Koordynator: dr hab. Maciej T. Krajcarz, prof. ING PAN

Obszar badań

Główną tematyką badawczą laboratorium jest krążenie izotopów stabilnych pierwiastków lekkich (H, C, N, O, S) w złożonym hydro-bio-geosystemie. Korzystamy z nowoczesnego sprzętu – spektrometrów masowych do pomiarów stosunków izotopowych oraz zautomatyzowanych linii ekstrakcyjnych, przystosowanych m.in. do analiz materiałów węglanowych, fosforanowych, siarczanowych, azotanowych, organicznych oraz wody. Prowadzimy badania z zakresu zanieczyszczeń środowiska naturalnego, hydrogeologii, paleontologii i geoarcheologii. Nasze obecne zainteresowania obejmują m.in. wykorzystanie zapisu izotopowego w szkliwie kopalnych zębów zwierzęcych do szczegółowej rekonstrukcji zmian klimatycznych; wykorzystanie składu chemicznego i izotopowego wód drenażowych w kopalniach do określania pochodzenia wód oraz identyfikacji dróg ich dopływu do wyrobisk górniczych; oraz określanie udziału czynników naturalnych, rolnictwa i odpływu ścieków w eutrofizacji cieków i zbiorników powierzchniowych. Jesteśmy aktywni w pozyskiwaniu projektów badawczych, m.in. z NCN. Rozwijamy współpracę naukową z antropologami, archeologami, zoologami, agronomami, a także z przemysłem wydobywczym. Mamy wieloletnią współpracę z licznymi zagranicznymi jednostkami naukowymi, m.in. z Rosji, Kirgistanu, Uzbekistanu, Australii, Kanady, Niemiec i Francji.

Osiągnięcia zespołu

Patent nr 223630: Sposób odsalania wysoko zmineralizowanych roztworów wodnych do oznaczania stosunków izotopowych ¹⁸O/¹⁶O i ²H/¹H w wodach podziemnych (dr A. Porowski, 2016).

Aplikacja przemysłowa dla KGHM PM S.A.: „Metody izotopowe do określania pochodzenia oraz wieku wód drenażowych w kopalniach” (dr A. Porowski, 2017).

Określenie genezy i pierwotnej pozycji stratygraficznej osadów Jaskini Chagyrskaya zawierających szczątki ludzi Neandertalskich (dr hab. Maciej Krajcarz, 2020).

Oszacowanie wielkości biologicznego wiązania azotu przez pszenicę z poplonu z zastosowaniem poziomu ¹⁵N (dr Beata Gebus-Czupyt, 2020).

Przykładowe projekty

Wpływ ługowania naturalnych minerałów fosforu ze skał osadowych na potencjał troficzny wód powierzchniowych wybranych obszarów międzyrzecza Wisły i Bugu (NCN, nr 2020/37/B/ST10/01994 – konsorcjum z UMCS, 2021-02-01/trwający, koordynator ze strony Instytutu dr Beata Gebus-Czupyt).

Badanie zawartości i rozkładu pierwiastków ziem rzadkich (REE) w wodach mineralnych i termalnych Polski (NCN, nr 2015/17/B/ST10/03295, 2016-08-30/2020-12-29, kierownik: dr Adam Porowski)

Wykorzystanie zmian diagenetycznych do określania homogeniczności zespołów kości kopalnych ze stanowisk archeologicznych (NCN, nr 2014/13/D/HS3/03842, 2015-02-09/2018-02-08, kierownik: dr hab. Maciej Krajcarz)

Aparatura

Linia KIEL – IRMS Finnigan Delta Plus (do pomiaru δ¹⁸O i δ¹³C w węglanach);

Linia Flash EA 1112 HT – IRMS Thermo Delta V Advantage (do pomiaru δ¹³C i δ¹⁵N w materii organicznej, δ¹⁸O w fosforanach, azotanach, siarczanach itp., δ³⁴S w siarczkach i siarczanach);

Linia GasBench II – IRMS Thermo MAT 253 (do pomiaru δ¹⁸O w wodzie, δ¹³C i δ¹⁸O w węglanach);

Linia GC IsoLink + Trace GC ultra – IRMS Thermo MAT 253 (do pomiaru δ²H, δ¹³C, δ¹⁵N i δ¹⁸O w związkach organicznych);

Linia HDevice – IRMS Thermo MAT 253 (do pomiaru δ²H w wodzie);

Współpraca naukowa oraz z przemysłem

Dr Adam Porowski – KGHM PM S.A.: wyjaśnienie pochodzenia i formowania się wód drenażowych w kopalniach miedzi w obrębie monokliny przedsudeckiej.

Dr Adam Porowski – Aquaterra.pl sp. z o.o.: wdrożenie do praktyki terenowej nowej metody bezpompowego dyskretnego opróbowania głębokich piezometrów (>1000 m) z wykorzystaniem próbnika HydraSleave.

Dr Adam Porowski – Dr Natalia Vinograd (Rosja): wyjaśnienie genezy i procesów formowania się składu chemicznego i izotopowego wód mineralnych uzdrowiska Staraya Russa (Obw. Nowogrodzki).

Dr hab. Maciej Krajcarz – dr hab. Kseniya Kolobova (Rosja): integralność zespołów szczątków neandertalskich i wyrobów środkowopaleolitycznych na kluczowych stanowiskach archeologicznych i paleoantropologicznych Ałtaju.

Dr hab. Maciej Krajcarz, mgr Greta Brancaleoni – dr Svetlana Shnaider (Rosja), dr Aida Abdykanova (Kirgistan): opracowanie stratygrafii i procesów formowania się stanowisk archeologicznych neolitu Azji Środkowej.

Dr hab. Maciej Krajcarz – dr Marine Frouin (USA) – dr Viviane Slon (Izrael): badania nad wpływem działalności człowieka na bioróżnorodność w zapisie biomolekularnym na stanowiskach archeologicznych Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej.

(fot. zasoby ING PAN)