В пособии обсуждается возможность использования геометрического подхода и общих принципов теории симметрии при изучении природных тел разных уровней - от организма до ландшафта. Изложены нетрадиционные в биологии представления о криволинейной симметрии, симметрии подобия, антисимметрии, диссимметрии. Рассмотрены специфические особенности симметрии живых организмов, а также возможных причины проявления диссимметрии в живой природе. Обоснованы физиономические принципы изучения жизненных форм, как основных структурных единиц, определяющих характер геометрии пространства. Показана перспективность использования симметрийного анализа для экологического прогноза. Пособие предназначено для студентов экологов, ботаников, лесоведов, почвоведов, географов, преподавателей вузов, учителей. В качестве справочника может быть рекомендовано также сотрудникам государственных экологических служб и природоохранных организаций.

Представлены пути коммерциализации разработок в академическом институе. Проанализировано состояние инновационной деятельности в ИХН СО РАН.

Изложены методические вопросы и результаты анализа воздействий загрязнения атмосферы на лесоболотные комплексы таежной зоны Западной Сибири на примере выбросов экологически опасных химических веществ при сжигании попутного газа в факелах, установленных на территории нефтегазовых месторождений. Анализ проведен с использованием комплексного подхода, основанного на сочетании санитарно-гигиенического и ландшафтно-геохимического методов. Дана количественная оценка размера площади ландшафтных выделов, загрязненных выбросами в атмосферу сажи и диоксида азота, в зависимости от объема сжигаемого газа и от порогового уровня загрязнения атмосферы. Исследования проводились с использованием данных о загрязнении воздуха, полученных на основе экологических паспортов нефтяных месторождений на территории нефтедобычи.

Изучен структурно-групповой состав кетонов нефтей Западной Сибири. Установлена взаимосвязь состава и структуры кетонов и типа углеводородов в нефтях. Показано, что в нефтях метанонафтенового типа преобладают кетоны алифатического строения, в то время, как в нефтях нафтенового типа - кетоны с циклановыми и ароматическими заместителями.

Применительно к условиям, типичным для пластов юрских и меловых отложений месторождений Западной Сибири, изучены закономерности вытеснения остаточной нефти при применении комплексного микробиологического и физико-химического метода увеличения нефтеотдачи. Прирост коэффициента нефтевытеснения при применении комплексного микробиологического и физико-химического метода увеличения нефтеотдачи составляет 14-34%.

Исследованы качественные и количественные изменения массы и углеводородного состава нефтяных систем при биодеградации в условиях модельных лабораторных экспериментов. Биодеградация образцов нефтей Советского и Стрежевского месторождений (Западная Сибирь) и месторождения Белый Тигр (Вьетнам) осуществлялась природными ассоциациями микроорганизмов, выделенными из пластовых вод и образцов почв, загрязненных нефтью. Анализ изменений углеводородного состава проведен методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ/МС). Установлено, что в процессах биодеградации нефти происходит одновременное разрушение всех частей нефтяной системы - как насыщенных углеводородов, так и высокомолекулярных ее фрагментов - смол и асфальтенов.

Приведены сравнительные данные по характеру распределения углеводородов, металлопорфири-нов и серосодержащих соединений в нефтях вымского (ааленский ярус) и малышевского (батский ярус) горизонтов из среднеюрского нефтегазоносного комплекса Западной Сибири. Показано, что эти нефти характеризуются широкими вариациями в составе алканов, содержании тиофенов, сульфидов, дисульфидов, меркаптанов, металлопорфиринов и периленов. Содержание в среднеюрских нефтях Западной Сибири серосодержащих соединений находится в обратной зависимости от величины соотношения пристана к фитану, и чем больше эта величина, тем выше содержание сульфидов и ниже - тиофеновых структур.

Изучен состав углеводородов и гетероорганических соединений нефтей нижнеюрского комплекса юго-востока Западной Сибири. Показаны отличия в распределении алканов, периленов, металло-порфиринов, сульфидов, меркаптанов, тиофенов в нефтях Нюрольской и Усть-Тымской впадин и Колтогорского мегапрогиба.

Выделены широкие фракции карбонилсодержащих соединений из 6 нефтей различных стратиграфических комплексов Западной Сибири. Методом масс-спектрометрии структурно-группового состава и распределения по числу углеродных атомов кетонов в выделенных концентратах показано наличие гомологических рядов кетонов, включающих соединения от 10 до 32 атомов углерода в молекуле. Методом ГЖХ определено, что в нефтях различного типа присутствует ряд алканонов-2 с распределением по молекулярной массе, характерной для каждой нефти. Наблюдается тенденция уменьшения молекулярных масс алканонов-2 при погружении залежи нефти.

Методами реокинетики изучено гелеобразование в растворах полимера с нижней критической температурой растворения. Применительно к условиям месторождений Западной Сибири определены фильтрационные и нефтевытесняющие свойства гелеобразующих составов, генерирующих в нефтяном пласте гель. Приведены результаты промысловых испытаний технологии повышения нефтеотдачи с применением гелеобразующих составов.

Изучены особенности содержания и состава гетероатомных соединений в нефтях отложений юрского комплекса юго-востока Западной Сибири. Показано, что высокий окислительно-восстановительный потенциал в бассейне седиментации способствует генерации нефтей с низким содержанием азот-, кислород- и серосодержащих соединений. Рассмотрено влияние возрастания термической зрелости на содержание этих соединений в нефтях, сформированных за счет органического вещества, отлагавшегося в различных окислительно-восстановительных условиях.

Представлены результаты исследований по распределению и составу низкомолекулярных азот- и серосодержащих соединений в нефтях средне- и нижнеюрского комплексов Западной Сибири. Показано, что качественный состав низкомолекулярных гетероатомных компонентов не зависит от геолого-геохимических условий залегания нефтей и является типичным для нефтей Западной Сибири.

Метод ИК-спектрометрии использован для систематического анализа группового состава нефракционированных нефтей юрских отложений юго-востока Западной Сибири. Выявлено присутствие нефтей трех типов: метанового, метанонафтенового и нафтенометанового. Проведено территориальное и стратиграфическое зонирование их распространения. Определены характеристические особенности состава нефтей каждого типа, рассмотрены возможные факторы, способствующие их образованию.

Исследование нефтей Колтогорского прогиба и прилегающих к нему районов показало, что состав ароматических соединений не зависит от глубины залегания нефти, а определяется условиями накопления исходного нефтематеринского вещества и тектоническим строением территории.

Приведены данные о молекулярном составе алканов, содержании углеводородов, смолисто-асфальтеновых соединений, металлопорфиринов и перилена в нефтях из вымского и малышевского горизонтов среднеюрского нефтегазоносного комплекса Западной Сибири. Показана направленность изменения отдельных параметров состава по площади и особенности в составе нефтей различных районов.

Изучено распределение низкомолекулярных азотсодержащих компонентов в нефтях и рассеянном органическом веществе верхнеюрского комплекса Западной Сибири. Установлено, что их количество в органическом веществе пород выше, чем в соответствующих нефтях. Во всех исследованных образцах низкомолекулярные азотистые соединения представлены смесью сильных и слабых оснований. Качественный состав этих соединений одинаков. Азотистые основания рассеянного органического вещества отличаются от нефтяных повышенным содержанием слабоосновных компонентов и структур с малоэкранированным атомом азота.

Анализ состава и количественного содержания стеранов, терпанов, алканов и металлопорфириновв нефтях Колтогорского прогиба и прилегающих районов показал, что исследованные нефти либо генерированы преимущественно морским органическим веществом (ОВ), накапливавшимся в субокислительных и восстановительных условиях, либо сформированы за счет ОВ озерных и прибрежных фаций, отлагавшегося в окислительных, субокислительных и восстановительных условиях. Среди нефтей присутствуют малозрелые, зрелые и существенно термически преобразованные.

Исследован химический состав сапропелевых отложений озер Томской области, а также изучены особенности структуры и свойств гуминовых веществ данных сапропелей. Показано, что озерные отложения содержат высокое количество гуминовых веществ, обладающих парамагнитными и антиоксидантными свойствами.

В работе излагается концепция повышения безопасности и живучести технических систем, эксплуатируемых в сложно-климатических и экстремальных условиях. Показано, что в ее основу могут быть положены принципы адаптивного управления сложной электродинамической системой, реализующей технологические процессы сварки и наплавки, широко применяемые при сооружении и ремонте технических систем как крупногабаритных металлоконструкций. Практическая реализация сформулированного подхода позволит обеспечить экологическую и техногенную безопасности стратегически важных для государства объектов: предприятий энергетики, мостовых конструкций и трубопроводного транспорта, нефте- и газодобывающего оборудования, горнодобывающей техники, машиностроительных и химических производств, расположенных в регионах холодного климата.

Проанализирован состав алканов, углеводородов (УВ) ряда гопана, олеанана, абиетана и их производных, алкилбензолов, нафталинов, фенантренов, тетра-, пента- и гексациклических ароматических УВ в торфах верхового и низинного участков болота, расположенного на юге Западной Сибири и удаленного от возможных источников техногенного загрязнения. Обнаруженные различия в составе и содержании отдельных соединений могут быть обусловлены видовым составом биопродуцентов (мхи, бактерии, цветковые и хвойные растерия), условиями захоронения органического вещества, гидродинамическим режимом залежей торфов и частыми пожарами на одном из участков.

На основе обработки данных дистанционного зондирования Земли проведен анализ изменений криогенного состояния многолетнемерзлых грунтов на севере Западной Сибири. В качестве геокриологических индикаторов изменения состояния поверхности использованы термокарстовые озера. Анализ данных 16 метеостанций в период 1973-2006 гг. показал увеличение среднегодовой температуры воздуха в зоне вечной мерзлоты на территории Западной Сибири приблизительно на 1°С. Массив разновременных космических снимков территории тестового участка за период 1984-2001 гг. позволил исследовать динамику изменений состояния многолетнемерзлых пород в последние десятилетия. Установлено, что площади озер на исследуемом тестовом участке существенно изменяются, что может служить как показателем усиления криогенных процессов в условиях глобального потепления, так и рассматриваться в качестве одной из основных причин роста аварийности на трубопроводах на севере Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Для увеличения нефтеотдачи юрских отложений Западной Сибири представлены результаты лабораторных и промысловых испытаний комплексной технологии, обеспечивающей увеличение охвата заводнением и интенсификацию разработки.

Изучен индивидуальный состав моно-ароматических углеводородов нефтей Западной Сибири, залегающих в меловых и юрских отложениях. Среди моно-ароматических углеводородов идентифицированы н-алкил-, метилалкил- и этилалкилбензолы. Показано, что данные по составу алкилбензолов наряду с насыщенными и ароматическими углеводородами - биомаркерами несут информацию о биологических источниках и условиях формирования нефтей.