基于CiteSpace土壤重金屬污染防治的知識圖譜研究

張曉晴，李 雅，魏 珊，任大軍，張淑琴

（1武漢科技大學(xué)，武漢 430081；2冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430081；3武漢大學(xué)，武漢 430000）

0 引言

土壤是生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，是物質(zhì)和能量循環(huán)的重要圈層。近年來，大量的重金屬受到人類生產(chǎn)活動(dòng)的影響進(jìn)入土壤環(huán)境，土壤生態(tài)環(huán)境一旦遭到破壞，農(nóng)作物的生長狀況也會受影響，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全也難以得到保證[1]。2019年中國生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，重金屬是導(dǎo)致農(nóng)用地環(huán)境質(zhì)量下降的主要污染物，其中重金屬鎘是首要污染物[2]。土壤污染的途徑多種多樣，污染來源分析和控制難度較大[3]。目前，中國尚未建立健全覆蓋多級的土壤環(huán)境監(jiān)督管理體系，受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，對于土壤污染防治方面的關(guān)注度不高。由于土壤重金屬污染的滯后性，人們難以認(rèn)識到土壤污染防治的重要性，重金屬富集所引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品安全問題以及群體公共安全事件已成為影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要因素[4]?？梢?，污染土壤的管控和修復(fù)是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵環(huán)境問題。盡管近年來借鑒國外的土壤污染防治經(jīng)驗(yàn)，中國也逐漸開展土壤風(fēng)險(xiǎn)管控、污染土地安全利用率、農(nóng)田土壤風(fēng)險(xiǎn)評估等工作，但是在中國的實(shí)踐時(shí)間太短，長期效果還需要觀察[5]。目前，中國對于污染地塊的管理主要以修復(fù)為主，土壤修復(fù)技術(shù)逐漸進(jìn)入工程示范階段。土壤重金屬污染修復(fù)研究[6]相關(guān)的論文逐年增多，涉及的學(xué)科種類也越來越多[7-10]，但是這些研究大多數(shù)局限于某個(gè)方向，比如植物對于土壤中重金屬的修復(fù)作用[11]、生物炭在重金屬修復(fù)中的應(yīng)用[12]等。缺少從宏觀角度，系統(tǒng)性地研究分析土壤重金屬污染防治領(lǐng)域的現(xiàn)狀、前沿?zé)狳c(diǎn)和主題演進(jìn)等。

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)這個(gè)詞最早是由Pritchard在1969年提出的，核心是經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，運(yùn)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)方法定量地分析研究主題的交叉科學(xué)，最先應(yīng)用于圖書及其他通訊媒介[13]。隨后被其他學(xué)科所吸收，當(dāng)前已經(jīng)廣泛應(yīng)于環(huán)境[14]、食品安全[15]、醫(yī)學(xué)[16]等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，用于分析相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)以及研究趨勢等。如Zhang等[17]采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法，以Web of Science數(shù)據(jù)庫檢索的文獻(xiàn)記錄為基礎(chǔ)，評估植物修復(fù)研究現(xiàn)狀，探討植物修復(fù)研究的發(fā)展趨勢。

CiteSpace是由陳超美開發(fā)的一款可視化分析軟件[18]，同時(shí)能夠在很短的時(shí)間內(nèi)識別出某一科學(xué)領(lǐng)域中主要的研究學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)，快速找出該領(lǐng)域的核心文獻(xiàn)、知識基礎(chǔ)、研究趨勢。如張宇婷等[19]借助CiteSpace關(guān)鍵詞聚類分析了國內(nèi)外土壤侵蝕研究主題，提出中國土壤侵蝕研究的發(fā)展方向。Li等[20]采用CiteSpace對土壤重金屬植物修復(fù)的研究熱點(diǎn)和趨勢進(jìn)行定性和定量分析，幫助研究人員獲取了該領(lǐng)域的研究狀況和進(jìn)展。

筆者利用CiteSpace計(jì)量分析軟件，以Web of Science數(shù)據(jù)庫核心合集、中國知網(wǎng)、維普和萬方核心期刊為數(shù)據(jù)源，從發(fā)文數(shù)量、作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞以及共被引文獻(xiàn)多個(gè)方面對2006—2019年國內(nèi)外發(fā)表的土壤重金屬污染防治方面的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，以期對土壤修復(fù)相關(guān)研究和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)來源及分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中文文獻(xiàn)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）、萬方（Wanfang）和維普（VIP）3個(gè)數(shù)據(jù)庫。使用高級檢索，檢索條件設(shè)置為“主題=土壤重金屬+污染修復(fù)/污染防治”，檢索時(shí)間段設(shè)置為2006—2019年。在中國知網(wǎng)中檢索到2765條，萬方中檢索到2770條，維普中檢索到495條。檢索時(shí)手動(dòng)去除不相關(guān)文獻(xiàn)，并利用Cooccurrence 6.722（COOC）軟件中多數(shù)據(jù)庫去重功能對下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行查重，最終得到相關(guān)的文獻(xiàn)2780條。

英文文獻(xiàn)來源于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫，使用高級檢索，以“TS=（soil heavy metal*AND（remediation OR pollution control OR pollution prevention））為”檢索式，語種選擇English，文獻(xiàn)類型選擇Article和Review，檢索時(shí)間段設(shè)置為2006—2019年，檢索到5927條結(jié)果。刪除與研究主題無關(guān)的文獻(xiàn)和重復(fù)文獻(xiàn)，最終得到5082條數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入CiteSpace中進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析。

1.2 分析方法

利用CiteSpace（5.6.R4）軟件對2006—2019年與土壤重金屬污染修復(fù)相關(guān)的中英文文獻(xiàn)進(jìn)行分析。主要分析文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量、作者、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞以及被引文獻(xiàn)。時(shí)間切片都設(shè)置為1，根據(jù)圖譜的呈現(xiàn)情況進(jìn)行裁剪，選擇不同的節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行圖譜分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量變化

2006—2019年，中文文獻(xiàn)和英文文獻(xiàn)的發(fā)文量在整體上都呈現(xiàn)增長趨勢，極個(gè)別年份出現(xiàn)小幅度的波動(dòng)（圖1）。英文文獻(xiàn)增長速率明顯高于中文文獻(xiàn)。根據(jù)英文發(fā)文量曲線，2014年之前發(fā)文量增長較為緩慢。2014年，首屆聯(lián)合國環(huán)境大會召開，全球?qū)τ谏鷳B(tài)環(huán)境越來越重視，英文發(fā)文量隨之呈現(xiàn)快速上升趨勢。根據(jù)中文發(fā)文量曲線，在2015年之前，發(fā)文量增長比較緩慢。2015年之后，隨著修訂后的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施，“土十條”的印發(fā)和《土壤污染防治方法》的頒布實(shí)施，人們對于土壤污染前的預(yù)防和污染后的治理關(guān)注度更高，對于土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù)及相關(guān)的工程應(yīng)用的關(guān)注度也隨之提高，相應(yīng)的發(fā)文量顯著增加。預(yù)測2019年之后相關(guān)領(lǐng)域的研究會呈現(xiàn)繼續(xù)增長的趨勢。

圖1 中英文發(fā)文量變化曲線

2.2 發(fā)文國家或地區(qū)分析

發(fā)文量排名前10位的國家或地區(qū)如圖2所示。中國發(fā)文量最多（1920篇），占總發(fā)文量的37.8%。說明中國的科研機(jī)構(gòu)對于土壤重金屬污染防治發(fā)文量的貢獻(xiàn)最大，中國在土壤重金屬污染防治方面比較重視，開展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，以期探索符合中國土壤性質(zhì)和田間管理的污染修復(fù)技術(shù)。其次是美國（456篇）、西班牙（343篇）和印度（269篇），以上這些國家或地區(qū)農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其中美國為農(nóng)業(yè)出口大口。國家或地區(qū)對農(nóng)業(yè)的重視程度較高，人們對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量關(guān)注度也較高，更多的學(xué)者研究土壤環(huán)境重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。排名前10位的國家或地區(qū)發(fā)文量總計(jì)4236篇，占總發(fā)文量的83.3%。

圖2 國際發(fā)文量前10位的國家或地區(qū)

2.3 研究機(jī)構(gòu)分析

利用CiteSpace中“Institution”分析功能對發(fā)文研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。圖中圓形的節(jié)點(diǎn)代表研究機(jī)構(gòu)，圓圈和字體越大表明機(jī)構(gòu)發(fā)文量越多。節(jié)點(diǎn)間的連線表示研究機(jī)構(gòu)之間的交流合作，連線越粗表明機(jī)構(gòu)合作發(fā)文量越多。經(jīng)過合并二級機(jī)構(gòu)和名稱變化了的機(jī)構(gòu)，得到機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜。

2.3.1 國內(nèi)機(jī)構(gòu) 由圖3、表1可看出，中國科學(xué)院大學(xué)的發(fā)文量最多，中介中心性最高，為0.11，說明中國科學(xué)院大學(xué)在土壤重金屬修復(fù)方面具有一定權(quán)威性。有關(guān)土壤重金屬污染修復(fù)的研究主要是集中在各研究所和高校中（表1），少部分企業(yè)也有研究，比如陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司。但研究所、高校和企業(yè)之間的合作交流不緊密。在今后的研究中，可以加強(qiáng)企業(yè)和研究所、企業(yè)和高校的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)共同發(fā)展。

表1 土壤重金屬污染防治國內(nèi)發(fā)文量前10位的機(jī)構(gòu)

圖3 2006—2019年土壤污染防治國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)合作知識圖譜

2.3.2 國際機(jī)構(gòu) 國際機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中有571個(gè)節(jié)點(diǎn)1245條連線（圖4）。發(fā)文量前10位的機(jī)構(gòu)中有9個(gè)是中國的機(jī)構(gòu)，多為國內(nèi)高校（表2）。中國科學(xué)院在發(fā)文量排名中位居前列，2006—2019年發(fā)文量為418篇。根據(jù)機(jī)構(gòu)發(fā)文量年限分布圖（圖5），中國科學(xué)院在2007年之后每年的發(fā)文量都位居前列。同時(shí)，英文發(fā)文機(jī)構(gòu)的發(fā)文量在2006—2016年期間變化不大，從2016年開始大部分機(jī)構(gòu)的發(fā)文量迅速增加，其中，中國科學(xué)院的發(fā)文數(shù)量和增速遠(yuǎn)高于其他機(jī)構(gòu)。這反映了中國科學(xué)院在土壤重金屬污染修復(fù)方面強(qiáng)大的科研攻關(guān)力量，為全面實(shí)施土壤修復(fù)項(xiàng)目提供了強(qiáng)有力的科技支撐，如中科院南京土壤所貴冶周邊區(qū)域九牛崗地區(qū)鎘銅污染土壤修復(fù)技術(shù)示范，湖南湘潭、浙江杭州、江蘇蘇州、河南濟(jì)源、廣東韶關(guān)、江西貴溪等地鎘污染農(nóng)田邊生產(chǎn)邊修復(fù)技術(shù)應(yīng)用示范。

圖4 土壤重金屬污染防治國際機(jī)構(gòu)合作知識圖譜

圖5 國際機(jī)構(gòu)發(fā)文量年限分布圖

表2 土壤重金屬污染防治國際發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu)

2.4 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞能夠體現(xiàn)出一篇文章的精髓，在分析某個(gè)領(lǐng)域的研究前沿時(shí)，可以為研究學(xué)者提供研究主題的演變過程，預(yù)測該主題未來的發(fā)展趨勢[22]。通過軟件中“Keyword”分析功能可以得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜和關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜。

2.4.1 中文關(guān)鍵詞 設(shè)置突現(xiàn)關(guān)鍵詞數(shù)量為21個(gè)，得到2006—2019年重金屬污染防治突現(xiàn)關(guān)鍵詞分布圖（圖6）。結(jié)果表明，“超富集植物”是突現(xiàn)強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞（10.9239），“印度芥菜”是突現(xiàn)持續(xù)時(shí)間最長的詞（2006—2012年），“淋洗修復(fù)”在中間一段時(shí)間內(nèi)突現(xiàn)時(shí)間持續(xù)較長，“耕地土壤”和“生物炭”是突現(xiàn)時(shí)間最晚的詞。根據(jù)突現(xiàn)關(guān)鍵詞分布圖，在2016年連續(xù)出現(xiàn)4個(gè)突現(xiàn)詞。同時(shí)根據(jù)中文發(fā)文量變化曲線，2016年之后發(fā)文量顯著增加，因此可將2016年視為一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。將2006—2019年劃分為2006—2015、2016—2019年2個(gè)時(shí)間段進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。

圖6 2006—2019年土壤重金屬污染防治國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

（1）2006—2015年國內(nèi)土壤重金屬污染防治研究態(tài)勢。從圖7關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中可看出，除了與檢索主題詞一致的“重金屬污染”、“土壤污染”、“土壤”和“土壤修復(fù)”等外，圓形節(jié)點(diǎn)較大的關(guān)鍵詞是“植物修復(fù)”、“超富集植物”、“生物修復(fù)”以及“化學(xué)淋洗”，說明其在2006—2015年出現(xiàn)頻次較高，是該時(shí)期的研究熱點(diǎn)。

圖7 2006—2015年污染土壤重金屬防治國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

生物修復(fù)具有操作簡單、花費(fèi)少、對環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，而植物修復(fù)作為生物修復(fù)中的一種成為了熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。植物修復(fù)技術(shù)可利用植物自身新陳代謝超富集重金屬，通過植物提取、轉(zhuǎn)移、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤中的污染物達(dá)到去除土壤中污染物的目的[23]。目前，世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了700多種超富集植物[24]，比如印度芥菜、東南景天（Cd、Zn超富集植物）、蜈蚣草（As超富集植物）、美洲蜚蠊（Mn超富集植物）等。印度芥菜原產(chǎn)于中亞、印度、非洲以及東歐，在中國主要分布在西北地區(qū)和西南高原地區(qū)[25]，具有生長快、生物量大等優(yōu)點(diǎn)[26]，對重金屬鋅、鎘、鉛具有超富集作用，常被用在土壤重金屬植物修復(fù)的盆栽實(shí)驗(yàn)中[27-28]。這一關(guān)鍵詞從2006年開始突現(xiàn)，并持續(xù)了很長一段時(shí)間，說明印度芥菜在過去一段時(shí)間是重金屬植物修復(fù)的熱點(diǎn)研究植物。如郭艷杰等[29]發(fā)現(xiàn)印度芥菜對重金屬復(fù)合污染土壤中的Cd和Pb具有一定的吸收富集效果，其凈化率分別為0.35%～9.22%和0.015%～0.356%。目前，發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)超富集植物選擇性強(qiáng)，只能處理單一的重金屬，中國地質(zhì)條件復(fù)雜、植物種類繁多，還有許多超富集植物等待研究學(xué)者們?nèi)グl(fā)掘。

淋洗修復(fù)在2011—2015年期間突現(xiàn)，可見通過淋洗修復(fù)土壤重金屬是該時(shí)期一個(gè)研究的熱門方向。淋洗修復(fù)屬于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，通過淋洗液的螯合作用、解吸作用、溶解作用和固定作用，使得土壤中污染物脫附、溶解而去除[30]。如李世業(yè)等[31]采用振蕩淋洗法研究EDTA、檸檬酸、鹽酸等多種淋洗劑對鎘污染場地的淋洗修復(fù)效果，發(fā)現(xiàn)0.1 mol/L的EDTA淋洗效果最佳。

（2）2016—2019年國內(nèi)土壤重金屬污染防治研究態(tài)勢。從圖8關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜可以看出，2016—2019年的研究熱點(diǎn)與2006—2015年的研究熱點(diǎn)相似性很大。依據(jù)節(jié)點(diǎn)圓圈的大小，這一階段研究熱點(diǎn)在上一階段的基礎(chǔ)上增加了“農(nóng)田土壤”、“生物炭”。農(nóng)田土壤因?yàn)槭艿饺祟惢顒?dòng)影響，是目前土壤污染防治的重點(diǎn)領(lǐng)域和環(huán)境主體。工業(yè)排放廢棄物、農(nóng)藥化肥和污水灌溉等是導(dǎo)致農(nóng)田土壤受污染的主要原因[32]。大部分的污染修復(fù)技術(shù)圍繞重金屬污染農(nóng)田土壤展開，如降低土壤重金屬有效態(tài)含量、植物修復(fù)技術(shù)、農(nóng)藝綜合措施等[33-35]。如Wan等[36]從降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境價(jià)值、成本等角度比較分析了超富集植物提取、經(jīng)濟(jì)作物間作、化學(xué)固定化和土壤翻耕4種農(nóng)田修復(fù)技術(shù)，其中植物修復(fù)技術(shù)的環(huán)境效益最佳。生物炭是由生物質(zhì)材料在缺氧條件下經(jīng)過高溫裂解后生成的產(chǎn)物[36]。能夠吸附土壤中的污染物質(zhì)，改良受污染土壤。國內(nèi)外也有大量學(xué)者對此進(jìn)行了研究，魯秀國等[37]利用核桃殼作為生物質(zhì)原材料制成生物炭，通過降低重金屬Cd的遷移性，減少生物可利用度，最終對土壤中的Cd起到鈍化修復(fù)作用。Meng等[38]研究了稻草與豬糞在400℃下供熱解產(chǎn)生的生物炭，評估通過孵育實(shí)驗(yàn)研究它們對4種重金屬（Cd、Cu、Pb、Zn）重金屬生物利用度和化學(xué)形態(tài)的影響，結(jié)果表明稻草與豬糞共熱分解產(chǎn)生的生物炭質(zhì)量比為3:1可以最有效地固定土壤中的金屬。熱解溫度[39]、生物質(zhì)材料的不同都會影響最終生物炭對污染土壤的修復(fù)效果。很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)改性后的生物炭對于土壤重金屬的作用效果更加顯著，如Xia等[40]通過石灰輔助水熱合成方法制備出改性水煤，對比改性水煤和原始水煤固定化重金屬的效率，發(fā)現(xiàn)改性后的水煤鈍化復(fù)合重金屬污染土壤的能力更強(qiáng)，對土壤重金屬固定化效率提高了95.1%（鉛）和64.4%（鎘），重金屬生物毒性降低了54.0%（鉛）和27.0%（鎘）。

圖8 2016—2019年污染土壤重金屬防治國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

2.4.2 英文關(guān)鍵詞 根據(jù)英文發(fā)文量變化曲線，2014年之后英文發(fā)文量顯著增加，因此2014年可視為一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。將2006—2019年劃分為2006—2014、2015—2019年2個(gè)時(shí)間段進(jìn)行國際文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。

（1）2006—2014年國際土壤重金屬污染防治研究態(tài)勢。2006—2014年關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，節(jié)點(diǎn)數(shù)N=122，連線數(shù)E=338，網(wǎng)絡(luò)密度為0.046（圖9）。排除與檢索主題詞一致或相近的“heavy metal”、“remediation”、“polluted soil”、“soil”、“pollution”、“removal”，依據(jù)節(jié)點(diǎn)圓圈大小排序，出現(xiàn)頻次較高的是“Cd”、“Pb”、“Zn”、“Cu”、“phytoremediation”、“phytoextraction”和“accumulation”?？梢婃k、鉛、鋅和銅是重金屬污染土壤修復(fù)中的重點(diǎn)研究對象。植物修復(fù)方法是一種很有前途的生態(tài)修復(fù)方法，使用對土壤金屬有超強(qiáng)富集能力的作物或樹木吸收土壤中重金屬，可以達(dá)到治理污染的目的[41]。Nissim等[42]研究4種不同植物（楊樹、柳樹、大麻和紫花苜蓿）在炎熱干旱氣候條件下提取微量元素的過程，發(fā)現(xiàn)4種植物對不同微量元素都有一定的提取潛力。

圖9 2006—2014年污染土壤重金屬防治國際文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

（2）2015—2019年國際土壤重金屬污染防治研究態(tài)勢。2015—2019年關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，節(jié)點(diǎn)數(shù)N=75，連線數(shù)E=149，網(wǎng)絡(luò)密度為0.0537（圖10）。從節(jié)點(diǎn)圓圈大小可看出，鎘、鉛、鋅、銅以及植物修復(fù)的研究熱度依舊很高，與上一階段情況類似，此外在上一時(shí)期的基礎(chǔ)上還增加了“immobilization”、“biochar”、“risk assessment”。

圖10 2015—2019年污染土壤重金屬防治國際文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

化學(xué)固定法通過改變土壤pH或增強(qiáng)吸附、離子交換、絡(luò)合或沉淀來控制金屬的流動(dòng)性和植物有效性。對于受污染的農(nóng)業(yè)土壤的廣泛區(qū)域，通過應(yīng)用固定化金屬的改良劑進(jìn)行原位化學(xué)修復(fù)比從污染土壤中清除金屬更為經(jīng)濟(jì)有效，尤其是對于輕度至中度金屬污染的修復(fù)[43]。Mariussen等[44]研究2種穩(wěn)定劑（氫氧化鐵、零價(jià)鐵）修復(fù)靶場Pb、Cu、Zn、Sb復(fù)合污染土壤的效果，發(fā)現(xiàn)氫氧化鐵和零價(jià)鐵能夠固定土壤中重金屬，且零價(jià)鐵的修復(fù)效果更好。利用生物炭修復(fù)土壤重金屬屬于化學(xué)固定法中的一種。Kumar等[45]通過在鋅污染土壤中添加2種生物炭（稻殼、牛糞），進(jìn)行為期180天的榕樹盆栽實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)重金屬鋅被固定在生物炭上，通過選擇具有生物炭特性的生物炭，可以優(yōu)化重金屬污染土壤的植物修復(fù)。進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)能夠幫助識別土壤被重金屬污染的程度，與既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，為土壤重金屬污染的綜合治理提供科學(xué)依據(jù)，制定更有效的風(fēng)險(xiǎn)削減和管理措施[46]。Wang等[47]對7種轉(zhuǎn)化土壤中Cu、Cr、Cd、Pb等重金屬含量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，認(rèn)為退耕還林導(dǎo)致土壤中Pb、Cr含量增加，同時(shí)在長期的農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)田沒有受到重金屬污染。

2.5 高被引文獻(xiàn)分析

文獻(xiàn)被引用次數(shù)能夠反映被引文獻(xiàn)作為知識基礎(chǔ)對當(dāng)前研究的影響[48]。共引網(wǎng)絡(luò)是指由2篇文章組成的知識網(wǎng)絡(luò)同時(shí)被第三或其他文章引用。CiteSpace中節(jié)點(diǎn)類型選擇“Reference”，選擇標(biāo)準(zhǔn)為TOP50，不對圖譜進(jìn)行剪切，得到節(jié)點(diǎn)數(shù)N=484，連線數(shù)E=2439，網(wǎng)絡(luò)圖譜密度為0.021（圖11）。引用率高的文獻(xiàn)體現(xiàn)了該領(lǐng)域的重要研究成果，并且中介中心性高（≥0.1）的節(jié)點(diǎn)通常是在不同領(lǐng)域進(jìn)行連接的關(guān)鍵樞紐[49]。選取中介中心性大于0.1的文獻(xiàn)進(jìn)行分析（表3）。

表3 土壤重金屬污染防治領(lǐng)域被引總次數(shù)前5的文獻(xiàn)

圖11 2006—2019年土壤重金屬污染防治國際被引文獻(xiàn)共現(xiàn)圖譜

5篇文獻(xiàn)都為綜述論文，綜述是學(xué)者們依據(jù)前人的研究成果高度凝練總結(jié)出的文獻(xiàn)，能夠?yàn)橹蟮难芯刻峁├碚撝魏脱芯克悸?。?篇介紹了在重金屬污染土壤修復(fù)中螯合劑的應(yīng)用，螯合劑與重金屬離子在螯合作用下形成穩(wěn)定絡(luò)合物，從而將重金屬從受污染土壤中解吸出來[50]。第2篇介紹了改良劑穩(wěn)定土壤中砷、鉻、銅、鉛和鋅的研究進(jìn)展，改良劑的種類、土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH等都會影響土壤中重金屬的遷移速率[51]。第3篇介紹了輔助自然修復(fù)在環(huán)境凈化中的作用，通過人為的修復(fù)方式比如植物修復(fù)、添加改良劑等來加速重金屬污染土壤的修復(fù)過程[52]。第4篇介紹了螯合輔助植物萃取土壤重金屬的相關(guān)研究，螯合物在提高土壤中重金屬的生物有效性和增加根-芽轉(zhuǎn)移方面具有很大的潛力[53]。第5篇介紹了污染土壤和地下水的植物修復(fù)技術(shù)[54]。5篇綜述中有4篇與改良劑相關(guān)，3篇與植物修復(fù)相關(guān)?？梢姼牧紕┖椭参镄迯?fù)技術(shù)受到了研究人員高度的關(guān)注。與此同時(shí)5篇文獻(xiàn)的第一作者都為國外學(xué)者，說明國外學(xué)者在重金屬土壤修復(fù)研究方面的基礎(chǔ)研究更多。

2.6 土壤重金屬污染防治未來研究趨勢

植物修復(fù)因?yàn)槌杀镜土?、對環(huán)境影響小、能夠大范圍應(yīng)用，近些年受到了國內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注。但超富集植物生長周期長，易受到周圍環(huán)境影響，修復(fù)效率不高，因此利用改良技術(shù)（化學(xué)誘導(dǎo)、接種菌株強(qiáng)化、基因技術(shù)）來提高修復(fù)效率是今后的研究熱點(diǎn)[55]。

淋洗修復(fù)分為原位淋洗和異位淋洗。對于原位淋洗，當(dāng)前關(guān)鍵的問題是如何清理淋洗完的廢液、如何避免二次污染。異位淋洗雖然能夠避免二次污染，但會破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)。因此發(fā)展新型綠色淋洗劑將會是化學(xué)淋洗修復(fù)方面的研究重點(diǎn)，如EDTA、檸檬酸、蘋果酸等[56]。

生物炭作為地球化學(xué)材料的一種，能夠吸附固定土壤中重金屬。目前，大多數(shù)研究都集中在生物炭修復(fù)機(jī)理方面，通過對修復(fù)機(jī)理的深入認(rèn)識，生物炭在修復(fù)土壤重金屬時(shí)的一些問題暴露出來[57]。土壤是一個(gè)多種污染物同時(shí)存在的復(fù)雜體系，因而通過物理、化學(xué)、生物等方法對生物炭進(jìn)行改性，提高修復(fù)污染土壤的效果是今后的一個(gè)研究熱點(diǎn)。此外，單一的修復(fù)方法難以達(dá)到很好的修復(fù)效果，多種技術(shù)聯(lián)合修復(fù)是未來的重點(diǎn)研究方向。如生物炭聯(lián)合植物修復(fù)污染農(nóng)田、化學(xué)淋洗與生物技術(shù)聯(lián)合修復(fù)礦區(qū)土壤[58]。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指對污染物進(jìn)入環(huán)境中可能產(chǎn)生的有害影響進(jìn)行預(yù)測的過程。土壤風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)則注重污染物進(jìn)入土壤環(huán)境后對人類健康的影響，以及污染物在土壤環(huán)境中的穩(wěn)定性。此外，評價(jià)其環(huán)境友好性，以及對周圍環(huán)境主體的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)或二次污染，仍需要進(jìn)一步評估修復(fù)方法的安全性。國際上風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)相關(guān)的研究相對較多，未來需要借助國外的經(jīng)驗(yàn)，對風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的科學(xué)性和合理性進(jìn)行深入研究。

3 結(jié)論

（1）從發(fā)文量看，中英文發(fā)文量都處于穩(wěn)步上升階段，但中文發(fā)文量比英文發(fā)文量要滯后很多，同時(shí)，隨著時(shí)間的推移差距越來越大。

（2）就合作網(wǎng)絡(luò)看，中文文獻(xiàn)高產(chǎn)作者發(fā)文量相對英文文獻(xiàn)高產(chǎn)作者發(fā)文量要少很多。從中觀機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)看，中國科學(xué)院大學(xué)和中國科學(xué)院發(fā)文最多，遠(yuǎn)超其他機(jī)構(gòu)，但國內(nèi)機(jī)構(gòu)間的合作交流相對于國外的交流要少；從宏觀國家合作網(wǎng)絡(luò)看，中國的發(fā)文量遠(yuǎn)超其他農(nóng)業(yè)大國。可見中國在土壤重金屬污染防治方面研究較為深入，但仍然需要加強(qiáng)科研團(tuán)隊(duì)之間的交流。

（3）從研究熱點(diǎn)看，國內(nèi)研究方向與國際研究方向逐漸趨于一致。研究者更關(guān)注重金屬鎘、鉛、鋅和銅的污染防控。其中土壤重金屬污染防治修復(fù)方法的熱點(diǎn)主要集中在植物修復(fù)、淋洗修復(fù)等方向。生物炭修復(fù)，尤其是改性生物炭是最近幾年國內(nèi)外修復(fù)土壤重金屬領(lǐng)域的熱門研究方向。另外國內(nèi)的主要修復(fù)對象集中在受污染農(nóng)田上，未來可能需要對污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)進(jìn)行更深入的研究，為土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供更為可靠有效的參考。