2025. — Т 17. — № 1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://esj.today/42nzvn125.html

DOI: 10.15862/42NZVN125 (https://doi.org/10.15862/42NZVN125)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 606.8 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Позднякова, В. В. Особенности применения спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния света для задач морского геоэкологического мониторинга / В. В. Позднякова, А. Н. Чусов, М. А. Кустикова // Вестник Евразийской науки. — 2025. — Т 17. — № 1. — URL: https://esj.today/PDF/42NZVN125.pdf. — DOI: 10.15862/42NZVN125. (дата обращения: 21.06.2025).

Особенности применения спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния света для задач морского геоэкологического мониторинга

Позднякова Виктория Владимировна
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Санкт-Петербург, Россия
Аспирант
E-mail: viktoriya.17@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0009-0005-1362-5258
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=1164306

Чусов Александр Николаевич
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Санкт-Петербург, Россия
Доцент
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: chusov_an@spbstu.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1388-8649
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=161099

Кустикова Марина Александровна
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО», Санкт-Петербург, Россия
Доцент
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: marinakustikova@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7486-6729
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=362592

Аннотация. Работа посвящена разработке и обоснованию методики идентификации веществ-индикаторов, свидетельствующих о наличии морских углеводородных месторождений с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) в условиях геоэкологического мониторинга. При этом процесс обработки и анализа спектров КРС является сложной задачей ввиду множества факторов, таких как наличие шумов, перекрытие спектральных сигнатур, необходимость в точной калибровке оборудования и разнообразие физических процессов, влияющих на получаемые данные.
Для автоматизации процесса интерпретации полученных с помощью рамановского спектрометра спектральных данных без дополнительной визуализации авторами представлено специализированное программное обеспечение, разработанное на языке программирования Python, которое позволяет ускорить и упростить процесс идентификации химических веществ в исследуемом объекте.

Разработанная программа включает в себя следующие этапы: предварительную обработку данных (удаление шумов, коррекция базовой линии), идентификацию пиков, анализ спектральных характеристик и автоматизированную интерпретацию полученных результатов с определением химического состава. Программа осуществляет считывание файлов в формате TXT, содержащих наборы данных, включающие длину волны и интенсивность. Результаты анализа представляются через интерактивный интерфейс в текстовом формате с перечислением веществ, идентифицированных в исследуемой пробе. В программе используются следующие библиотеки: Numpy, Pandas, Scipy и Tkinter.

Разработанное программное обеспечение протестировано на задаче идентификации углеводородов в морской воде с использованием бинарной классификации, для чего были проанализированы спектры КРС, полученные в результате теоретических расчетов (DFT моделирование) и лабораторных исследований. Значение показателя точности составило 96,77 %.

Программа может использоваться в лабораторных (стационарных и мобильных) аналитических комплексах, оснащенных рамановским спектрометром, а полученные результаты позволяют научно обосновано применить метод комбинационного рассеяния света для задач морского мониторинга.

Ключевые слова: геоэкологический мониторинг; комбинационное рассеяние света; рамановская спектроскопия; обработка спектров; шумы в спектрах; бинарная классификация; рамановский сдвиг; морские месторождения; углеводородное сырье; энергетические ресурсы

Скачать