Užití izotopů v biogeochemii a environmentálním výzkumu

Jednotlivé složky životního prostředí jsou v dynamické rovnováze a studium cest živin a kontaminantů přispívá k hlubšímu poznání těchto vztahů v návaznosti na zabezpečení minimálního zatížení prostředí člověkem. Izotopy mohou poskytnout vodítko k určení jak zdrojů těchto látek, přírodních i antropogenních, tak i k určení procesů, které řídí jejich transformace a konečné depozice.

Tradiční i netradiční izotopové systémy budou užívány dvojím způsobem: (i) k určení zdrojů živin a toxických prvků v ekosystémech a (ii) k identifikaci procesů v jednotlivých složkách životního prostředí. Poměry četnosti stabilních a radiogenních izotopů lze využít k identifikaci zdrojů chemických prvků a sloučenin v případě, že se tyto zdroje liší svým izotopovým složením a nedochází k izotopovým frakcionacím. Izotopová data lze rovněž použít k nalezení dosud neznámých zdrojů a propadů skleníkových plynů (CO₂, CH₄, N₂O) na zemském povrchu.

Studium stabilních izotopů bude v období 2016-2020 zaměřeno na:

• biogeochemické cykly lehkých (H, C, N, O, S) a těžkých (Pb, Sr) prvků,
• užití netradičních izotopových systémů (Zn, Cu, Cd, Cr) jako přirozených značkovačů v exosféře, užití netradičního izotopového systému Mg v lesních ekosystémech,
• širokou škálu aplikací v (bio)geochemii, biochemii, forenzní vědě, archeologii, při testování biotechnologií a studiu přírodních zdrojů energie.

Vybrané řešené projekty v roce 2017

Dokončení výstupů projektu SoilTrEC - izotopy, ČGS, 2015-2016,2017

Vedoucí projektu: RNDr. Martin Novák, CSc.
Web projektu: Web projektu

Interdisciplinární projekt SoilTrEC klade důraz na zvrat acidifikace, vliv globálních změn na velikost rezervoárů jednotlivých chemických prvků v ekosystému, hospodaření s půdou, biogeochemii a prediktivní modelování. Jednou z náplní projektu je i výzkum stabilních izotopů v jednotlivých složkách lesního ekosystému.

GAČR 15-21373S (panel P503): Izotopová hmotová bilance lokalit znečištěných chrómem podle poměru četnosti 53Cr/52Cr pevných a kapalných vzorků, 2015 -2017

Vedoucí projektu: RNDr. Martin Novák, CSc.

Karcinogenní účinky Cr(VI) ve vodách představují vážný celosvětový problém. V České republice je více než 120 lokalit znečištěných chrómem. Hlavním zdrojem antropogenní kontaminace Cr je kožedělný průmysl a galvanizovny. Přírodní kontaminace Cr je vázána zejména na zvětrávání serpentinitů. V anaerobním prostředí může docházet k redukci Cr(VI) na netoxický a nemobilní Cr(III). Samočištění kontaminovaných zvodní redukcí Cr(VI) bylo pozorováno např. v USA. K identifikaci takových zvodní slouží poměr četnosti stabilních izotopů 53Cr/52Cr. Poznatky o samočištění kontaminovaných zvodní mohou ušetřit finanční prostředky, které by jinak byly vynakládány na čerpání a chemické čištění podzemních vod. Projekt se zaměřuje na učení procentuálního podílu odstraněného toxického Cr(VI) na 5 lokalitách pomocí kvantifikace izotopového efektu.

Odběr vzorků na stanovení izotopového složení Cr v USA.

Stanovení poměru izotopů zinku ve vybraných malých povodích sítě GEOMON, ČGS, 2015-2016, 2017

Vedoucí projektu: Mgr. Alexandre Andronikov