Идентификация газовых эмиссий в геоэкологическом мониторинге акваторий северных морей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Позднякова Виктория Владимировна

• Позднякова Виктория Владимировна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Позднякова Виктория Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ГАЗОВОГО СОСТАВА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МОРСКИХ АКВАТОРИЙ

1.1. Обзор научных исследований в области геоэкологического мониторинга газовых эмиссий в морских акваториях

1.2. Природные источники морских газовых эмиссий

1.3. Газопроявления в морских акваториях

1.4. Углеводороды Арктического шельфа

1.5. Методы анализа газового состава морских акваторий

1.6. Выводы по Главе

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Физико-химические свойства углеводородов

2.2. Теоретические основы растворения газов в жидкости

2.3. Экспериментальные исследования газовых смесей, растворенных в морской воде

2.4. Научное обоснование выбора используемых в работе спектрометров

2.5. Методика снятия рамановских спектров

2.6. Выводы по Главе

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ГАЗОВЫХ ЭМИССИЙ В МОРСКИХ АКВАТОРИЯХ

3.1. Основные оптические свойства чистой морской воды

3.2. Исследование оптических характеристик методом рамановской спектроскопии

3.3. Влияние компонентов природной воды на рамановские сдвиги

3.4. Анализ проб воды Арктических морей

3.5. Исследование газового состава морской воды

3.6. Использование полимеров для исследования газового состава морской воды

3.7. Теоретический расчет рамановских спектров

3.8. Соответствие теоретических и экспериментальных спектров

3.9. Выводы по Главе

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ГАЗОВЫХ ЭМИССИЙ В МОРСКИХ АКВАТОРИЯХ

4.1. Пространственное распределение газовых эмиссий

4.2. Основные положения разработанной методики идентификации газовых

эмиссий в акваториях северных морей

4.3. Расчет метрик качества разработанной методики

4.4. Разработка программного обеспечения для автоматизации процесса интерпретации рамановских спектров

4.5. Выводы по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Идентификация газовых эмиссий в геоэкологическом мониторинге акваторий северных морей»

Актуальность работы

Мировой океан является одним из основных природных источников парниковых газов и играет ключевую роль в глобальных климатических процессах и углеродном цикле. В мерзлых породах сохраняется стабильность газовых гидратов, запас которых, может превышать на два порядка общее количество парниковых газов в атмосфере. В связи с этим, в центре внимания находится Арктический регион, на долю которого приходится наибольшее количество запасов газогидратов. Повышение придонной температуры дестабилизирует их, в результате чего площадь растворения с каждым годом увеличивается.

На фоне растущего внимания к проблеме изменения климата и международных обязательств по сокращению парниковых газов, нормативно-правовое регулирование в данной области становится всё более жёстким. Российская Федерация, реализуя положения Парижского соглашения, утвердила Указом Президента РФ № 666 от 04.11.2020 цель снижения выбросов парниковых газов к 2030 году до 70% относительно уровня 1990 года. Также Федеральный закон «Об ограничении выбросов парниковых газов» ввел обязательный государственный учёт выбросов, систему углеродных единиц и квот, что обуславливает необходимость разработки точных, надёжных и экономически эффективных методов мониторинга выбросов, источниками которых также являются морские акватории.

Геоэкологический мониторинг газового состава морской среды находит широкое применение и в различных отраслях хозяйственной деятельности. Комплексная оценка растворённых газов в морской толще позволяет выявлять взаимосвязи между геохимическими процессами, гидрохимическим режимом и биологическими функциями водных экосистем. Кроме того, мониторинг газового состава имеет критическое значение для рыболовства и аквакультуры, поскольку загрязнение морской среды негативно влияет на продуктивность биоресурсов и устойчивость прибрежных зон. Помимо экологических аспектов, растворенные

углеводородные газы являются ценными индикаторами перспективных месторождений нефти и газа, что имеет стратегическое значение в условиях растущего спроса на энергоресурсы.

Однако, обнаружение газовых эмиссий в акватории сопряжено с рядом сложностей, к которым относятся: высокая динамичность морской среды, подверженность резким изменениям погодных условий, а также сложность доступа к удаленным и труднодоступным районам. При этом разработанные методики обнаружения газовых выбросов разработаны в основном для расчета антропогенного влияния, оставляя без внимания природные источники.

Актуальность темы обусловлена несовершенством существующих методик геоэкологического мониторинга морских газовых эмиссий, ограничивающих возможности их оперативной и точной идентификации, что создает необходимость разработки новых эффективных методов на основе современных аналитических подходов.

Степень разработанности темы

Существуют различные методы анализа газовых эмиссий в морской воде, однако многие из них имеют ограничения, связанные с высокой стоимостью, сложностью подготовки образцов и невозможностью одновременного анализа широкого спектра веществ. Для предварительной оценки наличия газовых эмиссий применяются методы дистанционного анализа, позволяющие выявить потенциальные участки для дальнейших исследований. Среди множества существующих мониторинговых методов и методик, одним из перспективных и малоизученных подходов является применение комбинационного рассеяния света (рамановской спектроскопии).

Проведённый анализ существующих научных исследований в области идентификации газового состава морской воды с использованием метода комбинационного рассеяния света показал, что большинство опубликованных работ сосредоточены на разработке приборов и аппаратов для лидарного зондирования углеводородов преимущественно в газовой фазе (В.В. Елизаров, А.С. Гришканич, С.В. Кащеев, А.А. Рыбиков, И.С. Сидоров) или гидратной форме M.

Schicks, M. Pan, R. Giese, M. Poser, N. A. Ismail, M. L. Helbing, B. Bleisteiner, C. Lenz). Разработкой лидаров для подводного зондирования посвящены работы Беспалова В.Г., Жевлакова А.П., Макарова Е.А., Завьялова А.К., Матвеенцева А.В., Ромодина К.М. Среди зарубежных научных групп можно выделить японский коллектив: T. Somekawa, M. Fujita и др., группу из США J. D. Pasteris, B. Wopenka, J. J. Freeman, P. G. Brewer, S. N. White и др., а также немецких ученых K. Sowoidnich, H. Schmidt, H.D. Kronfeldt, Fredi Schwägele и др. При этом в исследованиях рассматриваются в основном метан, диоксид углерода и азот, тогда как другие растворённые газы, хотя и присутствуют в меньших концентрациях по сравнению с метаном, также являются важными индикаторами, позволяющими более точно идентифицировать источники газовых загрязнений и оценивать их вклад в общую экологическую нагрузку (Обжиров А.И., Шакиров Р.Б., Емельянова Т.А., Телегин Ю.А., Видищева О.Н., Ахманов Г.Г., Кислицына Е.В., Рыбалко А.Е. и др.).

В связи с этим, несмотря на изученность вопроса, необходима разработка комплексного методического подхода для оптимизации геоэкологического мониторинга газового состава морских северных акваторий.

Цель работы

Совершенствование системы геоэкологического мониторинга газовых эмиссий в морской воде на основе разработки методики их идентификации посредством применения спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработка концептуальной модели вертикального распредления газов в морской толще на основе изученных факторов, влияющих на их растворимость.

2. Оценка вклада различных солей (NaCl, KCl, CaSO4, MgSO4) в диапазоне их естественной концентрации на изменение формы полос рамановского рассеяния природной морской воды.

3. Исследование влияния предложенных полимерных добавок (ПЭГ/ПЭО различной молекулярной массы) на растворимость углеводородных соединений,

стабилизацию газовых пузырьков и усиление рамановского сигнала при спектральном анализе растворенных в морской воде газов.

4. Разработка библиотеки спектральных данных растворенных в морской воде газовых эмиссий на основе проведенных экспериментальных исследований и квантово-химического моделирования.

5. Разработка методики идентификации комплекса газовых эмиссий при геоэкологическом мониторинге северных морей и оценка ее метрик качества согласно бинарной классификации.

Объект исследования - газовые эмиссии как источник природного загрязнения северных морей.

Предмет исследования - содержание комплекса газовых эмиссий в водах акваторий северных морей.

Научная гипотеза: оценка параметров газовых эмиссий в морских акваториях может быть осуществлена с помощью программно-аппаратного комплекса на базе приборов с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света, что позволит совершенствовать методическое обеспечения системы геоэкологического мониторинга северных морских акваторий.

Научная новизна работы

1. Разработана концептуальная модель вертикального распределения газовых эмиссий в морской воде, учитывающая комплекс природных факторов, способствующих их растворимости и миграции.

2. Выявлены закономерности влияния концентраций различных электролитов NaCl, KCl, CaSO4, MgSÜ4 в диапазоне их естественного предела на спектры комбинационного рассеяния света природной морской воды.

3. Впервые показана возможность применения полимеров полиэтиленгликоля (ПЭГ) и полиэтиленоксида (ПЭО) с различной молекулярной массой для увеличения растворимости углеводородов в морской воде, а также для стабилизации газовых пузырьков в растворе, что позволяет повысить

чувствительность при детектировании газов в процессе проведения геоэкологического мониторинга северных морей.

4. Разработана методика идентификации комплекса газовых эмиссий при проведении геоэкологического мониторинга северных морей.

Теоретическая и практическая значимость

1. Предложен методический подход проведения геоэкологического мониторинга газовых эмиссий морских акваторий северных морей, основанный на внедрении методики их идентификации.

2. Доказана необходимость использование полимеров ПЭГ и ПЭО для задач оперативного геоэкологического мониторинга морских газовых эмиссий.

3. Экспериментально обосновано применение метода комбинационного рассеяния света для широкого круга газовых компонентов, позволяющего расширить инструментарий геоэкологического мониторинга морских акваторий.

4. Сформирована библиотека, содержащая сведения о спектральных данных газовых эмиссий в морской воде, основанная на результатах теоретического моделирования и экспериментальной верификации, которая может быть использована в качестве теоретического обоснования при проектировании аппаратов геологоразведки и оценки состояния водных объектов.

5. Разработано программное обеспечение для автоматической обработки спектральных данных и интерпретации газового состава.

6. Результаты проведенного исследования могут быть использованы в дальнейших работах при мониторинге северных морей, разработке лидарных аппаратов, а также обеспечить научную основу для разработки нормативов, стандартов и рекомендаций по обеспечению геоэкологической безопасности морских акваторий.

Внедрение результатов диссертационной работы

Результаты диссертационной работы обладают практической значимостью и были использованы: в проектной работе в АО НПП «Авиационная и морская электроника» и ООО «Лазеры и оптические системы», а также в учебном процессе по направлению 20.04.01 «Техносферная безопасность» и 27.04.01

«Стандартизация и метрология» в «Национальном исследовательском университете ИТМО» по дисциплине «Углеводороды в компонентах окружающей среды».

Методология и методы исследования

Для решения поставленных задач применялись методы спектрального анализа состава газовых компонентов, растворенных в морской воде. Обработка спектральных результатов была выполнена с помощью программных продуктов: LabSpec Spectroscopy Suite Software, OriginLab, а также разработанного интерфейса, реализованного на языке программирования Python с использованием библиотек NumPy, SciPy, Matplotlib. Теоретическое обоснование и подтверждение экспериментальных результатов осуществлялось посредством квантово-химических расчетов, проведенных методом DFT-моделирования с применением программных пакетов ORCA и Avogadro. Дополнительно в работе была использована программа QGIS. Качество разработанной методики идентификации газового состава оценивалось комплексом метрик бинарной классификации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Идентификация газовых эмиссий в морской толще обеспечивается использованием библиотеки частотных сдвигов рамановских спектров, сформированной на основе анализа экспериментальных данных и результатов квантово-химического моделирования методом функционала плотности (DFT), что повышает эффективность раннего обнаружения и локализации источников загрязнения.

2. Идентификация комплекса газовых эмиссий на основе разработанной методики, включающая модель вертикального распределения, позволяет прогнозировать наличие газового загрязнения с точностью 90 %.

3. Использование предложенных полимеров ПЭГ и ПЭО в процессе исследования газового состава морской пробы методом спектроскопии комбинационного рассеяния света улучшает чувствительность детектирования газов за счет повышения их растворимости и стабилизации газовых пузырьков, что

способствует повышению точности результатов геоэкологического мониторинга морских акваторий.

4. Закономерности влияния концентраций различных электролитов NaCl, KCl, CaSO4, MgSO4 в диапазоне их естественного предела на спектры комбинационного рассеяния света природной морской воды.

Степень достоверности результатов диссертационного исследования

Достоверность полученных результатов обеспечивается следующими показателями: сходимостью экспериментальных исследований с теоретическими расчетами; согласованностью результатов диссертационного исследования с данными, представленными в российских и международных научных публикациях в соответствующей научной области; использованием сертифицированного и поверенного оборудования и лицензионных программ для ЭВМ; представлением результатов на российских и международных конференциях, а также публикациями в рецензируемых научных изданиях.

Апробация результатов работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены в следующих международных и российских конференциях в качестве устных докладов: Всероссийская научная конференция Неделя науки Инженерно -строительного института 2025 (01 - 04 апреля 2025 года, Санкт - Петербург); Международная конференция Молодые профессионалы (08 - 10 октября 2024 года, Санкт - Петербург); XII Международная научно-практическая конференция Север и Арктика в новой парадигме мирового развития. Лузинские чтения - 2024 (30 мая - 1 июня 2024 г., Апатиты); VII Международной научно-практической конференции «Теория и практика стратегирования». Арктический университариум стратега (30 - 31 мая 2024 г., Апатиты); Всероссийская научно-практическая и учебно-методическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования в области управления, экономики и торговли» (15 - 18 мая 2024 года, Санкт - Петербург); XII Всероссийская конференции с международным участием «Современные проблемы оптики естественных вод» (0NW'2023) (25 - 27 октября 2023 г., Санкт-Петербург); VI International Conference on Actual Problems of the

Energy Complex and Environmental Protection (APEC-VI-2023) (14 - 16 июня 2023 г., Москва); VII Всероссийская научная конференция молодых ученых «Комплексные исследования Мирового океана» КИМО 2023 (15 - 19 мая 2023 г., Санкт-Петербург); XII Конгресс молодых ученых ИТМО (03 - 06 апреля 2023 г., Санкт-Петербург); LII Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (31 января - 03 февраля 2023 г., Санкт-Петербург); XV Международная научно-практическая конференция «Наука - развитие сельского хозяйства, агропромышленного комплекса, экологии и энергетики» (SDAAI2022) (18 - 22 ноября 2022 г., Уфа); Международная научно-практическая конференция Системы контроля окружающей среды - 2022 (СК0С-2022) (08 - 11 ноября 2022 г., Севастополь); 20th International Conference Laser Optics (ICLO 2022) (20 - 24 июня 2022 г., Санкт-Петербург); III Международная научная конференция «Энергоресурсоэффективность в интересах устойчивого развития» SEWAN-2021 (19 - 24 апреля 2021 г., Санкт-Петербург); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды на пространстве СНГ» (20 - 24 октября 2020 г., Санкт-Петербург); IX Конгресс молодых ученых (15 - 18 апреля 2020 г., Санкт-Петербург); XLIX научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО 2020 (29 января - 02 февраля 2020 г., Санкт-Петербург).

Публикации

По теме диссертационного исследования опубликовано 17 научных работ, в том числе 1 в изданиях, включенных совместно в наукометрическую базу Scopus и перечень ВАК, 4 представлены в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в международной реферативной базе Web of Science/Scopus, и 10 - в других изданиях и сборниках материалов конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, словаря терминов, списка использованной

литературы и одного приложения. Объем диссертации составляет 144 страниц с 30 рисунками и 16 таблицами. Список литературы содержит 157 наименования.

Личный вклад автора

Участие автора на всех этапах исследования: проведение литературного обзора, анализа существующих баз данных, постановка цели и задач исследования, теоретическая подготовка проведения экспериментов, подготовка проб, непосредственная регистрация рамановских спектров, обработка полученных результатов, разработка защищаемой методики и ее оценка. Личное участие в апробации результатов, подготовке публикаций по выполненной работе.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ГАЗОВОГО СОСТАВА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МОРСКИХ АКВАТОРИЙ

1.1. Обзор научных исследований в области геоэкологического мониторинга газовых эмиссий в морских акваториях

Для оценки современного состояния и тенденций в исследованиях, посвященных мониторингу газовых эмиссий в морских акваториях, был проведен наукометрический анализ публикаций, индексируемых в базе данных Scopus.

Проанализированная динамика публикационной активности в области мониторинга газовых эмиссий в морской толще представлена на рисунке 1.

1930 1994 ОДЙ LS9? ЦК ¡1X10 ¡ОМ 20Ci 2012 20L6 Л120 ПН 2024

Год

Рисунок 1 - Динамика роста количества научных публикаций в базе Scopus (данные приведены на апрель 2025 года)

В целом, прослеживается устойчивый восходящий тренд, указывающий на растущий интерес к проблеме мониторинга морских газовых проявлений. До 2000 года количество публикаций оставалось относительно небольшим, но начиная с начала XXI века наблюдается заметный рост, который ускорился после 2015 года. Максимальное количество публикаций зафиксировано в 2024 году, что подчеркивает актуальность и важность данной темы.

Распределение публикационной активности по странам представлено на рисунке 2. На графике отображены 12 стран, внесших наибольший вклад в исследования газовых эмиссий в морях. Лидирующую позицию занимает Китай, значительно опережая остальные страны по количеству опубликованных работ. За Китаем следуют Соединенные Штаты, демонстрирующие также высокий уровень активности. Великобритания и Германия занимают соответственно третье и четвертое места, в то время как остальные страны имеют уже значительно меньшие показатели. Данные свидетельствуют о географической неравномерности исследований с явным преобладанием азиатских и североамериканских стран.

Рисунок 2 - Вклад различных стран в исследования по мониторингу газовых

эмиссий в морских акваториях

Важно отметить, что данные основаны исключительно на публикациях, индексируемых Scopus, что накладывает определенные ограничения на интерпретацию результатов. Относительно скромная позиция Российской Федерации может быть обусловлена рядом факторов - значительное количество исследований в России публикуется на русском языке и не индексируется в международных базах, а также выполняются в рамках закрытых коммерческих

проектов, которые не всегда заинтересованы в открытой публикации результатов. К примеру, крупные российские нефтегазовые компании, такие как Газпром и Роснефть, активно занимаются исследованиями углеводородов Арктического шельфа, однако результаты этих исследований часто остаются в рамках корпоративной отчетности.

Далее был проведен тематический анализ ключевых слов. Основываясь на данных библиометрического анализа, отмечается тенденция разделения научных исследований на кластеры, выделенные разными цветами на рисунке 3. Кластеризация свидетельствует о существовании четко очерченных тематических направлений, связанных с различными аспектами исследований в конкретной области.

Рисунок 3 - Библиометрическая карта ключевых слов исследований в области мониторинга газовых эмиссий в морской толще

Красный кластер посвящен аналитическим методам анализа газов в морской воде и представляет собой ядро фундаментальных исследований, фокусируясь на инструментах, позволяющих изучать состав углеводородов и их происхождение.

При этом также отмечается тенденция к интеграции инструментальных подходов с микробиологическими и экотоксикологическими исследованиями. Основными ярко выраженными ключевыми словами являются: "газовая хроматография", "масс-спектрометрия", "морская вода", "осадок", "количественный анализ", "биоразложение". Доминирующее положение указанных терминов свидетельствует о сохраняющейся значимости аналитического и инструментального подхода в исследованиях морских углеводородов. Анализируя общую картину, можно сделать вывод, что красный кластер обеспечивает методическую основу для всех остальных кластеров, позволяя проводить оценку и характеристику углеводородов.

Синий кластер отражает научные исследования, направленные на выявление и всестороннюю характеристику месторождений углеводородов в морской среде. Ключевые слова здесь: "гидраты газа", "месторождения газа", "морские месторождения", "сейсмические данные". Эмиссии углеводородов в данном кластере выступают как индикаторы наличия месторождения, сигнализируя о потенциальных запасах нефти и газа. Исследования синего кластера сосредоточены на углубленном понимании геологических процессов, формирующих залежи углеводородов, и на разработке эффективных методов их обнаружения. Необычной особенностью в данном кластере является отдельное выделение акваторий, таких как "Атлантический океан" и "Тихий океан". Беря во внимание данные рисунка 2 о географическом распределении научных исследований, можно предположить, что акцент на отдельных территориях отражает разную интенсивность исследований, адаптацию методологий и различную экономическую значимость отдельных океанических бассейнов.

Зеленый кластер, демонстрирующий тесную взаимосвязь с синим, отражает исследования, посвященные технологическим и инженерным аспектам разработки морских месторождений и их последующему использованию в энергетической отрасли. Ключевыми терминами данного кластера являются "морская нефтедобыча", "газовая промышленность", "сжиженный природный газ" и "газовые турбины". Научные изыскания в данной области направлены на

повышение эффективности добычи углеводородного сырья, минимизацию негативного воздействия на окружающую среду и разработку инновационных технологий, обеспечивающих оптимальное использование углеводородов в качестве источников энергии. Взаимосвязь синего и зеленого кластеров обусловлена общим контекстом углеводородов как ценного энергетического ресурса, охватывающего весь цикл, начиная с этапа геологоразведки и обнаружения месторождений и заканчивая добычей, транспортировкой, переработкой и использованием углеводородного сырья для производства энергии. Исследования, представленные в зеленом кластере, являются логическим продолжением и развитием работ, обозначенных в синем, фокусируясь на практической реализации нефтегазоносного потенциала.

Исследования, объединенные в желтый кластер, демонстрируют геоэкологические аспекты. Выделяются следующие ключевые слова: "углекислый газ", "парниковый газ", "воздействие на окружающую среду", "морская среда". Исследования в этой области сосредоточены на мониторинге эмиссий углеводородов как парниковых выбросов, их оценке воздействия на морскую экосистему и разработке мер по снижению этого воздействия.

Примечательно, что желтый кластер выступает в качестве интегративного узла, объединяя все остальные кластеры между собой. Такая системообразующая роль подчеркивает важность геоэкологического мониторинга как междисциплинарного связующего звена, обеспечивающего комплексную оценку влияния углеводородных выходов в морской системе.

Функциональная роль желтого кластера проявляется в реализации трех ключевых комплексных механизмов:

1. Оценка экологических рисков поисковой и разведочной деятельности. Обеспечивает методологическую связь между синим кластером (геологоразведочные исследования) и системой оценки потенциальных экологических последствий освоения новых месторождений.

2. Оптимизация производственных процессов на всех этапах освоения углеводородных ресурсов. (связь с зеленым кластером)

3. Аналитические исследования газового состава (красный кластер) в целях геоэкологического мониторинга путем определения количества газовых эмиссий, идентификации их источников.

Таким образом, несмотря на относительно меньший объем публикаций, образующих желтый кластер в общей структуре научных исследований по заданной теме, он выполняет ключевую функцию, объединяя разрозненные области научного знания и обеспечивая междисциплинарную перспективу в изучении эмиссий углеводородов в морях.

При этом анализ количественного объема ключевых слов указывает на то, что наибольшее внимание в рамках всех кластеров уделяется аналитическим и методическим аспектам исследования углеводородного состава водных сред.

1.2. Природные источники морских газовых эмиссий

Для начала необходимо подчеркнуть, что вопрос происхождения углеводородных газов в морских осадках остаётся предметом научных дискуссий [1]. По генезису данная группа подразделяется на четыре основные категории: микробного, термогенного, метаморфогенного и магматогенного происхождения [1]. Сложность исследования обусловлена многообразием форм углеводородных скоплений и геологических типов газовых проявлений, характерных для переходной зоны континент-океан. Несмотря на неопределённость механизма формирования газов в донных отложениях, их миграция в водную толщу может быть классифицирована по нескольким основным типам [2].

В [2] описаны три основные вида природных источников выделения газов, в частности метана в различных водоемах, к которым относятся: микробная активность, таяние многолетней мерзлоты (вследствие чего происходит диссоциация газогидратов), а также выделение газа из морских месторождений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Позднякова Виктория Владимировна, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шакиров, Р.Б. К вопросу об источниках углеводородных газов морских отложений и газогидратов окраинных морей дальневосточного региона / Р.Б. Шакиров // Сборник материалов Всероссийской конференции с международным участием «Геодинамические процессы и природные катастрофы. Опыт Нефтегорска». - 2015. - С. 177 - 181.

2. Бондур, В.Г. Метан и климатические изменения: научные проблемы и технологические аспекты / Бондур, В. Г., Аксютин, О. Е., Володин, Е. М., Голицын, Г. С., Елисеев, А. В., Ишков, А. Г., Скороход, А. И. - М.: Российская академия наук, 2022. - 388 с.

3. Wik, M. Climate sensitive northern lakes and ponds are critical components of methane release/ M. Wik, R.K. Varner, A. K. Walter et al. // Nature Geosci. - 2016. -V. 9. - № 2. - Р. 99 - 105.

4. Deemer, B.R. Greenhouse gas emissions from reservoir water surfaces: A new global synthesis / B.R. Deemer, J.A. Harrison, S. Li et al // BioScience. - 2016. - V. 66. - № 11. - P. 949 - 964.

5. Malakhova, V.V. Uncertainty in temperature and sea level datasets for the Pleistocene glacial cycles: Implications for thermal state of the subsea sediments / V.V. Malakhova, A.V. Eliseev // Glob. Planet. Change. - 2020. - V. 192. - P. 103249.

6. Богоявленский, В. И. Природные и техногенные угрозы при поиске, разведке и разработке месторождений углеводородов в Арктике. / В.И. Богоявленский, И.В. Богоявленский // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2018. - № 2. - С. 60 - 70.

7. Видищева, О.Н. Различия в молекулярном и изотопном составе газов зон фокусированной разгрузки, расположенных в Северо -Западной и Юго-Восточной частях озера Байкал. / О. Н. Видищева, Г. Г. Ахманов, Е. В. Кислицына, А. Маццини, А. Ю. Мальцева, Е. Н. Полудеткина, Е. А. Бакай, И. Э. Манько, Д. В. Корост, О. М. Хлыстов // Георесурсы. - 2022. - Т. 24(2). - С. 209 - 216.

8. Бондур, В. Г. Выявление газопроявлений на шельфе России по данным космической съемки. / В. Г. Бондур, Т. В. Кузнецова, В. Е. Воробьев, В. В. Замшин // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. - 2014. - №1 (9). - С. 1 - 23.

9. Luchsheva, L. Studies of mercury and methane in the shelf waters of northeastern Sakhalin during the period of seism tectonic activation. / L. Luchsheva YU. Konovalov, A. Obzhirov // Евразийский союз ученых. - 2023. - № 6 - 7 (104 - 105).

- С. 4 - 17.

10. Адушкин, А. А. Источники метана в арктической зоне / А. А. Адушкин, В. П. Кудрявцев //Динамические процессы в геосферах. - 2024. - №. 7. - С. 112 -120.

11. Гресов, А. И. Газогеохимические признаки нефтегазоносности юго-восточной части Восточно - Сибирского моря / А.И. Гресов, А.В. Яцук // Геология нефти и газа. - 2020. - № 4. - С. 83 - 96.

12. Mazzini, A. Methane related authigenic carbonates from the Black Sea geochemical characterization and relation to seeping fluids / A. Mazzini, M.K. Ivanov, J. Parnell, A. Stadnitskaia, B.T. Cronin, E. Poludetkina, L. Mazurenko, T.C.E. van Weering // Marine Geology. - 2004. - V. 212. - P. 153 - 181.

13. Judd, A. Seabed fluid flow. The impact on geology, biology and the marine environment. / Judd A., Hovland M. - Cambridge: Cambr. Univ. Press, 2007. 475 p.

14. Mazzini, A. Mud volcanism: An updated review / A. Mazzini, G. Etiope // Earth-Science Reviews. - 2017. - V. 168. - P. 81 - 112.

15. Денисова, А. П. Морфология покмарок южной и северо-восточной частей баренцевоморского шельфа / А. П. Денисова, Е. А. Мороз, Е. А. Еременко // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России.

- 2024. - №11. C. 95 - 102.

16. Harrington, P. K. Formation of pockmarks by pore-water escape. / P. K. Harrington // Geo-Marine Letters. - 1985 - V. 5(3). - P. 193 - 197.

17. Cathles, L. M. The physics of gas chimney and pockmark formation, with implications for assessment of seafloor hazards and gas sequestration. / L. M. Cathles, Z. Su, D. Chen // Marine and Petroleum Geology. - 2010. - V. 27(1). - P. 82 - 91.

18. Бондур, В. Г., Выявление газовых сипов в акваториях Арктических морей с использованием данных дистанционного зондирования / В. Г. Бондур, Т. В. Кузнецова // Исследование земли из космоса. - 2015. - № 4 - C. 30 - 43.

19. Dimitrov, L. I. Mud volcanoes—the most important pathway for degassing deeply buried sediments. / L. I. Dimitrov // Earth-Science Reviews. - 2002. - V. 59(1-4).

- P. 49 - 76.

20. Kennicut, M.C. Vent type taxa in a hydrocarbon seep region on the Luisiana slope / M.C. Kennicut, J.M. Brooks, R.J.R. Bidigare et al. // Nature. - 1985. - V. 317. -P. 351 - 353.

21. Abrams, M. A. Distribution of subsurface hydrocarbon seepage in near-surface marine sediments / M. A. Abrams // American Association Petroleum Geology Memoir. - 1996. - P. 1 - 14.

22. Abrams, M. A. Interpretation of surface methane carbon isotopes for detection of subsurface hydrocarbons. / M. A. Abrams - American Association Petroleum Geology Bulletin, 1987 - 524 p.

23. Macdonald, I. R. Gulf of Mexico hydrocarbon seep communities / I. R. MacDonald, G. S. Boland, J. S. Baker, J. M. Brooks, M. C. Kennicutt II, R. R. Bidigare // Marine Biology. - 1989. - V. 101. - P. 235 - 247.

24. Мишукова, Г.И. Распределение метана и его потоков на границе вода-атмосфера на акваториях шельфа, склона острова Сахалин и впадины Дерюгина (Охотское море) / Г.И. Мишукова, О.Ф. Верещагина // Вестник ДВО РАН. - 2011.

- № 6 - C. 64 - 71.

25. Мишукова, Г.И. Распределение потоков метана на границе вода-атмосфера в различных районах Мирового океана. / Г.И. Мишукова, А.В. Яцук, Р.Б. Шакиров // Геосистемы переходных зон. - 2021. - Т. 5. - № 3. - C. 240 - 254.

26. Мишукова, Г. И. Распределение метана и его потоки на границе вода-атмосфера в некоторых районах Охотского моря / Г. И. Мишукова, В. Ф. Мишуков, А. И. Обжиров // Вестник ДВО РАН. - 2010. - №6. - C. 36 - 43.

27. Мишукова, Г. И. Потоки метана на границе вода-атмосфера в охотском море. / Г. И. Мишукова, Р.Б. Шакиров, А. И. Обжиров // Доклады академии наук. -2017. - Т. 475. - № 6. - C. 697 - 701.

28. Шакиров, Р.Б. Газогеохимические поля окраинных морей восточной Азии / Р.Б. Шакиров - М.: ГЕОС, 2018. - 341 с.

29. Шакиров, Р.Б. Геолого-геофизические и океанографические исследования западной части южно-китайского моря и прилегающего континента (по результатам 88 рейса НИС «Академик М.А. Лаврентьев» и береговых экспедиций 2010-2020) / колл. авторов; глав. ред. Р.Б. Шакиров; отв. ред. М.Г. Валитов, Н.С. Ли, Нгуен Хоан, Фун Ван Фать. - М.: ГЕОС, 2021. - 414 с.

30. Богоявленский, В.И. Дистанционное выявление участков поверхностных газопроявлений и газовых выбросов в Арктике: полуостров Ямал / В.И. Богоявленский, И.В. Богоявленский, Р.А. Никонов, О.С. Сизов // Арктика: экология и экономика. — 2016 — №3(23). — С. 4 - 15.

31. Krylov, A.A. A Complex of Marine Geophysical Methods for Studying Gas Emission Process on the Arctic Shelf. / A.A. Krylov, R.A. Ananiev, D.V. Chernykh, D.A. Alekseev, E.I. Balikhin, N.N. Dmitrevsky, M.A. Novikov, E.A. Radiuk, A.V. Domaniuk, et al. // Sensors. - 2023. - V. 23. - P. 3872.

32. Егоров, А. В. Метан в поверхностных водах Карского моря и морях Европейской Арктики / А. В. Егоров, Е. А. Кудрявцева, А. Н. Рожков // Геология морей и океанов: Материалы XXIV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. - 2021. - Т. 15. - С. 56 - 60.

33. Юрганов, Л.Н. Сезонная и межгодовая изменчивость атмосферного метана над морями Северного Ледовитого океана по спутниковым данным / Л.Н. Юрганов, А. Лейфер, К. Лунд Майр // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2016. - Т. 13. - № 2. - С. 107 - 119.

34. Nikiforov, S.L. Comprehensive research in the Western Arctic Seas on Cruise 49 of the R/V Akademik Nikolay Strakhov in 2020. / S.L. Nikiforov, N.O. Sorohtin, R.A. Ananiev, N.N. Dmirevskiy, E.A. Moroz // Oceanology. - 2021 - V. 61. -P. 439 - 441.

35. Антонов, К. Л. Некоторые итоги мониторинга парниковых газов в арктическом регионе России / К.Л. Антонов, В.А. Поддубный, Ю.И. Маркелов, А.Г. Буевич, А.Н. Медведев, И.Л. Манжуров // Арктика: экология и экономика. — 2018.

— № 1 (29). — С. 56 - 67.

36. Serreze, M. C. Processes and impacts of Arctic amplifi cation: A research synthesis. / M. C. Serreze, R. G. Barry // Global and Planetary Change. - 2011. - V. 77.

- P. 85 - 96.

37. Kim, YH. Observationally constrained projections of an ice-free Arctic even under a low emission scenario. / YH. Kim, SK. Min, N. P. Gillett, D. Notz, E. Malinina // Nature Communications. - 2023. - V. 14. - P. 3139.

38. Лавренова, Е. А. Прорывные технологии в решении задач геологоразведочных работ на нефть и газ / Е. А. Лавренова, В. Ю. Керимов, Ю. П. Панов, Р. Н. Мустаев, У. С. Серикова // SOCAR Proceedings Special Issue No. 1. -2022. - P. 073 - 083.

39. Zuo, R. The processing methods of geochemical exploration data: past, present, and future / R. Zuo, J. Wang, Y. Xiong, Z. Wang //Applied Geochemistry. -2021. - Т. 132. - С. 105072.

40. Tsai, C.-C. Review and Future Perspective of Geophysical Methods Applied in Nearshore Site Characterization / C.-C. Tsai, C.-H. Lin // Journal of Marine Science and Engineering. - 2022. - V.10. - № 3. - P. 344.

41. Hites, R. A. The analysis of organic water pollutants by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry / R. A. Hites // Advances in Chromatography. - 2024. - С. 69 - 112.

42. Dhall, Sh. A review on environmental gas sensors: Materials and technologies. / Sh. Dhall, B.R. Mehta, A.K. Tyagi, K. Sood // Sensors International. -2021. - V. 2. - P. 100116.

43. РД 52.24.512-2012. Объемная концентрация метана в водах. Методика измерений газохроматографическим методом с использованием анализа равновесного пара. Министерство природных ресурсов и экологии РФ; Росгидромет. - Ростов-на-Дону: ФГУ "ГХИ", 2012. - 26 с.

44. Jongaramrungruang, S. Remote sensing of methane plumes: instrument tradeoff analysis for detecting and quantifying local sources at global scale / S. Jongaramrungruang, G. Matheou, A. K. Thorpe, Z. C. Zeng, C. Frankenberg // Atmospheric Measurement Techniques Discussions. - 2021. - Т. 2021. - С. 1 - 29.

45. Guanter, L. Mapping methane point emissions with the PRISMA spaceborne imaging spectrometer / L. Guanter, I. Irakulis-Loitxate, J. Gorroño, E. Sánchez-García, D. H. Cusworth, D. J. Varon, R. Colombo // Remote Sensing of Environment. - 2021. -V. 265. - С. 112671.

46. Cui, W. An overview of submersible research and development in China / W. Cui // Journal of Marine Science and Application. - 2018. - V. 17. - P. 459 - 470.

47. Kistenev, Y.V. A Study of Trace Atmospheric Gases at the Water-Atmosphere Interface Using Remote and Local IR Laser Gas Analysis: A Review. / Y.V. Kistenev, A. Cuisset, O.A. Romanovskii et al. // Atmos Ocean Opt. - 2022. - V. 35 (Suppl 1). - P. S17 - S29.

48. Ma, J. A global review of progress in remote sensing and monitoring of marine pollution / Ma J., Ma R., Pan Q., Liang X., Wang, J., Ni, X. // Water. - 2023. - Т. 15. - №. 19. - С. 3491.

49. Li, X. Deep-learning-based information mining from ocean remote-sensing imagery / Li X., Liu B., Zheng G., Ren Y., Zhang S., Liu, Y., Wang, F. // National Science Review. - 2020. - Т. 7. - №. 10. - С. 1584 - 1605.

50. Лаврова, О. Ю., Митягина М. И., Костяной А. Г. Спутниковые методы выявления и мониторинга зон экологического риска морских акваторий. - М.: ИКИ РАН, 2016. - 334 с.

51. Liu, S. A review on the methane emission detection during offshore natural gas hydrate production / Liu S., Xue M., Cui X., Peng W. // Frontiers in Energy Research. - 2023. - Т. 11. - С. 1130810.

52. Kwasny, M. Optical methods of methane detection / M. Kwasny, A. Bombalska // Sensors. - 2023. - Т. 23. - №. 5. - С. 2834.

53. Luchsheva, L. Studies of mercury and methane in the shelf waters of northeastern sakhalin during the period of seism tectonic activation / L. Luchsheva, K.

Yu, A. Obzhirov // Евразийский Союз Ученых. - 2023. - №. 6-7 (104-105). - С. 4 -17.

54. Adeniji, A. O. Analytical methods for the determination of the distribution of total petroleum hydrocarbons in the water and sediment of aquatic systems: A review / A. O. Adeniji, O. O. Okoh, A. I. Okoh // Journal of Chemistry. - 2017. - Т. 2017. - №. 1. - С. 5178937.

55. Isaenkov, R. Processing workflow for the dynamic interpretation of very-high-resolution P-wave seismic data / Isaenkov R., Ponimaskin A. I., Tokarev M. J. // Near Surface Geoscience 2016-Second Applied Shallow Marine Geophysics Conference.

- European Association of Geoscientists & Engineers, 2016. - Т. 2016. - №. 1. - С. 1 -5.

56. Ampilov, Y. P. Applied aspects of different frequency bands of seismic and water acoustic investigations on the shelf / Y. P. Ampilov, Y. E. Terekhina, M. Y. Tokarev // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. - 2019. - Т. 55. - №. 7. - С. 705

- 720.

57. da Costa Filho, B. M. Environmental monitoring approaches for the detection of organic contaminants in marine environments: A critical review / B. M. da Costa Filho, A. C. Duarte, T. A. P. Rocha-Santos // Trends in Environmental Analytical Chemistry. - 2022. - Т. 33. - С. e00154.

58. Буланов, В. А. Исследования акустических характеристик верхнего слоя моря методом многочастотного акустического зондирования / В. А. Буланов, И. В. Корсков, А. В. Стороженко, С. Н. Соседко // Подводные исследования и робототехника. - 2020. - №. 1. - С. 42 - 55.

59. Дроздов, В. В. Шумовое загрязнение среды при судоходстве и экологическая безопасность экосистем / В. В. Дроздов, А. Я. Лисовский // Безопасность жизнедеятельности. - 2021. - №. 7. - С. 41 - 49.

60. Максимович, И. А. Методика определения содержания воды в природных расплавах риолитового состава методами спектроскопии комбинационного рассеяния и электронно-зондового микроанализа / И. А.

Максимович, Н. С. Карманов, П. Г. Бухтияров // Петрология. - 2021. - Т. 29. - №. 4. - С. 429 - 448.

61. Сидоров, М. Ю. Рамановская спектроскопия минералов группы нортупита (тихит, манганотихит и ферротихит) / М. Ю. Сидоров, А. А. Компанченко, Е. Н. Фомина, Е. Н. Козлов // Записки РМО. - 2022. - Т. 151. - №. 2.

- С. 94 - 101.

62. Hiraga, Y. A precise deconvolution method to derive methane hydrate cage occupancy ratios using Raman spectroscopy / Y. Hiraga, T. Sasagawa, S. Yamamoto, H. Komatsu, M. Ota, T. Tsukada, R. L. Smith Jr // Chemical Engineering Science. - 2020.

- Т. 214. - С. 115361.

63. Tulk, C. A. The application of Raman spectroscopy to the study of gas hydrates / C. A. Tulk, J. A. Ripmeester, D. D. Klug // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2000. - Т. 912. - №. 1. - С. 859 - 872.

64. Schicks, J. M. A new high-pressure cell for systematic in situ investigations of micro-scale processes in gas hydrates using confocal micro-Raman spectroscopy / J. M. Schicks, M. Pan, R. Giese, M. Poser, N. A. Ismail, M. Luzi-Helbing, C. Lenz // Review of Scientific Instruments. - 2020. - Т. 91. - №. 11. - P. 115103 - 115103-10.

65. White, S. N. Qualitative and quantitative analysis of CO2 and CH4 dissolved in water and seawater using laser Raman spectroscopy //Applied spectroscopy. - 2010. -Т. 64. - №. 7. - С. 819 - 827.

66. Somekawa, T. Raman spectroscopy measurement of CH4 gas and CH4 dissolved in water for laser remote sensing in water / T. Somekawa, M. Fujita // EPJ Web of Conferences. - EDP Sciences. - 2018. - Т. 176. - С. 01021.

67. Cao, S. Raman spectroscopic and microscopic monitoring of on-site and in-situ remediation dynamics in petroleum contaminated soil and groundwater / S. Cao, G. Zhan, K. Wei, B. Zhou, H. Zhang, T. Gao, L. Zhang // Water Research. - 2023. - Т. 233.

- С. 119777.

68. Guillaume, D. Calibration of methane analysis by Raman spectroscopy in H2O-NaCl-CH4 fluid inclusions / D. Guillaume, S. Teinturier, J. Dubessy, J. Pironon // Chemical Geology. - 2003. - Т. 194. - №. 1-3. - С. 41 - 49.

69. Wachs, I. E. Springer handbook of advanced catalyst characterization. / I. E. Wachs, M. A. Bañares (ed.). - Springer Nature: Springer Cham, 2023. - 1117 p.

70. Nandakumar, V., Jayanthi J. L. Hydrocarbon Fluid Inclusions in Petroliferous Basins. / V. Nandakumar, J. L. Jayanthi - Elsevier, 2021. - 271 p.

71. Jayanthi, J. L. Fluid inclusion studies to determine the paleotemperature and hydrocarbon quality in petroliferous basins / J. L. Jayanthi, V. Nandakumar // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2021. - Т. 197. - С. 108082.

72. Somekawa, T. Raman lidar for remote sensing of oil in water / T. Somekawa, J. Izawa, M. Fujita, J. Kawanaka, H. Kuze //Applied Optics. - 2021. - Т. 60. - №. 25. -С. 7772 - 7774.

73. Somekawa, T. Development of white light polarization lidar system / T. Somekawa, K. Oka, M. Fujita // Lidar Technologies, Techniques, and Measurements for Atmospheric Remote Sensing VII. - SPIE - 2011. - Т. 8182. - С. 195 - 201.

74. White, S. N. In situ Raman analyses of deep-sea hydrothermal and cold seep systems (Gorda Ridge and Hydrate Ridge) / S. N. White, R. M. Dunk, E. T. Peltzer, J. J. Freeman, P. G. Brewer // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. - 2006. - Т. 7. - №. 5. - P. Q05023.

75. Naeiji, P. Experimental and simulation study for the dissociation behavior of gas hydrates-part I: CH4 hydrates / P. Naeiji, M. Pan, M. Luzi-Helbing, S. Alavi, J. M. Schicks // Energy & Fuels. - 2023. - Т. 37. - №. 6. - С. 4484 - 4496.

76. Zhevlakov, A. P. Oil and gas deposits determination by ultraspectral lidar / A. P. Zhevlakov, V. G. Bespalov, A. S. Grishkanich, A. A. Il'inskiy, D. V. Kosachiov, I. S. Sidorov, S. V. Kascheev // Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XII. - SPIE - 2015. - Т. 9486. - С. 128 - 136.

77. Kascheev, S. V. Upgraded raman lidar with ultraspectral resolution / S. V. Kascheev, V. V. Elizarov, A. S. Grishkanich, D. V. Kosachev, S. B. Petrov, A. P. Zhevlakov // 2014 International Conference Laser Optics. - IEEE - 2014. - С. 1 - 1.

78. Елизаров, В. В. Лидарный узел комбинированного сканирования / В. В. Елизаров, А. С. Гришканич, А. П. Жевлаков, С. В. Кащеев, А. А. Рыбиков, И. С.

Сидоров // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2016. - Т. 16. - №. 6. - С. 1004 - 1009.

79. Chubchenko, I. Raman Gas Analyzer of Carbon Isotopologues with 50 ppm Level Sensitivity / I. Chubchenko, E. Popov, K. Grigorenko, V. Kurikova, L. Konopelko, P. Loiko, V. Vitkin // 2021 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC). - IEEE, 2021. - С. 1-1.

80. Vitkin, V. Raman laser spectrometer: Application to 12C/13C isotope identification in CH4 and CO2 greenhouse gases / V. Vitkin, A. Polishchuk, I. Chubchenko, E. Popov, K. Grigorenko, A. Kharitonov, X. Mateos // Applied Sciences. -2020. - Т. 10. - №. 21. - С. 7473.

81. Жевлаков, А. П. Рамановские гиперспектральные технологии дистанционного зондирования углеводородных геохимических полей / А. П. Жевлаков, В. Г. Беспалов, О. Б. Данилов, А. К. Завьялов, А. А. Ильинский, С. В. Кащеев, В. В. Елизаров // Оптический журнал. - 2020. - Т. 87. - №. 1. - С. 16 - 22.

82. Yin, Z. In situ Raman quantitative monitoring of methanogenesis: Culture experiments of a deep-sea cold seep methanogenic archaeon / Z. Yin, R. Zheng, L. Li, S. Xi, Z. Luan, C. Sun, X. Zhang // Frontiers in Microbiology. - 2023. - Т. 14. - С. 1128064.

83. Ханнанов, М. Н., Кирпичев В. Е. Экспресс-анализ природного газа и газовых смесей с помощью портативного КР спектрометра, соединенного с полым фотонно-кристаллическим световодом //Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2021. - Т. 85. - №. 2. - С. 232 - 237.

84. Голянская, С. А. Свойства углеводородов: методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Химия» для обучающихся направления 20.03.01 «Техносферная безопасность», очной формы обучения / С. А. Голянская, О. В. Агейкина; Тюменский государственный нефтегазовый университет. - 1-е изд. - Тюмень: Издательский центр БИК ТюмГНГУ, 2016. - 29 с.

85. Ковешников, А.Е. Геология нефти и газа: учебное пособие / А.Е. Ковешников; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 168 с.

86. Намиот, А.Ю. Растворимость газов в воде. Справочное пособие. / А.Ю. Намиот - М.: Недра, 1991. - 167 с.: ил.

87. Algayyim, S. J. M. Influence of natural gas and hydrogen properties on internal combustion engine performance, combustion, and emissions: A review / S. J. M. Algayyim, K. Saleh, A. P. Wandel, I. M. R. Fattah, T. Yusaf, H. A. Alrazen // Fuel. -2024. - Т. 362. - С. 130844.

88. Tarkowski, R. Storage of hydrogen, natural gas, and carbon dioxide-Geological and legal conditions / R. Tarkowski, B. Uliasz-Misiak, P. Tarkowski // International Journal of Hydrogen Energy. - 2021. - Т. 46. - №. 38. - С. 20010 - 20022.

89. Левин, Ю. К. О растворимости воздуха в воде // Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред. - 2021. - С. 205 - 211.

90. Марков, Ю. М. Расчет растворимости газов в воде / Ю. М. Марков, Е. А. Амосов // Техника и технологии: пути инновационного развития. - 2015. - С. 149 - 151.

91. Кочетков, А. В. Уравнения состояния газа и модель идеального газа / А. В. Кочетков, П. В. Федотов // Вестник евразийской науки. - 2017. - Т. 9. - №. 3 (40). - С. 57.

92. Samuel, A. Z. On selecting a suitable spectral matching method for automated analytical applications of Raman spectroscopy / A. Z. Samuel, R. Mukojima,

5. Horii, M. Ando, S. Egashira, T. Nakashima, H.Takeyama // ACS omega. - 2021. - Т.

6. - №. 3. - С. 2060 - 2065.

93. Beyssac, O. New trends in Raman spectroscopy: From high-resolution geochemistry to planetary exploration // Elements: An International Magazine of Mineralogy, Geochemistry, and Petrology. - 2020. - Т. 16. - №. 2. - С. 117 - 122.

94. Saletnik, A. Overview of popular techniques of Raman spectroscopy and their potential in the study of plant tissues / A. Saletnik, B. Saletnik, C. Puchalski // Molecules. - 2021. - Т. 26. - №. 6. - С. 1537.

95. Sevetlidis, V. Effective Raman spectra identification with tree-based methods / V. Sevetlidis, G. Pavlidis // Journal of Cultural Heritage. - 2019. - Т. 37. - С. 121 - 128.

96. Hutsebaut, D. Evaluation of an accurate calibration and spectral standardization procedure for Raman spectroscopy / D. Hutsebaut, P. Vandenabeele, L. Moens //Analyst. - 2005. - Т. 130. - №. 8. - С. 1204 - 1214.

97. Ntziouni, A. Review of existing standards, guides, and practices for Raman spectroscopy / A. Ntziouni, J. Thomson, I. Xiarchos, X. Li, M. A. Bañares, C. Charitidis, E. Lozano Diz //Applied Spectroscopy. - 2022. - Т. 76. - №. 7. - С. 747 - 772.

98. Садагов, А. Ю. Меры на основе стекол, активированных ионами редкоземельных элементов, для калибровки флуоресцентных и рамановских спектрометров / А. Ю. Садагов, Т. А. Гойдина, В. А. Асеев, Н. В. Никоноров, Ю. К. Федоров, М. М. Чугунова, А. Д. Левин //Оптика и спектроскопия. - 2020. - Т. 128.

- №. 10. - С. 1535 - 1543.

99. Cizina, M. Optimizing Raman spectral collection for quartz and zircon crystals for elastic thermobarometry / M. F. Cizina, T. D. Mikesell, M. J. Kohn // American Mineralogist. - 2023. - Т. 108. - №. 5. - С. 915 - 927.

100. Armbruster, T. The power of databases: the RRUFF project // Highlights in mineralogical crystallography. - 2015. - С. 1-30.

101. Zhao, S. X. Gemological characteristics and inclusions of green rutilated quartz from Huanggangliang, Inner Mongolia / S. Zhao, T. Li, Q. Guo, L. Liu, Y. Rao, L. Liao // RSC advances. - 2024. - Т. 14. - №. 5. - С. 2896 - 2904.

102. Breed, G. Fundamentals of pulsed and time-gated measurements // Measurements. - 2010. - Т. 2. - С. 3.

103. Kogler, M. Time-gated Raman spectroscopy-a review / M. Kogler, B. Heilala //Measurement Science and Technology. - 2020. - Т. 32. - №. 1. - С. 012002.

104. Gares, K. L. Review of explosive detection methodologies and the emergence of standoff deep UV resonance Raman / K. L. Gares, K. T. Hufziger, S. V. Bykov, S. A. Asher //Journal of Raman Spectroscopy. - 2016. - Т. 47. - №. 1. - С. 124

- 141.

105. Kerr, L. T. A multivariate statistical investigation of background subtraction algorithms for Raman spectra of cytology samples recorded on glass slides / L. T. Kerr,

B. M. Hennelly //Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. - 2016. - T. 158. -

C. 61 - 68.

106. Ntziouni, A. Review of existing standards, guides, and practices for Raman spectroscopy / A. Ntziouni, J. Thomson, I. Xiarchos, X. Li, M. A. Bañares, C. Charitidis, E. Lozano Diz //Applied Spectroscopy. - 2022. - T. 76. - №. 7. - C. 747 - 772.

107. Zhao, X. Y. Denoising method for Raman spectra with low signal-to-noise ratio based on feature extraction / X. Y. Zhao, G. Y. Liu, Y. T. Sui, M. Xu, L. Tong // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2021. - T. 250. - C. 119374.

108. Audier, X. Noise in stimulated Raman scattering measurement: From basics to practice / X. Audier, S. Heuke, P. Volz, I. Rimke, H. Rigneault //Apl Photonics. - 2020.

- T. 5. - №. 1. - P. 011101.

109. Barton, S. Methods for improving Signal to Noise Ratio in Raman spectra. / S. Barton - National University of Ireland, Maynooth (Ireland), 2019. - 159 c.

110. Bertens, C. J. F. Pipeline for the removal of hardware related artifacts and background noise for Raman spectroscopy / C. J. Bertens, S. Zhang, R. J. Erckens, F. J. van den Biggelaar, T. T. Berendschot, C. A. Webers, M. Gijs // MethodsX. - 2020. - T. 7. - C. 100883.

111. Xu, Y. ISREA: an efficient peak-preserving baseline correction algorithm for Raman spectra / Y. Xu, P. Du, R. Senger, J. Robertson, J. L. Pirkle // Applied Spectroscopy. - 2021. - T. 75. - №. 1. - C. 34 - 45.

112. Wei, D. Review of fluorescence suppression techniques in Raman spectroscopy / D. Wei, S. Chen, Q. Liu //Applied Spectroscopy Reviews. - 2015. - T. 50.

- №. 5. - C. 387 - 406.

113. Carey, D. M., Korenowski G. M. Measurement of the Raman spectrum of liquid water / D. M. Carey, G. M. Korenowski //The Journal of chemical physics. - 1998.

- T. 108. - №. 7. - C. 2669 - 2675.

114. Шифрин, К.С. Введение в оптику океана / К.С. Шифрин - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1983. - 273с.

115. Zaneveld, J. R. V. Light and water: Radiative transfer in natural waters. // Bulletin of the American Meteorological Society. - 1995. - V. 76. - P. 60 - 63.

116. Салюк, П. А. Корреляционные соотношения биооптических компонент спектров лазерной индуцированной флуоресценции морской воды: дис. -Дальневосточный государственный университет путей сообщения, 2005. - 116 с.

117. Павлов, И. И. Оптические свойства воды и зависимость их от типа водной среды // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2023). - 2023. - С. 817 - 823.

118. Левин, И. М. Малопараметрические модели первичных оптических характеристик морской воды //Фундаментальная и прикладная гидрофизика. -2022. - Т. 7. - №. 3. - С. 3 - 22.

119. Jerlov, N. G. Marine optics. / N. G. Jerlov - Elsevier, 1976. - 248 c.

120. Ростовцева, В. В. Метод получения спектров поглощения морской воды по данным пассивного дистанционного зондирования с борта судна с использованием свойств чистой воды //Оптика атмосферы и океана. - 2015. - Т. 28.

- №. 11. - С. 1003 - 1011.

121. Auer, B. M. IR and Raman spectra of liquid water: Theory and interpretation / B. M. Auer, J. L. Skinner //The Journal of Chemical Physics. - 2008. - Т. 128. - №. 22.

- C. 224511.

122. Sun, Q. Raman spectroscopic study for the determination of Cl-concentration (molarity scale) in aqueous solutions: Application to fluid inclusions / Q. Sun, L. Zhao, N. Li, J. Liu // Chemical Geology. - 2010. - Т. 272. - №. 1-4. - С. 55 -61.

123. Панкрушина, Е. А. К вопросу об определении солености флюидных включений в минералах методом спектроскопии рамановского рассеяния / Е. А. Панкрушина, М. Т. Крупенин, Ю. В. Щапова, А. С. Кобузов, А. А. Гараева, С. Л. Вотяков // Металлогения древних и современных океанов. - 2020. - №. 1. - С. 260

- 264.

124. Подпорин, С. А. Тенденции изменения средней толщины ледяного покрова, уровня и поверхностной солености вод моря Лаптевых в зимне-весенний период при дальнейшем потеплении климата / С. А Подпорин, А. В. Холопцев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала СО Макарова. - 2024. - Т. 15. - №. 6. - С. 923 - 931.

125. Chi, J. W. Sea salt aerosols as a reactive surface for inorganic and organic acidic gases in the Arctic troposphere / J. W. Chi, W. J. Li, D. Z. Zhang, J. C. Zhang, Y. T. Lin, X. J. Shen, W. X. Wang //Atmospheric Chemistry and Physics. - 2015. - Т. 15. -№. 19. - С. 11341 - 11353.

126. Демидов, А. Н. Моря Российской Арктики в атласном картографировании России / А. Н. Демидов, Т. В. Котова // ИнтерКарто. ИнтерГИС. - 2023. - Т. 29. - №. 1. - С. 630 - 645.

127. Smith, E. M. Raman identification of inclusions in diamond / E. M. Smith, M. Y. Krebs, P. T. Genzel, F. E. Brenker // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. -2022. - Т. 88. - №. 1. - С. 451 - 473.

128. Хан, В. А. Анализ структуры и свойств разбавленных водных систем / В. А. Хан, В. А. Власов, В. Ф. Мышкин, Д. А. Ижойкин, Д. Л. Гамов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - №. 81. - С. 11 - 25.

129. Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2021 году. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.gov.spb.ru/static/writable/ckeditor/uploads/2022/06/27/05/%D0%94%D0 %BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4_2022_%D 1 %81 %D0%BE%D0%B1 %D 1 %80%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D 1 %8B%D0%B9.pdf (дата обращения: 09.06.2023).

130. Фадеев, А. М. Особенности стратегического управления нефтегазовым комплексом и транспортировки углеводородной продукции при освоении морских нефтегазовых месторождений Арктики / А. М. Фадеев, А. Е. Череповицын, Ф. Д. Ларичкин, С. А. Агарков // Вестник Мурманского государственного технического университета. - 2017. - Т. 20. - №. 4. - С. 742 - 754.

131. Nefedov, Y. The arctic shelf and hard to recover oil reserves as alternative development of Russian resource base // Saint Petersburg 2018. - European Association of Geoscientists & Engineers - 2018. - Т. 2018. - №. 1. - С. 1 - 6.

132. Назаров, В. И. Экономическая оценка углеводородной сырьевой базы арктического шельфа России / В. И. Назаров, Г. А. Григорьев, О. С. Краснов, Л. В. Медведева // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2021. - Т. 16. - №. 1. -С. 1 - 22.

133. Cherepovitsyn, A. Global challenges and opportunities for Arctic oil and gas projects / A. Cherepovitsyn, E. Rutenko, S. Yudin // E3S Web of Conferences. - EDP Sciences - 2023. - Т. 378. - С. 06007.

134. Амосов, Е. А. Модель растворимости газа в жидкости / Е. А. Амосов // Теоретические и практические вопросы науки XXI. - 2015. - С. 19 - 23.

135. Gordon, I. E. The HITRAN2016 molecular spectroscopic database / I. E. Gordon, L. S. Rothman, C. Hill, R. V. Kochanov, Y. Tan, P. F. Bernath, E. J. Zak // Journal of quantitative spectroscopy and radiative transfer. - 2017. - Т. 203. - С. 3 - 69.

136. White, S. N. Qualitative and quantitative analysis of CO2 and CH4 dissolved in water and seawater using laser Raman spectroscopy //Applied spectroscopy. - 2010. -Т. 64. - №. 7. - С. 819 - 827.

137. Шахмаев, Р. Н. Биодеградируемые кинетические ингибиторы гидратообразования / Р. Н. Шахмаев, А. Ш. Сунагатуллина, В. В. Зорин // Нефтегазовое дело. - 2016. - Т. 14. - №. 2. - С. 147 - 153.

138. Ворожцова, Ю. С. Определение типа действия ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам / Ю. С. Ворожцова, Т. Н. Носенко, М. В. Успенская // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2023. - Т. 23. - №. 4. - С. 669 - 675.

139. Четвертнева, И. А. Появление, развитие и совершенствование различных типов буровых растворов в мировой и отечественной практике / И. А. Четвертнева, Г. А. Тептерева, С. Ю. Шавшукова, В. Г. Конесев // История и педагогика естествознания. - 2019. - №. 2. - С. 25 - 29.

140. Негматов, С. С. Композиционные высоконаполненные полимерные реагенты для буровых растворов, способствующие повышению работоспособности породоразрушающего инструмента в процессе бурения нефтегазовых скважин / С. С. Негматов, К. С. Негматова, М. Э. Икрамова, Н. С. Абед, В. С. Туляганова, Х. Ю. Рахимов, Э. Дустмуродов // Пластические массы. - 2020. - №. 5-6. - С. 55 - 59.

141. Чудинова, И. В. Разработка состава и исследование свойств бурового раствора для бурения скважин в неустойчивых глинистых породах / И. В. Чудинова, Н. И. Николаев // Успехи современного естествознания. - 2019. - №. 8.

- С. 85 - 89.

142. Губко, М. В. Предсказание параметров растворимости легких газовв стеклообразных полимерах на основе моделирования короткого отрезка полимерной цепи / М. В. Губко, О. А. Милосердов, Ю. П. Ямпольский, В. Е. Рыжих // Высокомолекулярные соединения. Серия А. - 2019. - Т. 61. - №. 5. - С. 466 - 480.

143. Hasani, M. New Insight into Solubility Prediction of Carbon Dioxide and Methane in Different Glassy Homopolymers and Their Polymer Blends Using the NET-GP Model through an Explicit Solution for Swelling Coefficient / M. Hasani, H. Soltani Panah, M. Abdollahi // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2021. - Т. 60. -№. 41. - С. 14884 - 14902.

144. Nosova, A. O. Ecotoxicological effects and detection features of polyvinyl chloride microplastics in soils: a review / A. O. Nosova, M. V. Uspenskaya //Environmental Advances. - 2023. - Т. 13. - С. 100437.

145. Zhang, R. Transfer-learning-based Raman spectra identification / R. Zhang, H. Xie, S. Cai, Y. Hu, G. K. Liu, W. Hong, Z. Q. Tian // Journal of Raman Spectroscopy.

- 2020. - Т. 51. - №. 1. - С. 176 - 186.

146. Ramya, K. R. Raman spectra of vibrational and librational modes in methane clathrate hydrates using density functional theory / K. R. Ramya, G. V. Pavan Kumar, A. Venkatnathan // The Journal of Chemical Physics. - 2012. - Т. 136. - №. 17. - С. 174305.

147. Dong, L. A fast analysis method for blue-green laser transmission through the sea surface / L. Dong, N. Li, X. Xie, C. Bao, X. Li, D. Li // Sensors. - 2020. - Т. 20.

- №. 6. - С. 1758.

148. Botta, R. Detection and classification of volatile fatty acids using surface-enhanced Raman scattering and density functional theory calculations / R. Botta, P. Chindaudon, P. Eiamchai, M. Horprathum, S. Limwichean, C. Chananonnawathorn, N. Nuntawong // Journal of Raman Spectroscopy. - 2019. - Т. 50. - №. 12. - С. 1817 -1828.

149. Uzunov, I. M. On the efficiency of different numerical methods for the calculation of intrapulse Raman scattering of optical solitons / I. M. Uzunov, T. N. Arabadzhiev // Optical and Quantum Electronics. - 2019. - Т. 51. - №. 8. - С. 283.

150. Garcia-Ratés, M. Efficient implementation of the analytical second derivatives of hartree-fock and hybrid DFT energies within the framework of the conductor-like polarizable continuum model / M. Garcia-Ratés, F. Neese //Journal of Computational Chemistry. - 2019. - Т. 40. - №. 20. - С. 1816 - 1828.

151. Бимуханов, А. Н. Сравнительное исследование DFT функционалов и базисных наборов для описания люминесцентных спектров шестикоординационных комплексов кремния / А. Н. Бимуханов, А. А. Алдонгаров // Recent Contributions to Physics. - 2023. - Т. 84. - №. 1. - C. 2663 - 2276.

152. Tanichev, A. S. A simple model to simulate the Raman spectrum of methane in the range of 2800-3040 cm- 1 / A. S. Tanichev, D. V. Petrov, M. A. Kostenko // Journal of Raman Spectroscopy. - 2023. - Т. 54. - №. 10. - С. 1150 - 1159.

153. Jourdanneau, E. The methane Raman spectrum from 1200 to 5500 cm- 1 : A first step toward temperature diagnostic using methane as a probe molecule in combustion systems / E. Jourdanneau, F. Chaussard, R. Saint-Loup, T. Gabard, H. Berger // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2005. - Т. 233. - №. 2. - С. 219 - 230.

154. Петров, Д. В. Спектры комбинационного рассеяния азота, диоксида углерода и водорода в окружении метана / Д. В. Петров, И. И. Матросов, Д. О. Сединкин, А. Р. Зарипов //Оптика и спектроскопия. - 2018. - Т. 124. - №. 1. - С. 12 - 15.

155. Rodriguez, J. D. Standardization of Raman spectra for transfer of spectral libraries across different instruments / J. D. Rodriguez, B. J. Westenberger, L. F. Buhse, J. F. Kauffman //Analyst. - 2011. - Т. 136. - №. 20. - С. 4232 - 4240.

156. Trullols, E. Validation of qualitative analytical methods / E. Trullols, I. Ruisanchez, F. X. Rius //TrAC Trends in Analytical Chemistry. - 2004. - T. 23. - №. 2. - C. 137 - 145.

157. McKinney W. Python for data analysis / McKinney W. - O'Reilly Media, Inc., 2022. - 541 c

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Акционерное общество Научно-прои1водственное предприятие «Авиационная и Морская Электроника» (АО НПП «АМЭ») '

р- "дорэы I г; "-Ц С V* 7-И, о«« /С. Слю-Пггкйлх. 1»5«

Го-то«ы« Црес I > Я, Сэно-Лгткй^г, 19»»7 V 612; Ш-91-1С М« 512: ЗГ-*М7. Ни». '»у» .мыт» ат е-** пцйагиа-чл ОШ01441»! У^ 15371*10071« ИНН КПП 7!'Иг%55'780501»!

АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

В.В. Поздняковой «Разработка и исследование метода идентификации веществ-индикаторов морских углеводородных месторождений»

в АО НПП «Авиационная и морская электроника»

Настоящий акт является подтверждением того, что научные и практические результаты, полученные Поздняковой В. В. и изложенные в ее диссертационной работе, в частности, разработанный метод идентификации углеводородов с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света, были использованы в рамках контракта № БИ-2061 от 30.10.2020 в «Авиационная и морская электроника».

Предложенный метод использовался при работе с морскими пробами явился высокоэффективным средством для получения информации о спектре изображения, поступавшего из фотоприемного устройства, совмещенного со спектрографом. Применение данного метода позволило в ряде случаев сократить скорость идентификации углеводородов.

Главный конструктор ОКР по

договору № БИ-2061 от 30.10.2020

Ерофеев А.В

Ьо.о

ф LOS

ООО .Ла^ры и ООГИЧ.СКИ. систе,

»7 (8)2| 323-194» . lo^pt^,,.^ . ^ Почтовый адрес: 199055 Росс«. С,ик,.Петербург. а/о

«веки» системы.

Ги • WVVWlosso

1егврбург, ah аде

Photonics for Future

s...........*

«шаш

ш

ООО

УТВЕРЖДЛК) ДИРСКТ0Р

«¡gfc $Щ£ткие системы» V--Г.В.Фролова

2024 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов кандидатской диссертационной работы Поздняковой Виктории Владимировны

«Разработка и исследование метода идентификации вешеств-индикаторов

Результаты научной работы В В. Поздняковой в части разработки программы для ЭВМ выявления веществ, в том числе углеводородов, в морской среде и изложенные в ее диссертационной работе были успешно использованы в исследованиях 2023-2024 гг., проводившихся ООО «Лазеры и оптические системы» в рамках договора № 2022187310311452246002191 /242023/2742 от 07.07.2023 г. «Монтажные и пусконаладочные работы с лазером дальномера ЛИ-3».

Данная программа была эффективно использована при регистрации сигналов в фотоприемном устройстве дальномера ЛИ-3.

морских углеводородных месторождений» в ООО «Лазеры и оптические системы»

Инженер, кандидат технических наук

...... ............................. ................

1ЛТМО

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО» (Университет ИТМО)

Кронверкский пр-т, д. 49, лит. А, Санкт-Петербург, Россия, 197101 Тел.: [phone] | Факс: [phone] [e-mail] | itmo.ru

ЛО.СА .^ОЗлА, № 52€>

АКТ (СПРАВКА)

о внедрении (использовании) результатов исследования, полученных в диссертации В.В. Поздняковой «Разработка и исследование метода идентификации веществ-индикаторов морских углеводородных месторождений»

Материалы диссертационной работы, выполненной Поздняковой Викторией Владимировной, были использованы в учебном процессе при подготовке кадров по программе магистратуры в рамках направлений 20.04.01 «Техносферная безопасность» и 27.04.01 «Стандартизация и метрология» в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальном исследовательском университете ИТМО». Результаты включены в теоретический и практический циклы дисциплины «Углеводороды в компонентах окружающей среды».

Тамбулатова Е.В.