全康環(huán)保:研究背景：2018 年，在全國生態(tài)環(huán)境保護大會(huì )上，國家主席習近平指出農村水污染問(wèn)題綜合治理已成為我國美麗鄉村建設的重要部分，同時(shí)也是改善農村人居環(huán)境的重要內容。據統計，農村地區水污染排放總量占全國污水排放總量的1/2以上，且與我國城市污水處理率( 94. 54%)相比，農村生活污水處理率僅為22%?？梢?jiàn)，農村生活污水處理已成為制約“美麗鄉村”建設、農村人居環(huán)境綜合整治的重要因素之一。

農村生活污水主要來(lái)源于廁所、廚房、浴室和禽畜養殖等用水，其具有水質(zhì)水量波動(dòng)大、有機物含量高、易引發(fā)環(huán)境污染等特征。在農村生活污水處理研究領(lǐng)域，已有較為豐富的研究成果。目前，國內外學(xué)者對農村生活污水處理的研究主要致力于探索開(kāi)發(fā)適合農村特殊社會(huì )環(huán)境、自然環(huán)境、文化背景的治理技術(shù)以及對不同處理技術(shù)實(shí)際應用效果的評價(jià)?，F有農村生活污水處理技術(shù)形式多樣，內容豐富，主要有人工濕地技術(shù)、蚯蚓生態(tài)濾池、土地滲濾處理技術(shù)、穩定塘、膜生物反應器等。此外，學(xué)者們也對農村生活污水處理的不同形式或者組合模式效果進(jìn)行了評價(jià)，主要包括生物接觸氧化與溫室結構濕地系統、生活污水綜合處理系統、多土層系統與砂濾池聯(lián)合處理模式等。對以上處理技術(shù)評價(jià)結果為污水處理系統的后期運營(yíng)維護研究不足，以及處理技術(shù)與農村地區適用性和經(jīng)濟性不匹配等問(wèn)題。雖然諸多國內外學(xué)者關(guān)注農村生活污水處理研究，但對于國際、國內該領(lǐng)域研究的整體發(fā)展過(guò)程、研究現狀，研究熱點(diǎn)以及趨勢至今未見(jiàn)系統性的報道。

近年來(lái)，文獻計量學(xué)被用作分析和預測學(xué)科研究領(lǐng)域趨勢的重要方法。文獻計量學(xué)主要以科學(xué)文獻為基礎，深度挖掘文獻的數量關(guān)系以及變化規律，從而解讀該學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展趨勢、研究熱點(diǎn)和前沿動(dòng)態(tài)，被廣泛應用于文獻規律研究、科研產(chǎn)出、學(xué)術(shù)水平評價(jià)以及研究趨勢分析方面。本文利用文獻計量學(xué)，對國內外農村生活污水處理領(lǐng)域的發(fā)文量、重要機構、重要發(fā)文國家和高發(fā)文期刊等進(jìn)行統計分析和總結。同時(shí)，利用VOSviewer 軟件分析工具，對本領(lǐng)域的高發(fā)文作者和高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類(lèi)可視化，分析農村生活污水處理領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)態(tài)趨勢及熱點(diǎn)前沿，以期為我國農村生活污水治理政策制定、發(fā)展規劃等提供決策支持，并為科研人員提供參考和借鑒。

摘 要

基于Web of Science ( WoS) 和中國知網(wǎng)(CNKI) 科學(xué)文獻，運用文獻計量統計和可視化方法，對25年農村生活污水處理研究領(lǐng)域發(fā)文量、主要發(fā)文國家、主要作者和關(guān)鍵詞等指標進(jìn)行分析。1995―2019年WoS 和CNKI 數據庫分別收錄該領(lǐng)域文獻883 篇和584 篇。WoS 中的文獻涉及全球64個(gè)國家，其中中國發(fā)文量占總發(fā)文量的22.2%，領(lǐng)先于歐美發(fā)達國家。主要發(fā)文作者方面，中國學(xué)者呂錫武在WoS 和CNKI 數據庫中發(fā)文量累計達到22篇，位居全球榜首。綜合WoS 和CNKI 數據庫，“污水處理”“農村生活污水”和“人工濕地”為文獻高頻關(guān)鍵詞，表明該領(lǐng)域的核心內容是一直圍繞農村生活污水的處理和常用處理工藝人工濕地研究。近25年來(lái)，農村生活污水處理研究領(lǐng)域主要從早期污水處理工藝選擇和應用、目標污染物去除效果以及處理設施運行成本等方面逐步過(guò)渡發(fā)展到微生物群落角度揭示去除機理、GIS 解析源頭以及與農村人居環(huán)境整治的相互作用關(guān)系等方面。

01 研究方法

1.數據來(lái)源

本研究外文數據來(lái)源于科睿唯安( Clarivate Analytics) Web of Science ( WoS) 核心合集數據庫中的Science Citation Index Expanded ( SCI-E)數據庫，WoS 采用基本檢索方式， 以“ruralwastewater treatment”為檢索主題，文獻類(lèi)型為所有文獻類(lèi)型。中文數據來(lái)自中國知網(wǎng)( CNKI) 北大中文核心期刊數據庫，選用高級檢索方式，在CNKI 期刊庫中限定為高級檢索中的核心期刊進(jìn)行專(zhuān)業(yè)檢索，以“農村生活污水處理”為主題詞，文獻分類(lèi)目錄選擇基礎科學(xué)、工程科技Ⅰ輯、工程科技Ⅱ輯和農業(yè)科技4個(gè)目錄。外文和中文數據采集時(shí)間均為1995―2019 年，查閱已檢索文獻標題和摘要，判斷其是否為農村生活污水處理研究相關(guān)的文獻，不相符文獻刪除。最終篩選出符合要求的外文文獻883 篇，中文文獻584 篇。以上數據檢索及下載時(shí)間均為2020年02月28日。

2.研究方法

借助WoS 和CNKI 數據庫自帶的分析檢索結果功能對全部檢索結果進(jìn)行基于計量學(xué)原理分析。關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò )圖和作者間合作網(wǎng)絡(luò )圖在VOSviewer 中繪制，在關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò )圖中，1個(gè)節點(diǎn)代表1 個(gè)關(guān)鍵詞，節點(diǎn)圓圈大小代表在圖中出現的頻次，關(guān)鍵詞相互間聯(lián)系強弱用節點(diǎn)之間連線(xiàn)的粗細來(lái)表示; 在作者間合作網(wǎng)絡(luò )圖中，節點(diǎn)圓圈大小代表發(fā)文量多少，不同作者間合作關(guān)系的強弱用節點(diǎn)間連線(xiàn)的粗細表示。使用Excel、Origin 8. 0 軟件對檢索結果進(jìn)行作圖和指標對比分析。

02 結果與分析

1.文獻時(shí)序分析

據統計，1995―2019年，CNKI 收錄農村生活污水處理核心期刊文獻共584篇。依據發(fā)文量發(fā)展態(tài)勢可分為以下3個(gè)階段，分別為起步階段、快速發(fā)展階段和穩定發(fā)展階段。

第1 階段為初期起步階段(圖1) ，時(shí)間節點(diǎn)為1995―2005年。從2001年開(kāi)始有農村生活污水處理相關(guān)文獻刊發(fā)在中文核心期刊上，這11年共發(fā)文量為4 篇。第2階段為快速發(fā)展階段，時(shí)間節點(diǎn)為2006―2014年，這9年共發(fā)文量為376 篇，發(fā)展趨勢大致為逐年增加，然后小幅降低，2012年發(fā)文量達到70篇，說(shuō)明農村生活污水處理相關(guān)研究達到峰值。第3階段為穩定發(fā)展階段，時(shí)間節點(diǎn)為2015―2019年，這5年共發(fā)文量為204篇，與第2階段年均發(fā)文量基本持平。

1995―2019年，WoS 收錄農村生活污水處理核心期刊文獻共883篇。同樣，依據其發(fā)文量趨勢可劃分為4個(gè)階段: 分別為初期起步階段、波動(dòng)上升階段、平穩發(fā)展階段和快速波動(dòng)上升階段。第1 階段為1995―2002年，是農村生活污水處理相關(guān)研究的初期起步階段。從1995年開(kāi)始有農村生活污水處理相關(guān)文獻刊發(fā)在WoS 收錄的英文期刊上，這8年共發(fā)文量為86 篇。第2 階段為2003―2010年，是農村生活污水處理相關(guān)研究的波動(dòng)上升階段，這8 年共發(fā)文量為240 篇。第3 階段為2011―2014 年，是農村生活污水處理相關(guān)研究的平穩發(fā)展階段，這4 年共發(fā)文量為188篇，發(fā)文量平緩，趨于穩定。第4 階段為2015―2019年，是農村生活污水處理相關(guān)研究的快速波動(dòng)上升階段，這5年共發(fā)文369篇，2018年發(fā)文量達到90 篇，說(shuō)明農村生活污水處理相關(guān)研究達到峰值(圖1) 。

綜合CNKI 和WoS 數據庫發(fā)文量發(fā)現，2008―2010年，WoS 和CNKI 數據庫關(guān)于農村生活污水處理的相關(guān)研究處于共同上升趨勢，2010 年比2008年發(fā)文量增加了2倍。在2010―2014年，CNKI 數據庫共發(fā)文量為302 篇，高于WoS 數據庫發(fā)文量238篇，并且這5 年國內中文核心期刊發(fā)文量每年都高于WoS數據庫的SCI 源期刊。說(shuō)明這段時(shí)間內農村生活污水處理相關(guān)研究發(fā)展迅猛，并且國內作者更傾向于發(fā)表在國內中文核心期刊上。然而這種趨勢在2014―2019年發(fā)生了變化，WoS 數據庫這6年共發(fā)文量為417篇，SCI 發(fā)文量逐年遞增; 而CNKI 中文核心庫中這6年共發(fā)文量為268篇，中文核心期刊發(fā)文量逐年遞減。原因大致有2種: 一是大量國內學(xué)者改投英文SCI源期刊，另一種是有部分會(huì )議論文未補進(jìn)CNKI數據庫。其可能原因是國內學(xué)者逐步重視SCI 源期刊的發(fā)表，因此改投英文SCI 源期刊，導致CNKI 數據庫論文數量下降。

2.主要作者及其合作關(guān)系

WoS 數據庫中883 篇文獻共有作者3300 位，其中發(fā)文量前10 位的作者如表1 所示。WoS 數據庫中發(fā)文量前10 位作者共發(fā)表農村生活污水處理相關(guān)研究領(lǐng)域論文72 篇，占論文總量的8. 15%。從WoS 作者合作網(wǎng)絡(luò )圖譜(圖2)可知: 國外關(guān)于農村生活污水處理領(lǐng)域形成了2個(gè)核心作者群，第1個(gè)是以Wong C S 和Hanson M I 為核心的作者群; 第2個(gè)是Carlson J C、Low J E、Challis J K 和Anderson J C 組團形成的核心作者群。農村生活污水處理領(lǐng)域形成了較明顯的核心作者群，且以國外學(xué)者為主，即使我國個(gè)別學(xué)者在該領(lǐng)域發(fā)文量較大，但是相互間合作關(guān)系比較分散，核心作者群不明顯。

國內CNKI 數據庫中584 篇文獻共有作者1706位，發(fā)文量前10 位的作者呂錫武、李先寧和鄭正等共發(fā)表農村生活污水處理相關(guān)研究領(lǐng)域論文72 篇，占論文總量的12. 3%(表2) 。值得注意的是，我國學(xué)者呂錫武在WoS 和CNKI 數據庫中發(fā)文量累計達到22 篇，位居全球榜首。從CNKI 作者合作網(wǎng)絡(luò )圖譜(圖3) 可知: 國內關(guān)于農村生活污水處理領(lǐng)域形成多個(gè)核心作者群，主要有以呂錫武、李先寧、白永剛、段婧婧、楊林章和朱光燦等為核心的作者群，同時(shí)不同核心作者群之間也存在密切合作關(guān)系。其中，呂錫武和李先寧與其他作者之間的合作性強，合作發(fā)文量較高。

3.WoS 數據庫文獻涉及國家

WoS 數據庫中883 篇涉及農村生活污水處理研究領(lǐng)域的文獻來(lái)自64 個(gè)國家。如圖4 所示: WoS 數據庫中發(fā)文量前10位作者共發(fā)表農村生活污水處理相關(guān)研究領(lǐng)域論文667篇，占論文總量的75. 32%，發(fā)文量最多是中國(196篇) ，其次是美國(128篇) 、加拿大(58篇) 、澳大利亞(55篇) 、德國(55篇) 、西班牙(38篇) 等，中國學(xué)者發(fā)文量分別是上述國家的1.5，3.3， 3.5，3.5，5.1倍。我國學(xué)者在農村生活污水處理領(lǐng)域發(fā)文量遠高于其他國家，占64個(gè)國家總發(fā)文量的22.2%，說(shuō)明我國學(xué)者在該領(lǐng)域科研活動(dòng)活躍，具有一定國際影響力和突出的科研實(shí)力。

4.研究機構

表3 顯示了全球農村生活污水處理發(fā)文量前10的研究機構。發(fā)表在WoS 核心合集期刊上的前10文獻量總共為173篇，占總檢出文獻數的19. 5%，發(fā)表在CNKI 檢索收錄的期刊前10總共為139篇，占總檢出文獻數的23. 4%。CNKI 數據庫中，發(fā)表農村生活污水處理的研究機構大體為科研院所和大學(xué)各占1 /2，發(fā)文量最多的大學(xué)和科研院所分別是同濟大學(xué)(29篇) 和中國環(huán)境科學(xué)研究院(14篇) 。其中，同濟大學(xué)發(fā)文量占我國所有研究機構發(fā)文量的4. 9%，中國環(huán)境科學(xué)研究院發(fā)文量占我國所有研究機構發(fā)文量的2. 3%。WoS 數據庫中，有關(guān)農村生活污水處理研究領(lǐng)域發(fā)文量前5的研究機構全部是來(lái)自中國和歐美發(fā)達國家的國家級科研院所，累計發(fā)表112篇，占所屬?lài)l(fā)文總量的百分比高于25%(中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心和中科院合并) ，說(shuō)明在農村生活污水處理研究領(lǐng)域主體為各國主要環(huán)境類(lèi)科研院所。

5.文獻來(lái)源期刊分析

在WOS 數據庫中，農村生活污水處理研究文獻共發(fā)表在335 個(gè)國際期刊上，發(fā)文量前10的期刊如表4 所示。在前10名高發(fā)文期刊中，累計發(fā)文量311 篇，占總文獻的35.2%。影響因子最高的期刊為Water Research(7.913) ，其次是Bioresource Technology( 6.69) ，影響因子較低的是Desalination and Water Treatment 和WaterScience and Technology，其影響因子分別為1.234和1.624，但是其發(fā)文量較多。在CNKI 數據庫中，發(fā)文量多于4 篇的期刊共有24 種，累計發(fā)文量441 篇，占總文獻的75.5%。發(fā)文量最多的期刊為《中國給水排水》(74篇) ，其次是《水處理技術(shù)》(53篇) 、《給水排水》(45篇) 。中文核心期刊中復合影響因子最高的是《農業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報》(2.476) ，其次是《環(huán)境工程學(xué)報》(1.387) 。

6.關(guān)鍵詞分析

由圖5及軟件分析可知，國內、國外關(guān)于農村生活污水關(guān)鍵詞總數分別為4063個(gè)和2246個(gè)，國內、外篇均關(guān)鍵詞分別為4.6個(gè)和3.8個(gè)，圖譜軟件中篩選閾值都選為5(1篇文獻中至少5個(gè)關(guān)鍵詞) ，國外、國內達到閾值指標的關(guān)鍵詞個(gè)數分別為289和99，說(shuō)明國內外農村生活污水處理研究領(lǐng)域在研究?jì)热萆县S富程度存在較大差異。

由圖5、6 可以發(fā)現: 國內農村生活污水處理研究關(guān)鍵詞共現較強的有農村生活污水、生活污水、人工濕地、農村、污水處理、脫氮除磷等，國外農村生活污水處理研究共現較強的關(guān)鍵詞為removal、performance、nitrogen、waste-water、constructed wetlands 和phosphorus。由中國知網(wǎng)(CNKI) 和WoS數據庫收錄文獻關(guān)鍵詞強度可知(表5) : 目前CNKI關(guān)于農村生活污水處理研究收錄的文獻重點(diǎn)集中在農村生活污水處理設計工藝以及污水處理設施設備的研發(fā)方面。而WoS 數據庫則更關(guān)注于不同生物、化學(xué)和物理工藝對農村生活污水的處理效果以及去除機制機理。

03 結論

1) 以WoS 和CNKI 數據庫為基礎，通過(guò)文獻計量學(xué)方法，分析了農村生活污水處理研究前沿和熱點(diǎn)，基于此解析了該領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢和未來(lái)研究前景。

2) 2012 年我國關(guān)于農村生活污水處理的研究達到頂峰，未來(lái)一段時(shí)間內WoS 數據庫發(fā)文量會(huì )持續增加，CNKI 數據庫發(fā)文量會(huì )保持穩定。我國學(xué)者呂錫武、李先寧在該領(lǐng)域具有較大影響力，無(wú)論在發(fā)文量還是在與其他學(xué)者合作強度方面都處于領(lǐng)先。

3) 該領(lǐng)域早期研究?jì)热輧H停留在不同處理工藝的應用效果方面，研究?jì)热葺^單一，深度有限，而近年來(lái)農村生活污水處理研究在廣度和在深度上均有明顯擴展。