II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СПАСЕНИЕ ОТ ОПАСНЫХ ЛУЧЕЙ – СОЛНЦЕЗАЩИТНАЯ КОСМЕТИКА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дубровина А.Р. 1

---

1МКОУ "ДСОШ №3"

Тропина О.С. 1

---

1МКОУ

Работа в формате PDF

831.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 ВВЕДЕНИЕ

С наступлением весны мы с удовольствием греемся на солнышке, настроение улучшается, появляется прилив сил и энергии. Чем ближе лето, тем больше желание отдохнуть, покупаться и просто позагорать. В конце лета мы можем предъявить доказательство отдыха - загар. Сейчас каждый знает, что солнце может принести пользу и вред. Защитой от вредного воздействия солнца могут послужить солнцезащитные средства.

Проблемный вопрос: Как выбрать и когда применять солнцезащитную косметику, чтобы защититься от солнечных лучей?

Цель: изучение влияния солнечного воздействия на человека и эффективноси солнцезащитной косметики разных производителей.

Задачи:

1. Изучить информацию об УФ - излучении и солнцезащитной косметике.

2. Выявить факторы, которые нужно учитывать при выборе и применении солнцезащитной косметики.

3. Провести исследование солнцезащитных средств различных используемых марок.

4. Обработать результаты и сформулировать рекомендации.

Гипотеза: еслина упаковке солнцезащитного средства указан уровень УФ защиты, то производитель не имеют значения и средства одинаково эффективны.

Объект: солнцезащитная косметика.

Предмет: эффективность солнцезащитной косметики.

Методы исследования: анкетирование,анализ источников, систематизация материала, опрос, эксперимент.

В ходе проведения работы была изучена информация из интернет-источников [1 - 12].

Вопрос влияния ультрафиолетового воздействия на человека и защитных свойств солнцезащитной косметики хорошо изучен. В результате проведения работы собрать данные, указывающие на то, что производитель и цена не имеют существенного значения при выборе солнцезащитной косметики. Выбор производителей косметики осуществлялся исходя из реальных финансовых возможностей участника исследовательской работы.

Глава 1. Теоретическая часть

1.  

   1. Влияние солнечных лучей на человека

Солнечный свет - это электромагнитное излучение, сходное с рентгеновским, хотя, конечно, менее мощное. Это излучение называется ультрафиолетовым и оказывает на организм человека определенное влияние.

«Плюсы» ультрафиолетового излучения. Под воздействием ультрафиолета запускается процесс синтеза витамина D, необходимого для нормального метаболизма кальция. Усиливаются окислительные процессы в организме, активируются ферменты, улучшается белковый и углеводный обмен. Улучшаются кроветворение, регенеративные процессы, кровоснабжение тканей [1].

«Минусы» ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовые лучи А. Они проникают даже сквозь стекло, сквозь слои кожи, достигая дермы.

Ультрафиолетовые лучи В. Повреждают эпидермис, что приводит к появлению солнечных ожогов (эритемы). Излучение этого типа усиливает активность свободных радикалов и ослабляют защитную систему кожи.

Ультрафиолетовые лучи С. Способны нанести наиболее сильный ущерб коже. Поглощается озоновым слоем

Характеристика УФ – излучения и его воздействие на кожу человека представлены в таблице 1 (Приложение № 1) [2].

Суточные и годовые колебания УФ излучения определяются астрономическими и географическими параметрами, а также атмосферными условиями и представлены в таблице 2 (Приложение № 2) [3].Уровень инсоляции в сутки (облучение поверхности солнечным светом) по Курганской области – от 3 до 3,5 kW/m² или от 3000 до 3500 W/m² [4].

1.  

   1. Солнцезащитная косметика

2.2.1. SPF и другие характеристики солнцезащитной косметики

Фактор защиты (SPF) – это коэффициент защиты от солнечных лучей, указывающий на эффективность солнцезащитного средства. SPF- позволяет оценить насколько данное средство замедляет появления первого покраснения кожи под действием УФ - излучения. Например, если без солнцезащитного средства краснота появляется через 20 минут, то с солнцезащитным средством имеющим фактор защиты 10, покраснение появится через 200 минут. Так как покраснение кожи возникает лишь под влиянием УФВ - излучения, то и фактор солнечной защиты указывает только на эффективность УФВ защиты [5]. Крем с SPF 15 защищает кожу от 93% солнечных лучей. А средство с SPF 30 – от 97%, средство с SPF 50 – от 98% 6.

Солнцезащитные средства могут содержать физические или химические фильтры.

Физические УФ-фильтры (другие названия - барьерные и минеральные) - это микроскопические частицы минеральных веществ, способные отражать солнечное излучение. Химические УФ-фильтры (органические) поглощают ультрафиолет. Они вступают с солнечным излучением в реакцию, обезвреживая его. Вступают в роли блокиратора лучей. Природные УФ-фильтры – это растительные компоненты, входят в состав средств для детей, помимо двух выше перечисленных. Примером может быть: персиковое и кунжутное масло, масло карите (ши), масло зародышей пшеницы, масло жожоба, миндальное масло. Эти вещества способны улучшить действие физических и химических фильтров, снижают риск аллергической реакции [7].

Особенности физических и химических фильтров, входящих в состав солнцезащитной косметики представлена в таблице 3 (Приложении № 3).

2.2.2. Выбор солнцезащитной косметики с учетом фототипа

У всех людей в мире кожа имеет индивидуальные особенности, которые получилось систематизировать по фототипам:

• Фототип I – у человека белая кожа, голубые глаза, светлые или рыжие волосы, веснушки. Такая кожа очень чувствительна, быстро краснеет, если совсем недолго находится на солнце, но никогда не загорает.

• Фототип II – белая кожа, очень чувствительная, легко краснеет, загорает трудно и редко.

• Фототип III – белая кожа, которая чувствительна и с минимальными ожогами, загар постепенный и равномерный (светло-коричневый).

• Фототип IV – люди с темными волосами и темными глазами и смуглой кожей, в меру чувствительны, минимальные ожоги, всегда загорают хорошо.

• Фототип V – люди с умеренной конституционной пигментацией (азиаты, метисы), кожа загорает легко и много, гораздо менее чувствительна, редко обгорает.

• Фототип VI – люди с конституционными пигментациями (черные), которые не обгорают [8].

Солнцезащитные средства подбираются с учетом фототипа, чем светлее кожа, тем выше должен уровень защиты SPF (Приложение № 4) 9].

Глава 2. Практическая часть

2.1. Анкета

Наше исследование мы решили начать с опроса, анкетирования учащихся и учитиелей нашей школы с целью выяснить, знают ли они об УФ – излучении и что нужно учитывать при выборе солнцезащитной косметики.

В анкете были предложены следующие вопросы:

1. Знаете ли вы об УФ – излучении?

1)Да 2)нет

1. Какое влияние оказывает на организм человека УФ – излучение?

1. Отрицательное

2. Положительное

3. Отрицательное и положительное

4. Другой вариант ответа

1. Считаете ли вы, что необходимо использовать солнцезащитную косметику?

1)Да 2)нет 3) другой вариант ответа

1. Используете ли Вы солнцезащитную косметику?

1)Да 2)нет 3) другой вариант ответа

1. Что нужно учитывать при выборе солнцезащитной косметики?

В опросе участвовали учащиеся 9 и 11 классов в количестве – 64 человека, учителей – 10 человек. Всего – 74 человека.

Анкетирование показало, что91% опрошенных знают об УФ – излучении. 69% - знают, что УФ – излучение влияет на организм как положительно, так и отрицательно. 64% участников считают, что необходимо использовать солнцезащитную косметику и лишь 45% её используют. 57% опрошенных не знают о том, что нужно учитывать при выборе солнцезащитной косметики.

Результаты анкетирования представлены в диаграммах(Приложение № 5).

2.2.Эксперименты с солнцезащитными кремами

Изучив материалы о солнцезащитной косметике и проанализировав результаты анкетирования, мы решили на практике доказать и проверить достоверность информации о степени защиты данной косметики, тем самым, подтвердить или опровергнуть ее эффективность.

Методика проведения экспериментов представлена в приложении работы (Приложение № 6) [10, 11, 12].

• Эксперимент №1 «Исследование степени защиты солнцезащитной косметики от УФВ - излучения»

Оборудование: датчик УФ-излучения спектра В, кольцевой штатив и зажим, картонная карточка размером 22 х 13 см, ножницы, монетка номиналом 5 руб., полиэтиленовая пленка, липкая лента, система сбора данных (AFS), ПК, ПО (AFS), кабель USB, набор солнцезащитных средств (Приложение № 7)

Цель: изучить взаимосвязь между количеством УФВ - излучения прямого солнечного света и количеством УФВ - излучения, проникающих сквозь различную солнцезащитную косметику, с учетом разной облачности

Ход работы:

Для проведения эксперимента мы взяли заготовку из картона, в которой вырезаны 6 отверстий, закрыли их пищевой пленкой. Пронумеровали отверстия, в соответствии с используемыми средствами. Первое отверстие контрольное – не защищенное солнцезащитными средствами. Нанесли средства, в соответствии с нумерацией (Приложение № 7). С помощью датчика выяснили степень УФВ – излучения. После проведенных измерений оказалось, что пищевая пленка пропускает УФВ – излучение, в ясный день – 264,6 mW/m², в день с переменной облачностью – 151,1 mW/m² , в пасмурный – 23,1 mW/m². Косметика со степенью SPF 30 и SPF 50 не отличается и уровень защиты одинаковый в ясный день ≈ 16,9 mW/m², переменная облачность ≈ 15,5 mW/m² , пасмурно ≈ 14,3 mW/m². Натуральные УФ фильтры дают низкую защиту – 252,3 mW/m² (Приложение № 8).

Выводы: 1) интенсивность УФВ зависит от облачности, чем больше облачность, тем меньше УФВ; 2) солнцезащитная косметика значительно снижает уровень УФВ – излучения, степень защиты одинакова и не зависит от облачности; 3) уровень SPF солнцезащитной косметики не зависит от производителя.

• Эксперимент №2 «Изучение эффективности солнцезащитной косметики с помощью фотобумаги»

Оборудование: светочувствительнаяфотобумага, картонная карточка размером 22 х 13 см, ножницы, монетка номиналом 5 руб., полиэтиленовая пленка, липкая лента, набор солнцезащитных средств (Приложение № 7)

Цель: изучить взаимосвязь между количеством УФ - излучения прямого солнечного света и количеством УФ - излучения, проникающих сквозь различную солнцезащитную косметику с помощью фотобумаги.

Ход работы

Эксперимент проводился в ясный день, с 12 ⁰⁰ по 14 ⁰⁰. Для проведения эксперимента мы взяли заготовку из картона, в которой вырезаны по 6 отверстий, закрытых пищевой пленкой. Пронумеровали отверстия, в соответствии с используемыми средствами (Приложение № 7). Первое отверстие контрольное – не защищенное солнцезащитными средствами. Нанесли средства, в соответствии с нумерацией.

На подоконник с закрытым окном (в большей степени поступление УФА) положили фотобумагу закрытую темным картоном, затем на нее положили заготовку и убрали темный картон. Продолжительность 120 минут. Затем, сравнили результаты. Оказалось, что все области потемнели в одинаковой степени. (Приложение № 9).

Вывод: исследуемая солнцезащитная косметика не дает необходимой защиты от УФ излучения.

Заключение

1. Тип кожи, чем светлее кожа, тем выше степень SPF
2. Степень защиты, чем выше SPF, тем больше защита.
3. Состав средства. Физические фильтры дают отражающий эффект и не вызывают аллергии, а химические – поглощают солнечные лучи, но могут вызвать аллергию.
4. Время года и дня (наибольшая активность солнца летом, в течение дня наибольшая интенсивность УФВ в полдень).
5. Облачность и длительность нахождения на солнце.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Интернет-ресурсы и электронные носители:

1. Медицина для всех//Положительное действие ультрафиолетового излучения./URL:http://vip-doctors.ru/prof_bolezni/ultrafiolet.php (Дата обращения 15.03.2016)

2. Эффективная медицина.//Воздействие солнца на кожу./URL: http://www.rostmaster.ru/lib/dermatol/dermatology-0344.shtml (Дата обращения 13.03.2016)

3. Meteo.md//Ультрафиолетовое излучение. УФ индексы./URL: http://www.meteo.md/newru/uv.htm (Дата обращения 01.04.2016)

4. Ykt.ru//Уровень инсоляции регионов России/URL: http://gallery.ykt.ru/photo/view/1537536 (Дата обращения 31.03.2016)

5. Academie//Защита от солнца/ URL: http://academie.club/sun (Дата обращения 19.03.2016)

6. Beauty Rlaza// Что такое SPF/URL: http://www.naisteklubi.ee/index.php/ru/articles/item/178-chto-takoe-spf (Дата обращения 19.03.2016)

7. KRASAboutique.com//Что такое SPF/URL: URL:http://krasaboutique.com/blog/chto-takoe-SPF/ (Дата обращения 19.03.2016)

8. Женский журнал о женских делах//Типы кожи/URL: http://bticino.com.ru/solntsezaschitnye-sredstva (Дата обращения 19.03.2016)

9. Абсолют//Как защитить кожу от солнышка, во время отдыха/ URL: http://buro12.ru/index.php?id_catalog=129&id_position=213 (Дата обращения 01.04.2016)

10. Биология. Учебный методический комплекс AFSТМ/Урок «Береги кожу с молоду». Эксперимент «Изучение степени защиты солнцезащитных кремов.

11. Docme//Исследование солнцезащитных кремов/URL: http://www.docme.ru/doc/444275/issledovanie-solncezashhitnyh-kremov (Дата обращения 01.03.2016)

12. Википедия//Фотобумага/ URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотобумага (Дата обращения 01.03.2016)

Приложения

Приложение № 1

Таблица 1. Характеристика УФ – излучения и его воздействие на кожу человека.

Приложение № 2

Таблица 2. Характеристика факторов, влияющих на УФ излучение

Приложение № 3

Таблица 3. Характеристика физических и химических фильтров, входящих в состав солнцезащитной косметики

Приложение № 4

Таблица 4. Уровень SPF в зависимости от типа кожи и интенсивности солнца

Приложение № 5

Результаты анкетирования

Приложение № 6

Инструкция по проведению эксперимента «Изучение степени защиты солнцезащитных кремов»

Оборудование: датчик УФ-излучения спектра В, набор солнцезащитных кремов, кольцевой штатив и зажим, картонная карточка размером 10 х 15 см, ножницы, монетка номиналом 5 руб., полиэтиленовая пленка, липкая лента, система сбора данных (AFS), ПК, ПО (AFS), кабель USB.

Подготовительный этап Перед проведением демонстрационной работы необходимо:

1. Подготовить солнцезащитные кремы разной степени защиты. Например, можно взять SPF6, SPF10, SPF15 и др.

2. Подготовить карточку для испытаний.

2.1. Подготовка картонной основы.

а. Возьмите картонную карточку размером 10 х 15 см.

б. Обведите монетку, нарисовав четыре окружности на карточке, как показано на Рисунке 1.

в. Теперь вырежьте кружочки ножницами.

г. Напишите над отверстием слева «Контрольный образец».

д. Проставьте над оставшимися тремя отверстиями на карточке величину СЗФ (SPF) каждого из трех кремов. Подписывайте отверстия по часовой стрелке, начиная с самого низкого значения солнцезащитного фактора. Примечание: ваши значения СЗФ могут не совпадать с теми, что указаны на рисунке 1.

2.2. Покрытие полиэтиленовой пленкой.

а. Вырежьте кусок полиэтилена размером 3 Х 3 см. Вырезая полиэтилен, следите за тем, чтобы на руках не было ни солнцезащитного крема, ни лосьона. Руки должны быть чистыми.

б. Аккуратно положите полиэтилен на карточку. Постарайтесь, чтобы пленка была ровной, без складочек, но не растягивайте ее.

в. Приклейте уголки пленки к карточке, как показано на Рисунке 1.

2.3. Нанесение солнцезащитных кремов на карточки для испытаний.

а. Положите карточку перед собой полиэтиленом вверх.

б. Кружок с пометкой «контрольный образец» оставляем чистым. С его помощью будет измерен эффект, который дает сам полиэтилен.

в. Возьмите солнцезащитный крем с самым низким значением СЗФ (SPF) и выдавите небольшое количество крема себе на палец.

г. Распределите крем тонким ровным слоем по полиэтилену поверх соответствующего отверстия.

д. Тщательно вытрите палец бумажным полотенцем.

е. Повторите шаги в – д для остальных кремов.

ж. Дайте крему подсохнуть.

Внимание! Перед началом работы с датчиками обязательно ознакомьтесь с инструкциями и рекомендациями, содержащимися в паспортах к ним.

Порядок подключения датчиков к компьютеру

1. Подсоедините кабель датчика УФВ к Каналу 1 аналогового входа системы сбора данных AFS Сh 1.

2. Подключите один конец кабеля USB к системе сбора данных AFS, а другой — к USB компьютера.

3. Запустите программу Биология с компьютером.

4. Выберите эксперимент Изучение степени защиты солнцезащитных кремов в разделе «Человек и его здоровье». При правильном подключении датчик определится автоматически, после чего можно приступать к проведению исследования. Сбор данных и их визуализация осуществляются с помощью программного обеспечения AFS.

Порядок проведения работы

Эксперимент проводился в несколько этапов, в одно и то же время (с 12 ⁰⁰ по 14 ⁰⁰): 1этап - в ясный день; 2 этап - в день с переменной облачностью; 3 этап - в пасмурный день.

1. Ознакомьтесь с методикой исследования образцов.

а. Изучите график на экране и обратите внимание, что сбор данных по каждому измерению будет длиться 20 секунд.

б. Пригласите одного ученика в качестве ассистента, который будет вам помогать в работе с компьютером.

в. Внесите значения СЗФ в таблицу данных.

2. Откройте оконные рамы.

3. Чтобы правильно направить датчик УФВ, не смотря при этом прямо на солнце, используйте его тень.

а. Зажмите датчик большим пальцем и направьте его в сторону солнца.

б. По тени датчика следите, как меняется ее форма, когда вы передвигаете датчик.

в. Двигайте датчик, пока не увидите, что его тень превратилась в маленький кружочек. Это означает, что сейчас датчик направлен прямо на солнце.

г. Запомните это положение датчика и закрепите датчик УФВ на кольцевом штативе при помощи зажима.

д. После того, как вы надежно закрепили датчик на штативе, отрегулируйте положение датчика, ориентируясь по его тени, чтобы направить датчик прямо на солнце.

4. Попробуйте держать карточку так, чтобы один из кружков был над щупом датчика УФВ.

Внимание: Та поверхность, на которую нанесен крем, должна быть направлена наружу в противоположную от датчика сторону. Не допускайте попадания солнцезащитного крема на датчик УФВ. Если полиэтилен слегка касается щупа датчика, это не важно.

5. Когда все готово, нажмите на Обнулить и после этого Измерить. Начнется сбор данных. Через 20 с процесс измерения автоматически прекратиться. В таблице появится символическое отражение результатов измерения. 6. Сохраните график, нажав Сохранить.

е. 7. Повторите Шаги 7–9 для остальных трех образцов.

Методика проведения эксперимента «Изучение эффективности солнцезащитной косметики с помощью фотобумаги»

Оборудование: 1 картонная карточка размером 22 х 13 см, ножницы, монетка номиналом 5 руб., полиэтиленовая пленка, липкая лента, светочувствительная фотобумага, набор солнцезащитной косметики.

Предварительные пояснения: Светочувствительная фотобумага - фотобумага для использования в классическом фотографическом процессе покрыта светочувствительной эмульсией состоящей из тонкого желатинового слоя, внутри которого, не соприкасаясь друг с другом, расположены кристаллики светочувствительного вещества — соли серебра, размером менее 0,001 мм. Поскольку сами соли серебра имеют желтовато-молочный цвет, эмульсионная сторона фотобумаги имеет бледный желтый оттенок. В качестве светочувствительного вещества чаще всего используется хлористое серебро, имеющее максимум чувствительности в ультрафиолетовой зоне спектра12.

Подготовительный этап

1. Подготовка картонной основы.

а. Возьмите картонную карточку размером 22 х 13 см

б. Обведите монетку, нарисовав четыре окружности на карточке.

в. Теперь вырежьте кружочки ножницами.

г. Пронумеруйте отверстия в соответствии с исследуемыми средствами, отверстие под № 1 контрольное.

2. Покрытие полиэтиленовой пленкой.

а. Вырежьте кусок полиэтилена размером 3 Х 3 см. Вырезая полиэтилен, следите за тем, чтобы на руках не было ни солнцезащитного крема, ни лосьона. Руки должны быть чистыми.

б. Аккуратно положите полиэтилен на карточку. Постарайтесь, чтобы пленка была ровной, без складочек, но не растягивайте ее.

в. Приклейте уголки пленки к карточке.

3. Нанесение солнцезащитных кремов на карточки для испытаний.

а. Положите карточку перед собой полиэтиленом вверх.

б. Кружок с № 1 оставляем чистым. С его помощью будет измерен эффект, который дает сам полиэтилен.

в. Возьмите солнцезащитные средства и выдавите небольшое количество крема себе на палец.

г. Распределите крем тонким ровным слоем по полиэтилену поверх соответствующего отверстия.

д. Тщательно вытрите палец бумажным полотенцем.

е. Повторите шаги в – д для остальных кремов.

ж. Дайте крему подсохнуть.

Порядок выполнения:

Выявление степени УФА с помощью фотобумаги

1. На подоконник с закрытым окном (в большей степени поступление УФА, так как стекло задерживает УФВ) положили фотобумагу закрытую темным картоном.

2. На фотобумагу положили картонную заготовку.

3. Быстро убрали темный картон

4. Оставили образцы лежать на солнце в течение 120 минут.

5. Убрали картонную заготовку и быстро прикрыли фотобумагу.

6. Сопоставьте потемнение фотобумаги каждого образца и контрольным образцом.

7. Сделайте вывод

Приложение № 7

Испытываемая солнцезащитная косметика

Приложение № 8

Исследование степени защиты солнцезащитной косметики от УФВ – излучения

Фтоотчёт

Приложение № 9

Результаты эксперимента № 3 Изучение эффективность солнцезащитной косметики с помощью фотобумаги.

34