基于專利數(shù)據(jù)分析的污染地下水修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

張斌 孫加山

摘要：為明確地下水污染修復(fù)技術(shù)在世界范圍的研究布局和發(fā)展態(tài)勢(shì)，本研究基于智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)1989-2018年地下水污染修復(fù)技術(shù)專利進(jìn)行計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)，并探討該技術(shù)的研究布局、研究重點(diǎn)及授權(quán)趨勢(shì)。結(jié)果顯示，從申請(qǐng)量來(lái)看，世界范圍內(nèi)地下水污染修復(fù)技術(shù)涉及的申請(qǐng)量逐漸增長(zhǎng)，但絕對(duì)申請(qǐng)量和專利授權(quán)比相對(duì)較低，地下水污染修復(fù)技術(shù)研發(fā)的重視程度依然不夠，有待進(jìn)一步加強(qiáng);中國(guó)是該技術(shù)領(lǐng)域主要專利申請(qǐng)國(guó)，也是最大的技術(shù)來(lái)源國(guó);科研單位在該領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力顯著高于企業(yè)機(jī)構(gòu)?；谝陨涎芯?，認(rèn)為今后應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)，并且創(chuàng)造高效經(jīng)濟(jì)的地下水污染修復(fù)技術(shù)，注重科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)單位合作及已有專利成果的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)專利的市場(chǎng)應(yīng)用，使其發(fā)揮更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：專利數(shù)據(jù);地下水;修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：X508 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）02-0-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.139

Abstract：In order to clarify the research layout and development trend of groundwater pollution remediation technology in the world， this study based on the global patent database of smart bud makes a econometric statistics of groundwater pollution remediation technology patents in 1989-2018，and discusses the research layout， research focus and authorization trend of this technology.The results show that the number of applications involved in groundwater pollution remediation technology in the world is increasing gradually from the perspective of application volume， but the absolute application volume and patent authorization ratio are relatively low， and the importance degree of research and development of groundwater pollution remediation technology is still insufficient， which needs to be further strengthened;China is the main patent applicant and the largest technology source country in the field of technology; scientific research institutions are in the R & D strength of the field is significantly higher than that of enterprises. Based on the above research，we think that in the future，we should strengthen research and development， create efficient and economic groundwater pollution remediation technology， pay attention to the cooperation between scientific research institutions and enterprises and the transformation of existing patent achievements to promote the market application of patents and make them play a greater social and economic benefits.

Key words：Patent data;Groundwater;Remediation technology

地下水作為重要的城鄉(xiāng)供水水源，在維護(hù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的作用，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源[1]。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署（Environmental Protection Agency，EPA）和歐洲污染場(chǎng)地管理（European Environment Agency，EEA）的相關(guān)研究報(bào)告[2，3]，美國(guó)和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家存在大量的地下水污染場(chǎng)地，其中美國(guó)約29萬(wàn)多個(gè)，英國(guó)約10萬(wàn)個(gè)，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，發(fā)達(dá)國(guó)家基本摸清了其國(guó)內(nèi)的地下水污染場(chǎng)地現(xiàn)狀，并建立了相關(guān)的污染場(chǎng)地清單。

我國(guó)目前尚未建立地下水污染場(chǎng)地清單，但根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局近年來(lái)所開(kāi)展的調(diào)查可知[4]，我國(guó)地下水污染相對(duì)比較嚴(yán)重，尤其是淺層地下水的污染尤為突出，如何進(jìn)行地下水治理修復(fù)也就變得尤為重要。為進(jìn)一步了解地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和競(jìng)爭(zhēng)模式，并預(yù)測(cè)該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，本研究基于智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)全球116個(gè)國(guó)家或地區(qū)的地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的專利進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)，探討該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、研究重點(diǎn)、競(jìng)爭(zhēng)模式及發(fā)展趨勢(shì)，以期為我國(guó)地下水修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新及行業(yè)發(fā)展提供新的視角。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與檢索策略

本研究以智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)作為專利數(shù)據(jù)的檢索平臺(tái)，檢索策略如下：（TTL：（地下水）ORTTL_ENTRANS：（地下水）ORTTL_CNTRANS：（地下水））AND（TAC：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORTTL_ENTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORABST_ENTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORCLMS_ENTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORTTL_CNTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORABST_CNTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析））ORCLMS_CNTRANS：（（污染）AND（修復(fù)OR治理OR處置OR去除OR固化OR穩(wěn)定化OR提取OR抽提OR淋洗OR降解OR還原OR氧化OR脫附OR解析）））。檢索時(shí)間跨度為1989-2018年，檢索日期為2019年11月25日，共檢索到1609項(xiàng)專利（由于專利申請(qǐng)日和公開(kāi)日之間存在一定的時(shí)間差，2019年申請(qǐng)的專利未做統(tǒng)計(jì)）。

1.2 分析工具與分析方法

本研究采用文獻(xiàn)計(jì)量分析的原理與方法，以Microsoft Excel數(shù)據(jù)處理軟件作為主要分析工具，對(duì)全球地下水修復(fù)技術(shù)的相關(guān)專利進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)和可視化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 專利申請(qǐng)宏觀態(tài)勢(shì)分析

2.1.1 專利申請(qǐng)量及增長(zhǎng)率分析

1989-2018年期間，全球地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專利年度申請(qǐng)量變化和增長(zhǎng)率分別見(jiàn)圖1和圖2。地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量整體呈波動(dòng)性增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中1990年、1994年、1997年、2003年、2007年、2011年和2017年呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，其余年份均呈現(xiàn)正增長(zhǎng)，2014年以后每年申請(qǐng)量明顯增加，到2017年時(shí)達(dá)到頂峰，當(dāng)年專利申請(qǐng)量達(dá)到182件，2018年專利申請(qǐng)量有所回落?？紤]到專利申請(qǐng)有一定的周期，2018年的數(shù)據(jù)僅供參考。整體而言，全球地下水修復(fù)技術(shù)仍處于蓬勃發(fā)展的狀態(tài)，初步預(yù)計(jì)未來(lái)幾年地下水修復(fù)技術(shù)專利申請(qǐng)量仍將保持緩慢增長(zhǎng)。

2.1.2 專利申請(qǐng)全球布局分析

如表1所示，地下水修復(fù)技術(shù)相關(guān)專利受理量排名前10的專業(yè)機(jī)構(gòu)受理量占全球?qū)＠暾?qǐng)量的95.33%，具體排名依次為：中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（CN）、日本專利局（JP）、韓國(guó)專利局（KR）、美國(guó)專利商標(biāo)局（US）、德國(guó)專利局（DE）、歐洲專利局（EP）、俄羅斯專利局（RU）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WO）、中國(guó)臺(tái)灣專利局（TW）、印度專利局（IN），其中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理的專利數(shù)量最多，高達(dá)750件，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的46.61%，排名第二的受理局為日本專利局，其受理量為237件，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的14.73%，不到中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理量的1/3，說(shuō)明中國(guó)在地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用最為活躍。

2.1.3 專利申請(qǐng)區(qū)域分析

地下水修復(fù)技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前10的國(guó)家/地區(qū)分別為中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、加拿大、中國(guó)臺(tái)灣、印度和荷蘭，總申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)量的87.42%。排名第一的中國(guó)在地下水修復(fù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量為748件，占全球?qū)＠暾?qǐng)量的46.49%，相當(dāng)于排名第二的日本專利申請(qǐng)量的4倍，充分顯示中國(guó)在地下水修復(fù)技術(shù)研究領(lǐng)域的活躍度，同時(shí)中國(guó)也是該領(lǐng)域的專利最大來(lái)源國(guó)，這與中國(guó)環(huán)境修復(fù)行業(yè)政策密切相關(guān)。

1989-2003年期間，地下水修復(fù)技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前10的國(guó)家依次為日本、美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、荷蘭、比利時(shí)和意大利，說(shuō)明該時(shí)間段日本的地下水修復(fù)行業(yè)處于黃金發(fā)展期;2004-2018年，申請(qǐng)量排名前10的國(guó)家地區(qū)依次為中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、俄羅斯、德國(guó)、印度、法國(guó)和加拿大，在此階段，中國(guó)專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)高于其他國(guó)家或地區(qū)，說(shuō)明中國(guó)的地下水修復(fù)技術(shù)研究的熱度遠(yuǎn)高于其他國(guó)家或地區(qū)。

2.2 專利技術(shù)布局及競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

2.2.1 基于IPC分類的技術(shù)布局分析

根據(jù)國(guó)際專利分類（IPC分類）對(duì)檢索的專利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類可知，地下水修復(fù)專利申請(qǐng)量最多的前10個(gè)IPC小類依次為C02F、B09C、E21B、B01D、G01N、A62D、E03B、E02D、B09B、B01J。如表2所示，地下水修復(fù)技術(shù)相關(guān)專利主要分布在“水、廢水、污水或污泥的處理”（C02F）和“污染土壤的再生”（B09C）兩個(gè)技術(shù)方向，專利申請(qǐng)量分別為1157和613項(xiàng)，各占專利申請(qǐng)總量的71.72%和38.07%;還有一些技術(shù)方向主要分布在“土層或巖石的鉆進(jìn)”和“分離”，這些方向的專利申請(qǐng)量均在100項(xiàng)以上，其余技術(shù)方向的專利均在100項(xiàng)以下。

2.2.2 基于IPC分類的技術(shù)趨勢(shì)分析

2004-2018年期間，地下水修復(fù)相關(guān)專利的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)圖4。2013年以后“被污染的地下水或浸出液”技術(shù)方向的專利申請(qǐng)量顯著增加，到2017年到達(dá)頂峰，之后有所回落，其他四個(gè)技術(shù)方向雖有增加，除“污染的土壤的復(fù)原”技術(shù)方向外，其余三個(gè)技術(shù)方向的專利在2018年均有所回落，說(shuō)明在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)“被污染的地下水或浸出液”和“污染的土壤的復(fù)原”兩個(gè)技術(shù)方向仍將是專利申請(qǐng)的重要方向。

2.2.3 國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)量分析

如圖5所示，全球地下水技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前10的機(jī)構(gòu)分別為：栗田工業(yè)株式會(huì)社、中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、吉林大學(xué)、中電建水環(huán)境治理技術(shù)有限公司、北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司、華東理工大學(xué)、清水建設(shè)株式會(huì)社、常州大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），其中中國(guó)機(jī)構(gòu)占8個(gè)，日本機(jī)構(gòu)占2個(gè)，根據(jù)申請(qǐng)機(jī)構(gòu)類型來(lái)劃分，科研機(jī)構(gòu)占60%，企業(yè)占40%。如圖6所示，排名前10的發(fā)明人分別為席北斗、馬志飛、姜永海、楊昱、李書鵬、廉新穎、易升澤、楊樂(lè)巍、侯志強(qiáng)、何理，其中60%的發(fā)明人科研機(jī)構(gòu)，企業(yè)的發(fā)明人占40%，說(shuō)明地下水修復(fù)技術(shù)專利主要集中科研機(jī)構(gòu)，尤其是中國(guó)地區(qū)。

2.3 專利類型及授權(quán)趨勢(shì)分析

2.3.1 專利類型分析

1989-2018年期間，全球地下水修復(fù)技術(shù)專利類型及法律狀態(tài)分別見(jiàn)圖7和圖8。如圖7所示，全球地下水修復(fù)專利以發(fā)明專利申請(qǐng)為主，申請(qǐng)量為1366項(xiàng)，占申請(qǐng)量的84.90%，實(shí)用新型和外觀設(shè)分別占15.04%和0.06%;圖8顯示，全球地下水修復(fù)技術(shù)授權(quán)專利僅609項(xiàng)，占申請(qǐng)量的37.85%，失效專利722項(xiàng)，占申請(qǐng)量的44.87%，審中和未確認(rèn)的專利量分別占13.30%和3.98%。

2.3.2 專利授權(quán)趨勢(shì)分析

整體而言，全球地下水修復(fù)技術(shù)授權(quán)專利數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且主要集中在1999-2018年（圖9）。1999-2008年的十年間，地下水授權(quán)專利數(shù)量增加較為緩慢，且授權(quán)專利量占申請(qǐng)量的比重呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性;2009-2018年，授權(quán)專利數(shù)量增加相對(duì)較快，到2015年授權(quán)專利量到達(dá)頂峰，當(dāng)年授權(quán)專利量為85項(xiàng)，2015以后專利授權(quán)量及占比均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明地下水修復(fù)技術(shù)的專利授權(quán)難度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。

3 結(jié)論與展望

3.1 主要結(jié)論

通過(guò)對(duì)全球地下水修復(fù)技術(shù)相關(guān)專利的統(tǒng)計(jì)，并從專利申請(qǐng)的宏觀態(tài)勢(shì)、申請(qǐng)區(qū)域、技術(shù)布局、競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、授權(quán)趨勢(shì)等多個(gè)角度探討了地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，得出以下結(jié)論：

（1）從專利申請(qǐng)的時(shí)間序列來(lái)看，全球地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是2014年以后專利申請(qǐng)量進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，到2017年左右申請(qǐng)量達(dá)到巔峰，該未來(lái)一段時(shí)間仍將處于快速發(fā)展期。（2）從專利申請(qǐng)的區(qū)域分布來(lái)看，中國(guó)是地下水修復(fù)技術(shù)的主要申請(qǐng)國(guó)，其次是日本和韓國(guó)。（3）從專利IPC分類小賴來(lái)看，地下水修復(fù)技術(shù)目前研究熱點(diǎn)為“水、廢水、污水或污泥的處理”（C02F）和“污染土壤的再生”（B09C），而從IPC分類小組歷年的申請(qǐng)量來(lái)看，“被污染的地下水或浸出液”和“污染的土壤的復(fù)原”技術(shù)方向?qū)⑹俏磥?lái)的重點(diǎn)研究方向。（4）從專利申請(qǐng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)構(gòu)來(lái)看，申請(qǐng)量排名前十的機(jī)構(gòu)主要來(lái)源于中國(guó)和日本，且以中國(guó)機(jī)構(gòu)為主;從機(jī)構(gòu)類型來(lái)看，以中國(guó)環(huán)科院為首的科研機(jī)構(gòu)申請(qǐng)量較高于以中電建水環(huán)境治理技術(shù)有限公司為主的企業(yè)機(jī)構(gòu)，說(shuō)明在地下水修復(fù)技術(shù)研究領(lǐng)域科研機(jī)構(gòu)研究實(shí)力高于企業(yè)機(jī)構(gòu)。（5）從專利類型及授權(quán)趨勢(shì)來(lái)看，有效專利僅占全部申請(qǐng)量的37.85%，其他大部門處于失效、在審和未確認(rèn)狀態(tài);雖然近年來(lái)專利授權(quán)量有所增加，但授權(quán)專利量與申請(qǐng)量的比值卻在下降，說(shuō)明專利授權(quán)難度在逐步增大。

3.2 發(fā)展途徑

整體而言，全球地下水修復(fù)技術(shù)處于蓬勃發(fā)展階段，但面臨諸多問(wèn)題與挑戰(zhàn)?；谝陨辖Y(jié)果，提出以下見(jiàn)解：

（1）地下水修復(fù)技術(shù)的專利申請(qǐng)量相對(duì)較少，最大年申請(qǐng)量?jī)H有185件，說(shuō)明各地對(duì)地下水修復(fù)技術(shù)的研發(fā)重視程度不夠，因此，加強(qiáng)地下水修復(fù)技術(shù)方面的研發(fā)和力度已顯得刻不容緩。（2）技術(shù)分布方面C02F的申請(qǐng)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，一方面說(shuō)明該技術(shù)方向的研究十分熱門，另一方面則說(shuō)明各機(jī)構(gòu)對(duì)其他技術(shù)方向的研究重視不夠，可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)發(fā)展的不平衡，所以在發(fā)展過(guò)程中必須重視地下水修復(fù)技術(shù)的多樣性發(fā)展和平衡發(fā)展。（3）科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)實(shí)力雖然較強(qiáng)，但與企業(yè)合作申請(qǐng)專利的機(jī)構(gòu)相對(duì)較少且數(shù)量有限，大部分專利均以獨(dú)立申請(qǐng)為主，說(shuō)明技術(shù)主體間的合作力度不夠，未能形成產(chǎn)學(xué)研一體化，造成研發(fā)資源的浪費(fèi)。國(guó)家應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的政策鼓勵(lì)企業(yè)與高校間的合作，促進(jìn)地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)擴(kuò)散與知識(shí)共享，以期實(shí)現(xiàn)地下水修復(fù)技術(shù)的快速發(fā)展及科研成果的有效轉(zhuǎn)化。

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收稿日期：2019-12-30

作者簡(jiǎn)介：張斌（1986-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)槲廴緢?chǎng)地環(huán)境調(diào)查與修復(fù)技術(shù)研究。