Домашняя

 

Лаборатория геохимии наночастиц

Заведующий

Петр Сергеевич Федотов

Доктор химических наук

Тел.: (499) ___________, fedotov_ps@mail.ru

Лаборатория создана в 2019 году Петром Сергеевичем Федотовым для решения задач нового научного направления – наногеохимии. В настоящее время в лаборатории работают 11 научных сотрудников, в том числе 3 доктора и 4 кандидата наук, а также 2 аспиранта. 

Основные направления исследований

• разработка новых комбинированных методов фракционирования, характеризации и анализа нано/микрочастиц и растворимых компонентов объектов окружающей среды для решения задач геохимии, почвоведения и экологического мониторинга;
• изучение размера, морфологии и химического состава наночастиц и нановключений минералов в горных породах и объектах окружающей среды; 
• изучение устойчивости и подвижности наночастиц в водных системах;
• разработка стандартных образцов природных наночастиц;
• изучение закономерностей распределения химических элементов между различными органоминеральными фазами почв различного типа;
• изучение роли импактных событий при формировании и эволюции вещества Земли и Луны высоколокальными методами электронной микроскопии.

Методы исследования

• методы фракционирования частиц (проточное фракционирование в поперечном силовом поле, мембранная фильтрация, седиментация);
• динамическое фракционирование форм элементов в почвах и донных отложениях с использованием вращающихся спиральных колонок и микроколонок;
• динамическое и статическое светорассеяние;
• капиллярный электрофорез;
• масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (в том числе в режиме анализа единичных частиц);
• электронная микроскопия.

Междисциплинарные исследования

Исследования проводятся на стыке геохимии, почвоведения и аналитической химии.

Международное сотрудничество

Петр Сергеевич Федотов является членом Бюро и Отделения «Химия и окружающая среда» Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). Сотрудники лаборатории проводят совместные исследования с зарубежными коллегами и имеют множество публикаций с ученными из Франции, Германии и Испании.

Основные достижения сотрудников лаборатории за последние годы

• разработан комплексный подход к изучению наночастиц сложных полидисперсных объектов окружающей среды, таких как пыль и вулканический пепел (Ермолин и др., Журнал аналитической химии 2017, Т. 72, №5, С. 448-461);
  

• впервые выделены и количественно проанализированы наночастицы вулканических пеплов; показано, что концентрация токсичных и потенциально токсичных металлов и металлоидов в наночастицах вулканического пепла в десятки и сотни раз превышает их общую концентрацию в пепле (Ermolin et al, Chemosphere 2018, V. 200, 16-22);

Обогащение наночастиц вулканического пепла токсичными металлами и металлоидами

• установлено, что токсичные и потенциально токсичные элементы в наночастицах вулканического пепла могут находиться как в адсорбированном виде на пирокластических наночастицах, так и в виде отдельных наночастиц (Ermolin et al, Chemosphere 2021, V. 281);
• показано, что наночастицы вулканического пепла обладают высокой агрегационной устойчивостью в модельных поверхностных водах и, следовательно, обладают высоким потенциалом для транспорта токсичных и питательных элементов на большие расстояния в водных экосистемах (Ermolin et al, Environmental Chemistry Letters 2021, V. 19, P. 751-762);
• впервые показано, что наночастицы городской пыли способны аккумулировать токсичные и потенциально токсичные элементы, содержание которых в наночастицах может быть в десятки и сотни раз выше, чем их валовое содержание в пыли (Fedotov et al, Talanta 2014, V. 130, P. 1-7);

Обогащение наночастиц дорожной пыли тяжелыми металлами

• установлено, что вклад наночастиц в загрязнение городских сточных вклад тяжелыми металлами сопоставим с вкладом водорастворимых фракций тяжелых металлов (Ermolin et al, Chemosphere 2018, V. 210, P. 65-75);
• показано, что металлоорганические комплексы играют основную роль при связывании редкоземельных элементов в почвах (Fedotov et al, Environmental Chemistry 2019, V. 16, P. 323-332);
• обнаружено 105 новых для Луны минеральных фаз, из которых 43 впервые найдены в природных условиях (Мохов и др., Кристаллография 2021, Т. 66, №4, С. 610–618).

Импакт. Конденсатное стекло.

Список сотрудников

Бржезинский Антон Станиславович (младший научный сотрудник)

Бурмистров Андрей Александрович (младший научный сотрудник)

Ванифатова Наталия Георгиевна (к.х.н., старший научный сотрудник)

Горноcтаева Татьяна Александровна (д.г.-м.н., ведущий научный сотрудник)

Джераян Татьяна Георгиевна (к.х.н., старший научный сотрудник)

Ермолин Михаил Сергеевич (к.х.н., старший научный сотрудник)

Иванеев Александр Игоревич (к.х.н., младший научный сотрудник)

Мохов Андрей Владимирович (д.г.-м.н., ведущий научный сотрудник)

Рыбчук Александр Петрович (научный сотрудник)

Шатрова Юлия Николаевна (аспирант, младший научный сотрудник)

Список основных публикаций за последние 10 лет

• Ermolin, M. S.; Ivaneev, A. I.; Fedyunina, N. N.; Fedotov, P. S. Nanospeciation of metals and metalloids in volcanic ash using single particle inductively coupled plasma mass spectrometry. CHEMOSPHERE 2021, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130950
• Ermolin, M. S.; Ivaneev, A. I.; Fedyunina, N. N.; Karandashev, V. K.; Burmistrov, A. A.; Fedotov, P. S. Natural silicate nanoparticles: separation, characterization, and assessment of stability and perspectives of their use as reference nanomaterials. ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY 2021, DOI: 10.1007/s00216-021-03351-2
• Ermolin, M. S.; Dzherayan, T. G.; Vanifatova, N. G. Stability of volcanic nanoparticles using combined capillary zone electrophoresis and laser diffraction. ENVIRONMENTAL CHEMISTRY LETTERS 2021, 19 (1), 751-762, DOI: 10.1007/s10311-020-01087-6
• Ivaneev, A. I.; Ermolin, M. S.; Fedotov, P. S.; Faucher, S.; Lespes, G. Sedimentation Field-Flow Fractionation in Thin Channels and Rotating Coiled Columns: From Analytical to Preparative Scale Separations. SEPARATION AND PURIFICATION REVIEWS 2020, DOI: 10.1080/15422119.2020.1784940 
• Ivaneev, A. I.; Faucher, S.; Ermolin, M. S.; Karandashev, V. K.; Fedotov, P. S.; Lespes, G. Separation of Nanoparticles from Polydisperse Environmental Samples: Comparative Study of Filtration, Sedimentation, and Coiled Tube Field-Flow Fractionation. ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY 2019, 411 (30), 8011–8021. 
• Fedotov, P.S.; Rogova, O.B.; Dzhenloda, R.Kh.; Karandashev, V.K. Metal–organic complexes as a major sink for rare earth elements in soils. ENVIRONMENTAL CHEMISTRY 2019, 16 (5), 323-332, DOI: 10.1071/EN18275
• Fedotov, P. S.; Dzhenloda, R. K.; Dampilova, B. V.; Doroshkevich, S. G.; Karandashev, V. K. Unexpected behavior of Zn, Cd, Cu, and Pb in soils contaminated by ore processing after 70 years of burial. ENVIRONMENTAL CHEMISTRY LETTERS 2018, 16 (2), 637-645, DOI: 10.1007/s10311-018-0710-2
• Ermolin, M. S.; Fedotov, P. S.; Malik, N. A.; Karandashev, V. K. Nanoparticles of Volcanic Ash as a Carrier for Toxic Elements on the Global Scale. CHEMOSPHERE 2018, 200, 16–22.
• Ermolin, M. S.; Fedotov, P. S.; Ivaneev, A. I.; Karandashev, V. K.; Fedyunina, N. N.; Burmistrov, A. A. A Contribution of Nanoscale Particles of Road-Deposited Sediments to the Pollution of Urban Runoff by Heavy Metals. CHEMOSPHERE 2018, 210, 65–75. 
• Fedotov, P. S.; Ermolin, M. S.; Ivaneev, A. I.; Fedyunina, N. N.; Karandashev, V. K.; Tatsy, Y. G. Continuous-Flow Leaching in a Rotating Coiled Column for Studies on the Mobility of Toxic Elements in Dust Samples Collected near a Metallurgic Plant. CHEMOSPHERE 2016, 146, 371–378. 
• Ermolin, M. S.; Fedotov, P. S.; Ivaneev, A. I.; Karandashev, V. K.; Burmistrov, A. A.; Tatsy, Y. G. Assessment of Elemental Composition and Properties of Copper Smelter-Affected Dust and Its Nano- and Micron Size Fractions. ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH 2016, 23 (23), 23781–23790. 
• Fedotov, P. S.; Ermolin, M. S.; Karandashev, V. K.; Ladonin, D. V. Characterization of Size, Morphology and Elemental Composition of Nano-, Submicron, and Micron Particles of Street Dust Separated Using Field-Flow Fractionation in a Rotating Coiled Column. TALANTA 2014, 130, 1–7. 
• Ermolin, M. S.; Fedotov, P. S. Separation and Characterization of Environmental Nano- and Submicron Particles. REVIEWS IN ANALYTICAL CHEMISTRY 2016, 35 (4), 185–199. 
• Fedotov, P. S.; Ermolin, M. S.; Katasonova, O. N. Field-Flow Fractionation of Nano- and Microparticles in Rotating Coiled Columns. JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 2015, 1381, 202–209. 
• Fedotov, P.S. Estimating the bioavailability of trace metals/metalloids and persistent organic substances in terrestrial environments: challenges and need for multidisciplinary approaches. PURE AND APPLIED CHEMISTRY 2014, 86 (7), 1085–1095.