— Солнечный свет содержит два основных типа невидимого УФ-излучения — А и В. Первое — это то, которое вызывает медленное старение кожи и может проходить даже через стекло. А вот спектр В непосредственно запускает производство «витамина солнца». К сожалению, он же провоцирует и солнечные ожоги, но не проникает через стекло, поэтому, чтобы получить свою порцию этого полезного элемента, нужно находиться на открытом воздухе, — рассказывает Валерий Литвинов, старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук.

Поскольку большинство жителей нашей страны проживает в регионах с низкой солнечной активностью, нехватка витамина D приобрела массовый характер. Восполнить его недостаток помогают специальные биодобавки, которые можно принимать как детям, так и взрослым.

— Многие люди, в попытке улучшить свое самочувствие, начинают принимать витамин D без консультации с врачом, думая, что, раз они живут, например, в северных регионах, значит, в их организме его недостаточно. На самом деле этот элемент мы получаем не только от солнечных лучей, но и из пищи: рыбы, яиц, молока, поэтому не у всех его мало. А вот передозировка очень опасна, так как он регулирует уровень кальция в организме, который начинает откладываться во внутренних органах и тканях, — объясняет эксперт.

Также контроль уровня витамина в крови требуется при наличии конкретных медицинских показаний или хронических патологий, особенно ЖКТ, влияющих на всасывание питательных веществ, поскольку они могут просто не усвоиться. Лабораторное исследование помогает определить, достаточна ли суточная норма или требуется ее увеличение под наблюдением врача.

При выборе «эликсира» нужно обратить внимание на важный нюанс: лучше отдавать предпочтение монопрепаратам, то есть тем, которые содержат только витамин D. Причина проста: так вы сможете точно контролировать его дозировку.

— Для взрослого человека, включая беременных женщин, стандартная профилактическая доза составляет 1000 международных единиц (МЕ) в сутки. Иногда эта доза может быть увеличена до 2000 МЕ, особенно при наличии факторов риска, таких как работа в условиях с полным отсутствием естественного света, темный цвет кожи или проживание в регионах с крайне малыми солнечными визитами. Эти дозировки считаются безопасными и не приводящими к гипервитаминозу. Для детей профилактическая норма обычно ниже – в районе 500-600 МЕ, но здесь ключевую роль играет масса тела ребенка и конкретные рекомендации, указанные на упаковке выбранной формы витамина. В любом случае, перед началом приема, особенно при наличии сомнений или хронических заболеваний, всегда необходимо проконсультироваться с врачом, — предупреждает Валерий Литвинов.

Несмотря на широкий ассортимент аптечных препаратов, все формы витамина D обладают одинаковой эффективностью. Разница — лишь в удобстве: капли подходят для младенцев, капсулы — для взрослых, а вкусные жевательные пастилки нравятся детям постарше.

«Витамин солнца» относится к жирорастворимым веществам, поэтому для оптимального усвоения его стоит сочетать с продуктами, содержащими полезные липиды (жиры), например, авокадо, орехи, жирная рыба. Даже небольшое количество растительного масла (оливковое, кокосовое и другие), принятое одновременно с витамином D, существенно повысит его биодоступность. Еще одним важным союзником является магний, он есть в орехах, шпинате, бобовых.

Из витаминов, которые можно употреблять одновременно, можно выделить K2.

— Витамин D обеспечивает усвоение кальция, в то время как витамин K2 выполняет роль проводника, направляя этот минерал непосредственно в костную ткань и предотвращая его накопление в сосудах. При дефиците K2 кальций может распределяться неправильно. Его природные источники включают твердые сыры и ферментированные продукты — квашеную капусту, кефир. Однако их совместный прием в виде добавок нежелателен: эти вещества конкурируют за одни механизмы усвоения, что снижает эффективность «солнечного» витамина, — говорит Валерий Литвинов, старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук.

Для целенаправленной и точной профилактики дефицита именно витамина D однокомпонентный БАД – более надежный выбор.

—  Не рекомендуется употребление в одном комплексе с некоторыми другими витаминами, например, A и E. Ряд микроэлементов, таких как кальций и железо, способны негативно влиять на этот процесс, — комментирует Валерий Литвинов.

По данным Lenta.ru, именно на зимний период приходится свыше 55% всех ДТП за год, что связано с ухудшением дорожных условий. Для обеспечения безопасности в России ежегодно применяются миллионы тонн антигололедных реагентов. Но после выполнения своей задачи химические компоненты этих материалов вместе с талым снегом попадают в придорожные почвы и водоемы. Это запускает процесс засоления, делая землю малопригодной для растений. Проблему усугубляет снегоуборочная техника, которая отбрасывает загрязненный снег на 50 метров от дороги, а ветер и брызги от колес разносят соли еще дальше, подвергая риску прилегающие поля, луга и леса.

Базовым и самым распространенным покрытием в борьбе с гололедом остается техническая соль (хлорид натрия). Ее используют при температурах до -15°C, расходуя в среднем 50-150 г/м². Главная проблема в том, что в сильные морозы смесь перестает работать и вмерзает в дорогу, образуя опасную скользкую корку. В связи с этим многие предприятия начинают добавлять в реагенты хлорид кальция. Благодаря высокой растворимости он эффективно понижает температуру замерзания воды и работает даже при -30°C и ниже, что критически важно для холодных регионов России. Однако, несмотря на очевидные преимущества для дорожной безопасности, экологические последствия таких составов изучены недостаточно и требуют пристального внимания.

Чтобы оценить риски влияния на окружающую среду, ученые Пермского Политеха провели масштабное двухлетнее исследование. На первом этапе они отобрали пробы снега и дерново-подзолистой почвы на разном расстоянии от федеральной трассы (10, 25, 50 и 100 метров). Это позволило понять, каково изначально загрязнение обычной земли у обработанных дорог. Для комплексной оценки воздействия на экосистемы были использованы «биоиндикаторы»: семена редиса, водоросли, дафнии (маленькие рачки) и коллемболы (мелкие членистоногие). Эти организмы дают мгновенную реакцию на загрязнение и помогают комплексно оценить опасность для водной среды и почвенной экосистемы.

— Исследование показало, что талая вода от снега, собранного даже в 10 метрах от трассы, не оказывает острого токсического действия на прорастание семян редиса, развитие дафний и микроводорослей. Это означает, что основной объем реагента не создает в снежном покрове опасных концентраций. Несмотря на эту способность к самоочищению, антигололедные покрытия все же оказывают давление на экосистему. По мере приближения к трассе почва становится более засоленной и щелочной. Разнообразие растений снижается: в 25 метрах от дороги мы насчитали 29 видов, а в 10 метрах — всего 15. Более того, пробы самой почвы, взятые на всех расстояниях вплоть до 100 метров, демонстрировали фитотоксичность — то есть семена редиса в ней прорастали хуже и давали более слабые ростки, чем в чистом грунте, — комментирует Андрей Леснов, профессор кафедры охраны окружающей среды ПНИПУ, доктор химических наук.

На втором этапе ученые изучали влияние малоизученного реагента на основе хлорида натрия и кальция с процентным соотношением компонентов ~78% и 21%, которое используется на производстве. На изолированных участках в 140 метрах от дороги были внесены разные дозы: 0,70 и 700 г/м². Через месяц пробы этой земли показали экстремальное засоление в месте с максимальной дозой. Однако к следующей весне, после таяния снега, она практически полностью очистилась от загрязнения. То есть, соли хорошо вымываются талыми и дождевыми водами из верхнего слоя и не накапливаются в опасных масштабах.

– Чтобы определить порог безопасности, в лабораторных условиях проверили максимально допустимое содержание реагента. Концентрация свыше 3% в грунте оказалась губительна для растений, а для самых чувствительных почвенных членистоногих — коллембол — опасное количество составило уже 2%. В реальных полевых условиях после зимы таких экстремальных уровней загрязнения не наблюдалось. При этом, максимальное значение солесодержания в почве рядом с дорогой, зарегистрированное в ходе двухлетнего мониторинга, не превышало 0,2%, – рассказывает ученый.

Несмотря на то, что эксперименты показали значительное сокращение видов растений в 10 метрах от трассы, прямое токсическое воздействие нового усиленного реагента (хлорид натрия и кальция) ограничено благодаря способности земли к самоочищению. Результаты лабораторных исследований говорят о том, что он токсичен для флоры лишь в 3% концентрации, чего на примере реальной исследованной дороги не встречалось.

Результаты ученых ПНИПУ позволяют разработать четкие нормативы применения реагентов и помогут избежать деградации придорожных земель в масштабах страны. Регулярный мониторинг состояния грунта и растительности около автомагистралей, обработанных современными реагентами, позволит своевременно выявлять негативные тенденции и корректировать нормы расхода противогололедных материалов.

В России насчитывается несколько десятков крупных нефтеперерабатывающих заводов и тысячи объектов хранения нефтепродуктов, без которых невозможна работа нефтегазовой отрасли, а также АЗС по всей стране. Поэтому проблема безопасности таких комплексов стоит крайне остро. Ежегодно в стране происходят десятки аварий на нефтехранилищах из-за постепенной просадки грунта. Это происходит из-за того, что резервуары для хранения в основном размещены на глинистых почвах (занимают 40–50% от площади всей страны), обладающих опасным свойством: под нагрузкой они сжимаются подобно пластилину и не восстанавливают первоначальную форму.

Каждый цикл наполнения и опорожнения резервуара вызывает необратимую деформацию несущего слоя земли, а за несколько лет эксплуатации таких циклов набирается до 2000. Следовательно, постепенное накопление микродеформаций приводит к перекосам сооружения, трещинам в конструкциях и, в конечном счете, к авариям с серьезными экологическими и экономическими последствиями.

Современные методы укрепления почв — щебеночные подушки, частичная замена и их уплотнение — не решают проблему полностью, поскольку не учитывают эффект длительного воздействия емкостей на грунтовые основания. Существующие расчеты ориентированы на их первоначальные свойства, игнорируя постепенное изнашивание. Особенно критична эта ситуация для слабых водонасыщенных глин, где даже усиленное основание земли продолжает неуклонно деформироваться под воздействием тысяч повторяющихся нагрузок.

Ученые Пермского Политеха провели детальный анализ поведения водонасыщенных почв под циклическим воздействием и разработали уникальную методику, позволяющую точно предсказать, как гигантские емкости с нефтью будут «проседать» в таком грунте еще до начала строительства.

Для проведения исследования ученые отобрали образцы аллювиальных отложений — грунтов, сформированных в результате деятельности рек, поскольку многие крупные нефтехранилища, нефтеперерабатывающие заводы и трубопроводы размещаются именно вблизи водных артерий, где преобладают такие типы оснований. Образцы подготовили в трех различных состояниях, соответствующих разным стадиям изменения грунта: относительно плотную мягкопластичную глину, менее устойчивую текучепластичную и наиболее проблемную жидкую консистенцию.

— Мы испытали эти пробы в одометре — приборе, создающем давление, как от реального резервуара. После каждого цикла «нагрузка-разгрузка» основание возвращало форму не полностью, образуя постоянное изменение структуры. За 10 циклов проявилась тревожная закономерность: с каждой новой нагрузкой способность основания к восстановлению снижалась, а необратимые деформации накапливались. Это напоминает усталость металла: после многократных изгибов он ломается. Так и грунт со временем «устаёт», теряя свои несущие свойства, — объяснила Евгения Акбулякова, доцент кафедры «Строительное производство и геотехника», кандидат технических наук.

Используя эти лабораторные данные ученые создали цифровую модель нефтяного резервуара объемом 3000 м³ в геотехническом комплексе PLAXIS 2D — это специализированная программа для расчета взаимодействия оснований (грунта) и конструкций. Ключевым достижением является то, что они впервые вывели простые и точные формулы, связывающие свойств грунта с величиной его осадки.

— Мы получили две формулы. Первая, основанная на данных лабораторных испытаний, описывает, как деформируется сам образец грунта. Вторая, выведенная из результатов компьютерного моделирования всего резервуара, прогнозирует осадку всего сооружения. Обе формулы имеют высокую точность, описывая более 99% всех возможных случаев, и используют всего один легко определяемый параметр — показатель текучести глины. По сути, зная только его, мы можем с высокой долей уверенности спрогнозировать, как почва поведет себя под давлением резервуара», — отметила Евгения Акбулякова.

Главное отличие подхода ученых от стандартных расчетов заключается в этой глубокой калибровке виртуальной модели по реальным экспериментальным данным. Вместо использования усредненных параметров, исследователи «обучили» программу, подобрав уникальные коэффициенты, точно описывающие поведение каждого конкретного типа глины. Это позволило смоделировать 20 полных циклов заполнения и опорожнения резервуара и проанализировать кумулятивный эффект.

— Исследование показало, что наиболее интенсивная просадка оснований происходит в первые 7-9 циклов нагрузки, когда формируется до 93% необратимой деформации — грунт сжимается и не восстанавливает форму. После этого количества циклов характер деформации меняется: он начинает работать преимущественно как пружина, восстанавливаясь после разгрузки, однако каждый новый цикл наполнения резервуара продолжает медленно увеличивать общую осадку, добавляя миллиметры к деформации почвы, — прокомментировала Евгения Акбулякова.

Такой подход дал возможность прогнозировать долгосрочное поведение основания и развитие опасных осадок на весь срок службы, что было недостижимо при традиционных расчетах, учитывающих лишь первоначальные свойства без учета «усталости» от циклических нагрузок.

— Мы также смогли точно измерить риск просадки грунта. Оказалось, что за первые 10 циклов наполнения и опустошения резервуара основание проседает дополнительно на 10% от всей ожидаемой осадки. А когда смоделировали 20, то цифра оказалась меньше — 2,4–4,1%. Это объясняется тем, что в реальности большой массив почвы работает как единая система: она упругая и гасит нагрузку лучше, чем маленький образец в лабораторных условиях, — пояснила ученая.

Особую тревогу вызывают расчеты для слабых водонасыщенных глин — здесь осадка может превысить допустимые нормы безопасности. Это означает, что при строительстве на таких основаниях необходимо предусматривать специальные мероприятия: замену слабого грунта, устройство щебеночных подушек или армирование геосинтетическими материалами (усиление специальными полимерными сетками или тканями).

Разработанная методика ученых ПНИПУ открывает возможность прогнозировать осадку грунтов под резервуарами на весь срок их службы. Это позволяет нефтекомпаниям не переплачивать за избыточное укрепление оснований там, где в этом нет необходимости, и одновременно гарантирует безопасность для населения и окружающей среды, предотвращая аварии с разливами нефтепродуктов.