肖鵬飛

摘 要：本文以中國(guó)知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)國(guó)內(nèi)發(fā)表的高級(jí)氧化研究的文獻(xiàn)進(jìn)行了分析，主要分析指標(biāo)包括發(fā)文數(shù)量及增長(zhǎng)趨勢(shì)、發(fā)文期刊及學(xué)科方向、發(fā)文機(jī)構(gòu)及作者、高被引文獻(xiàn)等，并通過(guò)分析高頻關(guān)鍵詞總結(jié)目前國(guó)內(nèi)高級(jí)氧化技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，以期更加全面、準(zhǔn)確地揭示目前我國(guó)高級(jí)氧化領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，為高級(jí)氧化技術(shù)在環(huán)境污染治理等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論參考。

關(guān)鍵詞：高級(jí)氧化; 文獻(xiàn)計(jì)量學(xué); 發(fā)文量; 研究現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：G353.1? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2020）-11-115-002

高級(jí)氧化技術(shù)是在氧化反應(yīng)中，將電、光輻射、聲、催化劑等與常見(jiàn)的化學(xué)氧化劑結(jié)合，通過(guò)物理化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基，如·OH和SO4-·等。與傳統(tǒng)的氧化劑相比，這些自由基具有更高的氧化還原電位，極強(qiáng)的氧化活性和更低的選擇性，幾乎可以將水中所有有機(jī)物分子氧化分解成小分子直至降解為CO2、H2O和無(wú)機(jī)鹽。由于高級(jí)氧化法具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、高效且處理范圍廣、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，在有機(jī)廢水處理及環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域均有廣闊應(yīng)用前景。近年來(lái)國(guó)內(nèi)在高級(jí)氧化方面的研究成果發(fā)展迅速，但目前未見(jiàn)從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度對(duì)高級(jí)氧化技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)的總結(jié)。因此，本文以CNKI中國(guó)學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)為文獻(xiàn)來(lái)源，在篇名或關(guān)鍵詞或摘要中以“高級(jí)氧化”為檢索項(xiàng)搜索中文文獻(xiàn)，并結(jié)合計(jì)量可視化分析方法對(duì)高級(jí)氧化領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，為該研究領(lǐng)域的科研工作者與決策者提供借鑒和參考。

一、發(fā)文量及增長(zhǎng)趨勢(shì)

不同年份的發(fā)文量在一定程度上反映了該領(lǐng)域的受關(guān)注程度和發(fā)展速度。截至2020年7月4日，共檢索到2213篇中文文獻(xiàn)，其中核心期刊、EI和SCI收錄文獻(xiàn)分別為634、50和15篇。圖1顯示了2000年來(lái)發(fā)表的高級(jí)氧化方面的中文文獻(xiàn)數(shù)量及增長(zhǎng)趨勢(shì)。首篇文獻(xiàn)發(fā)表于1995年，隨后逐年增加，至2019年當(dāng)年的文獻(xiàn)數(shù)量就達(dá)到218篇，接近總發(fā)文量的1/10，可見(jiàn)高級(jí)氧化研究已經(jīng)成為當(dāng)下國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。用多項(xiàng)式趨勢(shì)線模擬了文獻(xiàn)發(fā)表年份與發(fā)文量之間的關(guān)系，從該趨勢(shì)線可以預(yù)測(cè)，2020年中國(guó)發(fā)文量將達(dá)到237篇。實(shí)際上，考慮到檢索方法的限制及發(fā)表的英文文獻(xiàn)情況，國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)文數(shù)將遠(yuǎn)超過(guò)本研究檢索到的發(fā)文數(shù)。

二、發(fā)文期刊及學(xué)科方向

在高級(jí)氧化研究發(fā)文量前20的中文期刊中，有14種核心期刊和6種普通期刊（圖2）。其中《工業(yè)水處理》以103篇的發(fā)文量成為發(fā)表高級(jí)氧化研究成果最多的期刊;其次為《廣東化工》和《水處理技術(shù)》，分別發(fā)表了95和81篇論文。從發(fā)文排名前20的期刊可見(jiàn)，高級(jí)氧化研究成果均發(fā)表在環(huán)境類、水處理類及化工類期刊上，這也反映出國(guó)內(nèi)高級(jí)氧化技術(shù)普遍應(yīng)用于環(huán)境污染尤其是污水治理領(lǐng)域。

從發(fā)文的所屬學(xué)科上看，環(huán)境學(xué)科發(fā)文占比達(dá)到70%以上，遠(yuǎn)高于其他學(xué)科方向，體現(xiàn)出高級(jí)氧化技術(shù)在環(huán)境污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛重視（圖3）。化學(xué)工程方向發(fā)文占比接近10%，城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政、紡織、石油天然氣、輕工等學(xué)科方向發(fā)文量均在2%～5%之間，這也表明利用高級(jí)氧化工藝處理生活污水、印染、石化及輕工行業(yè)廢水也是目前重要的應(yīng)用方向。

三、發(fā)文機(jī)構(gòu)、作者及基金資助

在國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)中，同濟(jì)大學(xué)發(fā)文量為102篇，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他機(jī)構(gòu)，反映出該機(jī)構(gòu)在高級(jí)氧化方面較強(qiáng)的整體研究實(shí)力。排名第二和第三的機(jī)構(gòu)分別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)（63）和華南理工大學(xué)（54），而清華大學(xué)以41篇的發(fā)文量排名國(guó)內(nèi)第四。南京大學(xué)、四川大學(xué)、重慶大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、東華大學(xué)、南開大學(xué)的發(fā)文量比較接近，均在22-24篇之間。從高發(fā)文作者看，同濟(jì)大學(xué)的孫子為以29篇成為發(fā)表高級(jí)氧化方面中文文獻(xiàn)最多的學(xué)者，其次為華南理工大學(xué)的鐘理和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的馬軍，發(fā)文量分別為17和13篇。此外，三峽大學(xué)黃應(yīng)平、同濟(jì)大學(xué)高乃云、中國(guó)海洋大學(xué)楊世迎和華東交通大學(xué)劉占孟的發(fā)文量也都達(dá)到了10篇以上。以上機(jī)構(gòu)和作者在高級(jí)氧化方面做了較多的工作，發(fā)表了較多成果，在國(guó)內(nèi)的高級(jí)氧化領(lǐng)域具有一定的影響力。在所有文獻(xiàn)中，有404篇文獻(xiàn)的研究受國(guó)家自然科學(xué)基金資助，占總發(fā)文量的18.26%，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助文獻(xiàn)數(shù)分別為63篇和38篇。

四、高被引論文

分析本領(lǐng)域高被引論文，可以了解不同機(jī)構(gòu)和學(xué)者的學(xué)術(shù)水平，也可追蹤本學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為進(jìn)一步的相關(guān)研究提供參考。高級(jí)氧化研究領(lǐng)域的高被引論文以綜述性文獻(xiàn)為主，主要發(fā)表在2003～2011年間，共有9篇文獻(xiàn)的引用頻次超過(guò)200次。其中中國(guó)海洋大學(xué)楊世迎于2008年在《化學(xué)進(jìn)展》發(fā)表的綜述“過(guò)硫酸鹽活化高級(jí)氧化新技術(shù)”被引頻次最高，達(dá)到了349次。該文獻(xiàn)在分析其基本原理的基礎(chǔ)上，綜述了過(guò)硫酸鹽活化技術(shù)在國(guó)內(nèi)外土壤地下水有機(jī)污染原位修復(fù)、難降解有機(jī)廢水處理等環(huán)境污染治理方面的研究進(jìn)展。四川大學(xué)江傳春發(fā)表在《水處理技術(shù)》上的“高級(jí)氧化技術(shù)在水處理中的研究進(jìn)展”以304的被引頻次排在第2位，該論文介紹了高級(jí)氧化技術(shù)的機(jī)理，綜述了不同類型的高級(jí)氧化法在水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用，以及在實(shí)踐應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和缺陷。而該文獻(xiàn)同時(shí)以9656的下載次數(shù)成為高級(jí)氧化研究文獻(xiàn)下載排行的首位，為最受關(guān)注的中文文獻(xiàn)。南開大學(xué)的張旋等在《水處理技術(shù)》發(fā)表的“高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用”排在第3位，共被引288次。

五、高頻關(guān)鍵詞分析

高頻關(guān)鍵詞分析可以反映出高級(jí)氧化領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。在去除了“高級(jí)氧化”“高級(jí)氧化技術(shù)”和“高級(jí)氧化法”3個(gè)關(guān)鍵詞之后，出現(xiàn)頻次較高的其他主要關(guān)鍵詞見(jiàn)圖4?！皬U水處理”以154次排在第1位，而“深度處理”和“水處理”分別排在第4和第6位，進(jìn)一步表明高級(jí)氧化在水處理中的受重視程度。從高級(jí)氧化類型看，“臭氧”和“臭氧氧化”分別排在第2和14位，“Fenton試劑”和“Fenton”分別排在第8和第11位，而“過(guò)硫酸鹽”排在第13位;從廢水類型看，“垃圾滲濾液”“有機(jī)污染物”“印染廢水”的出現(xiàn)意味著對(duì)這些有機(jī)廢水的處理是重要的應(yīng)用方向;而第5位的“羥基自由基”和第9位的“硫酸根自由基”則是高級(jí)氧化技術(shù)中的兩種主要自由基類型。

通過(guò)對(duì)代表不同類型高級(jí)氧化法的關(guān)鍵詞隨時(shí)間變化曲線進(jìn)行分析，可以判斷不同高級(jí)氧化技術(shù)的研究發(fā)展趨勢(shì)。Fenton試劑氧化法（Fenton試劑+Fenton）和臭氧氧化法（臭氧+臭氧氧化）均從2005年前后發(fā)文量開始增加，其中Fenton試劑氧化法的發(fā)文高峰出現(xiàn)在2012年，隨后呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而臭氧氧化法的發(fā)文數(shù)量總體呈增加趨勢(shì)，2017年和2019年的發(fā)文量分別達(dá)到22和21篇。相比之下，過(guò)硫酸鹽氧化法（過(guò)硫酸根自由基+過(guò)硫酸鹽）雖然起步較晚，2011年后發(fā)文數(shù)量才開始增加，但發(fā)文量增速很快，2015年前后就已經(jīng)超過(guò)前兩種高級(jí)氧化法，到2019年已經(jīng)達(dá)到29篇，預(yù)計(jì)今后的發(fā)文量將進(jìn)一步增加，也說(shuō)明了過(guò)硫酸鹽氧化法已經(jīng)替代Fenton氧化法成為最受國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)注的高級(jí)氧化技術(shù)。

通過(guò)對(duì)出現(xiàn)頻次在40次以上的16個(gè)高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析，如圖6所示。“高級(jí)氧化”和“高級(jí)氧化技術(shù)”兩關(guān)鍵詞的中心度最高，幾乎與其他所有高頻關(guān)鍵詞都有一定的關(guān)聯(lián)性。共現(xiàn)頻次最高的為“高級(jí)氧化-臭氧”和“高級(jí)氧化技術(shù)-廢水處理”，均為37次。“高級(jí)氧化-廢水處理”共現(xiàn)頻次為30次，“高級(jí)氧化-深度處理”“高級(jí)氧化技術(shù)-水處理”“高級(jí)氧化-降解”和“高級(jí)氧化技術(shù)-羥基自由基”的共現(xiàn)頻次也都在20次以上，可見(jiàn)高級(jí)氧化工藝作為有機(jī)廢水深度處理的主要技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越多的青睞。

六、總結(jié)及展望

高級(jí)氧化技術(shù)作為一種極具應(yīng)用前景的水處理技術(shù)，近年來(lái)備受研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。為了解國(guó)內(nèi)高級(jí)氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)CNKI中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)中的高級(jí)氧化研究文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，并從發(fā)文量及增長(zhǎng)趨勢(shì)、發(fā)文期刊及學(xué)科方向、發(fā)文機(jī)構(gòu)及作者、高被引論文、高頻關(guān)鍵詞等方面進(jìn)行了計(jì)量分析。未來(lái)的高級(jí)氧化研究領(lǐng)域集中在繼續(xù)提升高級(jí)氧化法的氧化能力和處理效率，深化氧化機(jī)理和動(dòng)力學(xué)的研究以控制反應(yīng)的速率及程度，控制有害中間降解產(chǎn)物的產(chǎn)生及危害，高效、低成本、適用性廣的催化劑的開發(fā)與制備，高級(jí)氧化與其他技術(shù)相組合工藝的構(gòu)建等方面。

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LH2019D002）

參考文獻(xiàn)：

[1]趙麗紅等.水處理高級(jí)氧化技術(shù)研究進(jìn)展[J]科學(xué)技術(shù)與工程，2019，19（10）：1-9

[2]趙霞等.污水高級(jí)氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其新進(jìn)展[J]水處理技術(shù)，2018，44（4）：7-10，16

[3]江傳春等.高級(jí)氧化技術(shù)在水處理中的研究進(jìn)展[J]水處理技術(shù)，2011，37（7）：12-16，33

[4]楊世迎等.過(guò)硫酸鹽活化高級(jí)氧化新技術(shù)[J]化學(xué)進(jìn)展，2008，20（9）：1433-1438