基于文獻計量學的污水除臭研究現狀分析

李瑞祎

【摘 要】利用文獻計量學方法，基于Web of Science和CNKI數據庫，分析近40年來污水除臭研究的發展態勢和前沿領域，共檢索得到污水除臭相關中文文獻867篇，英文文獻270篇。結果表明，污水處理廠生物除臭技術是研究熱點。現有技術的完善，新技術如低溫等離子體法和納米材料凈化法的開發，以及多種技術聯用的探索有很重要的意義，目前仍缺乏深入研究，將是今后的一個重要突破口。

【關鍵詞】污水除臭;文獻計量分析

中圖分類號： X703文獻標識碼： A 文章編號： 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

文獻計量學是基于文獻事實，通過數學和統計學手段對文獻進行定量分析研究的科學[1]，是總結歷史研究成果、揭示未來研究趨勢的一種重要工具，文獻計量分析可在某一領域內系統地評估科研結果的學科分布、重要程度和發展趨勢，有助于從側面了解相關機構的整體科研實力和學科優勢。

隨著中國的經濟發展，城市化進程加快，城市污水處理設施越來越完善。中國污水處理設施作為在城市中廣泛分布的固定市政設施，在運行過程中會產生大量惡臭氣體[2]。城市中的異味會對人們的生活及環境質量造成不良影響，因此，惡臭的治理在我國就變得愈發重要。

通過文獻檢索，目前關于污水除臭方面的綜述類文獻數量十分有限，而且沒有利用文獻計量學的方法分析該領域研究現狀的相關文獻。而近年來國內有關污水除臭的論文數量快速增加，因此借助文獻計量學的方法對這一領域的分析和研究十分有必要。本文采用文獻計量學的方法，查詢國內外有關污水除臭的文獻，對文獻分布的期刊、年代、分布區域、研究機構、核心期刊、研究主題分布等進行定量統計分析，分析國內外污水除臭研究現狀及趨勢，為該領域的科研工作者與決策者提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

本研究使用的數據包括兩部分，中文文獻信息來源于中國知網（學術期刊）數據庫（CNKI），CNKI包括中文核心、SCI、EI和CSSCI收錄的文獻;英文文獻資源來源于Web of Science核心合集數據庫（WOS），WOS包括SCI-E，SS-CI，CPCI-S，CPCI-SSH，CCR-E和IC收錄的文獻。檢索時間為2018年11月2日，時間跨度自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的Nees Jan van Eck和Waltman共同開發的基于文獻的共引和共被引原理，用來構建和查看文獻計量圖譜的免費文獻計量分析軟件。本文中所采用的知識圖譜均為VOSviewer的標簽圖譜。在標簽圖譜中，一個圓圈和其中的標簽代表一個元素，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聚類。

2 結果與分析

2.1 發文量年變化趨勢

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

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

2.2 發文國家分析

基于文獻計量在線分析平臺統計，發文總量前十的國家依次為中國（185篇），日本（24篇），韓國（10篇），法國（8篇），加拿大（7篇），美國（6篇），波蘭（6篇），俄羅斯（4篇），希臘（3篇），西班牙（1篇）。發文量前十的國家發文總量為254篇，占發文總量的94%，而以中國最為突出，占發文總量的68.5%。

由圖3的發文量前10的國家發文走勢看，日本起步最早，其他國家三年后才有陸續發文，研究起步時間相差最大的達31年。而中國自2001年才有第一篇發文，但發展迅速，刊文數量迅速上升，在論文數量上占有絕對優勢，研究的連續性也較好。

2.3 研究機構

由圖4可以看出，在CNKI中，發文量前10位的研究機構累計發文量為163篇（占19.0%）。其中總發文量最高的是上海市政設計研究院（29篇），其次是吉林大學（20篇），第三為中國市政工程華北設計研究院（22篇），但總被引頻次最高的研究機構為哈爾濱工業大學（262次），其次為天津大學（133次），第三為上海市政設計研究院（64次）。平均被引頻次排名前三的研究機構依次為哈爾濱工業大學、廣州市市政工程設計研究院和天津大學。WOS中發文量前十的研究機構累計發文量為61篇（占22.6%）。其中中國占6個，其他各占一個。總發文量最高的是中國科學院（20篇），其次是哈爾濱工業大學（10篇），第三為生態環境科學研究中心（5篇）。但總被引頻次最高的機構為法國國家農業研究所（909次），占前十總被引頻次的54%，篇均被引頻次也遠高于其他研究機構（227.25次）。表明該機構在這一領域的文獻質量很高，有明顯優勢。總被引頻次第二的為哈爾濱工業大學（283次），第三為中國科學院（192次）。

2.4 重點期刊

根據對CNKI中以污水除臭為主題的文獻所屬期刊及其刊文量的統計發現，刊文量最多的期刊前三名為《中國給水排水》、《給水排水》和《中國環保產業》，對應發文數分別為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《上海環境科學》（99次）、《中國工程科學》（57次）、《現代技術陶瓷》（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》，對應的刊文量分別為22篇、12篇和11篇。但WOS中刊文量靠前的期刊平均被引次數也較少。

2.5 文獻引用

CNKI中文獻的被引頻次相差不大，其中謝冰等發表于《上海環境科學》的“微生物法脫臭及其影響”被引次數排名第一（99次），李志強等發表于《中國給水排水》的“生物除臭技術”排名第二（75次），趙麗君等發表在《中國給水排水》的“污水處理廠除臭技術及工程化”位列第三（64次）。WOS中被引頻次最高的文獻是1993年Zilli等發表于《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等發表于《Bioresource Technology》的“Nitrogen removal from animal waste treatment water by anammox enrichment”（106次）。

2.6 學科分布

圖5可知，CNKI中文獻量和總被引頻次所屬學科分布較為廣泛，前三的學科依次是“環境”、“城鄉規劃與市政”以及“石油天然氣”，環境屬于基礎學科，城鄉規劃與市政屬工程學科，石油天然氣屬技術學科。WOS中排名前三的學科為“Environmental sciences ecology”，“Engineering”和“Public environmental occupational health”，前十的文獻量和被引頻次相差不大，學科包括基礎學科，技術學科和工程學科且分布較為均勻。

2.7 研究前沿趨勢

利用VOSviewer軟件分別對CNKI和WOS中的文獻題目和摘要基于同現詞網絡構建關鍵詞術語地圖（圖6-圖9）。由關鍵詞共現知識圖譜可以看出，我國污水除臭研究領域的熱點主要集中在污水處理廠生物除臭技術，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。由研究熱點密度視圖可知在生物除臭技術研究方面熱度較高。而WOS中污水除臭涉及的研究被聚類成典型的兩個方向，其中左側聚類出現的高頻關鍵詞有：過濾（Filter）、高效生物除臭（Efficient bio deodorization）、中水（grey water）等。右側聚類出現的高頻關鍵詞主要有污水處理廠（Wastewater treatment plant）、生物濾池（Biofiltration）、消毒（Sterilization）等。由研究熱點視圖對黃色區域的關鍵詞進行綜合分析，得出在污水處理廠中由生物過濾技術來除臭的研究熱度較高。

3 結論

污水除臭技術研究在CNKI中最早的文獻發表時間（1978年）與WOS中一致，但在相當長的時間內CNKI與WOS中此領域的研究文獻均不多。2005年以前WOS中的文獻主要來源于日本等發達國家，此后我國在WOS中的發文量占據了一半以上，且呈逐年上升的趨勢。造成此現象的原因可能是我國對此領域的關注度較高，而日本、美國等發達國家在此領域的研究已較為成熟。

我國一些主要研究機構如中國科學院、哈爾濱工業大學等在發文量上位居國際前列，但在國際高水平期刊和高質量文獻發表方面還較為欠缺，尤其是高被引次數文獻幾乎沒有，說明國內研究機構影響力不足。

從研究前沿趨勢分析，國內相關領域現有文獻的研究主要集中在針對惡臭的生物處理方法如生物膜、高效除菌劑的研發、廢氣生物處理等方面，而有關新技術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。生物法在國內應用最廣，但其對處理高濃度、超大氣量惡臭的能力有限[3]。建議應加大對現有技術的完善和新技術以及多種技術聯用的探索。

【參考文獻】

[1]查先進.信息分析與預測[M].武漢：武漢大學出版社， 2001.

[2]張穎，靳少培，姬亞芹，王秀艷.污水除臭技術的應用及研究現狀[J].環境污染與防治，2013，1：81-85.

[3]劉碧燕.城市污水處理廠除臭國內外技術現狀[J].企業技術開發，2005，24（12）：102-104.