基于文獻(xiàn)計(jì)量法的修飾土吸附多環(huán)芳烴研究前沿態(tài)勢(shì)分析*

鄧 晶 李 雅 李文斌 白 丹 任 爽 許紹娥

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)圖書館，陜西 楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100;3.Department of Biological and Agriculture Engineering，University of Arkansas，F(xiàn)ayetteville，Arkansa 72707)

基于文獻(xiàn)計(jì)量法的修飾土吸附多環(huán)芳烴研究前沿態(tài)勢(shì)分析*

鄧 晶1李 雅1李文斌2#白 丹2任 爽2許紹娥3

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)圖書館，陜西 楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100;3.DepartmentofBiologicalandAgricultureEngineering，UniversityofArkansas，F(xiàn)ayetteville，Arkansa72707)

以ThomsonReuters公司W(wǎng)ebofScience信息平臺(tái)提供的科學(xué)引文索引擴(kuò)展版(SCIE)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，采用ThomsonDataAnalyzer(TDA)和UCINET軟件對(duì)1992年1月至2016年6月SCIE收錄的修飾土吸附多環(huán)芳烴(PAHs)的研究論文進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和定量分析。結(jié)果顯示：國(guó)際上關(guān)于修飾土吸附PAHs的研究分為起初發(fā)展期(1992—2002年)、快速發(fā)展期(2003—2009年)和穩(wěn)步發(fā)展期(2010—2016年) 3個(gè)階段；關(guān)鍵詞PAHs在不同階段均保持較高頻次，隨著時(shí)間推進(jìn)，biodegradation的詞頻基本保持不變；2003—2009年，中國(guó)大陸研究論文數(shù)量開始超過(guò)美國(guó)，成為研究的主要力量；3個(gè)階段內(nèi)，研究的熱門方向從表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)逐漸向PAHs的生物降解、復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用轉(zhuǎn)變；目前研究的熱點(diǎn)為PAHs的解吸和生物降解、對(duì)PAHs的沉積和固定作用、烴類復(fù)合污染的生物有效性，而研究區(qū)域之間的交叉研究是未來(lái)的創(chuàng)新點(diǎn)。

修飾土 多環(huán)芳烴 文獻(xiàn)計(jì)量WebofScience前沿分析

多環(huán)芳烴(PAHs)是一類含有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的芳烴，惰性較強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定，且毒性會(huì)隨苯環(huán)數(shù)量增多而增強(qiáng)[1]。PAHs具有三致(致畸、致癌、致突變)、難于生物降解等特點(diǎn)，能通過(guò)地表?yè)]發(fā)、徑流和生物作用進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化，因而易于在土壤中累積，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大威脅[2-3]。因此如何有效地控制和治理土壤中 的PAHs 污染成為世界各國(guó)都越來(lái)越重視的問(wèn)題[4]。

21世紀(jì)以來(lái)，文獻(xiàn)計(jì)量法被廣泛的應(yīng)用于許多學(xué)科前沿進(jìn)展研究，如農(nóng)業(yè)科學(xué)[5]、地球科學(xué)[6]、遙感科學(xué)[7]、生物科學(xué)[8]等學(xué)科，其理論及方法已廣泛應(yīng)用于描述、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)不同研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[9]。有學(xué)者基于文獻(xiàn)計(jì)量的方法對(duì)1990—2014年土壤中PAHs的研究態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)中國(guó)大陸研究機(jī)構(gòu)近年來(lái)論文發(fā)表量飛速增長(zhǎng)[10]，未來(lái)該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)仍然集中于土壤環(huán)境中PAHs的降解及生物修復(fù)、PAHs在各介質(zhì)中的溶解與吸附、以及PAHs的源解析等方向[11]。有機(jī)修飾土具有較強(qiáng)的吸附能力[12-13]，以其為吸附劑置于受PAHs污染水體或土壤中，可起到吸附固定污染物的作用。土壤的表面修飾研究較多，表面活性劑種類包括陽(yáng)離子型[14-15]、雙陽(yáng)離子型[16]38、陰/陽(yáng)離子型[17]、陽(yáng)-非離子型[18]164-165，以及近年來(lái)開展的具有同時(shí)吸附有機(jī)物和重金屬能力的兩性離子[19-20]及兩性-陽(yáng)離子[21]、兩性-非離子[22]和兩性-陰離子[23]等復(fù)配修飾土，結(jié)果表明其對(duì)污染物的吸附能力均相比未修飾土壤有很大提高。

隨著近年來(lái)材料、生物等相關(guān)學(xué)科的崛起，修飾土對(duì)PAHs吸附的研究也必將產(chǎn)生新的方向和領(lǐng)域[24]，但從文獻(xiàn)計(jì)量的角度對(duì)修飾土吸附PAHs研究的分析和預(yù)測(cè)研究尚未見到報(bào)道。本研究以文獻(xiàn)計(jì)量法對(duì)修飾土吸附PAHs研究的主要力量分布、研究水平、涉及的重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域和熱點(diǎn)研究方向及未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)等進(jìn)行分析，以期能對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域的研究和規(guī)劃提供有益借鑒和參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

采用科學(xué)引文索引擴(kuò)展版(SCIE)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，在Thomson Reuters公司W(wǎng)eb of Science信息平臺(tái)中，以TS=((surfactant or modifier or modification or modified or modify or amended) and (sorption or adsorption or sorbed or removal) and (NAP or naphthalene or ANT or anthracene or PHE or phenanthrene or PYR or pyrene or PAH or “polycyclic aromatic hydrocarbon” or “organic pollutant” or “organic pollution”) and (bentonite or montmorillonite or kaolin or diatomite or clay or soil))檢索獲得1992年1月至2016年6月與修飾土吸附PAHs研究相關(guān)的論文共計(jì)614篇，文獻(xiàn)類型包括研究論文、研究綜述和學(xué)術(shù)會(huì)議論文，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2016年6月26日。

1.2 數(shù)據(jù)處理

首先利用Thomson Reuters公司開發(fā)的專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件Thomson Data Analyzer(TDA)分析工具進(jìn)行文獻(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和清理，其次將研究論文以發(fā)表年度、國(guó)家和地區(qū)、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等信息輸入EXCEL軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，最后用UCINRT、Netdraw、Matlab等軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 論文發(fā)表數(shù)量年變化趨勢(shì)及高頻關(guān)鍵詞分布

從各年論文發(fā)表數(shù)量分布來(lái)看(見圖1)，國(guó)際上對(duì)修飾土吸附PAHs的研究可以分為3個(gè)階段：第1階段為1992年至2002年(共11 a)，是修飾土吸附PAHs研究的起初發(fā)展期，論文發(fā)表量總計(jì)107篇，年均論文發(fā)表量9.7篇；第2階段始于2003年，到2009年達(dá)到論文發(fā)表頂峰時(shí)期，該階段為快速發(fā)展期(共7 a)，論文數(shù)量為234篇，年平均發(fā)表論文33.4篇；第3階段是2010年至2016年6月(共6.5 a，其中2016年按0.5 a計(jì)，下同)，該階段為穩(wěn)步發(fā)展期，論文發(fā)表量較為平均，總共273篇，年平均發(fā)表論文42.0篇。論文數(shù)量整體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)并穩(wěn)步發(fā)展的趨勢(shì)，說(shuō)明修飾土吸附PAHs的研究越來(lái)越受到研究者的重視，且該研究已處于穩(wěn)步發(fā)展階段，未來(lái)隨著交叉學(xué)科的不斷出現(xiàn)，其研究深度也將不斷增加，論文數(shù)量也將會(huì)持續(xù)并穩(wěn)步地增長(zhǎng)。

以關(guān)鍵詞—關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣為基礎(chǔ)，對(duì)關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)掘。首先將圖1中3個(gè)階段的數(shù)據(jù)分別利用Derwent Data Analytics軟件對(duì)每個(gè)階段的關(guān)鍵詞進(jìn)行規(guī)范，并依據(jù)詞頻對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行排序，篩選出了每個(gè)階段的12個(gè)(包括詞頻相同的詞)高頻關(guān)鍵詞，見表1?？梢园l(fā)現(xiàn)，研究初期頻次最高的關(guān)鍵詞為surfactant(表面修飾劑)，證實(shí)此時(shí)土壤修飾是以表面修飾劑為主題。在快速發(fā)展期和穩(wěn)步發(fā)展期，PAHs成為頻次最高的關(guān)鍵詞，說(shuō)明研究者們開始更多地關(guān)注污染物的研究。且污染物PAHs中的phenanthrene(菲)和pyrene(芘)出現(xiàn)頻次均較多，說(shuō)明在修飾土吸附PAHs的研究中菲和芘是主要的關(guān)注對(duì)象。biodegradation(生物降解)、remediation(修復(fù))也均在3個(gè)階段保持延續(xù)研究，但隨著時(shí)間推進(jìn)，biodegradation詞頻基本保持不變，而remediation的詞頻從2003年開始整體較高，說(shuō)明土壤PAHs修復(fù)的研究逐漸被研究者關(guān)注。同時(shí)solubilization(增溶作用)從2010年開始已經(jīng)退出研究熱點(diǎn)，衍生出sediment(沉積物)和soil washing(土壤淋洗)等熱點(diǎn)的研究主題，這表明隨著科研思路的不斷開拓，交叉學(xué)科和衍生學(xué)科必將不斷出現(xiàn)，并成為未來(lái)研究的創(chuàng)新點(diǎn)，PAHs生物降解、土壤修復(fù)等研究方向?qū)?huì)是未來(lái)研究的主要領(lǐng)域。

圖1 1992—2016年修飾土吸附PAHs論文的變化趨勢(shì)Fig.1 Amount of papers issued in different years during 1992-2016

編號(hào)1992—2002年關(guān)鍵詞詞頻2003—2009年關(guān)鍵詞詞頻2010—2016年關(guān)鍵詞詞頻1surfactant24PAHs(polycyclicaromatichydrocarbons)59PAHs(polycyclicaromatichydrocarbons)652PAHs(polycyclicaromatichydrocarbons)18surfactant47surfactant513sorption18sorption39phenanthrene364biodegradation15phenanthrene38adsorption355soil10adsorption21sorption346adsorption9soil20soilwashing227naphthalene9remediation17desorption188desorption8soilremediation16biodegradation169solubilization8desorption15soil1610pyrene7biodegradation12pyrene1511phenanthrene6solubilization11soilremediation1512remediation6electrokinetics10contaminatedsoil,sediment12

2.2 研究論文國(guó)家和地區(qū)分布及機(jī)構(gòu)分布

修飾土吸附污染物的研究最早始于美國(guó)1995年的研究[25]，隨著中國(guó)大陸環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)展，浙江大學(xué)朱利中團(tuán)隊(duì)[16]38,[18]164也開始了早期的修飾土研究，同時(shí)中國(guó)科學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)、華南理工大學(xué)等科研院所也有涉及。從表2可以看出，1992—2002年，修飾土吸附PAHs的研究主要集中在美國(guó)和德國(guó)，且美國(guó)在該領(lǐng)域的研究最強(qiáng)，年平均發(fā)表論文7.2篇，是中國(guó)大陸年均發(fā)表論文數(shù)量的24倍。2003—2009年，中國(guó)大陸發(fā)表論文數(shù)量最高(79篇)，美國(guó)(52篇)次之，加拿大和韓國(guó)論文發(fā)表量也相對(duì)較高，分別為20、25篇。此時(shí)中國(guó)大陸的年均論文發(fā)表量為11.3篇，已經(jīng)超過(guò)了1992—2002年美國(guó)的年均論文發(fā)表量，而美國(guó)在該階段的年均論文發(fā)表量和1992—2002年幾乎持平。2010—2016年，中國(guó)大陸的總論文發(fā)表量達(dá)到125篇，西班牙和美國(guó)次之，但也僅為中國(guó)大陸論文發(fā)表量的1/5左右，此時(shí)中國(guó)大陸的年均論文發(fā)表量達(dá)19.2篇。從1992—2016年的總論文發(fā)表量可以看出，中國(guó)大陸和美國(guó)論文發(fā)表量最高，超過(guò)150篇；韓國(guó)、西班牙、加拿大次之，均為40篇左右，在亞洲國(guó)家中韓國(guó)也是這一研究領(lǐng)域的主要研究力量。以上結(jié)果說(shuō)明，一段時(shí)間內(nèi)，美國(guó)、德國(guó)西方國(guó)家科技發(fā)達(dá)，在研究領(lǐng)域和創(chuàng)新性上處于領(lǐng)先地位，但同時(shí)中國(guó)大陸迅速崛起，超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家成為該研究領(lǐng)域的主體。

1992—2016年，修飾土吸附PAHs領(lǐng)域較為活躍的研究機(jī)構(gòu)如圖2所示。1992—2002年間論文數(shù)量最多的研究機(jī)構(gòu)為美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)，共發(fā)表論文16篇，遠(yuǎn)高于其他研究機(jī)構(gòu)，且論文發(fā)表量排名前10的機(jī)構(gòu)除了英國(guó)格林威治大學(xué)以外均為美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)。而在2003—2009年論文發(fā)表量較多的前兩個(gè)機(jī)構(gòu)分別是中國(guó)大陸的浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院，其次為美國(guó)和加拿大的研究機(jī)構(gòu)，這說(shuō)明浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院為中國(guó)大陸在該領(lǐng)域最為活躍的機(jī)構(gòu)，證實(shí)了此時(shí)中國(guó)大陸的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始成為這一領(lǐng)域的研究主體。2010—2016年發(fā)表論文最多的前3個(gè)機(jī)構(gòu)分別是中國(guó)大陸的中國(guó)科學(xué)院、浙江大學(xué)和華南理工大學(xué)，且論文發(fā)表量排名前10的機(jī)構(gòu)中有6個(gè)為中國(guó)大陸的研究機(jī)構(gòu)，說(shuō)明從2010年開始中國(guó)大陸的研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域迅速崛起，并成為研究主力。

表2 1992—2016年主要國(guó)家和地區(qū)論文發(fā)表情況

2.3 修飾土吸附PAHs論文關(guān)鍵詞因子分析

采用最大方差正交旋轉(zhuǎn)，將具有錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的變量綜合為少數(shù)幾個(gè)因子(研究方向)，從而著重反映因子之間的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)。以方差貢獻(xiàn)率5.000%為界，<5.000%為非主流研究方向，5.000%～15.000%為主流研究方向，>15.000%為高主流研究方向[26]。

從表3可以看出，1992—2002年，修飾土吸附PAHs方面的研究產(chǎn)生了10個(gè)活躍的方向，從方差貢獻(xiàn)率來(lái)看，表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)為高主流研究方向，并與PAHs的吸附和降解、表面活性劑對(duì)土壤中PAHs的吸附及遷移轉(zhuǎn)化作用成為3個(gè)排名靠前的研究方向。2003—2009年，土壤中PAHs的生物降解成為了高主流研究方向，表面活性劑、復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在土壤和黏土礦物或黏土上的吸附作用是主流研究方向，而表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)研究沒(méi)有延續(xù)。2010—2016年，PAHs的生物降解為高主流研究方向，同時(shí)復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用也繼續(xù)為主流研究方向。隨著時(shí)間的推移，主流研究方向從表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)逐漸向PAHs的生物降解和復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用轉(zhuǎn)變，同時(shí)PAHs的生物降解一直是研究者們主要關(guān)注的領(lǐng)域，但方差貢獻(xiàn)率有所降低，這也與關(guān)鍵詞中PAHs隨著時(shí)間推進(jìn)詞頻增大相符。

2.4 修飾土吸附PAHs研究發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

對(duì)因子分析結(jié)果(見表3)進(jìn)行戰(zhàn)略坐標(biāo)分析，確立研究領(lǐng)域內(nèi)各研究方向熱點(diǎn)程度及其聯(lián)系。戰(zhàn)略坐標(biāo)圖由LAW等[27]在1988年提出，其中X軸為向心度，代表不同研究方向間相互影響的程度；Y軸為密度，表示某研究方向內(nèi)部不同主題的連接強(qiáng)度。坐標(biāo)原點(diǎn)位于密度、向心度平均值處。向心度和密度將二維坐標(biāo)空間劃分為4個(gè)象限，右上方為第1象限，按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)依次為第2、3、4象限，第1象限中各研究主題的密度和向心度值均高，內(nèi)外聯(lián)系緊密，研究趨于成熟，是整個(gè)領(lǐng)域的中心。第2象限中研究主題內(nèi)部結(jié)構(gòu)不緊密，研究尚不成熟，但正在吸收其他研究的理論、實(shí)驗(yàn)方法或技術(shù)，具有潛在發(fā)展優(yōu)勢(shì)；第3象限研究主題的密度和向心度均較低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，處于該研究領(lǐng)域邊緣地位，當(dāng)其影響到整個(gè)領(lǐng)域發(fā)展時(shí)，需要重視其中存在的問(wèn)題；第4象限各研究主題內(nèi)部連接緊密，但與領(lǐng)域內(nèi)其他主題聯(lián)系不密切，需在加強(qiáng)與領(lǐng)域內(nèi)其他研究方向聯(lián)系中走向成熟[28]。

圖3為1992—2016年國(guó)際上修飾土吸附PAHs的相關(guān)研究態(tài)勢(shì)。

圖2 1992—2016年各研究機(jī)構(gòu)發(fā)表論文數(shù)量Fig.2 Amount of papers issued in different research institutions during 1992-2016

主成分第1階段研究方向編碼1992—2002年方差貢獻(xiàn)率/%第2階段研究方向編碼2003—2009年方差貢獻(xiàn)率/%第3階段研究方向編碼2009—2016年方差貢獻(xiàn)率/%方向1A表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)18.167方向2BPAHs的吸附和降解12.340a土壤中PAHs的生物降解22.397Ⅰ氧化和生物降解PAHs9.030ⅡPAHs的解吸和生物降解9.015b表面活性劑對(duì)PAHs在土壤和黏土礦物上的吸附作用12.691Ⅲ表面活性劑對(duì)農(nóng)藥在土壤中的吸附作用7.564方向3C表面活性劑對(duì)土壤中PAHs的吸附及遷移轉(zhuǎn)化作用12.027c復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用9.415Ⅳ復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用7.408d污染土壤的淋洗修復(fù)6.824Ⅴ污染土壤的淋洗修復(fù)7.097方向4D土壤中PAHs的化學(xué)氧化和降解9.258e土壤中PAHs的化學(xué)氧化和降解5.743Ⅵ土壤中PAHs的化學(xué)氧化和降解5.986方向5E表面活性劑的增溶作用6.978f若干表面活性劑的復(fù)配作用5.583方向6F對(duì)PAHs的固定和隔離作用6.915g對(duì)PAHs的固定和隔離作用5.512Ⅶ對(duì)PAHs的沉積和固定作用5.668Ⅷ對(duì)PAHs的隔離作用4.815方向7G黏土礦物吸附PAHs6.728h對(duì)PAHs的等溫吸附和吸附動(dòng)力學(xué)4.454Ⅸ土壤和黏土礦物吸附PAHs4.725方向8H表面活性劑的富集作用6.044i表面活性劑的修復(fù)作用3.191Ⅹ表面活性劑的修復(fù)作用4.466方向9IPAHs的沉積和降解6.015方向10J烴類的生物有效性5.243Ⅺ烴類復(fù)合污染的生物有效性4.247

注：1)氧化和生物降解PAHs的發(fā)展趨勢(shì)為2-B-a-Ⅰ，其余類推。

由圖3(a)可知，方向1-A(表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù))僅在1992—2002年有研究，且處于第1象限，表明該研究方向內(nèi)部主題之間、與其他研究方向之間均有緊密聯(lián)系，所以表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)是初期研究的熱點(diǎn)。方向2在2010—2016年分別演化出了方向2-B-a-Ⅰ(氧化和生物降解PAHs)和方向2-B-a-Ⅱ(PAHs的解吸和生物降解)，方向2-B-a-Ⅰ從第2象限發(fā)展到了第4象限，說(shuō)明該方向內(nèi)部主題之間聯(lián)系趨于緊密，但和該領(lǐng)域內(nèi)其他研究方向之間的聯(lián)系變??；而方向2-B-a-Ⅱ在2010—2016年增強(qiáng)了研究?jī)?nèi)部主題之間及與外部研究之間的聯(lián)系，從第2象限轉(zhuǎn)入了第1象限，成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

方向3在2003—2009年提高了自身內(nèi)部主題及與與外部研究的聯(lián)系，分化出了方向3-C-b-Ⅲ (表面活性劑對(duì)農(nóng)藥在土壤中的吸附作用)、方向3-C-c-Ⅳ (復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用)和方向3-C-d-Ⅴ(污染土壤的淋洗修復(fù)) 3個(gè)發(fā)展方向。

由圖3(b)可知，方向6-F-g-Ⅶ(對(duì)PAHs的沉積和固定作用)和方向6-F-g-Ⅷ(對(duì)PAHs的隔離作用)在1992—2002年和2003—2009年分別處于第1和第3象限，到2010—2016年方向6-F-g-Ⅶ回到了第1象限而方向6-F-g-Ⅷ仍處于第3象限，說(shuō)明方向6-F-g-Ⅶ在近年來(lái)提升了內(nèi)部主題之間及其和外部研究之間的聯(lián)系，同時(shí)方向6-F-g-Ⅷ逐漸退出研究舞臺(tái)。

由圖3(a)和圖3(b)可知，方向3-C-c-Ⅳ、方向3-C-d-Ⅴ、方向4-D-e-Ⅵ(土壤中PAHs的化學(xué)氧化和降解)和方向 5-E-f (若干表面活性劑的復(fù)配作用)均在坐標(biāo)原點(diǎn)附近變化，說(shuō)明了其研究?jī)?nèi)部主題之間及其與外部研究聯(lián)系均處于平均水平。

由圖3(c)可知，方向8-H-i-Ⅹ(表面活性劑的修復(fù)作用)均分布在第3象限，其與內(nèi)部主題之間、外部研究之間的聯(lián)系均較松散，方向9-I(PAHs的沉積和降解)和方向1-A相同，沒(méi)有延續(xù)，且靠近坐標(biāo)原點(diǎn)，研究?jī)?nèi)外部聯(lián)系處于平均水平。方向10-J-Ⅺ(烴類復(fù)合污染的生物有效性)僅在1992—2002年和2010—2016年兩個(gè)階段有相關(guān)研究，且從第2象限發(fā)展到了第1象限，內(nèi)部主題研究聯(lián)系顯著增強(qiáng)。

可以看出，2010—2016年研究的熱點(diǎn)(處于第1象限)主要是PAHs的解吸和生物降解(方向2-B-a-Ⅱ)、對(duì)PAHs的沉積和固定作用(方向6-F-g-Ⅶ)、烴類復(fù)合污染的生物有效性(方向10-J-Ⅺ)。目前(2010—2016年)內(nèi)部主題之間聯(lián)系較為緊密的研究方向(處于第4象限)為氧化和生物降解PAHs(方向2-B-a-Ⅰ)、表面活性劑對(duì)農(nóng)藥在土壤中的吸附作用(方向3-C-b-Ⅲ)、復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用(方向3-C-c-Ⅳ)、土壤和黏土礦物吸附PAHs(方向7-G-h-Ⅸ)。與其他研究方向聯(lián)系較為緊密的研究方向(處于第2象限)為污染土壤的淋洗修復(fù)(方向3-C-d-Ⅴ)。內(nèi)部主題之間及與其他研究方向均沒(méi)有緊密聯(lián)系的研究方向(處于第3象限)有土壤中PAHs的化學(xué)氧化和降解(方向4-D-e-Ⅵ)、對(duì)PAHs的隔離作用(方向6-F-g-Ⅷ)、表面活性劑的修復(fù)作用(方向8-H-i-Ⅹ)。

從近年來(lái)科研發(fā)展方面分析，土壤和地下水污染一直是研究者面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[29-30]，所以表面修飾劑對(duì)于地下水污染的修復(fù)，土壤中PAHs的轉(zhuǎn)移、吸附和生物降解一直是近年來(lái)科研的主流方向，且在部分階段成為高主流研究方向，近年來(lái)的研究也可以看出土壤中PAHs的吸附更是重中之重[31-32]。從衍生的研究方向分析，PAHs的固定和沉積研究也是近年來(lái)一直備受關(guān)注的研究方向，這也與PAHs毒性大、難以生物降解有關(guān)。

圖3 研究發(fā)展態(tài)勢(shì)戰(zhàn)略坐標(biāo)圖Fig.3 Strategic diagram of research and development situation

從目前的研究態(tài)勢(shì)分析來(lái)看，主要有3個(gè)熱點(diǎn)研究方向，其他大部分研究方向還處于沒(méi)有延續(xù)和相互交叉的階段，所以未來(lái)在不同研究方向的內(nèi)部主題和外部研究的交叉領(lǐng)域還有很多研究切入點(diǎn)，對(duì)于交叉領(lǐng)域的探索也是擺在研究者面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)，例如PAHs類復(fù)合污染物的吸附和生物降解、表面活性劑對(duì)土壤吸附PAHs的影響、表面活性劑對(duì)土壤PAHs淋洗的修復(fù)和表面活性劑對(duì)PAHs的隔離作用等研究區(qū)域。整體上可以看出，修飾土吸附PAHs研究處于成熟階段，已有突出的研究熱點(diǎn)，但是其衍生領(lǐng)域還較少有研究涉及，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。

3 結(jié) 論

修飾土吸附PAHs的研究總體分為起初發(fā)展期、快速發(fā)展期、穩(wěn)步發(fā)展期3個(gè)階段。起初發(fā)展期美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)研究論文最多，快速發(fā)展期、穩(wěn)步發(fā)展期中國(guó)大陸論文數(shù)量最多。起初發(fā)展期研究主要以表面活性劑對(duì)地下水的修復(fù)、PAHs的吸附和降解、表面活性劑對(duì)土壤中PAHs的吸附及遷移轉(zhuǎn)化作用為熱門研究方向?？焖侔l(fā)展期、穩(wěn)步發(fā)展期中，PAHs的生物降解、復(fù)配表面活性劑對(duì)PAHs在黏土上的吸附作用一直延續(xù)為熱門研究方向。從態(tài)勢(shì)分析可以看出，PAHs的解吸和生物降解、對(duì)PAHs的沉積和固定作用和烴類復(fù)合污染的生物有效性是目前的研究熱點(diǎn)，其交叉領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿^大。

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Aresearchfrontieranalysisofpolycyclicaromatichydrocarbonsadsorptiononmodifiedclaybybibliometricsmethod

DENGJing1,LIYa1,LIWenbin2,BAIDan2,RENShuang2,XUShao’e3.

(1.LibraryofNorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi712100;2.DepartmentofNaturalResourceandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi712100;3.DepartmentofBiologicalandAgricultureEngineering,UniversityofArkansas,Fayetteville,Arkansas72707)

Science Citation Index Expanded (SCIE) database provided by Web of Science information platform of Thomson Reuters was selected as the data source,data mining and quantitative analysis of papers on polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) adsorption by modified soil were carried out by Thomson Data Analyzer (TDA) and UCINET from January 1992 to June 2016 in the SCIE database. Results showed that international studies of PAHs adsorption by modified soil could be divided into three stages,which were initial development period (1992-2002),fast development period (2003-2009) and steady development stage (2010-2016). Keywords with higher frequency in three stages were PAHs. As time went on,word frequency of biodegradation remained unchanged basically. From 2003 to 2009,the amount of papers in China mainland had began more than the United States,and China mainland became the main forces of research. The popular research direction gradually changed from surfactants on groundwater repair to biodegradation of PAHs and adsorption of PAHs on clay by compound surfactant. The current research hotspots were desorption and biodegradation of PAHs,deposition and fixation of PAHs,and biological effectiveness of hydrocarbon compound pollutions. The cross-over studies between the internal and external research were the innovation and development direction of the future researches.

modified clay; PAHs; bibliometrics; Web of Science; frontier analysis

鄧 晶，女，1968年生，碩士，工程師，主要從事土壤生態(tài)研究。#

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*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.41271244)；陜西省社會(huì)發(fā)展攻關(guān)項(xiàng)目(No.2013K13-01-05)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.06.020

2016-10-17)