eng
Выпуск #5/2020
Н. И. Санжарова, О. А. Шубина, Е. В. Бондаренко, П. Ю. Волкова
Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии – 50 лет: вперед к новым целям и достижениям!
Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии – 50 лет: вперед к новым целям и достижениям!
Просмотры: 2037
DOI: 10.22184/2227-572X.2020.10.5.354.370
В 2020 году исполняется 50 лет Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии (ранее – Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии). Образованный в период холодной войны институт в первую очередь был призван решать проблемы устойчивости сельского хозяйства в условиях возможного ядерного конфликта. Параллельно проходили исследования по «мирной» тематике, включая координацию работы 50 институтов-соисполнителей системы МСХ СССР, министерств сельского хозяйства союзных республик и ВАСХНИЛ по вопросам применения достижений атомной науки и техники в сельском хозяйстве. Разработки института нашли применение при совершенствовании военной доктрины СССР, а сотрудники были удостоены Государственных премий СССР. Об истории института, достижениях, направлениях работы и перспективах развития рассказали директор ФГБНУ ВНИИРАЭ, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии РФ Наталья Ивановна Санжарова и руководители подразделений.
В 2020 году исполняется 50 лет Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии (ранее – Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии). Образованный в период холодной войны институт в первую очередь был призван решать проблемы устойчивости сельского хозяйства в условиях возможного ядерного конфликта. Параллельно проходили исследования по «мирной» тематике, включая координацию работы 50 институтов-соисполнителей системы МСХ СССР, министерств сельского хозяйства союзных республик и ВАСХНИЛ по вопросам применения достижений атомной науки и техники в сельском хозяйстве. Разработки института нашли применение при совершенствовании военной доктрины СССР, а сотрудники были удостоены Государственных премий СССР. Об истории института, достижениях, направлениях работы и перспективах развития рассказали директор ФГБНУ ВНИИРАЭ, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии РФ Наталья Ивановна Санжарова и руководители подразделений.
Теги: agriculture agroecology environmental safety heavy metals radiology radionuclides агроэкология радиология радионуклиды сельское хозяйство тяжелые металлы экологическая безопасность
Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии – 50 лет:вперед к новым целям и достижениям!
Н. И. Санжарова д. б. н., О. А. Шубина, к. б. н., Е. В. Бондаренко, к.б.н., П. Ю. Волкова, к. б. н.
В 2020 году исполняется 50 лет Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии (ранее – Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии).
Образованный в период холодной войны институт в первую очередь был призван решать проблемы устойчивости сельского хозяйства в условиях возможного ядерного конфликта. Параллельно проходили исследования по «мирной» тематике, включая координацию работы 50 институтов-соисполнителей системы МСХ СССР, министерств сельского хозяйства союзных республик и ВАСХНИЛ по вопросам применения достижений атомной науки и техники в сельском хозяйстве. Разработки института нашли применение при совершенствовании военной доктрины СССР, а сотрудники были удостоены Государственных премий СССР.
Об истории института, достижениях, направлениях работы и перспективах развития рассказали директор ФГБНУ ВНИИРАЭ, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии РФ Наталья Ивановна Санжарова и руководители подразделений.
Особые страницы в истории института связаны с ликвидацией аварии на Чернобыльской АЭС. С 1986 года и по настоящее время институт – один из ведущих центров по ликвидации последствий этой катастрофы в агропромышленном комплексе. За создание научных основ ведения сельскохозяйственного производства и внедрение системы защитных и реабилитационных мероприятий в зоне аварии сотрудники института удостоены Государственной премии Российской Федерации.
Приоритетное направление деятельности состоит в обеспечении экологически безопасного сельскохозяйственного производства в регионах размещения предприятий ядерно-топливного цикла, включая оценку их влияния на окружающую среду, как при штатной эксплуатации, так и возможных аварийных ситуациях. Институт принимает участие в отраслевых проектах ГК «Росатом»: оценка экологической обстановки в регионах работающих и строящихся АЭС (Курская, Ростовская, Ленинградская, Балтийская, Белоярская, АЭС Руппур в Республике Бангладеш); проект «Прорыв» по созданию ядерного реактора нового типа, основанного на замкнутом топливном цикле при повышенной экологической безопасности; создание Центра ядерных исследований и технологий (ЦЯИТ) Многонационального Государства Боливии.
ВНИИРАЭ – ведущий центр фундаментальных и прикладных исследований по устойчивому развитию АПК и производству экологически безопасной продукции в условиях техногенного воздействия на агросферу, включая разработку научных основ, практических приемов и технологий ликвидации последствий радиационных, химических и других техногенных аварий.
В настоящий момент в институте проводятся работы по широкому спектру вопросов – от изучения молекулярно-клеточных механизмов действия физических и химических факторов до разработки современных технологий и создания пилотных и промышленных установок по применению ядерно-физических факторов при производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции. На многие разработки получены десятки патентов и свидетельств на интеллектуальную собственность.
Достигнутые результаты обусловлены высоким уровнем проводимых исследований и созданной академиками РАН Н. А. Корнеевым и Р. М. Алексахиным единственной в стране научной школы по сельскохозяйственной радиологии. На базе института выполняются студенческие работы, проходят международные курсы, молодежные конференции, в аспирантуре подготовлено около 200 специалистов высокой квалификации, защищены сотни диссертаций учеными из России, Беларуси, Украины, Молдавии, Казахстана, Кубы.
Специалисты ВНИИРАЭ являются экспертами МАГАТЭ, Научных советов РАН, ГК «Росатом», Министерства сельского хозяйства. Институт ‒ участник международной программы ALMERA по интеркалибровке методов измерения, Международной ассоциации по облучению, один из учредителей «Калужского ядерного кластера».
Институт проводит совместные междисциплинарные исследования с различными научными учреждениям РАН, Минобрнауки, Минсельхоза, МЧС, ведущими университетами и институтами. Развивается научно-техническое сотрудничество с международными организациями (МАГАТЭ, ФАО, НКДАР) и национальными научными центрами Беларуси, Украины, Казахстана, Германии, Франции, Англии, Швеции, Японии, Бельгии.
Институт – это живой организм: сегодня активно включаются в работу молодые специалисты, развиваются новые научные направления, создаются перспективные технологии, расширяются контакты с научными, учебными и производственными организациями, поддерживаются международные связи.
Сегодня в структуре 16 научных подразделений, включая две аккредитованные испытательные лаборатории.
Основные научные направления деятельности:
Лаборатория технологий ведения животноводства в условиях техногенного загрязнения (№ 1)
Создана в 1972 году и ранее называлась лабораторией радиационной патологии сельскохозяйственных животных. Коллектив возглавляет кандидат биологических наук Исамов Низаметдин Низаметдинович. Сотрудники принимали участие в экспериментальных исследованиях лучевой патологии на крупном рогатом скоте, лошадях, овцах, свиньях, курах-несушках и бройлерах.
Сегодня специалисты лаборатории № 1 исследуют закономерности миграции радионуклидов (РН) и тяжелых металлов (ТМ) в трофической цепи сельскохозяйственных животных, определяют количественные параметры перехода токсикантов в системе почва – корм – организм животных – продукция животноводства, изучают модифицирующие факторы миграции радионуклидов и тяжелых металлов в звеньях трофической цепи животных (экологических, почвенных, технологических, хозяйственно-организационных), а также проводят радиоэкологический мониторинг природных и аграрных экосистем в регионах размещения АЭС. Лаборатория участвует в научно-экспериментальном обосновании, разработке и внедрении способов и средств получения экологически безопасной продукции животноводства на техногенно загрязненных территориях.
Основные аналитические методы связаны с химическим анализом качества кормов, полученных в условиях техногенного загрязнения, а также с научным и экспериментальным поиском способов и средств, предотвращающих или снижающих поступление радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства.
Лаборатория агрохимических исследований и технологий ведения растениеводства (№ 2)
Для разработки стратегии ведения сельскохозяйственного производства в условиях применения ядерного оружия и действия его поражающих факторов в 1971 году в институте была образована лаборатория агрохимии радиоактивных изотопов и использования загрязненных земель. Результаты уникальных полевых опытов, проведенных сотрудниками лаборатории, нашли широкое применение в задачах земледелия на территориях Украины, Беларуси и Российской Федерации, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Они вошли в руководства по применению контрмер в сельском хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов, а также при загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами. Лабораторией руководит кандидат сельскохозяйственных наук Суслов Алексей Афанасьевич.
Под руководством доктора сельскохозяйственных наук А. Н. Ратникова разработаны новые виды удобрений – СУПРОДИТ, СУПРОДИТ М, ГЕОТОН, ГУМИТОН, которые прошли производственные испытания в хозяйствах различных форм собственности. Получены патенты, свидетельства о регистрации, а также золотые и серебряные медали на российских агропромышленных выставках «Золотая Осень». В лаборатории разрабатывают системы ведения сельскохозяйственного производства на техногенно загрязненных территориях, включая создание новых видов агромелиорантов для восстановления нарушенных земель, повышения их плодородия и урожая сельскохозяйственных культур. Для определения активности дыхания почвы и количественного измерения процесса денитрификации в почвах при использовании разработанных в институте удобрений научный коллектив использует метод газовой хроматографии.
Лаборатория микробиологии (№ 3)
Лаборатория микробиологии исторически занималась исследованием функционирования микроорганизмов в условиях радиоактивного загрязнения почв. Коллективом руководит кандидат биологических наук Пименов Евгений Павлович. Одно из направлений работы – изучение особенностей поведения почвенных микроорганизмов в агроэкосистемах, подвергшихся техногенному воздействию. Коллектив участвовал в комплексном эксперименте по изучению действия тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu) в широком диапазоне концентраций на почвенное микробное сообщество и его активность.
В лаборатории проводится цикл работ по изучению радиочувствительности. Основной метод исследования – определение скорости задержки роста тест-бактерий на жидких и твердых культуральных средах. В качестве тест-бактерий используются штаммы: Escherichia coli (В 8208), Bacillus cereus (B 6644), Candida albicans (Y 3108). Результаты фундаментальных исследований необходимы для отработки режимов облучения при применении радиационных технологий для подавления патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в сельскохозяйственном сырье до безопасного уровня.
Для ускоренного микробиологического анализа продуктов и сырья используется микробиологический анализатор, который автоматически регистрирует изменения импеданса питательной среды, обусловленные ростом широкого спектра микроорганизмов, включающего колиформы, сальмонеллы, листерии и др. Это позволяет, в частности, дать количественную оценку степени микробиологического загрязнения, контролировать стерильность, а также исследовать влияние различных факторов на рост микроорганизмов. Микробиологические исследования проводятся в бактериологической камере (стерильном боксе).
Лаборатория исследования действия неионизирующих излучений на агроценозы (№ 4)
Уже в 80-е годы прошлого столетия во ВНИИРАЭ были начаты исследования по использованию неионизирующих излучений в технологиях агропромышленного профиля. Среди этих разработок следует выделить способ повышения урожая зерновых культур на основе ультрафиолетовой (УФ) «досветки» посева растений в определенные фазы онтогенеза; метод сверхвысокочастотной (СВЧ) обработки клубней картофеля; способ СВЧ обработки меда. Отличительная особенность этих работ в их высокой востребованности, благодаря чему сокращается путь от теоретических исследований до воплощения в конкретные технические разработки.
В настоящий момент под руководством кандидата биологических наук Цыгвинцева Павла Николаевича в лаборатории проводятся фундаментальные исследования по оценке устойчивости сельскохозяйственных растений к раздельному и совместному действию ультрафиолетового излучения разных диапазонов, а также цикл работ по изучению устойчивости растений к раздельному и совместному действию электромагнитного излучения разных диапазонов и тяжелых металлов.
Работы по изучению последствий УФ облучения (А- и В-диапазонов) растений для формирования их стрессового ответа на различных этапах органогенеза проводятся с помощью спектрофотометра AvaSpec 2048 с ПО AvaSoft 6.2. Реакцию фотосистемы II на действие УФ измеряют с помощью амплитудно-импульсного флуориметра Junior-PAM (Walz Inc., Effeltrich, Германия).
В лаборатории разработаны: установка для УФ обработки корнеклубнеплодов (производительность до 5 т / ч), СВЧ установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты (производительность до 300 кг / ч) и ряд других.
СВЧ установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты прошла производственные испытания в качестве сушилки при выпуске макаронных изделий и показала по ряду параметров (занимаемой производственной площади, материалоемкости, стоимости оборудования и потребляемой мощности) десятикратное преимущество перед штатной конвейерной сушилкой. Установку также можно применять для микроволнового воздействия на некоторые сыпучие продукты: зерно, крупа, сухофрукты, некоторые специи, сушеные грибы и т. п. – с целью, например, дезинсекции и инактивации микроорганизмов. Очень эффективно воздействие на зернобобовые (фасоль, бобы, горох) для уничтожения зерновки.
Разработан и изготовлен опытный образец СВЧ установки «Жук 2-02», который успешно прошел технические испытания и показал ряд преимуществ перед другими установками и способами дезинсекции древесины.
Новое направление – изучение закономерностей генерации плазмы с использованием различных рабочих тел на основе СВЧ плазмотронов. Разработка и изготовление микроволновых плазмотронов атмосферного давления необходимы для проведения широкого спектра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии сельскохозяйственных животных (№ 5)
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии сельскохозяйственных животных сформирована в декабре 2013 года. Коллективом руководит кандидат биологических наук Кобялко Владимир Олегович. Одна из главных задач – выполнение модельных и натурных исследований на лабораторных и сельскохозяйственных животных с целью регистрации и анализа эффектов, возникающих на разных уровнях биологической организации независимо от природы действующего фактора. Структура лаборатории позволяет проводить гематологические, биохимические, иммуноферментные и радиоизотопные исследования. Комплексный подход к получению и оценке результатов направлен на выявление закономерностей биологических процессов в живых организмах, подвергнутых разным видам техногенного воздействия.
Для оценки физиологического состояния сельскохозяйственных и лабораторных животных при воздействии техногенных факторов в лаборатории используется универсальный ветеринарный автоматический гематологический анализатор Exigio EOS, позволяющий регистрировать до семи различных показателей системы крови более чем для десяти видов животных. Быстрота и точность определения показателей позволяет оперативно решать не только научные, но и прикладные задачи.
Лаборатория широко практикует радиоизотопные методы исследования с использованием меченого по тритию тимидина,45Са, радиоизотопа кадмия для понимания механизмов внутриклеточных процессов, как в макро-, так и в микроорганизмах. Уникальные возможности радиоизотопных методов, их высокая чувствительность определяют высокую ценность получаемых результатов.
Сотрудники проводят мониторинговые исследования и изучают состояние здоровья сельскохозяйственных животных в зоне воздействия атомных электростанций и промышленных предприятий. Одно из направлений работы связано с созданием кормовых добавок нового типа на основе высокомолекулярных водорастворимых полимеров (ВВП) и внедрением технологий использования ВВП в животноводческую практику для повышения продуктивности животных, а также снижения накопления химических токсикантов и радионуклидов в продукции.
Развернуты фундаментальные и прикладные исследования по применению радиационных технологий для увеличения сроков хранения пищевых продуктов за счет их антимикробной обработки и дезинсекции различных видов сельскохозяйственного сырья. Коллективом ученых выполнена оценка эффективности радиационной обработки продукции на разных типах установок (с гамма- и электронным излучением), определены оптимальные дозы облучения, не приводящие к нарушению сенсорных и физико-химических показателей, разработаны рекомендации по снижению концентрации химических консервантов в облученной продукции или полному их устранению.
Лаборатория активно сотрудничает с лабораторией масс-спектрометрии Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина. Ведутся совместные исследования по определению видового состава микроорганизмов, выделенных из продуктов, подвергнутых воздействию ионизирующего излучения с использованием методики MALDI-TOF масс-спектрометрии. Метод выявляет уникальный набор белков исследуемых микроорганизмов – своеобразный «отпечаток пальца».
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии растений (№ 6)
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии растений создана в 2004 году на базе группы радиобиологических исследований лаборатории моделирования радиоэкологических процессов. С момента основания коллективом руководит доктор биологических наук, профессор Гераськин Станислав Алексеевич.
Основные направления работы включают исследования механизмов адаптации популяций растений к техногенному загрязнению, изучение ответных реакций растений на действие ионизирующих излучений, тяжелых металлов и пестицидов и разработку теоретических основ и практических методов биоиндикации и биотестирования техногенного загрязнения с помощью растений.
Сотрудниками лаборатории выполнен широкий круг экспериментальных исследований биологических последствий раздельного и комбинированного с другими стрессорами действия ионизирующего излучения в малых дозах на культурные и дикорастущие растения в лабораторных и природных условиях. Эти работы неоднократно отмечены различными научными наградами и премиями, включая Золотую медаль РАН для молодых ученых. Лаборатория активно сотрудничает с научными группами из Бельгии и Японии.
Долгое время основным исследовательским методом был цитогенетический анализ. Этот простой в использовании, чувствительный и информативный метод позволил исследовать эффекты острого и хронического, раздельного и сочетанного действия на растения факторов разной природы (ионизирующего излучения, радионуклидов, тяжелых металлов, пестицидов). Широко используются в лаборатории биохимические методы. С помощью вертикального электрофореза исследуется изоферментный полиморфизм, а спектрофотометрический анализ позволяет изучать активность ферментов в тканях растений. Отличительная черта исследований последних лет заключается в сочетании тщательно спланированных полевых наблюдений с современными методами молекулярной биологии.
Высокоэффективная жидкостная хроматография – активно применяемый в решении задач лаборатории аналитический метод для оценки содержания в растительных тканях фитогормонов, низкомолекулярных антиоксидантов и малонового диальдегида.
Методом полимеразной цепной реакции (ПЦР), используя техники AFLP, IRAP и REMAP, в лаборатории проводится оценка генетической структуры хронически облучаемых популяций растений. При помощи ПЦР в реальном времени получены новые данные о специфике экспрессии генов, контролирующих метаболизм основных фитогормонов в процессе прорастания облученных семян ячменя.
Лаборатория математического моделирования и программно-информационного обеспечения (№ 7)
За почти 30-летний период существования лаборатории создано большое количество моделей и программных средств, описывающих процессы миграции радионуклидов в экосистемах, формирование доз облучения живых организмов и развитие экосистем в условиях действия радиации. В настоящий момент коллективом руководит доктор биологических наук, профессор Спиридонов Сергей Иннокентьевич. Начиная с момента образования, лаборатория выполняла работы по экологической экспертизе ряда российских АЭС. Сегодня продолжаются работы по созданию миграционно-дозиметрических моделей и программных средств для прогнозирования радиационного воздействия на компоненты аграрных и природных экосистем. В коллективе разрабатывают комплекс моделей для оценки влияния радионуклидов и химических токсикантов на сельскохозяйственных животных и прогнозирования загрязнения продукции животноводства.
Большое внимание уделяется подготовке научных кадров: специалисты лаборатории читают лекции студентам ИАТЭ НИЯУ МИФИ, руководят дипломными работами, подготовкой кандидатских и докторских диссертаций.
Ученые неоднократно становились лауреатами научных конкурсов: имени В. Р. Вильямса, А. Л. Чижевского, В. И. Корогодина, академика ВАСХНИЛ В. М. Клечковского, Международного конкурса научных работ в области радиоэкологии, премии Правительства Калужской области преподавателям и научным работникам.
Лаборатория молекулярно-клеточных основ сельскохозяйственной радиобиологии (№ 8)
Лаборатория № 8 создана в 2019 году в рамках национального проекта «Наука». По условиям проекта в штат принимали в основном молодых специалистов до 39 лет. Благодаря этому в институт были привлечены восемь новых сотрудников. Лабораторию возглавляет кандидат биологических наук Волкова Полина Юрьевна.
Цель работы лаборатории состоит в проведении фундаментальных исследований в области молекулярной радиобиологии и оценке прикладного потенциала молекулярно-генетических экспериментальных данных, полученных в институте. Философия нового направления исследований основана на необходимости обеспечения продовольственной и экологической безопасности, которые выходят на первый план в условиях ускоряющихся антропогенных изменений. Исследователи сотрудничают с научными группами Франции, Германии и Бельгии и ведут совместные работы с учеными из других институтов России.
Специалисты лаборатории занимаются изучением сочетанной устойчивости модельных и сельскохозяйственных растений к действию абиотических стрессовых факторов, выявлением молекулярных детерминант эффекта радиационного гормезиса у сельскохозяйственных культур, оценкой последствий хронического облучения травянистых растений в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.
Среди достижений сотрудников лаборатории – золотая медаль Российской Академии Наук для молодых ученых («Общая биология»), полученная в соавторстве П. Ю. Волковой и Е. А. Казаковой. Коллектив лаборатории регулярно получает гранты РНФ и РФФИ, активно публикует результаты исследований в ведущих научных отечественных и международных журналах.
Основные методы работы связаны с проведением полевых и контролируемых экспериментов по изучению действия ионизирующего излучения отдельно и в комбинации с абиотическими стрессорами на модельные и сельскохозяйственные растения. Лаборатория внедряет в практику института современные высокопроизводительные методы анализа радиобиологических эффектов, включая геномику, транскриптомику, метаболомику и подходы биоинформатики. Отдельное направление работы состоит в исследовании возможности применения направленного и радиационного мутагенеза для получения растений, устойчивых к стрессовым воздействиям.
Изучение молекулярных механизмов ответа растений на стрессовые факторы проводится в том числе при помощи нанопорового секвенатора MinION, который относится к третьему поколению NGS секвенаторов (next generation sequencing), способных производить длинные прочтения нуклеиновых кислот.
Лаборатория ядерно-физических исследований и технологий в сельском хозяйстве (№ 9)
Лаборатория ядерно-физических исследований и технологий в сельском хозяйстве создана в рамках реализации задач национального проекта «Наука» по формированию системы подготовки и профессионального роста научных и научно-педагогических кадров. Одна из задач проекта – создание благоприятных условий для научных исследований и разработок молодых ученых. Лабораторией заведует кандидат биологических наук Карпенко Евгений Игоревич.
Новые ядерно-физические технологии широко применяются для достижения различных компетенций в агропромышленной сфере – фитосанитарной обработки, обеспечения микробиологической безопасности продуктов и сырья, увеличения сроков хранения. Цель исследований – получение новых знаний о биологических эффектах и механизмах воздействия низкоэнергетического электронного излучения (<200 КэВ) и NTAP плазмы (Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasmas) на биообъекты для создания эффективных технологий обработки семенного материала.
Основные направления работы связаны с изучением влияния обработки NTAP плазмой и низкоэнергетического импульсного электронного пучка на уничтожение фитопатогенов посевного материала, всхожесть семян злаковых культур и процессы роста растений. В лаборатории разрабатывают новые источники NTAP плазмы и математические модели на основе прецизионного моделирования для оценки поглощенной дозы облучения сельскохозяйственной продукцией.
Сотрудники лаборатории также занимаются проверкой иммунохимическим методом одного из важнейших показателей безопасности продуктов и сырья ‒ содержания микотоксинов. Микотоксины, продуцируемые плесневыми грибами, могут стать причиной отравления животных и человека и часто обнаруживаются во многих пищевых продуктах и зерновых кормах. Для количественного определения микотоксинов применяются специальные иммуноферментные тест-наборы.
Физико-химические исследования проводятся на современном автоматизированном ЭПР спектрометре. Прибор, работающий на основе метода электронного парамагнитного резонанса, помогает достоверно определить, подвергались ли продукты и / или сырье стерилизации либо радуризации, что необходимо для контроля их безопасности и определения остаточных явлений. Помимо идентификации облученной продукции, с помощью ЭПР спектрометра можно определить дозу облучения.
Лаборатория измерения ионизирующих излучений (№ 12)
Лаборатория измерений ионизирующих излучений создана на базе подразделений ранее существовавшего физико-химического отдела института. Сегодня лабораторию возглавляет кандидат технических наук Томсон Андрей Владиславович. Основные направления деятельности включают измерения удельной активности радионуклидов в пробах окружающей среды с помощью сцинтилляционных и полупроводниковых спектрометрических комплексов, усовершенствование программ радиационного контроля в агропромышленном комплексе, оценку доз облучения населения и биоты в районе расположения предприятий ядерно-топливного цикла, применение радиационных технологий в сельском хозяйстве.
В состав лаборатории входит группа эксплуатации облучательской установки «ГУР 120». Сотрудники изучают влияние острого и хронического гамма-излучения на семена сельскохозяйственных культур, микробиоту и насекомых-вредителей с целью создания инновационных радиационных технологий для сельского хозяйства и пищевой промышленности.
Для определения радионуклидного состава и количественного анализа исследуемых проб объектов окружающей среды (почва, вода, растительность и т. д.), пищевых продуктов, строительных материалов на содержание гамма-излучающих радионуклидов используются многоканальный полупроводниковый гамма-спектрометр CANBERRA и полупроводниковый спектрометр энергии гамма-излучения «ГАММА 1П».
Жидкостный сцинтилляционный бета-радиометр TRI-CARB4810TR предназначен для определения радионуклидного состава и количественного анализа исследуемых проб на содержание бета-излучающих радионуклидов.
Испытательная лаборатория радиационного контроля (ИЛРК)
В 2015 году на базе лаборатории № 12 была создана испытательная лаборатория радиационного контроля, которая аккредитована Федеральной службой по аккредитации на техническую компетентность и независимость при проведении работ по радиационному контролю в соответствии с утвержденной областью аккредитации и соответствует требованиям ГОСТ ИСО / МЭК 17025–2009.
Основные задачи лаборатории включают выполнение радиационных измерений и радиационного контроля в соответствии с областью аккредитации и проведение квалифицированных испытаний различных объектов и продукции, заявленной в области аккредитации, с использованием актуальных нормативных документов и стандартизированных (аттестованных) методик выполнения измерений при проведении исследований в рамках научных программ и работ по договорам с обязательной выдачей протоколов испытаний.
Лаборатория участвует в международном профессиональном тестировании в рамках деятельности международной сети исследовательских лабораторий ALMERA, действующей под эгидой МАГАТЭ. Проекты IAEA ALMERA Proficiency Test IAEA-TEL 2016-04 предполагают тестирование по определению удельной активности антропогенных и естественных радионуклидов в воде, почве, растительности биоте и других объектах.
Лаборатория радиохимии и аналитической химии (№ 14)
Лаборатория радиохимии и аналитической химии создана в институте в 1980 году, руководитель – кандидат биологических наук Анисимов Вячеслав Сергеевич. В задачи лаборатории входит изучение поведения радиоактивных и стабильных элементов в почве и системе почва-растение, совершенствование методов и средств определения химических токсикантов в агроэкосистемах, исследование процессов, определяющих биологическую доступность радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва-растение. Сотрудниками лаборатории проводились почвенные и радиоэкологические исследования на постоянных пробных площадках, заложенных на различном удалении от аварийного четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС в пределах тридцатикилометровой зоны отчуждения.
Проведены эксперименты по миграции продуктов деления ядерного топлива с гравитационным потоком влаги, формах нахождения и вертикальном распределении в профиле почв долгоживущих радионуклидов137Cs и 90Sr и др., результаты которых были опубликованы в ведущих отечественных и зарубежных журналах. Проведен цикл фундаментальных исследований по изучению поведения тяжелых металлов (ТМ) в почвах различных типов и оценки почвенных факторов на темпы миграции и биологическую подвижность ТМ в почве.
В период 2012–2016 годов сотрудники лаборатории принимали участие в разработке Национальных стандартов по почвам в системе ГОСТ Р в техническом комитете «Качество почв, грунтов и органических удобрений» (ТК 025). Коллектив лаборатории также работал по программам экологического мониторинга территорий в зоне влияния радиационно-опасных объектов: Белоярской, Смоленской, Балтийской, Курской, Ленинградской АЭС, АЭС Руппур (Бангладеш).
В настоящий момент в лаборатории проводятся в полевых и лабораторных условиях комплексные исследования миграции в системе «почва – почвенный раствор – растение» радиоизотопов микроэлементов и тяжелых металлов. В сотрудничестве с исследовательскими организациями Республики Казахстан начат цикл исследований по радиоэкологии таких радионуклидов, как 3H (тритий) и 239Pu.
В лаборатории радиохимии и аналитической химии проводится элементный анализ образцов почв, растений, природных вод и т. д. Для этого имеется необходимое измерительное и вспомогательное оборудование. Так, в лаборатории установлена высокопроизводительная дистилляционная система для субперегонки Milestone SubPUR (Италия), рабочий канал которой изготовлен из высокочистого кварцевого стекла и контролируется микропроцессором. Метод очистки заключается в ИК нагреве над поверхностью очищаемого реагента (любой из кислот: HNO3, HCl, H2SO4) и дистилляция без кипения. Благодаря такой системе, имеется возможность самостоятельного получения ультрачистых кислот, используемых в дальнейшем химическом анализе.
Другой важный прибор – система микроволнового разложения (СМР) образцов почв, растений и др. MARS 5. В качестве экстрагентов используются ультрачистые кислоты. Благодаря использованию MARS 5, подготовка проб к последующему определению в них тяжелых металлов и токсичных элементов методами атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектрометрии происходит существенно быстрее, чем при традиционных способах мокрого озоления при атмосферном давлении. Кроме того, благодаря использованию СМР, удается добиться полного и воспроизводимого разложения как органических, так и неорганических образцов, отсутствия потерь определяемых элементов и перекрестного загрязнения проб. При этом обеспечивается полная безопасность персонала, сокращение объемов реагентов и упрощение состава реакционной смеси.
В лаборатории успешно функционирует ИСП-ОЭС спектрометр Liberty II (последовательного сканирования), имеющий уникальное оптическое разрешение и усовершенствованную радиочастотную схему с высокоэффективным (до 70%) DISC интерфейсом (Direct Serial Coupling), что позволяет работать с самыми сложными образцами. Управление, сбор и обработка данных проводится с помощью специального программного обеспечения ICP Expert в среде Windows. В распоряжении специалистов имеется атомно-абсорбционный спектрометр «КВАНТ Z.эта» с электротермической атомизацией пробы в быстро нагреваемой графитовой трубчатой печи с коррекцией спектральных помех способом обратного эффекта Зеемана. Он предназначен для количественного определения элементов в жидких экстрактах из почвенных, растительных и проч. образцов на уровне фоновых концентраций (нг / л). В качестве приставки к атомно-абсорбционному спектрометру «КВАНТ Z.эта» в лаборатории используется ртутно-гидридный генератор ГРГ 108. Он служит для определения микропримесей ртути (на уровне нг / дм3).
Для проведения одновременного массового элементного анализа ограниченного количества тяжелых металлов и макроэлементов (до 10) в лаборатории также функционирует атомно-абсорбционный спектрофотометр SpectrAA 140 фирмы Agilent (США) с пламенной атомизацией анализируемых жидких проб. Оптическая система прибора базируется на монохроматоре с дифракционной решеткой по схеме Черни-Тернера, работающая в первом порядке спектра. Прибор оснащен дейтериевым корректором фона. Предел обнаружения (по Cu, по критерию три сигма) ‒ 25 мкг / дм3.
Лаборатория радиоэкологии и агроэкологического мониторинга (№ 22)
Истоки лаборатории № 22 лежат в лаборатории сельскохозяйственной радиоэкологии и применения атомной техники в сельском хозяйстве, сформированной в 1981 году. Сегодня коллективом руководит доктор биологических наук Кузнецов Владимир Константинович. Основные направления исследований – в области сельскохозяйственной радиоэкологии: изучение экологических проблем ядерной энергетики, включая миграцию радионуклидов в сельскохозяйственной сфере, организацию, ведение сельского хозяйства вокруг предприятий ядерного топливного цикла. В последние годы сотрудники лаборатории ведут длительные наблюдения в зонах воздействия выбросов предприятий Новолипецкого металлургического комбината в Липецкой и Калужской областях, транспортных магистралей с различной интенсивностью транспортного потока в Калужской и Московской областях.
В составе лаборатории выделено две группы – мониторинга техногенного загрязнения агроэкосистем и почвенной химии радионуклидов и химических токсикантов.
Сотрудники лаборатории участвуют в реализации Программы совместной деятельности по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы в рамках Союзного государства (Россия – Беларусь) на период до 2019–2022 годов.
В распоряжении сотрудников лаборатории находится все необходимое для работы аналитическое оборудование. Так, гранулометрический анализ твердой фазы почвы проводится на седиграфе 5120 Micromeritics, который в автоматическом режиме измеряет гранулометрический состав твердой фазы почвы в диапазоне 0,1–300 мкм. Принцип работы прибора основан на непрерывном измерении интенсивности рентгеновского луча, проходящего через ячейку, в которой идет процесс седиментации (осаждение твердой фазы).
Рентгеноструктурный анализ кристаллических объектов проводят с помощью рентгеновского дифрактометра «ДР 02 РАДИАН», предназначенного для проведения рентгеноструктурного фазового анализа поликристаллических объектов и исследования текстур. Возможности прибора позволяют выполнять минералогические и элементные анализы почвы.
Определение нефтепродуктов и других органических загрязнителей в образцах воды, почвы, воздуха проводят при помощи двух приборов. Первый – ИК-фурье-спектрометр ФСМ-1202 предназначен для качественного и количественного анализа различных веществ в твердых, жидких и газообразных пробах по ИК-спектрам в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности, при экологическом контроле и т. д.
Второй прибор – анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ 02–2М» используется для контроля загрязненности почв и водоемов нефтепродуктами и тяжелыми металлами, а также атмосферного воздуха аэрозолями и летучими веществами после перевода проб в жидкую фазу. Кроме функции флуориметра прибор может также работать, как фотометр или хемилюминометр.
Для определения агрохимических показателей почв и грунтов применяют спектрофотометр и фотоэлектрический колориметр, предназначенные для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315–980 нм, выделяемых светофильтром, коэффициентов пропускания и оптической плотности жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации вещества в растворах методом построения градуировочных графиков.
В лаборатории используется анализатор азота автоматический PRO-NITRO A, представляющий собой дистиллятор с блоком для колориметрического титрования и предназначен главным образом для определения органического азота методом Къельдаля. Диапазон измерений составляет от 0,1 до 200 мг азота в пробе с точностью определения 0,0001 мг.
Испытательная лаборатория (ИЛ)
В ноябре 2015 года испытательная лаборатория (ИЛ) ФГБНУ ВНИИРАЭ прошла процедуру аккредитации в Национальной системе аккредитации (т. е. процедуру признания государственными органами особых полномочий ВНИИРАЭ). Это подразумевает официальное доказательство компетентности лаборатории для выполнения задач по оценке соответствия (Международный стандарт ИСО / МЭК 17000 : 2004).
ИЛ – комплексная лаборатория, оснащенная современным оборудованием, измерительной техникой и методическими документами, основанными на актуальной нормативной базе. Испытательная лаборатория ФГБНУ ВНИИРАЭ компетентна проводить испытания по анализу почв, грунтов, торфа и продуктов его переработки, удобрений (минеральные, органические, сапропелевые), воды (природная и сточная), атмосферного воздуха, компонентов окружающей среды (растительность, мхи, лишайники, опад лиственный и хвойный, дернина, древесина, детрит), корма, комбикорма и комбикормовое сырье, кормовые продукты перерабатывающих предприятий, корнеклубнеплоды, плодоовощная продукция; плоды, ягоды, грибы дикорастущие; овощи сушеные, соленые и квашеные; зерновые и зернобобовые культуры; масличные культуры; мясо и мясопродукты, птица, яйца и продукты их переработки; молоко и молочные продукты.
Сектор фитопатологии (№ 5)
Для ведения сельскохозяйственного производства в условиях применения ядерного оружия и действия его поражающих факторов в 1971 году в составе Отдела организации и ведения растениеводства в условиях ядерной войны и после ее окончания была организована лаборатория № 5 – радиационной патологии растений, позже преобразованная в сектор фитопатологии. Сегодня сектором № 5 руководит кандидат биологических наук Лой Надежда Николаевна.
В вегетационных и полевых исследованиях (гамма-поле) сотрудники лаборатории изучали реакции сельскохозяйственных растений на острое и хроническое γ- и β-облучение. Сейчас сотрудники занимаются вопросами применения радиационных технологий для дезинфекции и дезинсекции семян сельскохозяйственных культур и контроля фитосанитарной обстановки в зонах техногенного воздействия.
Для решения поставленных задач применяются следующие методики: определение зараженности проростков растений грибковыми болезнями, определение всхожести семян сельскохозяйственных культур в рулонах, проведение вегетационных исследований по изучению влияния ионизирующих излучений на пораженность сельскохозяйственных культур грибковыми болезнями, определение биохимических показателей (фотосинтетических пигментов, малонового диальдегида, свободного пролина), учета зараженности зерна насекомыми-вредителями и др.
Основные приборы – световой микроскоп Olimpus (Япония) для оценки пораженности растений фитопатогенами и спектрофотометр Unico (США) для проведения биохимических анализов.
Научно-организационный отдел
Научно-организационный отдел института включает в себя группы планирования, координации и отчетности научно-исследовательских работ (НИР), технического и информационного обеспечения НИР, издательской деятельности. Руководит отделом ученый секретарь ФГБНУ ВНИИРАЭ, кандидат биологических наук Шубина Ольга Андреевна. В состав отдела также входит научно-техническая библиотека и отдел аспирантуры.
Основные направления работы отдела – сопровождение и формирование отчетности по государственному заданию, координация НИР, научно-методическое обеспечение процессов научной деятельности, работа с системами электронного документооборота, оценка работы подразделений и сотрудников в области научной деятельности, обеспечение учебного процесса аспирантов и экстернов, обеспечение работы диссертационного совета и множество других организационных функций, без которых невозможна работа научной организации.
* * *
Важность обеспечения безопасного ведения сельского хозяйства в условиях увеличения рисков радиоактивного и химического загрязнения определяет перспективы исследований ВНИИРАЭ. Изучение миграции техногенных загрязнителей по сельскохозяйственным цепочкам, разработка систем и методов агроэкологического мониторинга, совершенствование подходов к нормированию токсикантов в компонентах агроэкосистем, создание технологий реабилитации сельскохозяйственных земель и снижения негативного воздействия на сельскохозяйственных животных и растения являются важными составляющими решения проблемы устойчивого функционирования сельского хозяйства в условиях техногенеза и обеспечения продовольственной безопасности. Для решения поставленных задач институт обладает хорошо развитой экспериментальной базой и квалифицированными сотрудниками, имеет аккредитованные лаборатории, обновляет оборудование в рамках реализации национального проекта «Наука».
Проводимые в институте исследования соответствуют приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации:
Н. И. Санжарова д. б. н., О. А. Шубина, к. б. н., Е. В. Бондаренко, к.б.н., П. Ю. Волкова, к. б. н.
В 2020 году исполняется 50 лет Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиологии и агроэкологии (ранее – Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии).
Образованный в период холодной войны институт в первую очередь был призван решать проблемы устойчивости сельского хозяйства в условиях возможного ядерного конфликта. Параллельно проходили исследования по «мирной» тематике, включая координацию работы 50 институтов-соисполнителей системы МСХ СССР, министерств сельского хозяйства союзных республик и ВАСХНИЛ по вопросам применения достижений атомной науки и техники в сельском хозяйстве. Разработки института нашли применение при совершенствовании военной доктрины СССР, а сотрудники были удостоены Государственных премий СССР.
Об истории института, достижениях, направлениях работы и перспективах развития рассказали директор ФГБНУ ВНИИРАЭ, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии РФ Наталья Ивановна Санжарова и руководители подразделений.
Особые страницы в истории института связаны с ликвидацией аварии на Чернобыльской АЭС. С 1986 года и по настоящее время институт – один из ведущих центров по ликвидации последствий этой катастрофы в агропромышленном комплексе. За создание научных основ ведения сельскохозяйственного производства и внедрение системы защитных и реабилитационных мероприятий в зоне аварии сотрудники института удостоены Государственной премии Российской Федерации.
Приоритетное направление деятельности состоит в обеспечении экологически безопасного сельскохозяйственного производства в регионах размещения предприятий ядерно-топливного цикла, включая оценку их влияния на окружающую среду, как при штатной эксплуатации, так и возможных аварийных ситуациях. Институт принимает участие в отраслевых проектах ГК «Росатом»: оценка экологической обстановки в регионах работающих и строящихся АЭС (Курская, Ростовская, Ленинградская, Балтийская, Белоярская, АЭС Руппур в Республике Бангладеш); проект «Прорыв» по созданию ядерного реактора нового типа, основанного на замкнутом топливном цикле при повышенной экологической безопасности; создание Центра ядерных исследований и технологий (ЦЯИТ) Многонационального Государства Боливии.
ВНИИРАЭ – ведущий центр фундаментальных и прикладных исследований по устойчивому развитию АПК и производству экологически безопасной продукции в условиях техногенного воздействия на агросферу, включая разработку научных основ, практических приемов и технологий ликвидации последствий радиационных, химических и других техногенных аварий.
В настоящий момент в институте проводятся работы по широкому спектру вопросов – от изучения молекулярно-клеточных механизмов действия физических и химических факторов до разработки современных технологий и создания пилотных и промышленных установок по применению ядерно-физических факторов при производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции. На многие разработки получены десятки патентов и свидетельств на интеллектуальную собственность.
Достигнутые результаты обусловлены высоким уровнем проводимых исследований и созданной академиками РАН Н. А. Корнеевым и Р. М. Алексахиным единственной в стране научной школы по сельскохозяйственной радиологии. На базе института выполняются студенческие работы, проходят международные курсы, молодежные конференции, в аспирантуре подготовлено около 200 специалистов высокой квалификации, защищены сотни диссертаций учеными из России, Беларуси, Украины, Молдавии, Казахстана, Кубы.
Специалисты ВНИИРАЭ являются экспертами МАГАТЭ, Научных советов РАН, ГК «Росатом», Министерства сельского хозяйства. Институт ‒ участник международной программы ALMERA по интеркалибровке методов измерения, Международной ассоциации по облучению, один из учредителей «Калужского ядерного кластера».
Институт проводит совместные междисциплинарные исследования с различными научными учреждениям РАН, Минобрнауки, Минсельхоза, МЧС, ведущими университетами и институтами. Развивается научно-техническое сотрудничество с международными организациями (МАГАТЭ, ФАО, НКДАР) и национальными научными центрами Беларуси, Украины, Казахстана, Германии, Франции, Англии, Швеции, Японии, Бельгии.
Институт – это живой организм: сегодня активно включаются в работу молодые специалисты, развиваются новые научные направления, создаются перспективные технологии, расширяются контакты с научными, учебными и производственными организациями, поддерживаются международные связи.
Сегодня в структуре 16 научных подразделений, включая две аккредитованные испытательные лаборатории.
Основные научные направления деятельности:
- фундаментальные исследования по радиобиологии сельскохозяйственных растений и животных, а также патогенных микроорганизмов и насекомых вредителей;
- фундаментальные исследования по экотоксикологии сельскохозяйственных растений и животных;
- фундаментальные и прикладные исследования по применению ионизирующих излучений в технологиях производства, переработки и хранения сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции;
- фундаментальные и прикладные исследования, научно-конструкторские работы по разработке и внедрению технологий с применением неионизирующих излучений (СВЧ, УФ) при производстве, переработке и хранении сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции;
- фундаментальные и прикладные исследования, научно-конструкторские работы по разработке и внедрению технологий с применением «холодной плазмы» при производстве, переработке и хранении сельскохозяйственного сырья, пищевой продукции, уничтожении отходов;
- прикладные и поисковые работы, направленные на решение проблем экологической безопасности в агропромышленном комплексе РФ и обеспечение производства сельскохозяйственной продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим, ветеринарным и фитосанитарным требованиям в условиях техногенного загрязнения;
- прикладные исследования по проблемам экологической безопасности и созданию систем радиационно-экологического и агроэкологического мониторинга в районе размещения предприятий энергетики, промышленности и транспорта;
- фундаментальные и прикладные исследования по разработке систем ведения сельскохозяйственного производства, созданию и внедрению реабилитационных технологий в сельском хозяйстве на техногенно загрязненных территориях.
Лаборатория технологий ведения животноводства в условиях техногенного загрязнения (№ 1)
Создана в 1972 году и ранее называлась лабораторией радиационной патологии сельскохозяйственных животных. Коллектив возглавляет кандидат биологических наук Исамов Низаметдин Низаметдинович. Сотрудники принимали участие в экспериментальных исследованиях лучевой патологии на крупном рогатом скоте, лошадях, овцах, свиньях, курах-несушках и бройлерах.
Сегодня специалисты лаборатории № 1 исследуют закономерности миграции радионуклидов (РН) и тяжелых металлов (ТМ) в трофической цепи сельскохозяйственных животных, определяют количественные параметры перехода токсикантов в системе почва – корм – организм животных – продукция животноводства, изучают модифицирующие факторы миграции радионуклидов и тяжелых металлов в звеньях трофической цепи животных (экологических, почвенных, технологических, хозяйственно-организационных), а также проводят радиоэкологический мониторинг природных и аграрных экосистем в регионах размещения АЭС. Лаборатория участвует в научно-экспериментальном обосновании, разработке и внедрении способов и средств получения экологически безопасной продукции животноводства на техногенно загрязненных территориях.
Основные аналитические методы связаны с химическим анализом качества кормов, полученных в условиях техногенного загрязнения, а также с научным и экспериментальным поиском способов и средств, предотвращающих или снижающих поступление радионуклидов и тяжелых металлов в продукцию животноводства.
Лаборатория агрохимических исследований и технологий ведения растениеводства (№ 2)
Для разработки стратегии ведения сельскохозяйственного производства в условиях применения ядерного оружия и действия его поражающих факторов в 1971 году в институте была образована лаборатория агрохимии радиоактивных изотопов и использования загрязненных земель. Результаты уникальных полевых опытов, проведенных сотрудниками лаборатории, нашли широкое применение в задачах земледелия на территориях Украины, Беларуси и Российской Федерации, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Они вошли в руководства по применению контрмер в сельском хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов, а также при загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами. Лабораторией руководит кандидат сельскохозяйственных наук Суслов Алексей Афанасьевич.
Под руководством доктора сельскохозяйственных наук А. Н. Ратникова разработаны новые виды удобрений – СУПРОДИТ, СУПРОДИТ М, ГЕОТОН, ГУМИТОН, которые прошли производственные испытания в хозяйствах различных форм собственности. Получены патенты, свидетельства о регистрации, а также золотые и серебряные медали на российских агропромышленных выставках «Золотая Осень». В лаборатории разрабатывают системы ведения сельскохозяйственного производства на техногенно загрязненных территориях, включая создание новых видов агромелиорантов для восстановления нарушенных земель, повышения их плодородия и урожая сельскохозяйственных культур. Для определения активности дыхания почвы и количественного измерения процесса денитрификации в почвах при использовании разработанных в институте удобрений научный коллектив использует метод газовой хроматографии.
Лаборатория микробиологии (№ 3)
Лаборатория микробиологии исторически занималась исследованием функционирования микроорганизмов в условиях радиоактивного загрязнения почв. Коллективом руководит кандидат биологических наук Пименов Евгений Павлович. Одно из направлений работы – изучение особенностей поведения почвенных микроорганизмов в агроэкосистемах, подвергшихся техногенному воздействию. Коллектив участвовал в комплексном эксперименте по изучению действия тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu) в широком диапазоне концентраций на почвенное микробное сообщество и его активность.
В лаборатории проводится цикл работ по изучению радиочувствительности. Основной метод исследования – определение скорости задержки роста тест-бактерий на жидких и твердых культуральных средах. В качестве тест-бактерий используются штаммы: Escherichia coli (В 8208), Bacillus cereus (B 6644), Candida albicans (Y 3108). Результаты фундаментальных исследований необходимы для отработки режимов облучения при применении радиационных технологий для подавления патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в сельскохозяйственном сырье до безопасного уровня.
Для ускоренного микробиологического анализа продуктов и сырья используется микробиологический анализатор, который автоматически регистрирует изменения импеданса питательной среды, обусловленные ростом широкого спектра микроорганизмов, включающего колиформы, сальмонеллы, листерии и др. Это позволяет, в частности, дать количественную оценку степени микробиологического загрязнения, контролировать стерильность, а также исследовать влияние различных факторов на рост микроорганизмов. Микробиологические исследования проводятся в бактериологической камере (стерильном боксе).
Лаборатория исследования действия неионизирующих излучений на агроценозы (№ 4)
Уже в 80-е годы прошлого столетия во ВНИИРАЭ были начаты исследования по использованию неионизирующих излучений в технологиях агропромышленного профиля. Среди этих разработок следует выделить способ повышения урожая зерновых культур на основе ультрафиолетовой (УФ) «досветки» посева растений в определенные фазы онтогенеза; метод сверхвысокочастотной (СВЧ) обработки клубней картофеля; способ СВЧ обработки меда. Отличительная особенность этих работ в их высокой востребованности, благодаря чему сокращается путь от теоретических исследований до воплощения в конкретные технические разработки.
В настоящий момент под руководством кандидата биологических наук Цыгвинцева Павла Николаевича в лаборатории проводятся фундаментальные исследования по оценке устойчивости сельскохозяйственных растений к раздельному и совместному действию ультрафиолетового излучения разных диапазонов, а также цикл работ по изучению устойчивости растений к раздельному и совместному действию электромагнитного излучения разных диапазонов и тяжелых металлов.
Работы по изучению последствий УФ облучения (А- и В-диапазонов) растений для формирования их стрессового ответа на различных этапах органогенеза проводятся с помощью спектрофотометра AvaSpec 2048 с ПО AvaSoft 6.2. Реакцию фотосистемы II на действие УФ измеряют с помощью амплитудно-импульсного флуориметра Junior-PAM (Walz Inc., Effeltrich, Германия).
В лаборатории разработаны: установка для УФ обработки корнеклубнеплодов (производительность до 5 т / ч), СВЧ установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты (производительность до 300 кг / ч) и ряд других.
СВЧ установка для микроволнового воздействия на сыпучие продукты прошла производственные испытания в качестве сушилки при выпуске макаронных изделий и показала по ряду параметров (занимаемой производственной площади, материалоемкости, стоимости оборудования и потребляемой мощности) десятикратное преимущество перед штатной конвейерной сушилкой. Установку также можно применять для микроволнового воздействия на некоторые сыпучие продукты: зерно, крупа, сухофрукты, некоторые специи, сушеные грибы и т. п. – с целью, например, дезинсекции и инактивации микроорганизмов. Очень эффективно воздействие на зернобобовые (фасоль, бобы, горох) для уничтожения зерновки.
Разработан и изготовлен опытный образец СВЧ установки «Жук 2-02», который успешно прошел технические испытания и показал ряд преимуществ перед другими установками и способами дезинсекции древесины.
Новое направление – изучение закономерностей генерации плазмы с использованием различных рабочих тел на основе СВЧ плазмотронов. Разработка и изготовление микроволновых плазмотронов атмосферного давления необходимы для проведения широкого спектра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии сельскохозяйственных животных (№ 5)
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии сельскохозяйственных животных сформирована в декабре 2013 года. Коллективом руководит кандидат биологических наук Кобялко Владимир Олегович. Одна из главных задач – выполнение модельных и натурных исследований на лабораторных и сельскохозяйственных животных с целью регистрации и анализа эффектов, возникающих на разных уровнях биологической организации независимо от природы действующего фактора. Структура лаборатории позволяет проводить гематологические, биохимические, иммуноферментные и радиоизотопные исследования. Комплексный подход к получению и оценке результатов направлен на выявление закономерностей биологических процессов в живых организмах, подвергнутых разным видам техногенного воздействия.
Для оценки физиологического состояния сельскохозяйственных и лабораторных животных при воздействии техногенных факторов в лаборатории используется универсальный ветеринарный автоматический гематологический анализатор Exigio EOS, позволяющий регистрировать до семи различных показателей системы крови более чем для десяти видов животных. Быстрота и точность определения показателей позволяет оперативно решать не только научные, но и прикладные задачи.
Лаборатория широко практикует радиоизотопные методы исследования с использованием меченого по тритию тимидина,45Са, радиоизотопа кадмия для понимания механизмов внутриклеточных процессов, как в макро-, так и в микроорганизмах. Уникальные возможности радиоизотопных методов, их высокая чувствительность определяют высокую ценность получаемых результатов.
Сотрудники проводят мониторинговые исследования и изучают состояние здоровья сельскохозяйственных животных в зоне воздействия атомных электростанций и промышленных предприятий. Одно из направлений работы связано с созданием кормовых добавок нового типа на основе высокомолекулярных водорастворимых полимеров (ВВП) и внедрением технологий использования ВВП в животноводческую практику для повышения продуктивности животных, а также снижения накопления химических токсикантов и радионуклидов в продукции.
Развернуты фундаментальные и прикладные исследования по применению радиационных технологий для увеличения сроков хранения пищевых продуктов за счет их антимикробной обработки и дезинсекции различных видов сельскохозяйственного сырья. Коллективом ученых выполнена оценка эффективности радиационной обработки продукции на разных типах установок (с гамма- и электронным излучением), определены оптимальные дозы облучения, не приводящие к нарушению сенсорных и физико-химических показателей, разработаны рекомендации по снижению концентрации химических консервантов в облученной продукции или полному их устранению.
Лаборатория активно сотрудничает с лабораторией масс-спектрометрии Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина. Ведутся совместные исследования по определению видового состава микроорганизмов, выделенных из продуктов, подвергнутых воздействию ионизирующего излучения с использованием методики MALDI-TOF масс-спектрометрии. Метод выявляет уникальный набор белков исследуемых микроорганизмов – своеобразный «отпечаток пальца».
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии растений (№ 6)
Лаборатория радиобиологии и экотоксикологии растений создана в 2004 году на базе группы радиобиологических исследований лаборатории моделирования радиоэкологических процессов. С момента основания коллективом руководит доктор биологических наук, профессор Гераськин Станислав Алексеевич.
Основные направления работы включают исследования механизмов адаптации популяций растений к техногенному загрязнению, изучение ответных реакций растений на действие ионизирующих излучений, тяжелых металлов и пестицидов и разработку теоретических основ и практических методов биоиндикации и биотестирования техногенного загрязнения с помощью растений.
Сотрудниками лаборатории выполнен широкий круг экспериментальных исследований биологических последствий раздельного и комбинированного с другими стрессорами действия ионизирующего излучения в малых дозах на культурные и дикорастущие растения в лабораторных и природных условиях. Эти работы неоднократно отмечены различными научными наградами и премиями, включая Золотую медаль РАН для молодых ученых. Лаборатория активно сотрудничает с научными группами из Бельгии и Японии.
Долгое время основным исследовательским методом был цитогенетический анализ. Этот простой в использовании, чувствительный и информативный метод позволил исследовать эффекты острого и хронического, раздельного и сочетанного действия на растения факторов разной природы (ионизирующего излучения, радионуклидов, тяжелых металлов, пестицидов). Широко используются в лаборатории биохимические методы. С помощью вертикального электрофореза исследуется изоферментный полиморфизм, а спектрофотометрический анализ позволяет изучать активность ферментов в тканях растений. Отличительная черта исследований последних лет заключается в сочетании тщательно спланированных полевых наблюдений с современными методами молекулярной биологии.
Высокоэффективная жидкостная хроматография – активно применяемый в решении задач лаборатории аналитический метод для оценки содержания в растительных тканях фитогормонов, низкомолекулярных антиоксидантов и малонового диальдегида.
Методом полимеразной цепной реакции (ПЦР), используя техники AFLP, IRAP и REMAP, в лаборатории проводится оценка генетической структуры хронически облучаемых популяций растений. При помощи ПЦР в реальном времени получены новые данные о специфике экспрессии генов, контролирующих метаболизм основных фитогормонов в процессе прорастания облученных семян ячменя.
Лаборатория математического моделирования и программно-информационного обеспечения (№ 7)
За почти 30-летний период существования лаборатории создано большое количество моделей и программных средств, описывающих процессы миграции радионуклидов в экосистемах, формирование доз облучения живых организмов и развитие экосистем в условиях действия радиации. В настоящий момент коллективом руководит доктор биологических наук, профессор Спиридонов Сергей Иннокентьевич. Начиная с момента образования, лаборатория выполняла работы по экологической экспертизе ряда российских АЭС. Сегодня продолжаются работы по созданию миграционно-дозиметрических моделей и программных средств для прогнозирования радиационного воздействия на компоненты аграрных и природных экосистем. В коллективе разрабатывают комплекс моделей для оценки влияния радионуклидов и химических токсикантов на сельскохозяйственных животных и прогнозирования загрязнения продукции животноводства.
Большое внимание уделяется подготовке научных кадров: специалисты лаборатории читают лекции студентам ИАТЭ НИЯУ МИФИ, руководят дипломными работами, подготовкой кандидатских и докторских диссертаций.
Ученые неоднократно становились лауреатами научных конкурсов: имени В. Р. Вильямса, А. Л. Чижевского, В. И. Корогодина, академика ВАСХНИЛ В. М. Клечковского, Международного конкурса научных работ в области радиоэкологии, премии Правительства Калужской области преподавателям и научным работникам.
Лаборатория молекулярно-клеточных основ сельскохозяйственной радиобиологии (№ 8)
Лаборатория № 8 создана в 2019 году в рамках национального проекта «Наука». По условиям проекта в штат принимали в основном молодых специалистов до 39 лет. Благодаря этому в институт были привлечены восемь новых сотрудников. Лабораторию возглавляет кандидат биологических наук Волкова Полина Юрьевна.
Цель работы лаборатории состоит в проведении фундаментальных исследований в области молекулярной радиобиологии и оценке прикладного потенциала молекулярно-генетических экспериментальных данных, полученных в институте. Философия нового направления исследований основана на необходимости обеспечения продовольственной и экологической безопасности, которые выходят на первый план в условиях ускоряющихся антропогенных изменений. Исследователи сотрудничают с научными группами Франции, Германии и Бельгии и ведут совместные работы с учеными из других институтов России.
Специалисты лаборатории занимаются изучением сочетанной устойчивости модельных и сельскохозяйственных растений к действию абиотических стрессовых факторов, выявлением молекулярных детерминант эффекта радиационного гормезиса у сельскохозяйственных культур, оценкой последствий хронического облучения травянистых растений в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.
Среди достижений сотрудников лаборатории – золотая медаль Российской Академии Наук для молодых ученых («Общая биология»), полученная в соавторстве П. Ю. Волковой и Е. А. Казаковой. Коллектив лаборатории регулярно получает гранты РНФ и РФФИ, активно публикует результаты исследований в ведущих научных отечественных и международных журналах.
Основные методы работы связаны с проведением полевых и контролируемых экспериментов по изучению действия ионизирующего излучения отдельно и в комбинации с абиотическими стрессорами на модельные и сельскохозяйственные растения. Лаборатория внедряет в практику института современные высокопроизводительные методы анализа радиобиологических эффектов, включая геномику, транскриптомику, метаболомику и подходы биоинформатики. Отдельное направление работы состоит в исследовании возможности применения направленного и радиационного мутагенеза для получения растений, устойчивых к стрессовым воздействиям.
Изучение молекулярных механизмов ответа растений на стрессовые факторы проводится в том числе при помощи нанопорового секвенатора MinION, который относится к третьему поколению NGS секвенаторов (next generation sequencing), способных производить длинные прочтения нуклеиновых кислот.
Лаборатория ядерно-физических исследований и технологий в сельском хозяйстве (№ 9)
Лаборатория ядерно-физических исследований и технологий в сельском хозяйстве создана в рамках реализации задач национального проекта «Наука» по формированию системы подготовки и профессионального роста научных и научно-педагогических кадров. Одна из задач проекта – создание благоприятных условий для научных исследований и разработок молодых ученых. Лабораторией заведует кандидат биологических наук Карпенко Евгений Игоревич.
Новые ядерно-физические технологии широко применяются для достижения различных компетенций в агропромышленной сфере – фитосанитарной обработки, обеспечения микробиологической безопасности продуктов и сырья, увеличения сроков хранения. Цель исследований – получение новых знаний о биологических эффектах и механизмах воздействия низкоэнергетического электронного излучения (<200 КэВ) и NTAP плазмы (Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasmas) на биообъекты для создания эффективных технологий обработки семенного материала.
Основные направления работы связаны с изучением влияния обработки NTAP плазмой и низкоэнергетического импульсного электронного пучка на уничтожение фитопатогенов посевного материала, всхожесть семян злаковых культур и процессы роста растений. В лаборатории разрабатывают новые источники NTAP плазмы и математические модели на основе прецизионного моделирования для оценки поглощенной дозы облучения сельскохозяйственной продукцией.
Сотрудники лаборатории также занимаются проверкой иммунохимическим методом одного из важнейших показателей безопасности продуктов и сырья ‒ содержания микотоксинов. Микотоксины, продуцируемые плесневыми грибами, могут стать причиной отравления животных и человека и часто обнаруживаются во многих пищевых продуктах и зерновых кормах. Для количественного определения микотоксинов применяются специальные иммуноферментные тест-наборы.
Физико-химические исследования проводятся на современном автоматизированном ЭПР спектрометре. Прибор, работающий на основе метода электронного парамагнитного резонанса, помогает достоверно определить, подвергались ли продукты и / или сырье стерилизации либо радуризации, что необходимо для контроля их безопасности и определения остаточных явлений. Помимо идентификации облученной продукции, с помощью ЭПР спектрометра можно определить дозу облучения.
Лаборатория измерения ионизирующих излучений (№ 12)
Лаборатория измерений ионизирующих излучений создана на базе подразделений ранее существовавшего физико-химического отдела института. Сегодня лабораторию возглавляет кандидат технических наук Томсон Андрей Владиславович. Основные направления деятельности включают измерения удельной активности радионуклидов в пробах окружающей среды с помощью сцинтилляционных и полупроводниковых спектрометрических комплексов, усовершенствование программ радиационного контроля в агропромышленном комплексе, оценку доз облучения населения и биоты в районе расположения предприятий ядерно-топливного цикла, применение радиационных технологий в сельском хозяйстве.
В состав лаборатории входит группа эксплуатации облучательской установки «ГУР 120». Сотрудники изучают влияние острого и хронического гамма-излучения на семена сельскохозяйственных культур, микробиоту и насекомых-вредителей с целью создания инновационных радиационных технологий для сельского хозяйства и пищевой промышленности.
Для определения радионуклидного состава и количественного анализа исследуемых проб объектов окружающей среды (почва, вода, растительность и т. д.), пищевых продуктов, строительных материалов на содержание гамма-излучающих радионуклидов используются многоканальный полупроводниковый гамма-спектрометр CANBERRA и полупроводниковый спектрометр энергии гамма-излучения «ГАММА 1П».
Жидкостный сцинтилляционный бета-радиометр TRI-CARB4810TR предназначен для определения радионуклидного состава и количественного анализа исследуемых проб на содержание бета-излучающих радионуклидов.
Испытательная лаборатория радиационного контроля (ИЛРК)
В 2015 году на базе лаборатории № 12 была создана испытательная лаборатория радиационного контроля, которая аккредитована Федеральной службой по аккредитации на техническую компетентность и независимость при проведении работ по радиационному контролю в соответствии с утвержденной областью аккредитации и соответствует требованиям ГОСТ ИСО / МЭК 17025–2009.
Основные задачи лаборатории включают выполнение радиационных измерений и радиационного контроля в соответствии с областью аккредитации и проведение квалифицированных испытаний различных объектов и продукции, заявленной в области аккредитации, с использованием актуальных нормативных документов и стандартизированных (аттестованных) методик выполнения измерений при проведении исследований в рамках научных программ и работ по договорам с обязательной выдачей протоколов испытаний.
Лаборатория участвует в международном профессиональном тестировании в рамках деятельности международной сети исследовательских лабораторий ALMERA, действующей под эгидой МАГАТЭ. Проекты IAEA ALMERA Proficiency Test IAEA-TEL 2016-04 предполагают тестирование по определению удельной активности антропогенных и естественных радионуклидов в воде, почве, растительности биоте и других объектах.
Лаборатория радиохимии и аналитической химии (№ 14)
Лаборатория радиохимии и аналитической химии создана в институте в 1980 году, руководитель – кандидат биологических наук Анисимов Вячеслав Сергеевич. В задачи лаборатории входит изучение поведения радиоактивных и стабильных элементов в почве и системе почва-растение, совершенствование методов и средств определения химических токсикантов в агроэкосистемах, исследование процессов, определяющих биологическую доступность радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва-растение. Сотрудниками лаборатории проводились почвенные и радиоэкологические исследования на постоянных пробных площадках, заложенных на различном удалении от аварийного четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС в пределах тридцатикилометровой зоны отчуждения.
Проведены эксперименты по миграции продуктов деления ядерного топлива с гравитационным потоком влаги, формах нахождения и вертикальном распределении в профиле почв долгоживущих радионуклидов137Cs и 90Sr и др., результаты которых были опубликованы в ведущих отечественных и зарубежных журналах. Проведен цикл фундаментальных исследований по изучению поведения тяжелых металлов (ТМ) в почвах различных типов и оценки почвенных факторов на темпы миграции и биологическую подвижность ТМ в почве.
В период 2012–2016 годов сотрудники лаборатории принимали участие в разработке Национальных стандартов по почвам в системе ГОСТ Р в техническом комитете «Качество почв, грунтов и органических удобрений» (ТК 025). Коллектив лаборатории также работал по программам экологического мониторинга территорий в зоне влияния радиационно-опасных объектов: Белоярской, Смоленской, Балтийской, Курской, Ленинградской АЭС, АЭС Руппур (Бангладеш).
В настоящий момент в лаборатории проводятся в полевых и лабораторных условиях комплексные исследования миграции в системе «почва – почвенный раствор – растение» радиоизотопов микроэлементов и тяжелых металлов. В сотрудничестве с исследовательскими организациями Республики Казахстан начат цикл исследований по радиоэкологии таких радионуклидов, как 3H (тритий) и 239Pu.
В лаборатории радиохимии и аналитической химии проводится элементный анализ образцов почв, растений, природных вод и т. д. Для этого имеется необходимое измерительное и вспомогательное оборудование. Так, в лаборатории установлена высокопроизводительная дистилляционная система для субперегонки Milestone SubPUR (Италия), рабочий канал которой изготовлен из высокочистого кварцевого стекла и контролируется микропроцессором. Метод очистки заключается в ИК нагреве над поверхностью очищаемого реагента (любой из кислот: HNO3, HCl, H2SO4) и дистилляция без кипения. Благодаря такой системе, имеется возможность самостоятельного получения ультрачистых кислот, используемых в дальнейшем химическом анализе.
Другой важный прибор – система микроволнового разложения (СМР) образцов почв, растений и др. MARS 5. В качестве экстрагентов используются ультрачистые кислоты. Благодаря использованию MARS 5, подготовка проб к последующему определению в них тяжелых металлов и токсичных элементов методами атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектрометрии происходит существенно быстрее, чем при традиционных способах мокрого озоления при атмосферном давлении. Кроме того, благодаря использованию СМР, удается добиться полного и воспроизводимого разложения как органических, так и неорганических образцов, отсутствия потерь определяемых элементов и перекрестного загрязнения проб. При этом обеспечивается полная безопасность персонала, сокращение объемов реагентов и упрощение состава реакционной смеси.
В лаборатории успешно функционирует ИСП-ОЭС спектрометр Liberty II (последовательного сканирования), имеющий уникальное оптическое разрешение и усовершенствованную радиочастотную схему с высокоэффективным (до 70%) DISC интерфейсом (Direct Serial Coupling), что позволяет работать с самыми сложными образцами. Управление, сбор и обработка данных проводится с помощью специального программного обеспечения ICP Expert в среде Windows. В распоряжении специалистов имеется атомно-абсорбционный спектрометр «КВАНТ Z.эта» с электротермической атомизацией пробы в быстро нагреваемой графитовой трубчатой печи с коррекцией спектральных помех способом обратного эффекта Зеемана. Он предназначен для количественного определения элементов в жидких экстрактах из почвенных, растительных и проч. образцов на уровне фоновых концентраций (нг / л). В качестве приставки к атомно-абсорбционному спектрометру «КВАНТ Z.эта» в лаборатории используется ртутно-гидридный генератор ГРГ 108. Он служит для определения микропримесей ртути (на уровне нг / дм3).
Для проведения одновременного массового элементного анализа ограниченного количества тяжелых металлов и макроэлементов (до 10) в лаборатории также функционирует атомно-абсорбционный спектрофотометр SpectrAA 140 фирмы Agilent (США) с пламенной атомизацией анализируемых жидких проб. Оптическая система прибора базируется на монохроматоре с дифракционной решеткой по схеме Черни-Тернера, работающая в первом порядке спектра. Прибор оснащен дейтериевым корректором фона. Предел обнаружения (по Cu, по критерию три сигма) ‒ 25 мкг / дм3.
Лаборатория радиоэкологии и агроэкологического мониторинга (№ 22)
Истоки лаборатории № 22 лежат в лаборатории сельскохозяйственной радиоэкологии и применения атомной техники в сельском хозяйстве, сформированной в 1981 году. Сегодня коллективом руководит доктор биологических наук Кузнецов Владимир Константинович. Основные направления исследований – в области сельскохозяйственной радиоэкологии: изучение экологических проблем ядерной энергетики, включая миграцию радионуклидов в сельскохозяйственной сфере, организацию, ведение сельского хозяйства вокруг предприятий ядерного топливного цикла. В последние годы сотрудники лаборатории ведут длительные наблюдения в зонах воздействия выбросов предприятий Новолипецкого металлургического комбината в Липецкой и Калужской областях, транспортных магистралей с различной интенсивностью транспортного потока в Калужской и Московской областях.
В составе лаборатории выделено две группы – мониторинга техногенного загрязнения агроэкосистем и почвенной химии радионуклидов и химических токсикантов.
Сотрудники лаборатории участвуют в реализации Программы совместной деятельности по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы в рамках Союзного государства (Россия – Беларусь) на период до 2019–2022 годов.
В распоряжении сотрудников лаборатории находится все необходимое для работы аналитическое оборудование. Так, гранулометрический анализ твердой фазы почвы проводится на седиграфе 5120 Micromeritics, который в автоматическом режиме измеряет гранулометрический состав твердой фазы почвы в диапазоне 0,1–300 мкм. Принцип работы прибора основан на непрерывном измерении интенсивности рентгеновского луча, проходящего через ячейку, в которой идет процесс седиментации (осаждение твердой фазы).
Рентгеноструктурный анализ кристаллических объектов проводят с помощью рентгеновского дифрактометра «ДР 02 РАДИАН», предназначенного для проведения рентгеноструктурного фазового анализа поликристаллических объектов и исследования текстур. Возможности прибора позволяют выполнять минералогические и элементные анализы почвы.
Определение нефтепродуктов и других органических загрязнителей в образцах воды, почвы, воздуха проводят при помощи двух приборов. Первый – ИК-фурье-спектрометр ФСМ-1202 предназначен для качественного и количественного анализа различных веществ в твердых, жидких и газообразных пробах по ИК-спектрам в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности, при экологическом контроле и т. д.
Второй прибор – анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ 02–2М» используется для контроля загрязненности почв и водоемов нефтепродуктами и тяжелыми металлами, а также атмосферного воздуха аэрозолями и летучими веществами после перевода проб в жидкую фазу. Кроме функции флуориметра прибор может также работать, как фотометр или хемилюминометр.
Для определения агрохимических показателей почв и грунтов применяют спектрофотометр и фотоэлектрический колориметр, предназначенные для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315–980 нм, выделяемых светофильтром, коэффициентов пропускания и оптической плотности жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации вещества в растворах методом построения градуировочных графиков.
В лаборатории используется анализатор азота автоматический PRO-NITRO A, представляющий собой дистиллятор с блоком для колориметрического титрования и предназначен главным образом для определения органического азота методом Къельдаля. Диапазон измерений составляет от 0,1 до 200 мг азота в пробе с точностью определения 0,0001 мг.
Испытательная лаборатория (ИЛ)
В ноябре 2015 года испытательная лаборатория (ИЛ) ФГБНУ ВНИИРАЭ прошла процедуру аккредитации в Национальной системе аккредитации (т. е. процедуру признания государственными органами особых полномочий ВНИИРАЭ). Это подразумевает официальное доказательство компетентности лаборатории для выполнения задач по оценке соответствия (Международный стандарт ИСО / МЭК 17000 : 2004).
ИЛ – комплексная лаборатория, оснащенная современным оборудованием, измерительной техникой и методическими документами, основанными на актуальной нормативной базе. Испытательная лаборатория ФГБНУ ВНИИРАЭ компетентна проводить испытания по анализу почв, грунтов, торфа и продуктов его переработки, удобрений (минеральные, органические, сапропелевые), воды (природная и сточная), атмосферного воздуха, компонентов окружающей среды (растительность, мхи, лишайники, опад лиственный и хвойный, дернина, древесина, детрит), корма, комбикорма и комбикормовое сырье, кормовые продукты перерабатывающих предприятий, корнеклубнеплоды, плодоовощная продукция; плоды, ягоды, грибы дикорастущие; овощи сушеные, соленые и квашеные; зерновые и зернобобовые культуры; масличные культуры; мясо и мясопродукты, птица, яйца и продукты их переработки; молоко и молочные продукты.
Сектор фитопатологии (№ 5)
Для ведения сельскохозяйственного производства в условиях применения ядерного оружия и действия его поражающих факторов в 1971 году в составе Отдела организации и ведения растениеводства в условиях ядерной войны и после ее окончания была организована лаборатория № 5 – радиационной патологии растений, позже преобразованная в сектор фитопатологии. Сегодня сектором № 5 руководит кандидат биологических наук Лой Надежда Николаевна.
В вегетационных и полевых исследованиях (гамма-поле) сотрудники лаборатории изучали реакции сельскохозяйственных растений на острое и хроническое γ- и β-облучение. Сейчас сотрудники занимаются вопросами применения радиационных технологий для дезинфекции и дезинсекции семян сельскохозяйственных культур и контроля фитосанитарной обстановки в зонах техногенного воздействия.
Для решения поставленных задач применяются следующие методики: определение зараженности проростков растений грибковыми болезнями, определение всхожести семян сельскохозяйственных культур в рулонах, проведение вегетационных исследований по изучению влияния ионизирующих излучений на пораженность сельскохозяйственных культур грибковыми болезнями, определение биохимических показателей (фотосинтетических пигментов, малонового диальдегида, свободного пролина), учета зараженности зерна насекомыми-вредителями и др.
Основные приборы – световой микроскоп Olimpus (Япония) для оценки пораженности растений фитопатогенами и спектрофотометр Unico (США) для проведения биохимических анализов.
Научно-организационный отдел
Научно-организационный отдел института включает в себя группы планирования, координации и отчетности научно-исследовательских работ (НИР), технического и информационного обеспечения НИР, издательской деятельности. Руководит отделом ученый секретарь ФГБНУ ВНИИРАЭ, кандидат биологических наук Шубина Ольга Андреевна. В состав отдела также входит научно-техническая библиотека и отдел аспирантуры.
Основные направления работы отдела – сопровождение и формирование отчетности по государственному заданию, координация НИР, научно-методическое обеспечение процессов научной деятельности, работа с системами электронного документооборота, оценка работы подразделений и сотрудников в области научной деятельности, обеспечение учебного процесса аспирантов и экстернов, обеспечение работы диссертационного совета и множество других организационных функций, без которых невозможна работа научной организации.
* * *
Важность обеспечения безопасного ведения сельского хозяйства в условиях увеличения рисков радиоактивного и химического загрязнения определяет перспективы исследований ВНИИРАЭ. Изучение миграции техногенных загрязнителей по сельскохозяйственным цепочкам, разработка систем и методов агроэкологического мониторинга, совершенствование подходов к нормированию токсикантов в компонентах агроэкосистем, создание технологий реабилитации сельскохозяйственных земель и снижения негативного воздействия на сельскохозяйственных животных и растения являются важными составляющими решения проблемы устойчивого функционирования сельского хозяйства в условиях техногенеза и обеспечения продовольственной безопасности. Для решения поставленных задач институт обладает хорошо развитой экспериментальной базой и квалифицированными сотрудниками, имеет аккредитованные лаборатории, обновляет оборудование в рамках реализации национального проекта «Наука».
Проводимые в институте исследования соответствуют приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации:
- 20 д «Противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и идеологическому экстремизму, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства»;
- 20 г «Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработка и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективная переработка сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания».
Отзывы читателей
