Лаборатории

 

Лаборатория геохимии радиоактивных элементов и экогеохимии (216)

Заведующий лабораторией

 Кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Мельгунов Михаил Сергеевич.

Научный руководитель базового проекта

 Доктор геолого-минералогических наук Жмодик Сергей Михайлович.

Кадровый состав лаборатории

Состав лаборатории насчитывает 15 сотрудников, имеющих широкий опыт исследований, в том числе: 1 доктора геолого-минералогических наук, 6 кандидатов геолого-минералогических наук, а также высококвалифицированных ведущих инженеров, инженеров различных категорий и техников-лаборантов.

Контакты

Заведующий лабораторией – к.г.-м.н. Мельгунов Михаил Сергеевич, телефон +7 (383) 333-23-07, E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Методы и методики

В лаборатории широко представлены различные современные аналитические методы и методики определения содержаний радиоактивных и редких элементов в различных объектах окружающей среды, в том числе:

  • полупроводниковая гамма-спектрометрия (210Pb, 238U, 226Ra, 232Th, 40K, 137Cs, 152Eu, 154Eu, 60Co и др.),
  • альфа-спектрометрия с радиохимической подготовкой (239+240Pu, 238Pu, 234U, 238U),
  • бета-радиометрия с радиохимической подготовкой (90Sr),
  • инструментальный нейтронно-активационный анализ,
  • жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия (тритий в воде),
  • сцинтилляционная гамма-спектрометрия (U, Th, K, Cs, Аэфф),
  • радонометрия (содержание радона в воздухе, воде, поток радона),
  • методики и процедуры пробоподготовки разнообрахных объектов окружающей среды для всех видов анализа,
  • методы селективного выщелачивания (различные модификации метода Тессье) для определения форм нахождения химических элементов и радионуклидов и выявления степени их подвижности.

Инфраструктура

В распоряжении лаборатории находится следующий комплекс лабораторного оборудования:

  • HPGe и Ge(Li) коаксиальные и планарный полупроводниковые детекторы (ППД) для определения гамма-излучающих радионуклидов, в том числе для инструментального нейтрон-активационного определения широкого круга редких элементов в различных геологических объектах;
  • HPGe колодезные ППД большого объема в низкофоновом исполнении: EGPC192-P21/SHF 00-30A-CLF-F фирмы EURISYS MEASURES и GWL-220-15-XLB-AWT фирмы AMETEK (ORTEC) для определения гамма-излучающих радионуклидов, связанных с атмосферными выпадениями (7Be, 210Pb, 137Cs), в пробах малого объема в широком диапазоне активностей;
  • комплекс современного отечественного и импортного периферийного спектрометрического оборудования, обеспечивающий одновременную работу всех ППД;
  • многоканальный альфа-спектрометр ALPHA-ENSEMBLE-8 фирмы AMETEK (ORTEC) с высокоразрешающими низкофоновыми полупроводниковыми детекторами площадью 300 и 450 кв. мм для определения изотопов урана (234U, 235U, 238U) и плутония (239+240Pu и 238Pu);
  • бета-радиометры: РУБ-01П с использованием низкофонового блока детектирования БДЖБ-06П (г. Пятигорск) и BCF-31 (EURISYS MEASURES) для определения 90Sr;
  • низкофоновый жидкостный сцинтилляционный альфа-бета радиометр спектрометрический Hidex SL 300 SSL для проведения жидкостно-сцинтилляционного анализа (ЖСА) некоторых бета- и альфа-излучающих радионуклидов;
  • комплект образцовых радионуклидных источников для калибровки спектрометров;
  • полевое и лабораторное оборудование для проведения пробоотбора образцов различных объектов окружающей среды и их предварительной пробоподготовки.

Важнейшие достижения за 5 лет

Изучение геохимии раннего диагенеза голоценовых отложений озерно-болотных комплексов юга Западной Сибири и Восточного Прибайкалья. Коллективом (д.г.-м.н., Леонова Г.А., к.г.-м.н. Бобров В.А., к.г.-м.н. Мальцев А.Е.) с 2010 года проводятся комплексные исследования, направленные на изучение геохимии и биогеохимии постседиментационных превращений, протекающих в твердой фазе и поровых водах отложений малых озер и болот в ходе процессов раннего диагенеза. Изучены процессы перераспределения химических элементов, трансформация органического вещества, метаморфизация поровых вод и механизмы аутигенного минералообразования по длинным (1,8-14,5 м) ненарушенным кернам бурения. Детально исследована геохимия элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S) в системе поровая вода—осадок, описаны процессы бактериальной сульфатредукции и закономерности распределения сульфатной и восстановленной S в органогенных осадках (сапропели) малых озер юга Западной Сибири и Восточного Прибайкалья. Впервые для малых типовых озер и верховых болот юга Западной Сибири и Прибайкалья выявлено послойное распределение численности различных (более 10) физиологических групп микроорганизмов по глубине стратифицированных разрезов сапропелей и торфяников.

Аутигенные минералы.
1. Кристаллы аутигенного кальцита, расположенные между клеточных стенок урути сибирской (Myriophyllum sibiricum), биопродуцента сапропеля оз. Большие Тороки (юг Западной Сибири).
2. Фрамбоиды пирита в сапропеле оз. Котокель (Восточное Прибайкалье).
3. Кристаллы пирита в цистах водорослей сапропеля оз. Духовое (Восточное Прибайкалье).
Фото: электронный сканирующий микроскоп TESCAN MIRA 3 LMU.

Исследования "атмосферных" 7Be и 210Pb как индикаторов различных природных процессов. Исследование поведения поступающих в результате атмосферного привноса естественных радионуклидов 7Be и 210Pb с помощью различных природных планшетов (лишайниковые покровы ленточных боров юга и севера западной Сибири, снежные и дождевые выпадения) нацелено на установление особенностей геохимии этих элементов, а также сравнения их поведения с поведением искусственного 137Cs и стабильных элементов (Ni, Co, Cr, Hg, Pb, Cd). На данной стадии исследования показано их неравномерное распределение в пределах локальных площадей, а также установлено, что корреляционные связи между радиоактивными и стабильными элементами зависят как от плотности бонитета, возраста древостоя, так и от плотности выпадений атмосферных осадков.

Исследования геохимии и биогеохимии искусственных и естественных изотопов в пойменных биогеоценозах (пойма реки Енисей, Красноярский край; озерные системы Прибайкалья). В ходе изучения геохимии урана в процессе диагенеза современных карбонатных озерных осадков был разработан подход, который с использованием метода селективного растворения позволяет на основе измерения изотопных отношений 234U/238U в аутигенных фазах осадков оценивать содержание новообразованных слаборастворимых соединений U(IV) в них. Это позволило установить распределение содержаний фаз U(IV) по разрезам осадков. Сравнение распределения фаз U(IV) с распределением окси-гидроксидов Mn (основным индикатором окислительных условий в осадках), показало, что между ними зачастую наблюдается отчетливая отрицательная корреляция, что позволяет считать присутствие фаз U(IV) маркером восстановительных условий в озерных осадках, в то время, как увеличение валовых концентраций U быть таким маркером не может. Помимо этого, в ходе исследований геохимии техногенных изотопов были адаптированы и отработаны методики фракционирования как пойменных речных отложений, так и растительной биомассы для определения путей депонирования изотопов в пойменных биогеоценозах. Распределение техногенных изотопов в биомассе наземных растений енисейской поймы может изменятся из года в год и значительно зависит от возраста растения. У взрослых растений в подвижные фракции, легко мигрирующие при отмирании растений, уходит в среднем около 30% изотопа 137Cs. Еще одним из направлений в изучении геохимии искусственных изотопов является изучение "горячих" частиц, присутствующих в поймах рек, подвергающихся воздействию со стороны ЯТЦ. По величине отношений активностей изотопов 137Cs/134Cs было установлено различное время появления этих частиц пойменной системе, а по вариациям отношений изотопов плутония (238Pu/239,240Pu) — определены вероятные источники поступления.

Информационная справка

Лаборатория является наследницей организованного в 1958 году чл.-корр. АН СССР, профессором Феликсом Николаевичем Шаховым в составе Института геологии и геофизики СО АН СССР геохимического отдела. Лаборатория принимает непосредственное участие в широком круге комплексных исследований на территории Сибири, Прибайкалья, Забайкалья, с целью установления минералого-геохимических и физико-химических параметров концентрирования и рассеяния редких и радиоактивных элементов в современных экзогенных углеродсодержащих рудоформирующих системах.

Важнейшими задачами являются: изучение степени подвижности техногенных и природных изотопов в системе почва-водный поток; определение многоэлементоного состава природных депонентов и вещества атмосферных выпадений в типичных ландшафтных зонах Западной Сибири; установление особенностей геохимии пресноводного диагенеза карбонатных и бескарбонатных сапропелей (Западная Сибирь, Прибайкалье), выявление условий формирования озерно-болотных отложений в голоцене.

Результатом деятельности лаборатории является установление на примере ряда современных речных, озерных, пирогенных-лесных систем юга Сибири условий концентрирования и рассеивания редких и радиоактивных элементов, связанные с современными природными процессами континентального седиментогенеза и атмосферного поступления; проведение экогеохимической оценки состояния изученных объектов Сибири; оценка роль микробных сообществ в деструкции ОВ сапропелей и торфа, а также определены природа и механизмы аутигенного минералообразования в сапропелях и торфах (диагенетическая или эпигенетическая) озерно-болотных комплексов юга Западной Сибири и Южного Прибайкалья; разработка новых и совершенствование существующих подходов, методов и методик определения редких и радиоактивных металлов в углеродсодержащих геологических объектах.

 

Список основных проектов и публикаций