На кафедре радиоэкологии и экотоксикологии проводятся экологические исследования по острейшей проблеме современной цивилизации – загрязнению окружающей среды в результате хозяйственной деятельности человека. При загрязнении биосферы токсичными химическими соединениями и радиоактивными веществами в ней возникают серьезные, порой катастрофические изменения, происходит глубокая перестройка природных комплексов и экосистем, приводящая к последствиям, неблагоприятным как для биосферы, так и для самого человека.

Основная цель научной работы кафедры – изучение закономерностей биогеохимической миграции экотоксикантов химической и радиоактивной природы в наземных экосистемах. Объектами изучения являются в первую очередь природные и техногенные экосистемы, оказавшиеся в зонах влияния наиболее значительных, в том числе и с экономической точки зрения, промышленных объектов – аварийных, действующих или только строящихся. При проведении исследований используется весь спектр научных средств и методов, доступных в настоящее время ученому–экологу, от традиционных полевых изысканий и лабораторных анализов до наиболее современных информационно-вычислительных технологий и компьютерного моделирования.

  • Изучение поведения техногенных загрязнителей в наземных экосистемах

В рамках данного направления с привлечением наиболее современных методов полевых и лабораторных исследований изучаются с позиций системного подхода пространственно-временные особенности биогеохимических циклов радионуклидов и экотоксикантов в ландшафтах. Проводится выявление и исследование факторов, определяющих эти процессы, и ключевых компонентов наземных экосистем, регулирующих потоки элементов – загрязнителей. При проведении исследований используется оригинальная методика пробоотбора, отработанная коллективом кафедры в ходе многолетних исследований экологических последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

  • Имитационное моделирование и компьютеризация экологических исследований

В рамках данного направления важная роль отводится адаптации и расширению использования современных информационно-вычислительных технологий в экологических исследованиях на всех этапах, начиная от планирования работ и сбора исходной информации до конечного анализа полученных результатов. Основой послужил опыт компьютеризации многолетних чернобыльских исследований и работ по изучению биологического круговорота углерода. Для изучения и прогнозирования таких экологических процессов, как глобальное изменение климата, варьирование продуктивности экосистем, радиоактивное загрязнение используется компьютерное моделирование. Создан целый ряд программных продуктов: базы данных, банк имитационных моделей, информационные системы.

  • Содержание, миграция и перераспределение стойких органических загрязнителей в почвенном покрове

Данное направление посвящено изучению поведения в почве таких экотоксикантов, как полициклические ароматические углеводороды, диоксиноподобные соединения, хлорорганические пестициды и др. Как объекты исследования в первую очередь рассматриваются почвы техногенных экосистем, в том числе и городских. Оценивается содержание и степень аккумуляции ПАУ почвами в зависимости от свойств полиарена, функционального назначения зоны города и типа почвы. Проводится анализ индивидуального состава ПАУ для определения вклада и соотношения различных соединений в спектре данного класса углеводородов. На основе санитарно-гигиенического нормирования содержания экотоксикантов в почвах осуществляется оценка экологического состояния почвенного покрова РФ.

  • Физико-химические формы соединений радионуклидов в почвах природных ландшафтов лесной и лесостепной зон

Проводятся исследования содержания и физико-химической природы подвижных форм соединений радионуклидов, формирующих в настоящее время радиационный фон на Европейской части РФ, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС. Особое внимание уделяется исследованию содержания радионуклидов в почвенных растворах, где сосредоточена основная часть миграционно-способных и биологически доступных форм элементов. Методом гель-хроматографии изучается молекулярно-массовый состав и химическая природа органических соединений радионуклидов в жидкой фазе почв. На основании полученных данных оценивается подвижность нуклидов в почвенном профиле в зависимости от их химической природы, почвенных характеристик, типа фитоценоза, а также природы радиоактивных выпадений и времени с момента загрязнения.

  • Оценка современного уровня содержания основных природных и техногенных радионуклидов в почвах фоновых территорий европейской части России .

Исследования по данному направлению призваны обеспечить достоверную оценку современного радиоэкологического состояния компонентов окружающей среды на территориях, не подвергавшихся массированному радиоактивному загрязнению. Цель – установить основные закономерности аккумуляции радионуклидов в почвах и изучить процессы их миграции в ландшафте, выявить «критические» элементы ландшафта, где возможна повышенная аккумуляция радионуклидов, послужить основой для своевременного выявления изменения радиационно-экологической обстановки под влиянием антропогенного фактора.

По результатам изучения последствий крупнейших радиационных аварий разработаны научные концепции, составляющие основу современных представлений теоретической и прикладной радиоэкологии:

  • концепция специфичности биогеохимических циклов техногенных радионуклидов в природных экосистемах по сравнению с их химическими природными аналогами;
  • концепция биогеохимических барьерных функций лесных экосистем;
  • концепция радиоэкологической дозиметрии, в которой впервые выявлена ведущая роль бета-излучения как повреждающего фактора при радиоактивном загрязнении растительного покрова;
  • концепция первичных и вторичных экологических нарушений;
  • концепция радиоэкологической экспертизы объектов на основе приоритетного рассмотрения критическихзвеньев природных экосистем;
  • концепция радиоэкологической классификации наземных экосистем.

    В своей научной деятельности сотрудники кафедры широко сотрудничают с коллегами из разных стран и принимают участие в различных международных проектах. Работа кафедры помимо бюджетных средств на протяжении многих лет финансируется также за счет международных программ, хоздоговоров и грантов.

    Прикладными аспектами работ кафедры являются:

  • разработка долгосрочных прогнозов техногенного воздействия на экосистемы, основанных на результатах анализа данных полевых и лабораторных исследований и компьютерного моделирования;
  • зонирование территорий и выделение критических ландшафтов с высокой миграционной способностью элементов-загрязнителей в системе "почва - растение;
  • организация и проведение блока радиоэкологических исследований в программах комплексной оценки современного состояния и прогноза возможного антропогенного воздействия на окружающую среду (инженерно-экологические изыскания, стадии ОВОС и ООС).