КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 21-77-20089

НазваниеОценка состояния загрязненных почв и растений с использованием синхротронных методов

РуководительШуваева Виктория Анатольевна, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет", Ростовская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2021 г. - 2024 г. 

Конкурс№51 - Конкурс 2021 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Объект инфраструктуры Курчатовский источник синхротронного излучения.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-705 - География почв, геохимия ландшафтов

Ключевые словаХимическое загрязнение, тяжелые металлы, видообразование, почвы, растения, гидропоника, наночастицы, спектры поглощения, XANES, EXAFS, XRD, SR-XRF, нейтронно-активационный анализ, микроскопия, ультраструктура клетки.

Код ГРНТИ68.05.43


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Химическое загрязнение окружающей среды является одной из наиболее серьезных проблем, стоящей перед современным человечеством. До 95% поллютантов, поступающих в экосистему, аккумулируется почвой. Одними из наиболее потенциально токсичных элементов в почве являются тяжелые металлы (ТМ) – это ксенобиотики, которые не подвержены биодеградации с течением времени, однако, способные изменять форму своих соединений и проявлять по отношению к живым организмам канцерогенные, мутагенные и токсичные свойства. Особый интерес представляют исследования наноразмерных частиц металлов, их воздействие на живые и биокосные системы, однако до сих пор не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) для наноматериалов, регламентирующих их токсикологический эффект на почвы и растения. Для оценки экологических рисков, связанных с транслокацией ТМ по пищевой цепи, необходимы данные о формах их нахождения в почвах, определяющих миграционную способность и токсичность. Существующие методы определения форм соединений металлов дают лишь информацию о прочности удерживания металла и не позволяют установить механизмы закрепления их в составе почвенных компонентов. Поскольку почва удерживает ТМ в основном в составе макрокомпонентов, состав собственных соединений ТМ остается неизвестным. Недостаточно информации о пространственном распределении и видообразовании ТМ в корнях сельскохозяйственных культур, которые являются мощным барьером в их транспорте в надземные части растения. В связи с этим проект направлен на изучение видообразования и структурных трансформаций макро- и наноформ металлов в твердофазных частицах почв и растений с использованием инновационных методов синхротронного рентгеновского излучения. Синхротронные методы анализа будут апробированы на высоко загрязненных почвах при заданных условиях загрязнения (вегетационные модельные опыты) и в условиях природно-антропогенного воздействия (отбор образцов в импактных зонах с очень высоким уровнем антропогенной нагрузки). Будут установлены закономерности накопления ТМ в почвах импактных зон с использованием метода нейтронного-активационного анализа. Будут изучены особенности локальной атомной, аморфной и кристаллической структур полидисперсной системы почв при загрязнении макро- и наноформами металлов с использованием XANES и EXAFS спектроскопии. Методом рентгенфлуоресцентной спектроскопии на синхротронном излучении (Исследованы формы нахождения и локализации металлов в растениях сельскохозяйственных культур методами SR-XRF. Диагностированы аутигенные фазы-носители металлов в почве. Будут изучены особенности роста и развития растений, подвергшихся воздействию наночастиц металла, установлены особенности проникновения ТМ в макроформе и в форме наночастиц в клетки растений и механизмов их взаимодействия с внутриклеточными структурами в процессе метаболизма с использованием методов электронной микроскопии. С целью разработки эффективных технологий ремедиации загрязненных почв будут синтезированы композиты на основе ряда оксидов со структурой шпинели и металл-органических каркасных полимеров. Полученные композиционные соединения будут обладать улучшенными сорбционными свойствами. Будут установлены параметры локального окружения и электронной структуры активных центров металлов в искусственных сорбентах методами рентгеновской спектроскопии поглощения (XANES и EXAFS) и дифракции (XRD). С использованием инфраструктуры Курчатовского источника синхротронного излучения, нейтронно-активационного анализа и современных методов электронной микроскопии есть все основания ожидать получения принципиально новых знаний об образовании соединений металлов в почвах и растениях и методах их инактивации.

Ожидаемые результаты
В работе будет применен комплексный подход, который базируется на использовании инновационных методов и подходов в изучении подвижности поллютантов в техногенно-трансформированных почвах, в том числе: химических методах определения состава соединений ТМ и высокоточных и высокотехнологичных физических методов. Для идентификации форм нахождения и локализации металлов в такой сложно организованной системе как почва будут использованы последние достижения в области синхротронного излучения с привлечением инфраструктуры уникальных специализированных установок мега-класса “Mega-Science”, что позволит на порядки поднять эффективность проводимых исследований. Данные исследования являются пионерскими в России. Предполагается изучение молекулярно-структурных особенностей соединений металлов в почвах и растениях. Планируемые исследования имеют фундаментальный характер, поскольку полученные на базе рентгеновского синхротронного излучения результаты будут использованы для корректировки схем химического фракционирования ТМ в почвах, для выделения техногенной составляющей соединений металлов в почве, что невозможно определить ни одним из имеющихся методов химического фракционирования. Одновременное исследование особенностей локальной электронной и кристаллической структур почвенной системы и ее микроскопических свойств позволит существенно продвинуться в понимании таких сложных явлений, как фазовые переходы, процессы мобилизации и иммобилизации металлов в депонирующих средах и процессы аутигенного минералообразования с участием металлов. Методом рентгенфлуоресцентной спектроскопии на синхротронном излучении (SR-XRF) будут построены карты распределения сорбированных ТМ в исследуемых образцах. Рассчитаны экологические риски для окружающей среды и здоровья населения при накоплении наночастиц металлов в почвах. В условиях модельного эксперимента будет исследовано поведение наночастиц металлов в черноземах с размером менее 50 нм, поступающих с промышленными выбросами предприятий и средствами химизации сельского хозяйства, при их депонировании твердофазными частицами почвы. Проведение данных исследований будет способствовать пополнению уже имеющейся у коллектива базы данных, необходимой для разработки новых методов и подходов к оценке состояния почв и растений в условиях загрязнения, идентификации источников загрязнения и нормированию микро- и наночастиц ТМ в почвах и растениях. Разработанные методы и подходы и полученные на их основе результаты позволят сделать вклад в систему обеспечения экологической безопасности Российской Федерации. Результаты проекта имеют возможность практического использования при проведении почвенно-экологического и агрохимического мониторинга, охране почв, при оценке воздействия техногенных выбросов на экологическую обстановку, разработке рекомендаций по восстановлению загрязненных почв, прогнозировании экологических последствий производственной и хозяйственной деятельности, проведении экологической экспертизы, определении степени ответственности предприятий при нерациональном природопользовании, оперативном прогнозировании продуктивности посевов и приемов оптимизации питания растений в условиях повышенной антропогенной нагрузки. Результаты могут быть использованы для развития и формирования ключевых сегментов рынков Национальной технологической инициативы (НТИ) «FoodNet» («Умное» сельское хозяйство, Доступная органика). Результаты будут опубликованы в рецензируемых высокорейтинговых российских и зарубежных журналах, входящих в международные базы цитирования. Высокая степень вероятности опубликования основана на имеющихся более 100 публикаций заявителей Проекта, индексируемых в Scopus и Web of Science за последние 5 лет.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В рамках выполнения первого этапа проекта изучено накопление макро-и наночастиц оксидов тяжелых металлов в системе почва-растения, механизмы их взаимодействия с почвенными компонентами и внутриклеточными структурами с использованием комплекса инновационных методов и подходов. Дана оценка токсичности высоких доз макро-и наночастиц металлов на почву и растения. Установлено, что токсический эффект металлов на морфобиометрические параметры сельскохозяйственных культур зависит от уровня загрязнения, дисперсности частиц и химических свойств элемента. Для выявления особенностей накопления тяжелых металлов в макро- и нанодисперсной форме в системе почва-растения заложен модельный лабораторный опыт с элементами К-края: Cu, Zn, Cr, Mn, Cd, Ti, Ni, и LIII-края: Pb в дозах 3, 30 и 90 фонов. Соотнесение внесённых концентраций металлов в почву с их ОДК (СанПиН 1.2.3685-21) показало, что 3 фона не превышали 3 ОДК, 30 фонов – не более 27 ОДК и 90 фонов –не более 100 ОДК. Почва представлена черноземом обыкновенным карбонатным тяжелосуглинистым, содержание исследуемых металлов в котором соответствовало региональному уровню для почв, отдаленных от источников техногенного загрязнения. Для искусственного загрязнения почвы использовали оксиды Cu, Zn, Cr, Ti, производства Alfa Aesar; оксиды Ni, Mn, Cd и Pb, синтезированные на базе лабораторий ЮФУ. Опыт заложен в 3-кратной повторности и включал 56 образцов почв. В незагрязненном черноземе обыкновенном карбонатном отмечается низкое содержание подвижных форм Cu, Zn, Cr, Ni, Pb, Mn и Ti, не превышающее 2% от валового содержания. Исключение составляет Cd, подвижность которого равна 6%. Установлено увеличение подвижности металлов с возрастанием уровня загрязнения и степени дисперсности. Разница между подвижностью макро- и нанодисперсных соединений на дозе 90 фонов следующая: Cd и Zn 8% > Cr 6% > Pb и Ti 5% > Ni на 3% > Cu и Mn 2%. Выявлено, что наиболее подвижным соединением как в макро- так и нанодисперсной форме является Cd, наименее – Ti. Установлено, что увеличение подвижности металлов в почве способствовало накоплению элементов, преимущественно, в корнях, а также в стеблях ячменя ярового (Hordeum vulgare L.). С повышением дозы внесения и, соответственно, подвижность металлов, накопление их в растениях увеличивается, особенно сильно на дозе 90 фонов. При этом, интенсивность накопления металлов корнями и побегами ячменя, рассчитанная на основе коэффициента концентрации и акропетального коэффициента, уменьшается, что отражает проявление защитных механизмов растений на границах почва/корень и корень/стебель. Внесение нанодисперсных соединений негативно воздействует на барьерную функцию системы почва-растения, что приводит к значительно большему накоплению металлов в органах растений. С использованием источника синхротронного излучения (станция СТМ Курчатовского центра синхротронных исследований) проведены рентгеноспектральные исследования почвенных и растительных образцов, искусственно загрязненных в процессе модельных опытов макро и наноформами оксидов исследуемых металлов. В результате экспериментов получены рентгеновские спектры XANES и EXAFS в области К-края Cu, Zn, Cr, Mn, Cd, Ti, Ni и LIII-края Pb для всех образцов, а также исходных оксидов металлов, использованных в качестве исходных соединений. Проанализировано 25 почвенных образцов, насыщенных соединениями оксидов металлов в макродисперсной и наноформах и 50 растительных образцов с учетом съемки надземной (стебли) и подземной (корни) частей растений, а также 25 образцов референсных исходных соединений макрооксидов металлов и нанооксидов металлов. Растения исследовали как в высушенном, так и в озоленном виде, кроме того, корневая и надземная части растений исследовались отдельно. При измерении спектров наряду с определением интенсивности первичного и прошедшего рентгеновского излучения проводилась регистрация рентгенфлуоресцентного излучения с поверхности образца, что позволило провести микроанализ локальной структуры образцов с невысоким содержанием металлов. В результате рентгеноспектральных исследований установлено, что ряд металлов, таких как Cr, Ti и Ni, при попадании в почву и растения в основном сохраняют локальное окружение, характерное для соответствующих оксидов металлов, что говорит об их инертности при взаимодействии с компонентами почвы и растений. В локальном окружении Zn, Mn и Cu были обнаружены значительные изменения, которые зависели как от формы внесенных металлов (макродисперсные или наночастицы), так и от части растения: подземная (корни) или надземная (стебли). При поступлении оксидов CdO и PbO в почву происходит практически полная трансформация в формы, для которых отсутствуют связи металл–металл, характерные для исходных оксидов.. На станции РСА Курчатовского синхротронного источника излучения получены дифрактограммы озоленных растений, выращенных на почвах, искусственно загрязненных макро и наноформами оксидов металлов. В результате рентгендифракционных исследований установлено, что наиболее интенсивные пики на дифрактограммах озоленных растений ячменя, выращенных на почвах, искусственно загрязненных макро- и наноформами CuO, ZnO, Cr2O3, TiO2 и NiO, с высокой степенью точности соответствуют этим оксидам, что подтверждено путем сравнения экспериментальных дифрактограмм с расчетными. На дифрактограммах озоленных растений ячменя, выращенных на почвах, искусственно загрязненных макроформами CdO, не удалось выявить новообразованных фаз, соответствующих соединениям Cd. На дифрактограммах образцов растений, загрязненных наноформами CdO, диагностировали с высокой точностью дифракционные картины, соответствующие фазе хлорапатита кадмия – Cd5(PO4)3Cl. При этом пики, соответствующие CdO, имели небольшую ширину, что говорит о хорошей кристаллизации и достаточно больших размерах кристаллитов. На дифрактограммах озоленных растений, выращенных на почвах, искусственно загрязненных макроформами оксида Pb, рефлексов, соответствующих соединениям свинца выявить не удалось. На дифрактограммах образцов озоленных корней растений, насыщенных наноформами PbO, присутствуют интенсивные максимумы, которые согласно полученным структурным данным, соответствуют синтезированной фазе Pb-содержащего соединения фосфогедифана Ca2Pb3(PO4)3Cl. На дифрактограммах озоленных растений, выращенных на почвах, искусственно обогащенных макро и наноформами оксида MnO, пиков, соответствующих этому оксиду не обнаружено. Наиболее интенсивные пики на рентгенограммах золы корней растений соответствуют Mn3O4. Таким образом, в процессе трансформации происходит окисление Mn с изменением его валентного состояния. Проведены рентгеноструктурные исследования образцов почвы для идентификации кристаллических металлсодержащих минеральных фаз. Расшифровка результатов рентгеновских дифрактограмм осуществлялась с использованием ресурсов базы данных COD2016 и базы ICSD (Inorganic Crystal Structure Database). Для проведения фазового анализа из дифрактограмм предварительно был вычтен фон. В результате исследования образцов было определено наличие от 2 до 4 фаз, в зависимости от присутствующей в системе формы металлов. Для оценки токсичности высоких доз макро- и наночастиц металлов на почву и растения изучено их влияние на рост и развитие тест-культуры. Металлы в макродисперсной форме можно распределить в порядке увеличения степени токсичности на рост тест-культуры: Mn<Ti<Cr<Cu<Zn<Ni<Pb<Cd, а в нанодисперсной: Mn< Cr< Cu<Ti< Zn<Ni<Pb<Cd. Токсическое воздействие образцов почвы, загрязненных макро- и наночастицами оксидов металлов, на фотосинтез растений ячменя (Hordeum vulgare) оценивалось по величинам максимальной квантовой эффективности фотосистемы II для адаптированных к темноте растений, Fv/Fm, где Fv - вариабельная флуоресценция и Fm -максимальная флуоресценция, достигаемая в момент насыщающей вспышки. Исследовались также величины индекса спада флуоресценции (индекс жизнеспособности) Rfd = (Fp-Fs)/Fs, где Fp - пиковая флуоресценция и Fs - стационарная флуоресценция, достигаемая через 6 мин после включения умеренного актиничного света. Показано, что в большинстве случаев наночастицы оксидов исследованных металлов оказывают гораздо большее ингибирующее воздействие на параметры фотосинтеза, чем макроформы в тех же концентрациях. При этом, Fv/Fm считается показателем, отражающим максимальные потенциальные способности растения к фотосинтезу. Индекс Rfd представляет собой важное дополнение к показателю Fv/Fm, поскольку он характеризует не максимально возможную скорость фотосинтеза, а текущее состояние фотосинтетической системы, т.е. ее операционную эффективность. Известно также, что Rfd намного лучше, чем Fv/Fm коррелирует с уровнем ассимиляции углекислого газа. Таким образом, наблюдаемое в проведенных экспериментах однонаправленное изменение (подавление) величин Fv/Fm и Rfd позволяет сделать надежный вывод о мощной супрессии наночастицами как максимальных (потенциально возможных), так и операционных уровней фотосинтеза. Цитотоксичность и генотоксичность загрязненных почв оценивали по изменению митотического индекса и уровня хромосомных аберраций в клетках корневой меристемы широко используемой тест-культуры – гороха посевного (Pisum sativum). Выявлено, что наночастицы металлов вызывают больший процент аберраций хромосом и нарушений митоза в корневой меристеме тест-культуры, чем в макрочастицы на больших концентрациях. Низкие концентрации (3 фона) некоторых металлов оказали стимулирующий эффект и увеличение митотического индекса по сравнению с контрольными образцами. Установлена наибольшая цито- и генотоксичность Cd в черноземе обыкновенном на проростки гороха посевного, а наименьшая – Mn. Отмечается усиление токсичности Ti при увеличении степени дисперсности. С целью выявления особенностей проникновения металлов в клетки тест-культуры и механизмов их взаимодействия с внутриклеточными структурами в процессе метаболизма были проведены светооптические и электронно-микроскопические исследования тканей и клеток корней и листьев ячменя ярового, выращенного на вариантах с внесением макро- и наночастиц оксидов металлов в дозе 90 фонов. Токсический эффект в наибольшей степени проявился на клетках эпиблемы и коры корней ярового ячменя. Установлено ухудшение ультраструктурных показателей клеток листьев ячменя в результате общего нарушения метаболизма. Максимальная дезорганизация ультраструктуры клеток листьев ячменя наблюдалась в вариантах, загрязненных наночастицами Pb, Cd, Ni. На основе XRF-анализа установлена локализация металлов в тканях корней, стебля и листьев. Наибольшие концентрации металлов обнаружены в корнях, наименьшие – в листьях. Полученные результаты приведены в приложении в виде таблиц (18) и рисунков (68). Всего за отчетный период опубликовано 10 научных работ в ведущих индексируемых журналах и материалах конференций, в том числе 2 главы в монографиях международных издательств NOVA Science Publishers и Scientific-professional society for environmental protection of Serbia «ECOLOGICA», 2 статьи в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, включенные в 1 квартиль. Результаты представлены научному сообществу на 6 Международных и Всероссийской конференциях. Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ: https://sfedu.ru/press-center/news/65277, Газета Академия. 2021. № 10, стр.5

 

Публикации

1. Колесников С., Тимошенко А., Минникова Т., Цепина Н., Казеев К., Акименко Ю., Жадобин А., Шуваева В., Раджпут В. Д., Манджиева С., Сушкова С., Минкина Т., Дудникова Т. , Мазарджи М., Аламри С., Сиддики М.Х., Сингх Р.К. Impact of Metal-Based Nanoparticles on Cambisols Microbial Functionality, Enzyme activity and Plant Growth Plants, Vol. 10, Is. 10, 2080 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/plants10102080

2. Раджпут В.Д., Минкина Т., Федоренко А., Черникова Н., Хасан Т., Манджиева С., Сушкова С., Лысенко В., Солдатов М., Бурачевская М. Effects of zinc oxide nanoparticles on physiological and anatomical indices in spring barley tissues Nanomaterials, Vol. 11, Is. 7, 1722. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/nano11071722

3. Цицуашвили В.С., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Минкина Т.М. Методы синхротронного анализа для оценки состояния меди в загрязненных почвах Фундаментальные основы биогеохимических технологий и перспективы их применения в охране природы, сельском хозяйстве и медицине: Труды XII Междунар. биогеохимической школы, посвященной 175-летию со дня рождения В. В. Докучаева, Труды XII Междунар. биогеохимической школы, посвященной 175-летию со дня рождения В. В. Докучаева. – Тула: Тул. Гос. пед. ун-т им. Л. Н. Толстого, 2021. – С. 318-321 (год публикации - 2021)

4. Ранджан А., Раджпут В.Д., Минкина Т. Nanotechnology in Sustainable Agriculture, Soil Chemistry and Remediation of Polluted Soil First International Thematic Monograph Green Economy in the Era of Fourth Industrial Revolution, Scientific-professional society for environmental protection of Serbia «ECOLOGICA», Belgrade, Chapter 7, P. 173-196. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.18485/green_economy_4ir.2021.ch7

5. Шенде С.С., Ингл П.Ю., Раджпут В.Д., Гаде А.К., Минкина Т.М., Сушкова С.Н., Манджиева С.С., Рай М.К. Biogenic synthesis of silver and gold nanoparticles by microbes Microbial Synthesis of Nanomaterials, NOVA Science Publishers, NY (USA), Chapter 3, Pp. 47-78 (год публикации - 2021)

6. Манджиева С.С., Минкина Т.М., Бауэр Т.В., Цицуашвили В.С., Бурачевская М.В., Чаплыгин В.А., Замулина И.В., Сушкова С.Н. Геохимия меди в почвах Карабашской геотехнической системы Горные экосистемы и их компоненты: Материалы VIII Всероссийской конференции с международным участием, VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горные экосистемы и их компоненты», Нальчик, 2021. С. 16 (год публикации - 2021)

7. Минкина Т.М., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Линник В.Г., Цицуашвили В.С. Рентгеноспектральные исследования Zn в почвах Южного Урала при горнопромышленном техногенезе Горные экосистемы и их компоненты: Материалы VIII Всероссийской конференции с международным участием, VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горные экосистемы и их компоненты», Нальчик, 2021. С. 17 (год публикации - 2021)

8. Минкина Т.М., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Цицуашвили В.С., Бурачевская М.Н. Механизмы распределения и трансформации нано- и макроформ Cu в растениях Hordeum sativum с использованием синхротронных методов диагностики Актуальная биотехнология, №1 (35). С. 213-215 (год публикации - 2021)

9. Цицуашвили В.С., Невидомская Д.Г., Бауэр Т.В., Бурачевская М.В. Сочетание процедуры последовательной экстракции и методов XAFS и XRD при изучении фракционного состава Zn в техногенных почвах Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2021», М.: МАКС Пресс, 2021 (год публикации - 2021)

10. Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Цицуашвили В.С., Бурачевская М.В., Минкина Т.М. Методы спектроскопии синхротронного излучения для изучения трансформации макро- и наноформ CuO в почве Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2021, Севастополь: СевГУ, 2021. – С. 664-668. (год публикации - 2021)

11. - Экологическая безопасность населения: ростовские ученые изучают загрязнение почв на установке Мегасайенс Официальный сайт Южного федерального университета, - (год публикации - )

12. - Решить глобальную проблему Газета "Академия", Газета "Академия". 2021. № 10, стр.5 (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В рамках второго этапа выполнения работ по проекту было выполнено изучение трансформации соединений тяжелых металлов (Cu, Zn, Cr, Mn, Cd, Ti, Ni Pb) в техногенно трансформированных высокозагрязненных почвах – хемоземах, сформировавшихся в импактной зоне промстоков химического предприятия, в пойме реки Северский Донец – главного притока реки Дон (Ростовская область, Россия). Методом XRF проанализирована большая выборка образцов хемоземов, выявлены образцы с высоким и аномально высоким содержанием металлов, в которых методом нейтронно-активационного анализа выполнен расширенный элементный состав. Получена большая база данных обработанных экспериментальных спектров методами рентгеновской порошковой дифракции (XRD), ближней тонкой структуры рентгеновских спектров вблизи краев поглощения – XANES и протяженной структуры рентгеновских спектров – EXAFS. Методом XRD проанализировано 48 спектров образцов хемоземов, 48 методами XANES и EXAFS, более 20 образцов минеральных и органических фазовых компонентов (гуминовые кислоты, железистые минералы, слоистые силикаты), а также более 40 образцов референсных соединений металлов. С использованием сочетания методов химического фракционирования и высокочувствительных методов синхротронного излучения установлены механизмы удерживания Cu, Zn, Cd, Ni, Cr, Mn, Pb, Ti в составе основных фазовых компонентов хемоземов. С использованием стандартизированной схемы BCR (Pueyo et al., 2008) и широко распространенного метода Тессье (Tessier et al., 1979) установлены общие закономерности и особенности фракционного распределения изучаемых соединений металлов в зависимости от вида металла, уровня техногенной нагрузки и свойств почв. Для Cu и Pb важное значение в поглощении и удерживании имеет органическое вещество (от 16-27% до 31% от суммы фракций). Специфической особенностью Zn, Mn и Cd является их активное взаимодействие с (гидр)оксидами Fe-Mn (до 48%). При загрязнении содержание Ni и Cr во фракции, связанной с (гидр)оксидами Fe-Mn, превышает содержание металла во фракции, связанной органическим веществом. Наибольшую роль в связывании Ti принимают силикатные минералы почв. Установлена высокая подвижность металлов в хемоземах с легким гранулометрическим составом, низкими значениями pH и содержанием карбонатов. Несмотря на очень высокие концентрации металлов в образцах хемоземов, которые характеризовались тяжелым гранулометрическим составом и высокими значениями ЕКО и pH, уровень подвижности металлов в них был низкий. С использованием физических методов установлены механизмы поглощения тяжелых металлов основными фазами-носителями (карбонатами, (гидр)оксидами Fe, органическим веществом и слоистыми силикатами). Показано, что при взаимодействии ионов Cu(II) с гуминовыми кислотами почвы возможно образование октаэдрических внутрисферных координационных хелатных комплексов. При взаимодействии Cu(II) с фазой кальцита локальные формы металла представлены тетрагонально искаженными внутрисферными комплексами на поверхности кальцита. При взаимодействии Cu(II) с поверхностью гидроксида железа доминирующим механизмом является специфическая сорбция с образованием Cu-гидроксильных кластеров. Рентгеноспектральная диагностика показала сокращение межатомных расстояний между поглощенным ионом Сu(II) и атомами О. При поглощении Zn(II) карбонатной фазой установлено, что ионы Zn2+ замещают ионы Ca2+ в октаэдрических позициях, и координируются с карбонат-ионами в качестве лиганд с образованием абсорбционных комплексов на поверхности минерального кальцита. При поглощении Zn2+ гематитом выявлен характер молекулярных связей с тяжелыми атомами (металл-металл) по типу ассоциации Zn—Fe. Обработка комбинации данных XANES Zn-сорбированного на гематите указывает на аморфную природу Zn-содержащих фаз. Оценка молекулярно-структурного состояния Zn характеризует преимущественно октаэдрическую координацию иона Zn(II). Ассоциация Pb с минеральными фазами выявила, что металл связывается внутрисферно на краях октаэдрически координированных атомов Al. Результаты обработки EXAFS спектров показали, что Pb отличается чрезвычайно широким диапазоном кратчайших расстояний Pb-O, что может служить чувствительным индикатором структурных изменений. Впервые для идентификации фаз-носителей тяжелых металлов в хемоземах проведены оригинальные исследования синхротронных методов XAFS и XRD образца после каждой стадии последовательного экстрагирования с использованием международной стандартизированной трехступенчатой схемы последовательного фракционирования BCR. Диагностированы аутигенные металлосодержащие минеральные фазы: Cu-содержащие: ковеллит (CuS), борнит (Cu5FeS4), халькозин (Cu2S), CuSO4, CuCO3, CuCl2; Zn-содержащие: сфалерит (кубический ZnS), вюртцит (гексагональный ZnS), ZnSO4; Pb-содержащие: PbO2, PbS; Ti-содержащие: TiO2; Ni-содержащие: NiSO4, NiO2; Mn-содержащие: MnS. Почва после первой стадии экстрагирования наиболее насыщена сульфидами, в то время как в образце после второго, а особенно после третьего этапа экстрагирования доминируют филлосиликаты (например, монтмориллонит). Анализ К-края Zn, Cu, Cr, Mn, Cd, Ti, Ni и L-III-края Pb XANES/EXAFS после химического экстрагирования металлов c линейной комбинации спектров референсных соединений позволил установить, что после удаления обменных и связанных с карбонатами соединений металлов из хемоземов (первой стадии экстрагирования) в остатке почвы наблюдается большее разнообразие соединений металлов, преимущественно со связями Me—O. После извлечения второй фракции преобладают связи Me—S, такие как Zn—S в виде вюрцита (гексагональный ZnS), Mn—S в виде MnS, Pb—S в виде PbS, которые составляют больше 50%, и связи Cu-S, которые практически полностью представлены в виде халькозина (Cu2S). На последнем этапе экстрагирования происходит уменьшение числа соединений с большей растворимостью. Связи Zn—О являются основным компонентом фракции, связанной с филлосиликатами (глинистыми минералами, например, монтмориллонит), а связи Cu—O представлены CuSO4, CuCO3, Ti—O представлены TiO2, Ni—O представлены NiSO4. Полученные результаты приведены в приложении в виде 12 таблиц и 38 рисунков. Всего за отчетный период опубликовано 13 научных работ в ведущих индексируемых журналах и материалах конференций, в том числе 1 глава в монографии международного издательства Springer Nature Switzerland AG, 4 статьи в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, включенные в 1 квартиль, 1 статья - 2 квартиля. Результаты представлены научному сообществу на 6 Международных конференциях. Материалы по проекту с информацией об исследованиях размещены в СМИ - на официальном сайте Южного федерального университета: https://sfedu.ru/press-center/news/70553.

 

Публикации

1. Верма Ю., Сингх С.К., Джатав Х.С., Раджпут В.Д., Минкина Т. Interaction of zinc oxide nanoparticles with soil: Insights into the chemical and biological properties Environmental Geochemistry and Health, Vol. 44, Is. 1. P. 221-234. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1007/s10653-021-00929-8

2. Киричков М. В., Шуваева В. А., Невидомская Д. Г., Цицуашвили В. С., Черникова Н. П., Манджиева С. С. Идентификация форм кадмия в растительных образцах с использованием метода XRD на синхротронном излучении Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки: материалы Международной молодежной научной школы (Ростов-на-Дону, 27–30 сентября 2022 г.); Южный федеральный университет., Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 381-386. (год публикации - 2022)

3. Кумари А., Манджиева С.С., Минкина Т.М., Чохели В., Ранджан А., Раджпут В.Д., Парамонова Е., Цицуашвили В. Genotoxicity and cytotoxicity insights of nickel oxide nanoparticles using a plant-based model Материалы IV Международной научной конференции Развитие водных транспортных магистралей в условиях глобального изменения климата на территории Российской Федерации (Евразии) («Опасные явления – IV»), Ростов-на-Дону: Издательство ЮНЦ РАН, 2022. – С. 384-388. (год публикации - 2022)

4. Кумари А., Чохели В. А., Лысенко В. С., Манджиева С. С., Минкина Т. М., Мазарджи М., Раджпут В. Д., Шуваева В. А., Сушкова С., Барахов А. Genotoxic and morpho-physiological responses of ZnO macro- and nano-forms in plants Environmental Geochemistry and Health, Vol. 45, Is. 1. P. 80-93. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1007/s10653-022-01428-0

5. Пинский Д.Л., Минкина Т.М., Бауэр Т.В., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Манджиева С.С., Цицуашвили В.С., Бурачевская М.В., Чаплыгин В.А., Барахов А.В., Велигжанин А.А., Светогоров Р.Д., Храмов Е.В., Иовчева А.Д. Identification of Heavy Metal Compounds in Technogenically Transformed Soils Using Sequential Fractionation, XAFS Spectroscopy, and XRD Powder Diffraction Eurasian Soil Science, Vol. 55, No. 5, pp. 613–626. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1134/S1064229322050076

6. Раджпут В.Д., Минкина Т., Упадхьяй С.К., Кумари А., Ранджан А., Манджиева С., Сушкова С., Сингх Р.К., Верма К.К. Nanotechnology in the Restoration of Polluted Soil Nanomaterials, Vol. 12, Is.5. 769. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/nano12050769

7. Раджпут В.Д., Сингх А., Минкина Т., Рават С., Манджиева С., Сушкова С., Шуваева В., Назаренко О., Раджпут П., Комариа К., Верма К.К., Сингх А.К., Рао М., Упадхьяй С.К. Nano-enabled Products: Challenges and Opportunities for Sustainable Agriculture Plants, Vol. 10, Is. 12. 2727. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/plants10122727

8. Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Цицуашвили В.С., Черникова Н.П., Барахов А.В. Анализ поглощения и трансформации форм соединений металлов в почве с использованием спектроскопии синхротронного излучения СТЕПНАЯ ЕВРАЗИЯ – УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: сборник материалов международного форума, Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 100-102. (год публикации - 2022)

9. Джайн Р., Бора Н., Сингх Р.К., Упадхьяй С.К., Раджпут В.Д. Nanomaterials for Plants: From Ecophysiology to Signalling Mechanisms and Nutrient Uptake The Role of nanoparticles in plant nutrition under soil pollution. Springer Nature Switzerland AG, Cham, Switzerland, Chapter 8, P. 183–197. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1007/978-3-030-97389-6_8

10. Цицуашвили В. С., Шуваева В. А., Минкина Т. М., Киричков М. В., Невидомская Д. Г., Раджпут V. Исследование процессов трансформации нано- и макроформ Zn в почвах с использованием синхротронных методов Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки: материалы Международной молодежной научной школы (Ростов-на-Дону, 27–30 сентября 2022 г.); Южный федеральный университет., Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 467-470. (год публикации - 2022)

11. Цицуашвили В.С. The transformation of nano- and macroforms of Zn in soils using synchrotron radiation methods International workshop Synchrotron Radiation and Smart Nanomaterials (IWSN 2022), Rostov-on-Don, Mini Tape, P. 49. (год публикации - 2022)

12. Цицуашвили В.С., Невидомская Д.Г., Черникова Н.П., Барахов А.В., Киричков М.В. Исследования почвенных образцов, загрязненных свинцом, с использованием метода синхротронного рентгеновского излучения Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2022», М.: МАКС Пресс, 2022. (год публикации - 2022)

13. Черникова Н., Кумари А., Чохели В., Раджпут В., Манджиева С., Шуваева В., Цицуашвили В., Барахов А., Невидомская Д., Киричков М., Тимошенко А. Cytotoxic and genotoxic effects of macro- and nano-form of heavy metals in Pisum sativum L. grown in soil EGU General Assembly 2022, Vienna, Austria, EGU22-11146 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.5194/egusphere-egu22-11146

14. - В ЮФУ исследуют почву с помощью синхротронного излучения https://sfedu.ru/ - официальный сайт Южного федерального университета, - (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
За период реализации проекта с 2021 по 2023 гг. опубликовано 38 статей в ведущих изданиях, индексируемых Scopus и Web of Science. За отчетный период 2023 г. опубликовано 22 статьи с учетом квартилей в зарубежных (7 статей Q1) и ведущих российских (4 статьи Q2) изданиях индексируемых Scopus и Web of Science, 1 глава в монографии международного издательства Springer Nature Switzerland AG и 10 работ в материалах конференций. Результаты представлены научному сообществу на 9 Международных конференциях, симпозиумах, школах-конференциях. Материалы о исследованиях по проекту размещены в СМИ - на официальном сайте ЮФУ https://sfedu.ru/press-center/news/73894 и на сайте научно-популярного журнала https://naked-science.ru/article/column/v-yushhyu-sinhrotronnyh-m. Исполнители проекта прошли курс повышения квалификации по программе «Синхротронные и нейтронные методы» на базе ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»: Невидомская Д.Г. в 2022 г., Киричков М.В. и Цицуашвили В.С. в 2023 г. В рамках третьего этапа реализации проекта были продолжены работы, направленные на изучение механизмов взаимодействия тяжелых металлов с компонентами биокосных систем на молекулярном уровне в почвах районов техногенных аномалий крупного медеплавильного комбината и предприятия по добыче и обогащению полиметаллических руд. Были проведены экспедиционные исследования на импактные территории и фоновые участки, представленные незагрязненными зональными почвами. Объектами исследования являются техногенные почвы (техноземы) района медеплавильного комбината «Карабашмедь», г. Карабаш, Южный Урал, история формирования которого берет начало с 1910 г. и Садонского свинцово-цинкового комбината (Северная Осетия-Алания), который функционировал в период 1922-2009 гг. Методом XRF проанализирована выборка образцов техноземов, после чего были отобраны образцы с высоким уровнем загрязнения по исследуемым металлам Cu, Zn, Cr, Mn, Cd, Ti, Ni Pb, в которых выполнен расширенный элементный состав с применением нейтронно-активационного анализа. обнаружены превышения кларков литосферы и региональных фоновых содержаний по Zn, Сd и Pb – в сотни раз и , Cu, Ni – в десятки раз. Измерения выполнены на базе национального исследовательского центра «Курчатовский институт». Продолжается формирование оригинальной базы экспериментальных данных: методом XRD проанализировано более 30 спектров образцов техноземов, методом XANES – 50 и методом EXAFS – 50, обработано более 25 образцов референсных металлсодержащих соединений. С использованием метода последовательного фракционирования (Tessier et al., 1979). диагностированы фазы-носители тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd, Ni, Cr, Mn, Pb, Ti). Выявлено, что основными почвенными компонентами, удерживающими металлы, являются карбонаты, оксиды Fe и Mn, органическое вещество и слоистые силикаты. Органическое вещество играет значительную роль в закреплении Cu и Pb. Оксиды Fe и Mn имеют важное значение в поглощении и удерживании Cd, Zn и Mn. Наибольшая доля Ti, Ni и Cr наблюдается для остаточной фракции. Проведена диагностика фазового состава минералов техноземов, которая выявила существенные различия в их минеральном составе по сравнению с незагрязненными почвами. Показано, что состав фаз техноземов намного сложнее, чем в фоновых зональных почвах. В составе техноземов доминируют такие устойчивые к кислотам минеральные фазы, как кварц и мусковит, также характерно присутствие таких железо-магнийсодержащих минералов, как шамозит и клинохлор, при уменьшении вклада породных литосферных элементов. Присутствие аутигенных минералов в виде оксидов и гидроксидов железа, образующихся в результате окисления пирита, а также серосодержащих аутигенных минералов магния и микроэлементов, отражает реальную физико-химическую обстановку и экологическую обстановку. Почвы импактных зон отличаются большим разнообразием железо- и алюминийсодержащих минеральных фаз и металлсодержащих аутигенных фаз. При этом диагностируется специфика источника выбросов в виде большего разнообразия медьсодержащих минералов вблизи медеплавильного комбината и свинецсодержащих минералов вблизи свинцово-цинкового комбината. Впервые с использованием комплекса синхротронных методов XAFS и XRD для образцов почв районов техногенных аномалий Южного Урала и Юга России диагностированы аутигенные металлосодержащие минеральные фазы: Cu-содержащие: сульфат меди CuSO4, карбонат меди CuCO3; Zn-содержащие: вюртцит (гексагональный ZnS), сульфат цинка ZnSO4, оксид цинка ZnO; Zn(OH)2; Pb-содержащие: PbSO4, церрузит PbCO3, галенит PbS; Ti-содержащие: рутил TiO2; Cr-содержащие: Cr(OH)3, Cr2O3; Mn-содержащие: алабандин MnS, оксид марганца(II) MnO, оксид марганца(IV) MnO2; Cr-содержащие: оксид хрома Cr2O3. Основной вклад вносят соединения металлов с серой и оксиды металлов. На основе анализа околокраевой области спектров (XANES) была получена информация о валентности и координационном окружении поглощающих атомов, а анализ дальней области спектров (EXAFS) позволил определить характеристики локального окружения атомов высокозагрязненных техногенных образцов. Анализ спектров поглощения техногенных образцов в ближней области K-края Cu и при обработке Фурье-трансформант EXAFS выявил, что преобладающими медьсодержащими компонентами исследуемых техноземов являются CuCO3 и Cu2SO4, в то время как присутствие оксидов CuO, CuO2, и CuS минимально, данные особенности отмечаются для всех рассматриваемых объектов. Ближняя область Zn K-края спектров поглощения XANES исследуемых образцов показывает значительную разницу в положении края поглощения, что позволяет различить эти типы окружения Zn. Спектры XANES К-края Zn техноземов Садонского хвостохранилища преимущественно координированы кислородом (ZnO, ZnSO4), но также отмечается и ZnS. Это согласуется с данными минералогического анализа, выявившего доминирующую долю аутигенных сульфатов, сформированных при долгосрочном техногенном загрязнении. Для техноземов Садонского хвостохранилища диагностируются более высокоэнергетические особенности, указывая на возможность смешанных Zn-S и Zn-O связей. Для почв территории комбината «Карабашмедь» доминирующая координация представлена типом ZnSO4, где атомы Zn координированы шестью атомами кислорода, образующими искаженный октаэдр. На модулях Фурье-трансформант Zn K-XAFS спектров отмечаются пики, соответствующие расстояниям Zn-S в случае ZnS и расстояниям Zn-O в остальных случаях. Определен вклад от далеких координационных сфер, который может служить надежным индикатором наличия фаз ZnO, Zn(OH)2, ZnSO4 ZnS в составе исследуемых техноземов. Ближняя структура спектров K-края Cr образцов почв с Садонского хвостохранилища имеют интенсивную закраевую особенность, что указывает на преобладание соединений, сходных по структуре с Cr(OH)3, а спектры почв Карабаша с более сглаженной структурой говорят о преобладании в них соединений типа Cr2O3, это подтвердилось при количественном анализе путем подгонки спектров исследуемых почв. На Фурье-трансформантах EXAFS спектров наблюдается доминирующий интенсивный пик в области 1.5 Å по шкале R, который соответствует Cr-O. Ближняя структура спектров K-края Mn определяется его валентным состоянием и локальным окружением его атомов. Спектры техноземов по положению и форме края близки к MnO2(IV), что свидетельствует о его доминирующем вкладе в состав почвы. Однако отмечаются сопутствующие пики, характерные для таких соединений как алабандин MnS, оксид марганца(II) MnO. Для образцов вблизи LIII-края Pb поглощения диагностирована высокая вариативностью ближнего окружения его атомов, что соответствует его окружению в составе соединений PbSO4 и PbCO3, техноземов. Ближняя область спектров поглощения Ti демонстрирует близкое сходство со спектрами TiO2, это показано и на Фурье-трансформантах EXAFS, где для всех образцов наблюдаются пики, соответствующие коротким расстояниям Ti-O, характерным для TiO2. Результаты исследований представлены в Приложении в виде 32 таблиц, 35 рисунков и списка литературы.

 

Публикации

1. Киричков М.В., Минкина Т.М., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Цицуашвили В.С. Использование синхротронной рентгеновской дифракции для оценки содержания нано- и макроформ Mn в почве и их воздействия на ячмень яровой Современное состояние чернозёмов: материалы III Международной научной конференции, 260-264 (год публикации - 2023)

2. Киричков М.В., Поляков В.А., Шенде С.С., Минкина Т.М., Невидомская Д.Г., Вонг М.Х., Бауэр Т.В., Шуваева В.А., Манджиева С.С., Цицуашвили В.С. Application of X-ray based modern instrumental techniques to determine the heavy metals in soils, minerals and organic media Chemosphere, Vol. 349, 140782 (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140782

3. Кумари А., Манджиева С.С., Минкина Т.М., Раджпут В.Д., Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Киричков М.В., Велигжанин А.А., Светогоров Р.Д., Храмов Е.В., Ахмед Б., Сингх Дж. Speciation of macro- and nanoparticles of Cr2O3 in Hordeum vulgare L. and subsequent toxicity: A comparative study Environmental Research, Vol. 223, № 115485. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115485

4. Пит А. М., Ингл П.У., Раут Р.В., Шенде С.С., Рай М., Минкина Т.М., Раджпут В.Д., Калиниченко В.П., Гаде А.К. Biogenic Synthesis of Fluorescent Carbon Dots (CDs) and Their Application in Bioimaging of Agricultural Crops Nanomaterials, Vol.13, Is. 1, 209. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/nano13010209

5. Файзан М., Алам П., Раджпут В. Д., Фараз А., Афзал С., Ахмед С. М., Ю. Ф.-Ю., Минкина Т., Хаят С. Nanoparticle Mediated Plant Tolerance to Heavy Metal Stress: What We Know? Sustainability, Vol. 15, Is. 2, 1446. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/su15021446

6. Шабанов М. В., Маричев М. С., Минкина Т. М., Невидомская Д. Г., Шуваева В. А. Влияние техногенных потоков на формирование геохимического фона Se и Te в почвах района медно-колчеданных месторождений Соймоновской долины Горный информационно-аналитический бюллетень, № 5-1. – С. 86–103 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_51_0_86

7. Шабанов М. В., Маричев М. С., Минкина Т. М., Раджпут В. Д., Бауэр Т. В. Изменение эколого-геохимического состояния донных отложений в районе медно-колчеданных месторождений (на примере Карабашских месторождений меди) Горный информационно-аналитический бюллетень, № 5-1. – С. 117–134. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_51_0_117

8. Шабанов М.В., Маричев М.С., Манджиева С.С., Соколов А.А. Формирование хемоземов в условиях длительного воздействия аэропромышленных выбросов горно-металлургического комбината Международный научный журнал "Устойчивое развитие горных территорий", Т. 15, № 3. С. 727-740. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-727-740

9. Шабанов М.В., Маричев М.С., Минкина Т.М., Манджиева С.С., Невидомская Д.Г. Assessment of the Impact of Industry-Related Air Emission of Arsenic in the Soils of Forest Ecosystems Forests, Vol. 14, Is. 3, 632. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/f14030632

10. Шабанов М.В., Маричев М.С., Невидомская Д.Г., Минкина Т.М. Влияние кислых сульфатных вод на загрязнение почв террикона в Карабашском рудном районе Международный научный журнал "Устойчивое развитие горных территорий", - (год публикации - 2023)

11. Шуваева В.А., Киричков М.В., Невидомская Д.Г., Цицуашвили В.С. Исследование техногенно-загрязненных почв с использованием синхротронных методов Международный симпозиум «Инженерная экология – 2023», С. 88-92 (год публикации - 2023)

12. Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Киричков М.В., Власенко В.Г., Цицуашвили В.С. Синхротронные методы для оценки трансформации нано- и макроформ PbO в почвах и растениях Hordeum Sativum Материалы Международной научной конференции II Никитинские чтения «Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии в природных и антропогенных ландшафтах», С. 564-568 (год публикации - 2023)

13. Раджпал В.Р., Пракаш С., Мехта С., Минкина Т., Раджпут В.Д., Десвал Р. A comprehensive review on mitigating abiotic stresses in plants by metallic nanomaterials: prospects and concerns Clean Technologies and Environmental Policy, 2023 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1007/s10098-023-02561-9

14. Сингх А., Раджпут В.Д., Варшни А., Казарян К., Минкина Т. Small Tech, Big Impact: Agri-nanotechnology Journey to Optimize Crop Protection and Production for Sustainable Agriculture Plant Stress, Vol. 10, № 100253 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.stress.2023.100253

15. Сарасват А., Шарма С., Кхардия Н., Раджпут В. Д. Nanobiofortifcation: An Emerging Approach Nano-Biofortifcation for Human and Environmental Health, Springer Nature Switzerland AG, Cham, Switzerland, Chapter 2, P. 15-28. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1007/978-3-031-35147-1_2

16. Киричков М.В., Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Минкина Т.М. Синхротронный рентгенодифракционный анализ техногенных почв района воздействия химического комбината КУРЧАТОВСКАЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ МОЛОДЁЖНАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА Сборник аннотаций., С.107 (год публикации - 2023)

17. Раджпут В.Д., Барахов А.В., Цицуашвили В.С., Шенде С.С., Черникова Н.П. Impact of nanomaterials on soil microbiome and crop improvements «МАТРИЦА ПОЧВОВЕДЕНИЯ», Материалы Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения, С. 88-89 (год публикации - 2023)

18. Раджпут В.Д., Минкина Т.М., Манджиева С.С., Раджпут П., Сушкова С. Н. Nanotechnological approaches (nanoperticles/nanobiochar) for restoration of polluted soils and crop improvement Abstract book: Biotechnology and Human Welfare: Vision 2030 and Beyond, P. 19-20 (год публикации - 2023)

19. Цицуашвили В.С., Киричков М.В., Барахов А.В., Яковленко А.Ю., Лацынник Е.С. Применение метода XANES и процедуры последовательной экстракции для исследования почв импактных территорий Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023», С. 107-108 (год публикации - 2023)

20. Цицуашвили В.С., Минкина Т.М., Невидомская Д.Г., Шуваева В.А., Киричков М.В. XAFS-спектроскопия и химические методы для исследования процессов трансформации Zn в высокозагрязненных почвах Сборник «Эволюция биосферы, биогеохимические циклы и биогеохимические технологии: связь фундаментальных и прикладных исследований», Материалы конференции, С. 114-116 (год публикации - 2023)

21. Цицуашвили В.С., Шуваева В.А., Невидомская Д.Г., Бурачевская М.В. Диагностика фаз-носителей Cu в техногенно трансформированных почвах Современное состояние чернозёмов: материалы III Международной научной конференции, С. 430-431. (год публикации - 2023)

22. Черникова Н.П., Барахов А.В., Пуликова Е.П., Северина В.И. Влияние биочара на токсичность наночастиц ZnO в почве Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023», С. 46-47 (год публикации - 2023)

23. - Ученые ЮФУ исследуют формы тяжелых металлов в почвах и растениях синхротронными методами https://sfedu.ru/ - официальный сайт Южного федерального университета, - (год публикации - )

24. - В ЮФУ изучили формы тяжелых металлов в почве и растениях с помощью синхротронных методов https://naked-science.ru/ - научно-популярный журнал, - (год публикации - )