Отдел радиационной и химической биологии

Лаборатория хемоэкологии

Сфера научно-исследовательской деятельности:

Изучение радиохемоэкологических последствий ядерной и других видов техногенной деятельности человека на водные экосистемы, научное обеспечение их радиационной и экологической безопасности, а также изучение защитных механизмов и оценка экологической ёмкости морских экосистем в отношении радиоактивного и химического загрязнения путём реализации теории радионуклидного и химического гомеостаза в морских водемах.

Задачи исследований:

Разработка радиотрассерных методов для оценки способности морских экосистем к самоочищению и деэвтрофикации.
Исследования в области ядерной геохронологии морских экосистем для ретроспективной оценки воздействия на них антропогенних и природных факторов.
Исследования в области радиационной экотоксикологии и эквидозиметрии морских организмов.
Изучение средообразующей и экологической роли струйных метановых газовыделений в Черном море.
Разработка методов дистанционной оценки запасов морских рыб и макрофитов гидроакустическими методами.

Практический выход:

Радиохемоэкологический мониторинг морских акваторий
Разработка биогеохимических и экотоксикологических критериев нормирования предельно допустимой антропогенной нагрузки на морские экосистемы

Темы госзадания

Изучение биогеохимических закономерностей радиоэкологических и хемоэкологических процессов в экосистемах водоемов Азово-Черноморского бассейна в сравнении с другими акваториями Мирового океана и отдельными водными экосистемами их водосборных бассейнов для обеспечения устойчивого развития на южных морях России.

Регистрационный номер: 124030100127-7

Руководитель работы: к.б.н. Мирзоева Наталья Юрьевна

Ученый секретарь: к.б.н. Малахова Людмила Васильевна

Гранты:

Грант РНФ №23-26-00128 «Роль оросительной системы Северо-Крымского канала в процессах переноса долгоживущих радионуклидов чернобыльского происхождения, тяжелых металлов, а также углеводородов с днепровской водой на поливные сельхозугодья Крыма»
Период выполнения: 2023 - 2024 гг.
Номер госрегистрации 123022100021-4
Руководитель: в.н.с., к.б.н. Мирзоева Наталья Юрьевна
Исполнители от отдела радиационной и химической биологии:
- м.н.с. Мирошниченко Оксана Николаевна
- м.н.с. Проскурнин Владислав Юрьевич
Грант РНФ №23-27-00379 «Исследование вариаций газового потока черноморских мелководных метановых сипов и их влияния на гидрологические характеристики морской среды»
Период выполнения: 2023 - 2024 гг.
Руководитель: с.н.с., к.б.н. Малахова Татьяна Владимировна

Оборудование:

Малогабаритный жидкостно-сцинтилляционный спектрометр LKB 1209-RackBeta
Предназначен для идентификации и определения бета-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды.
Прибор компактный и, в отличие от других моделей ЖС спектрометров, неоднократно использовался в морских экспедициях.

Ультранизкофоновый жидкостно-сцинтилляционный альфа/бета спектрометр LKB 1220-QUANTULUS
Предназначен для идентификации и определения альфа и бета радионуклидов в объектах окружающей среды.
Возможно проведение радиоуглеродного датирования углеродсодержащих образцов (торф, почва, уголь, древесина, костный материал, керамика). Погрешность определения радиоуглеродного возраста ±50 ВР (радиоуглеродных лет).

Сцинтилляционный NaI(Tl) гамма-спектрометр LKB 1282-COMPUGAMMA
Предназначен для идентификации и определения гамма-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды.

Хроматограф газовый Hewlett Packard 5890А
Предназначен для определения сложных смесей газов.

Анализатор ртути Hiranuma Mercury Analyzer
Предназначен для определения содержания ртути в объектах окружающей среды.

Заведующий отделом радиационной и химической биологии

Мирзоева Наталья Юрьевна

ведущий научный сотрудник,
кандидат биологических наук

Тел.: +7(8692)55-06-07
e-mail: mirzoyevanyu@ibss-ras.ru, natmirz@mail.ru

Сотрудники отдела

Егоров Виктор Николаевич, научный руководитель ФИЦ ИнБЮМ, главный научный сотрудник, академик РАН, доктор биологических наук, профессор

Королев Владимир Геннадиевич, главный научный сотрудник, доктор биологических наук

Малахова Людмила Васильевна, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Терещенко Наталья Николаевна, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Артёмов Юрий Георгиевич, старший научный сотрудник, кандидат географических наук

Малахова Татьяна Владимировна, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Войцеховская Вероника Викторовна, младший научный сотрудник

Коротков Андрей Анатольевич, младший научный сотрудник

Мирошниченко Оксана Николаевна, младший научный сотрудник

Параскив Артем Алексеевич, младший научный сотрудник

Проскурнин Владислав Юрьевич, младший научный сотрудник

Сидоров Илья Геннадиевич, младший научный сотрудник

Стецюк Александра Петровна, младший научный сотрудник

Архипова Светлана Ивановна, ведущий инженер

Бердникова Татьяна Петровна, ведущий инженер

Вахрушев Максим Олегович, ведущий инженер

Гулина Лариса Викторовна, ведущий инженер

Евтушенко Дмитрий Борисович, ведущий инженер

Марченко Юлия Григорьевна, ведущий инженер

Мосейченко Игорь Николаевич, ведущий инженер

Плотицына Ольга Владимировна, ведущий инженер

Решетник Лев Владимирович, ведущий инженер

Чужикова-Проскурнина Ольга Дмитриевна, ведущий инженер

Основные результаты исследований

Созданы новые области океанографии - «морская радиоэкология» и «динамическая радиохемоэкология» на их основе разработана полуэмпирическая теория метаболического и сорбционного обмена живых организмов и косного вещества в морской среде в масштабе протекания метаболических, сорбционных процессов и трофических взаимодействий на параметрической базе, совместимой с современными теориями описания вещественного и энергетического баланса в морских экосистемах.

Экспериментально определены константы скоростей обмена ²²Na, ³²P, ⁵⁴Mn, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn, ⁸⁶Rb, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru,¹⁰⁹Cd, ¹³¹I, ¹³⁷Cs и ²⁰³Hg рядом таксономических групп водорослей и животных планктонного комплекса экосистем Средиземноморского бассейна, Тихого, Индийского и Атлантического океанов, а также изучены зависимости параметров обмена от удельной поверхности, размерных характеристик и концентрации элементов – химических аналогов в водной среде. Обнаружен феномен трансформации физико-химических форм йода водорослями в фотическом слое и ртути взвешенным веществом на границе окислительной и восстановительной зон Чёрного моря.

Количественно реализована концепция акад. В. И. Вернадского о единстве процессов воспроизводства живого вещества и условий его обитания в качестве теории экологической емкости морской среды в отношении загрязняющих акватории веществ. С использованием аналитических, экспериментальных радиоизотопных методов и радиотрассерных технологий определены уровни загрязнения и потоки самоочищения ряда акваторий Чёрного и Азовского морей от радиоактивных (⁹⁰Sr, ¹³⁷Сs, трансурановые элементы), химических (ртуть и хлорированные углеводороды) загрязнителей, а также эвтрофирующих химических элементов (фосфор) морской среды. Разработаны основы методологии решения проблем устойчивого развития причерноморских регионов с учётом биогеохимических критериев.

Изучена концентрирующая способность биотических и абиотических компонент черноморских экосистем в отношении основных дозообразующих техногенных (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^239+240Pu) и природного (²¹⁰Po) радиоизотопов, что позволило перейти к количественным оценкам роли биоты в процессах воспроизводства экологического качества водной среды и оценке типов биогеохимического поведения этих радиоизотопов в морских экосистемах.

Создана теория радиоизотопного и химического гомеостаза морских экосистем на основе математического описания биогеохимических механизмов взаимодействия радиоактивных и химических веществ с живым и костным веществом морских экосистем.

По данным радиоэкологического мониторинга и методами моделирования определены масштабы времени и уровни радиационного воздействия и, в сравнении с природным радиоизотопом ²¹⁰Ро, дозовые нагрузки на гидробионтов как отклик экосистемы Чёрного моря на ядерную аварию на Чернобыльской АЭС. Разработана концептуальная модель действия ионизирующей радиации во всем диапазоне мощностей доз на все уровни организации живой природы. Предложена методология идентификации и эквидозиметрической оценки по цитогенетическим показателям действия радиоактивного, химического и сочетанного загрязнения природных биотопов на популяции гидробионтов.

Разработаны радиотрассерные методы крупномасштабного водообмена приустьевых акваторий (по солености и ⁹⁰Sr), вертикального водообмена в водной толще (по профилям вертикального распределения ⁹⁰Sr и ¹³⁷Сs в воде), датировки донных отложений на полувековом масштабе времени (по профилям распределения ¹³⁷Сs и ^{239, 240}Pu – в донных осадках) и с помощью природного радиотрассера (²³⁴Th) изучена сезонная изменчивость седиментации взвешенного вещества из водной среды фотической зоны Чёрного моря.

Разработан комплексный подход текущей и прогнозной оценки экологического состояния акваторий и уровней хронического воздействия ионизирующих излучений (источником которых служат техногенные долгоживущие радиоизотопы, поступившие в природные водные экосистемы) на гидробионтов, на основе направленного радиоэкологического мониторинга, метода радиоактивных трассеров и сочетании биогеохимических и эквидозиметрических критериев.

Открыты струйные выходы природного газа со дна Чёрного моря и ассоциированные с ними микробные карбонатные постройки в сероводородной зоне Чёрного моря, свидетельствующие о существовании ранее неизвестного феномена жизни – анаэробного окисления метана консорциумом метанотрофных архей и сульфатредуцирующих бактерий

Построена карта локализации и сделаны оценки потока струйных метановых газовыделений со дна Чёрного моря, исследованы эффекты влияния потоков пузырькового метана на стратификацию слоя термоклина и на структуру звукорассеивающих слоёв в Чёрном море. Обнаружены струйные газовыделения над грязевыми вулканами. Исследована геохронология бактериальных карбонатных построек в местах просачивания метана на разных глубинах сероводородной зоны Чёрного моря и сделана оценка датировок сероводородного заражения глубинных вод Чёрного моря по данным измерения возраста карбонатных бактериальных построек. Обнаружены аномалии повышения содержания ртути в воде и донных осадках в местах локализации холодных сипов в Чёрном море.

Впервые исследованы биогенные свойства глубинных черноморских вод как естественного состава, так и после окисления в ней сероводорода путём аэрирования и показана возможность её использования как высокопродуктивной питательной среды культивирования водорослей в лабораторных условиях и в сфере потенциальной марикультуры.

Ведущие ученые ОРХБ (работали в период 1956-2018 гг.)

Большой вклад в развитие пионерских направлений в морской науке внесли ведущие ученые, работавшие многие годы в ОРХБ:

Поликарпов Геннадий Григорьевич (1929–2012 гг.), главный научный сотрудник ОРХБ, академик НАНУ, проф. д. б. н. – морская радиоэкология, радиохемоэкология, молисмология, экологическое качество глубинных черноморских вод, экоэтика, эквидозиметрия, радиоэкологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС, концептуальная модель зональности хронического действия мощностей доз ионизирующих излучений в природе, концептуальная модель экстремального биогеоценоза восстановительной толщи и батиали Чёрного моря.

Цыцугина Виктория Григорьевна (1940–2015 гг.), ведущий научный сотрудник ОРХБ, старший научный сотрудник, к.б.н. – отклик гидробионтов на загрязнение среды обитания на цитогенетическом уровне, оценка и эквидозиметрия радиационного, химического и сочетанного воздействия на природные популяции, экологический риск для критических популяций гидробионтов.

Лазоренко Галина Евдокимовна (1942–2018 гг.), ведущий научный сотрудник ОРХБ, старший научный сотрудник, д. б. н. –– роль донных отложений восстановительной и окислительной зоны Чёрного моря в извлечении техногенных радионуклидов из воды в постчернобыльский период, качество глубинных черноморских вод для оксибионтов, радиоэкология полония в Чёрном море, эквидозиметрия.

Гулин Сергей Борисович (1961–2018 гг.), заведующий ОРХБ в 2009–2015 гг., д. б. н., проф. – разработка и применение радиотрассерных методов для оценки способности морских экосистем к самоочищению от загрязняющих веществ ядерной и неядерной природы (радионуклиды, тяжёлые металлы, полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды) и к деэвтрофикации, трансграничный перенос техногенных радионуклидов после аварии на Чернобыльской АЭС, биогенная седиментация в Чёрном море, струйные газовыделения в Чёрном море, экотоксикология.

История отдела радиационной и химической биологии

В 1956 г. на Севастопольской биологической станции (СБС) им. А.О. Ковалевского АН СССР Г.Г. Поликарповым была организована лаборатория биофизики – радиобиологии.

В 1963 г. СБС была преобразована в Институт биологии южных морей (ИнБЮМ) Академии наук Украинской ССР. Приказом директора ИнБЮМ № 136 от 28 сентября 1963 г. на базе лаборатории радиобиологии был создан отдел радиобиологии. В 1973 г., в связи с расширением тематики проводимых научных исследований, отдел был переименован в отдел радиационной и химической биологии (ОРХБ) ИнБЮМ.

С момента создания лаборатории вся история становления и развития ОРХБ была неразрывно связана с именем выдающегося учёного, одного из основателей морской радиоэкологии, академика НАНУ, доктора биологических наук, профессора Геннадия Григорьевича Поликарпова. Г.Г. Поликарпов возглавлял отдел вплоть до 1991 г.

С 1991 по 2009 гг. ОРХБ заведовал академик НАНУ (с 2016 г. - академик РАН), профессор, д.б.н. Виктор Николаевич Егоров. В настоящее время В.Н. Егоров занимает должность научного руководителя ФИЦ ИнБЮМ.

С 2009 г. по 2015. заведующим ОРХБ был профессор, д.б.н. Сергей Борисович Гулин. В 2015 г. С.Б. Гулин был избран директором ИМБИ – ИнБЮМ РАН.

С 1 декабря 2015 г. отделом РХБ руководит вед. н. с., к.б.н. Наталья Юрьевна Мирзоева.