnye materialy v aviakosmicheskom materialovedenii: sb. tez. dokl. Mezhotrasl. nauch.-tehnich. konf. M.: VIAM, 2009. S. 6–9.
6. Muhametov R.R., Ahmadieva K.R., Chursova L.V., Kogan D.I. Novye polimernye svyazujushhie dlya perspektivnyh metodov izgotovleniya konstrukcionnyh voloknistyh PKM //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2011. №2. S. 38–42.
7 Kirillov V.N., Vapirov Yu.M., Drozd E.A. Issledovanie atmosfernoj stojkosti polimernyh kompozicionnyh materialov v usloviyah atmosfery teplogo vlazhnogo i umerenno teplogo klimata // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2012. №4. S. 31–38.
8. Sorokin A.E., Bejder E.Ya., Perfilova D.N. Vliyanie klimaticheskih faktorov na svojstva ugleplastika na polifenilensulfidnom svyazuyushhem // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tehnich. zhurn. 2015. №1. St. 10. Available at: http://www.. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-10-10.
9. Voinov S.I., Zhelezina G.F., Soloveva N.A., Yamshhikova G.A., Timoshina L.N. Vliyanie vneshnej sredy na svojstva ugleplastika, poluchennogo metodom propitki pod davleniem (RTM) // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tehnich. zhurn. 2015. №2. St. 08. Available at: http://www.. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-8-8.
10. Tkachuk A.I., Grebeneva T.A., Chursova L.V., Panina N.N. Termoplastichnye svyazuyushhie. Nastoyashhee i budushhee // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tehnich. zhurn. 2013. №11. St. 07. Available at: http://www..
11. Efimov V.A., Shvedkova A.K., Korenkova T.G., Kirillov V.N. Issledovanie polimernyh konstrukcionnyh materialov pri vozdejstvii klimaticheskih faktorov i nagruzok v laboratornyh i naturnyh usloviyah // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tehnich. zhurn. 2013. №1. St. 05. Available at: http://.
12. Kuleznev V.N., Ushakova O.B. Struktura i mehanicheskie svojstva polimerov . M.: MITHT, 2006. 86 s.
13. Arhireev V.P. Starenie i stabilizaciya polimerov . Kazan: KGTU, 2002. 88 s.
14. Kirillov V.N., Efimov V.A., Nikolaev E.V., Shvedkova A.K., Korenkova T.G., Deev I.S. K voprosu o metodike provedeniya naturnyh klimaticheskih ispytanij polimernyh kompozicionnyh materialov // Sb. dokladov VIII nauch. konf. po gidroaviacii «Gidroaviasalon–2010». M., 2010. Ch. II. S. 102–106.
15. Nikolaev E.V., Kirillov V.N., Efimov V.A., Grashhenkov D.V. Moskovskij centr klimaticheskih ispytanij FGUP «VIAM» – regionalnyj centr ispytanij materialov v predstavitelnoj zone umerennogo klimata» // Sb. dokladov IX nauch. konf. po gidroaviacii «Gidroaviasalon–2012». M. 2012. Ch. II. S. 202–208.

Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.

Начиная с истоков человеческой цивилизации, роль и значение Солнца привлекали особое внимание людей. Население всех древних сообществ обожествляло Солнце, придавало ему чудодейственные свойства.

Шли века и примитивное языческо-мистическое преклонение перед таинственным Светилом постепенно уступало месту объективным научным сведениям о нем.

По современным представлениям, Солнце представляет собой гигантский (диаметром почти 1,5 миллиона километров) газовый шар, в недрах которого при температуре, достигающей огромных величин (только на внешней поверхности температура достигает 6000 градусов!) происходят термоядерные реакции. Как образно выражаются некоторые ученые «Солнце - это огромный атомный реактор, находящийся на безопасном расстоянии от Земли». Землю отделяет от Солнца фантастическое расстояние - более 150 миллионов километров, но тем не менее все живое на Земле ощущает на себе его влияние...

Совокупность различных (в том числе опасных для здоровья) излучений, частиц, магнитных полей, извергаемых Солнцем в межпланетное пространство, получила название «солнечного ветра». Через 3-4 дня после событий на Солнце (а иногда и быстрее) этот ветер достигает и поверхности Земли. Действие Солнца на здоровье человека определяется природой и свойствами основных составляющих его излучения, доходящих до Земли. К ним, в частности, относятся видимый свет, инфракрасная и ультрафиолетовая радиация.

Длинноволновая видимая радиация (солнечный свет) обеспечивает зрительное восприятие предметов, ориентацию в окружающем пространстве. Видимое световое излучение воспринимается также поверхностью кожи. Воздействуя на неё оно создает тепловой эффект, в избыточном количестве являясь причиной солнечных ожогов. Инфракрасная радиация проникает в кожу на глубину от 0,1 до 10-12 миллиметров.

При этом возникает выраженный тепловой эффект, расширяются кровеносные сосуды, усиливаются кожное дыхание и интенсивность кровообращения, стимулируется образование и всасывание биологически активных веществ. Лечебные дозы инфракрасного облучения широко используют в физиотерапии различных заболеваний. Терапевтический эффект ИК-излучения как раз и обусловлен перепадом температур на поверхности кожи и глубже, что и активизирует деятельность терморегулирующей системы.

Биологически наиболее активной частью солнечного спектра является ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовые лучи обладают более короткой длиной волны, чем лучи видимого света, и подразделяются на три класса: лучи A (УФA); лучи В (УФB); лучи С (УФC). Опасные для жизни лучи УФC, благодаря озоновому слою, поверхности Земли не достигают. Взаимоотношения и мощность лучей УФA и УФB обычно колеблется и зависит, например, от времени дня и года, степени загрязнения воздуха, географической широты и интенсивности отражения света (вода, снег и т.д.).

Солнечные лучи обеспечивают тепло и свет, которые улучшают общее самочувствие и стимулируют кровообращение. Общее положительное влияние на здоровье оказывает средневолновая часть УФ радиации (с максимумом такого влияния при длине волны 297 нм). Под её влиянием в коже образуются биологически активные соединения, стимулирующие вегетативную нервную систему, восстановительные процессы в поврежденных тканях, усиливающие образование гемоглобина, антител, защитных клеток крови, рост волос, ногтей, костной ткани, уменьшается чувствительность организма к действию токсических веществ, ускоряются общие процессы восстановления и выздоровления.

Витаминообразующее влияние УФИ прежде всего связано с его влиянием на синтез витамина Д (кальциферола). Наличие этого витамина необходимо для поддержания постоянного уровня в крови кальция. При недостатке кальция в крови, он «вымывается» из костной ткани, приводя к её истончению (остеопорозу). У детей может возникнуть известное заболевание - рахит, в дальнейшем приводящий к тяжелым деформациям скелета и другим неблагоприятным последствиям. Для предотвращения таких последствий, необходимо чтобы удовлетворялась физиологическая потребность организма в витамине Д. Она составляет 20-30 микрограмм в сутки.

Однако, обеспечит её только за счет продуктов питания трудно, поскольку даже в основных пищевых источниках витамина Д его относительно мало. Так, желток куриного яйца содержит 3-8 мкг витамина Д, стакан молока - примерно 0,5 мкг, 1 грамм рыбьего жира - 3-4 мкг. В большинстве других продуктов повседневного питания содержание витамина Д еще ниже. Помочь в этой ситуации способно Солнце, его ультрафиолетовая составляющая. Оказывается, что в коже содержится химический предшественник витамина Д - дегидрохолестерин.

Под действием ультрафиолетового излучения он преобразуется в витамин Д (кальциферол), компенсируя его «недопоставку» за счет продуктов питания. Кроме участия в кальциевом обмене, витамин Д необходим для работы эндокринных органов - щитовидной и паращитовидной желез, надпочечников, гипофиза, и обмена холестерина, подерживает функции иммунной системы; обладает антиоксидантной активностью.

Чем меньше солнца, тем тяжелее течение астмы, выяснили ученые из Гарвардской медицинской школы. В ходе исследования они сравнили концентрацию витамина D и функцию легких у 616 детей, страдающих бронхиальной астмой. Оказалось, что чем ниже уровень витамина, тем чаще дети попадали в больницу с обострением заболевания. Также у них была более выражена реакция на различные аллергены - от пыльцы до пылевых клещей. «90% витамина D синтезируется под действием ультрафиолета, поэтому астматикам очень полезны прогулки под солнечными лучами в безопасные часы», - советуют ученые.

Ультрафиолетовому излучению присуще и дезинфицирующее (бактерицидное) действие, наиболее сильное в диапазоне 180-280 нм. Это облучение губительно действует на большинство видов патогенных бактерий, на многие вирусы и грибы, и потому, широко используется для обеззараживания воздуха операционных и других больничных помещений, а также в лечебной практике.

Кроме вышеперечисленного, солнечные лучи стимулируют продукцию специальных веществ - эндорфинов, которые поднимают уровень настроения и в целом положительно влияют на эмоциональное состояние. Дефицит природной солнечной радиации (в связи с климатическими условиями, возрастом, различными заболеваниями, вынужденным длительным пребыванием в замкнутых помещениях) сопряжен с неблагоприятными последствиями. Он пагубно влияет на общее самочувствие человека, его нервно-психический тонус, снижает умственную и физическую работоспособность, сопротивляемость к инфекционным и другим заболеваниям, усиливает опасность переломов и других поражений опорно-двигательного аппарата, замедляет выздоровление и восстановительные процессы.

Нехватка солнечного света сокращает жизнь, уверены ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (США). Они провели крупный обзор последних исследований, благодаря которому стало ясно - люди с самой низкой концентрацией витамина D в крови рискуют умереть раньше других.

Риск ранней смерти для них выше на 26%. Как считают ученые, недостаток витамина D способствует подъему артериального давления, нарушает обмен сахара, вызывает склонность к ожирению. «Витамин Д можно получить и из пищи, им особенно богаты молочные продукты, злаки и рыба, но лучшим средством для синтеза витамина являются солнечные ванны», - уверены ученые.

И все же, в условиях современной жизни, большая опасность для здоровья человека кроется не в недостаточном, а в избыточном солнечном облучении. Многие люди злоупотребляют им, в погоне за косметическим эффектом - долгими часами загорают, в солнечные дни без надлежащей защиты длительное время находятся на открытом воздухе.

Между тем специальные медицинские исследования однозначно выявили, что подобная неосмотрительность может иметь весьма пагубные последствия. Среди них - более высокий уровень злокачественных новообразований кожи (а по мнению отдельных ученых - и некоторых других органов) в регионах с высоким уровнем солнечной радиации, обострения и ухудшение течения сердечно-сосудистых и эндокринных заболеваний (в частности диабета), болезни глаз и др.

Действие ультрафиолетового излучения на кожу

Всем известно, что для здорового организма умеренное воздействие солнечных лучей очень даже полезно. Вместе с тем, излишек солнца может причинить значительный вред. Ежегодно ученые проводят множество исследований, последние из которых подтвердили тот факт, что ультрафиолет способен ускорить преждевременное старение кожи. Вокруг нас мы видим людей с разными оттенками кожи, более или менее загорелых.

Загар - это ничто иное, как находящее в коже защита от солнца, которой располагает человеческое тело. Ставшая в результате загара темной кожа является надежной защитой от солнечных лучей. Поэтому, при получении предварительного загара в солярии перед поездкой на юг ультрафиолетовые лучи типа В имеют большое значение. Ультрафиолетовые лучи типа А влияют на последующее потемнее уже выработанного в организме меланина. Загар кожи зависит от накопления в ней пигментного соединения - меланина, который образуется из аминокислоты тирозина с помощью фермента тирозиназы, обычно находящегося в связанном состоянии с другими соединениями.

Под влиянием УФ-излучения тирозиназа высвобождается и активизирует образование пигмента меланина. В этом процессе и заключается суть пигментообразущего («загарного») эффекта солнечного облучения. Следует, однако, заметить, что оздоровительное воздействие УФ излучения вовсе не обязательно требует манифестного подтверждения в виде интенсивного загара. Такое воздействие проявляется и в дозах облучения, значительно меньших «загарных».

УФA действуют на человека постоянно в течение всего года. Они активирует пигмент меланин, уже имеющийся в клетках верхнего слоя кожи. Это обуславливает загар, который появляется быстро, но также быстро исчезает. Кроме этого, УФ-лучи А способны проникать в глубокие слои кожи, повреждать ДНК и нарушать ее синтез, «разрушать» соединительную ткань, коллагеновые и эластиновые волокна, усиливать такие кожные реакции, как фототоксичность и фотоаллергия.

Как следствие, кожа постепенно теряет эластичность и приобретает морщины. По этой причине большие дозы УФA вызывают преждевременное старение. Кроме того, по данным последних научных исследований они могут повышать вероятность развития рака кожи. Механизмы этого явления до конца не ясны, однако наиболее популярные гипотезы полагают, что УФ-лучи A вызывает окислительный стресс в коже. УФ лучи А более коварны - они действуют незаметно, не вызывая у человека дискомфорта или болевых ощущений. Поэтому о их действии нужно не просто знать, но и все время помнить!

Именно эффективную защиту от лучей А специалисты считают основным средством сохранения молодости кожи. УФ лучи B стимулирует синтез нового меланина, который значительно увеличивает пигментацию в течение нескольких дней. Этот загар может сохраняться относительно долгое время. УФB также способствует утолщению эпидермиса. Поэтому УФB ответственен за реакции защищающие организм от последующего воздействия ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовые лучи спектра В (UVB-лучи) чаще вызывают рак кожи, чем лучи спектра А (UVA-лучи), сообщают ученые из Национального медицинского центра в Дюарте (США). По данным серии экспериментов, УФ-лучи В так сильно повреждают ДНК клеток, что она не может самовосстановиться. «После воздействия УФА-излучения ДНК способна к восстановлению, поэтому опасные мутации происходят значительно реже», - говорят ученые.

Избыточное действие солнечных лучей может привести к:

Солнечному ожогу. Высокие дозы ультрафиолета губительны для большинства клеток эпидермиса, а уцелевшие клетки оказываются повреждены. В лучшем случае солнечный ожог вызывает покраснение кожи, называемое эритемой. Она появляется вскоре после инсоляции и достигает максимальной интенсивности между 8 и 24 часами. В этом случае последствия исчезают в течение нескольких дней. Однако сильный загар может оставлять на коже болезненные пузыри и пятна белого цвета, новая кожа на месте которых лишена защиты и более чувствительна к повреждению ультрафиолетом.

Фотосенсибилизации. Небольшой процент населения обладают особенностью очень остро реагировать на ультрафиолетовое излучение. Даже минимальной дозы ультрафиолетового излучения достаточно для запуска у них аллергических реакций, приводящих к быстрому и сильному солнечному ожогу.

Фотосенсибилизация часто связывается с использованием некоторых медикаментов, включая некоторые нестероидные противовоспалительные препараты, болеутоляющие средства, транквилизаторы, пероральные противодиабетические средства, антибиотики и антидепрессанты. Некоторые пищевые и косметические продукты, такие как парфюмерия или мыла могут также содержать увеличивающие чувствительность к ультрафиолету компоненты.

Воздействие ультрафиолетового излучения на глаза

Глаза представляют собой единственную систему органов, допускающую возможность проникновения видимого света вглубь организма. В течение эволюции множество механизмов развилось, чтобы защитить этот очень чувствительный орган от вредных воздействий солнечных лучей, однако однако эти механизмы активизированы ярким видимым светом, а не ультрафиолетовыми лучами.

Поэтому, эффективность этих естественных механизмов защиты против воздействия ультрафиолета ограничена. Катаракта - ведущая причина слепоты в мире. Белки хрусталика накапливают пигменты, которые покрывают линзу и в конечном итоге приводят к слепоте. Каждый год около 16 миллионов человек в мире страдают от слепоты из-за потери прозрачности в хрусталике. По оценке ВОЗ до 20 % катаракты могут быть вызваны избыточным воздействием ультрафиолетового излучения и их можно избежать.

Правила «загорания»:

В умеренных широтах профилактический эффект солнечной радиации достигается уже через 10-15 минут открытого солнечного облучения, либо в солнечный день в затененном месте через 20 - 30 минут! Лучше всего солнечные ванны принимать в утренние часы.

Дело в том, что в утренние часы значительно ниже уровень инфракрасной составляющей солнечной радиации и ее избыточный тепловой эффект. К тому же, в утренние часы чище атмосферный воздух, выше (особенно у водных поверхностей) содержание положительно действующих аэроионов, и в эти часы не перегреваясь можно находится на природе больше времени, чем в середине дня. В любом случае, однако, легкий головной убор и хорошие солнцезащитные очки - обязательные атрибуты пребывания на солнце.

Дети младше трех лет не должны находиться под прямыми солнечными лучами. В детской коже еще недостаточно клеток, образующих пигмент - меланин, и роговой слой эпидермиса у них почти в два раза тоньше, чем у взрослых; таким образом, ультрафиолетовые лучи проникают глубже в кожу, вызывая появление ожогов и увеличивая риск развития рака кожи.

Если у вас чувствительная кожа, можно загорать в тени. Около 65% ультрафиолетовых лучей все равно достигнут вашей кожи, и вы получите мягкий загар. Помните, что даже одежда не может нас полностью защитить. Сухой хлопок пропускает 10% УФВ и 20% УФА, а если он влажный, то еще больше. Помните, что вода отражает только 5% солнечных лучей (песок - 20%). После плавания необходимо тщательно вытереть кожу; каждая маленькая капля воды может подействовать как увеличительное стекло, усиливая действие солнца и вызывая более сильный ожог.

Защитить себя от солнечных лучей не очень сложно. Для этого совсем не обязательно всю жизнь проводить в тени.

Следует соблюдать несколько простых правил:

• не оставаться на солнце слишком долгое время;
• избегать часов максимальной солнечной активности (с 11 до 17);
• использовать достаточное количество жидкости для профилактики обезвоживания организма;
• использовать антиоксидантные средства в период максимального пребывания на солнце;
• регулярно наносить на кожу солнцезащитные средства.

Из ассортимента корпорации «Сибирское здоровье» для уменьшения негативного влияния солнечных лучей могут использоваться следующие продукты: Антиоксидантные средства: БАД к пище «Истоки чистоты. Формула №3» , «ВитаСелен» , «НовоМин» .

Облучение - это одно из немногих воздействий, способных без посторонней помощи вызвать перерождение клеток. При проникновении непосредственно в клеточное ядро, и встречая там дефектный ген, излучение может немедленно привести к возникновению мутации клетки. С другой стороны, и этот факт имеет большее значение, излучение вызывает всплеск свободно-радикальной активности.

Свободные радикалы - это в основном ненасыщенные соединения кислорода, в которых недостает электронов. Это делает их агрессивными. Для обретения утраченной стабильности они выхватывают недостающие частицы отовсюду. При этом они разрушают жизненно важные молекулы, повреждают клеточные мембраны, наносят вред тканям. Молекулы, у которых отобрали электрон, в свою очередь тоже становятся радикалами.

Свободные радикалы препятствуют жизненно важным процессам, протекающим в клетке. Цепная реакция быстро распространяется вплоть до клеточного ядра, часто поражая и ДНК клеток. Если непосредственно затронуты гены, изменяется закодированная в них и переданная по наследству информация. Многие исследователи свободные радикалы считают виновниками многих болезней человека.

Считается, что именно они приводят к преждевременному старению, вызывают воспаления, атеросклероз, а также рак. Таким образом, использование антиоксидантных продуктов позволит снизить не только риск свободно-радикального поражения кожи, глаз и внутренних органов, но и замедлит возрастные измеения кожи, значительно усиливающиеся под влиянием избыточного воздействия солнечной радиации.

Серия солнцезащитных средств «СолнцеВита» содержит уникальные компоненты, позволяющие быть всегда уверенным в защищенности нашей кожи: они нейтрализуют действие свободных радикалов в коже, сохраняют естественный гидролипидный баланс кожи, предохраняя ее от пересушивания и повреждения, защищают нашу колжу от преждевременного старения.

Солнце основа жизни. Свет, тепло и энергия, излучаемые солнцем, делают его основой жизни для людей, животных и растений. Солнце дает нам силы, жизнерадостность, хорошее самочувствие и здоровье. Если сияет солнце, нас не так легко сломить. Давайте будем наслаждаться всеми благами, которые дает нам Солнце, но помнить о том, что у нас есть все, чтобы защитить себя от его неблагоприятного воздействия!

Над Землей грянет самая мощная за последние 20 лет магнитная буря

Сильнейшая за последние 20 лет магнитная буря накрывает Землю. Силовые потоки будут бушевать два дня. На нашу планету магнитная буря обрушилась из-за мощных вспышек на Солнце. Такая солнечная активность крайне опасна для космических аппаратов на орбите и представляет угрозу для здоровья людей на Земле.

Оригинал взят у bono60 в Избежания повторного переполоха для...
Адекватный разбор текущей ситуации -

Разбор что оно такое, как выделяют классы вспышек и т.д, для тех кто не в курсе - , за исключением, пожалуй, медаспекта, где по прежнему больше вопросов, чем ответов.

для чуствительных людей: мякотка прилетит завтра, но особо сташного, тпа сжигания линий(!?) магнитного поля, как пишут некоторые "просветители" не случится:)))

ПС. Незнайка! - засмеялся Стекляшкин. - Если бы от солнца оторвался кусок, он раздавил бы тебя в лепешку. Солнце ведь очень большое. Н.Носов.