基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的污水除臭研究現(xiàn)狀分析

李瑞祎

【摘 要】利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，基于Web of Science和CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，分析近40年來(lái)污水除臭研究的發(fā)展態(tài)勢(shì)和前沿領(lǐng)域，共檢索得到污水除臭相關(guān)中文文獻(xiàn)867篇，英文文獻(xiàn)270篇。結(jié)果表明，污水處理廠生物除臭技術(shù)是研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)的完善，新技術(shù)如低溫等離子體法和納米材料凈化法的開發(fā)，以及多種技術(shù)聯(lián)用的探索有很重要的意義，目前仍缺乏深入研究，將是今后的一個(gè)重要突破口。

【關(guān)鍵詞】污水除臭;文獻(xiàn)計(jì)量分析

中圖分類號(hào)： X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）26-0007-004

【Abstract】Based on Web of Science and CNKI database，this paper analyzes the development trend and frontier fields of wastewater deodorization research in the past 40 years by using bibliometrics method and according to the indicators such as published volume， published country，research institution and cited frequency.A total of 867 literatures in Chinese and 270 in English were retrieved.The results show that biological deodorization technology，including biological filter，biological membrane and biological aerated filter，is a research hotspot in wastewater treatment plant. The improvement of the existing technology and new technology such as low-temperature plasma method and nanomaterial purification method as well as the exploration of multiple technologies are of great significance.At present，there is still a lack of in-depth research， which will be an important breakthrough in the future.

【Key words】Sewage deodorization;Bibliometric analysis

0 引言

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是基于文獻(xiàn)事實(shí)，通過(guò)數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)手段對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析研究的科學(xué)[1]，是總結(jié)歷史研究成果、揭示未來(lái)研究趨勢(shì)的一種重要工具，文獻(xiàn)計(jì)量分析可在某一領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)地評(píng)估科研結(jié)果的學(xué)科分布、重要程度和發(fā)展趨勢(shì)，有助于從側(cè)面了解相關(guān)機(jī)構(gòu)的整體科研實(shí)力和學(xué)科優(yōu)勢(shì)。

隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，城市污水處理設(shè)施越來(lái)越完善。中國(guó)污水處理設(shè)施作為在城市中廣泛分布的固定市政設(shè)施，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量惡臭氣體[2]。城市中的異味會(huì)對(duì)人們的生活及環(huán)境質(zhì)量造成不良影響，因此，惡臭的治理在我國(guó)就變得愈發(fā)重要。

通過(guò)文獻(xiàn)檢索，目前關(guān)于污水除臭方面的綜述類文獻(xiàn)數(shù)量十分有限，而且沒有利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法分析該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的相關(guān)文獻(xiàn)。而近年來(lái)國(guó)內(nèi)有關(guān)污水除臭的論文數(shù)量快速增加，因此借助文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法對(duì)這一領(lǐng)域的分析和研究十分有必要。本文采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法，查詢國(guó)內(nèi)外有關(guān)污水除臭的文獻(xiàn)，對(duì)文獻(xiàn)分布的期刊、年代、分布區(qū)域、研究機(jī)構(gòu)、核心期刊、研究主題分布等進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析，分析國(guó)內(nèi)外污水除臭研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)，為該領(lǐng)域的科研工作者與決策者提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究使用的數(shù)據(jù)包括兩部分，中文文獻(xiàn)信息來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)（學(xué)術(shù)期刊）數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI），CNKI包括中文核心、SCI、EI和CSSCI收錄的文獻(xiàn);英文文獻(xiàn)資源來(lái)源于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)（WOS），WOS包括SCI-E，SS-CI，CPCI-S，CPCI-SSH，CCR-E和IC收錄的文獻(xiàn)。檢索時(shí)間為2018年11月2日，時(shí)間跨度自1978-2018年。

1.2 分析方法

本研究使用的軟件為VOSviewer，它是由荷蘭萊頓大學(xué)的Nees Jan van Eck和Waltman共同開發(fā)的基于文獻(xiàn)的共引和共被引原理，用來(lái)構(gòu)建和查看文獻(xiàn)計(jì)量圖譜的免費(fèi)文獻(xiàn)計(jì)量分析軟件。本文中所采用的知識(shí)圖譜均為VOSviewer的標(biāo)簽圖譜。在標(biāo)簽圖譜中，一個(gè)圓圈和其中的標(biāo)簽代表一個(gè)元素，圓圈大小代表重要性的高低。擁有相同顏色的圓圈屬于同一個(gè)聚類。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量年變化趨勢(shì)

由圖1可以看出，1978-2002年，年度CNKI文獻(xiàn)數(shù)量變化浮動(dòng)不大，均沒有突破個(gè)位數(shù)。而2002-2018年，文獻(xiàn)數(shù)量呈一年增加，一年減少的周期形式，但總體表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。而總被引次數(shù)和篇均被引頻次自1997年起波動(dòng)較大，峰值分別在2007年（393次）和2001年（19.83次）。

圖2中，1978-2009年，WOS每年發(fā)文量變化不大，均為個(gè)位數(shù)，最早的文獻(xiàn)發(fā)表于1978年（Japan）。2010-2018年，WOS每年的發(fā)文量雖有波動(dòng)，但總體呈上升趨勢(shì)，2010年后數(shù)量迅速增加，2013年達(dá)到最大（31篇），2014年以后則在每年25篇左右波動(dòng)。在1978-2009年之間，除個(gè)別年份文獻(xiàn)總被引次數(shù)較多之外，其余年份文獻(xiàn)被引次數(shù)較少且均在100次以下。而2010-2016年，除2011年（1101次）被引量較多以外，其余年份文獻(xiàn)被引次數(shù)均在100-200次之間。這說(shuō)明該研究領(lǐng)域發(fā)展較為平穩(wěn)。

2.2 發(fā)文國(guó)家分析

基于文獻(xiàn)計(jì)量在線分析平臺(tái)統(tǒng)計(jì)，發(fā)文總量前十的國(guó)家依次為中國(guó)（185篇），日本（24篇），韓國(guó)（10篇），法國(guó)（8篇），加拿大（7篇），美國(guó)（6篇），波蘭（6篇），俄羅斯（4篇），希臘（3篇），西班牙（1篇）。發(fā)文量前十的國(guó)家發(fā)文總量為254篇，占發(fā)文總量的94%，而以中國(guó)最為突出，占發(fā)文總量的68.5%。

由圖3的發(fā)文量前10的國(guó)家發(fā)文走勢(shì)看，日本起步最早，其他國(guó)家三年后才有陸續(xù)發(fā)文，研究起步時(shí)間相差最大的達(dá)31年。而中國(guó)自2001年才有第一篇發(fā)文，但發(fā)展迅速，刊文數(shù)量迅速上升，在論文數(shù)量上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，研究的連續(xù)性也較好。

2.3 研究機(jī)構(gòu)

由圖4可以看出，在CNKI中，發(fā)文量前10位的研究機(jī)構(gòu)累計(jì)發(fā)文量為163篇（占19.0%）。其中總發(fā)文量最高的是上海市政設(shè)計(jì)研究院（29篇），其次是吉林大學(xué)（20篇），第三為中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院（22篇），但總被引頻次最高的研究機(jī)構(gòu)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)（262次），其次為天津大學(xué)（133次），第三為上海市政設(shè)計(jì)研究院（64次）。平均被引頻次排名前三的研究機(jī)構(gòu)依次為哈爾濱工業(yè)大學(xué)、廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院和天津大學(xué)。WOS中發(fā)文量前十的研究機(jī)構(gòu)累計(jì)發(fā)文量為61篇（占22.6%）。其中中國(guó)占6個(gè)，其他各占一個(gè)?？偘l(fā)文量最高的是中國(guó)科學(xué)院（20篇），其次是哈爾濱工業(yè)大學(xué)（10篇），第三為生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究中心（5篇）。但總被引頻次最高的機(jī)構(gòu)為法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究所（909次），占前十總被引頻次的54%，篇均被引頻次也遠(yuǎn)高于其他研究機(jī)構(gòu)（227.25次）。表明該機(jī)構(gòu)在這一領(lǐng)域的文獻(xiàn)質(zhì)量很高，有明顯優(yōu)勢(shì)。總被引頻次第二的為哈爾濱工業(yè)大學(xué)（283次），第三為中國(guó)科學(xué)院（192次）。

2.4 重點(diǎn)期刊

根據(jù)對(duì)CNKI中以污水除臭為主題的文獻(xiàn)所屬期刊及其刊文量的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，刊文量最多的期刊前三名為《中國(guó)給水排水》、《給水排水》和《中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)》，對(duì)應(yīng)發(fā)文數(shù)分別為100篇、41篇和23篇。CNKI中刊文量靠前的期刊平均被引頻次相對(duì)較少。其他刊文量較少但平均被引頻次較高的期刊有《上海環(huán)境科學(xué)》（99次）、《中國(guó)工程科學(xué)》（57次）、《現(xiàn)代技術(shù)陶瓷》（48次）。WOS中刊文量最多的期刊前三名為《China Water Wastewater》、《Chemical Engineering Journal》和《Bioresource Technology》，對(duì)應(yīng)的刊文量分別為22篇、12篇和11篇。但WOS中刊文量靠前的期刊平均被引次數(shù)也較少。

2.5 文獻(xiàn)引用

CNKI中文獻(xiàn)的被引頻次相差不大，其中謝冰等發(fā)表于《上海環(huán)境科學(xué)》的“微生物法脫臭及其影響”被引次數(shù)排名第一（99次），李志強(qiáng)等發(fā)表于《中國(guó)給水排水》的“生物除臭技術(shù)”排名第二（75次），趙麗君等發(fā)表在《中國(guó)給水排水》的“污水處理廠除臭技術(shù)及工程化”位列第三（64次）。WOS中被引頻次最高的文獻(xiàn)是1993年Zilli等發(fā)表于《Biotechnology and Bioengineering》的“Phenol removal from waste gases with a biological filter by pseudomonas-putida”（113次），其次是Waki等發(fā)表于《Bioresource Technology》的“Review of feedstock pretreatment strategies for improved anaerobic digestion： From lab-scale research to full-scale application”（107次），第三是Carrere等發(fā)表于《Bioresource Technology》的“Nitrogen removal from animal waste treatment water by anammox enrichment”（106次）。

2.6 學(xué)科分布

圖5可知，CNKI中文獻(xiàn)量和總被引頻次所屬學(xué)科分布較為廣泛，前三的學(xué)科依次是“環(huán)境”、“城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政”以及“石油天然氣”，環(huán)境屬于基礎(chǔ)學(xué)科，城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政屬工程學(xué)科，石油天然氣屬技術(shù)學(xué)科。WOS中排名前三的學(xué)科為“Environmental sciences ecology”，“Engineering”和“Public environmental occupational health”，前十的文獻(xiàn)量和被引頻次相差不大，學(xué)科包括基礎(chǔ)學(xué)科，技術(shù)學(xué)科和工程學(xué)科且分布較為均勻。

2.7 研究前沿趨勢(shì)

利用VOSviewer軟件分別對(duì)CNKI和WOS中的文獻(xiàn)題目和摘要基于同現(xiàn)詞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建關(guān)鍵詞術(shù)語(yǔ)地圖（圖6-圖9）。由關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜可以看出，我國(guó)污水除臭研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)主要集中在污水處理廠生物除臭技術(shù)，包括生物濾池、生物膜、曝氣生物濾池等。所研究的惡臭氣體主要為硫化氫。由研究熱點(diǎn)密度視圖可知在生物除臭技術(shù)研究方面熱度較高。而WOS中污水除臭涉及的研究被聚類成典型的兩個(gè)方向，其中左側(cè)聚類出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞有：過(guò)濾（Filter）、高效生物除臭（Efficient bio deodorization）、中水（grey water）等。右側(cè)聚類出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞主要有污水處理廠（Wastewater treatment plant）、生物濾池（Biofiltration）、消毒（Sterilization）等。由研究熱點(diǎn)視圖對(duì)黃色區(qū)域的關(guān)鍵詞進(jìn)行綜合分析，得出在污水處理廠中由生物過(guò)濾技術(shù)來(lái)除臭的研究熱度較高。

3 結(jié)論

污水除臭技術(shù)研究在CNKI中最早的文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間（1978年）與WOS中一致，但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)CNKI與WOS中此領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)均不多。2005年以前WOS中的文獻(xiàn)主要來(lái)源于日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，此后我國(guó)在WOS中的發(fā)文量占據(jù)了一半以上，且呈逐年上升的趨勢(shì)。造成此現(xiàn)象的原因可能是我國(guó)對(duì)此領(lǐng)域的關(guān)注度較高，而日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在此領(lǐng)域的研究已較為成熟。

我國(guó)一些主要研究機(jī)構(gòu)如中國(guó)科學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等在發(fā)文量上位居國(guó)際前列，但在國(guó)際高水平期刊和高質(zhì)量文獻(xiàn)發(fā)表方面還較為欠缺，尤其是高被引次數(shù)文獻(xiàn)幾乎沒有，說(shuō)明國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)影響力不足。

從研究前沿趨勢(shì)分析，國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究主要集中在針對(duì)惡臭的生物處理方法如生物膜、高效除菌劑的研發(fā)、廢氣生物處理等方面，而有關(guān)新技術(shù)的探索如低溫等離子體法和納米材料凈化法的研究還較少。生物法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣，但其對(duì)處理高濃度、超大氣量惡臭的能力有限[3]。建議應(yīng)加大對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的完善和新技術(shù)以及多種技術(shù)聯(lián)用的探索。

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