摘要：為了探尋黑臭水體領域的研究熱點及其隨時間的變化，以便對其研究動態(tài)進行及時全面的了解，使用CiteSpace軟件，對2000～2023年間CNKI總庫內北大核心、CSSCI、AMI、EI學術期刊數據庫關于黑臭水體研究的578篇相關文獻進行分析，繪制了發(fā)文量圖、作者合作知識圖譜、發(fā)文機構合作知識圖譜、關鍵詞共現知識圖譜、關鍵詞突變圖。結果表明：自2000年以來，黑臭水體研究的發(fā)文量總體呈現波動上升趨勢，這是由于中國對環(huán)境保護逐漸重視，人們對黑臭水體的關注度逐漸提高；僅有少量作者和作者之間、機構和機構之間有穩(wěn)定合作，作者和作者、機構和機構之間的合作交流有待加強；生物修復、黑臭河道、凈化、修復等14個關鍵詞相繼成為研究熱點，黑臭水體研究側重點從污染底泥的治理逐漸轉變到了水質的改善。

關鍵詞：黑臭水體； CiteSpace； 知識圖譜; 文獻統計分析

中圖法分類號：X52""文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.08.017

文章編號：1006-0081（2024）08-0107-06

0 引 言

黑臭水體是一種極端的有機污染現象，它是對水體極端污染狀況的一種描述［1］。黑臭水體會對生態(tài)環(huán)境、人類健康以及周邊地區(qū)的經濟發(fā)展和居民生活造成負面影響。因此，對黑臭水體的研究是環(huán)境保護中的一個重要課題。

國外對黑臭水體的研究開始得較早，由于工業(yè)化進程的發(fā)展，黑臭水體首先出現于西方發(fā)達國家，自英國1858年倫敦泰晤士河的“大惡臭”事件開始，歐美等發(fā)達國家就開始了對黑臭水體的研究，經過一個多世紀的探討與研究，取得了豐碩的成果。中國對黑臭水體的研究起步較晚，自20世紀80年代開始，中國才開始對黑臭水體的成因進行研究。經過大量的研究，人們發(fā)現水體出現黑臭現象與河道水體中的溶解氧不足密不可分。當有大量的有機污染物被排入到水體中時，污染物的降解常會消耗水中的溶解氧，在缺氧環(huán)境下，水體中鐵元素和硫元素會轉化為Fe2+，S2-以及FeS等致黑物質［2］。此外，有機物在厭氧條件下分解產生的H2S，CH4，NH3以及硫醚類化合物等易揮發(fā)且?guī)в挟愇兜臍怏w逸出水面，使水體發(fā)臭［3］。

為了探尋黑臭水體領域的研究熱點及其隨時間的變化，本文利用 CiteSpace軟件進行知識圖譜可視化分析，對2000～2023年間關于黑臭水體研究的文獻進行了匯總，并對其進行了分析與歸納，得出了黑臭水體研究的熱點分布與發(fā)展趨勢。

1 研究方法

1.1 文獻來源

本文以中國知網總庫為數據庫檢索來源，以關鍵詞“黑臭水體”為檢索對象進行精確搜索，為確保研究的可信度，本文將文獻來源限定為北大核心、CSSCI、AMI、EI的學術期刊，精確匹配檢索后得到716條結果。 通過對此716條檢索結果進行預處理，去掉因為檢索條件不清晰或檢索條件相似而不需要的文獻數據，比如無作者的通訊、會議通知和舉辦報道、雜志的卷首語、數據公示、被撤回文獻等，最終得到578篇黑臭水體相關的研究文獻。

1.2 研究工具

本文運用CiteSpace知識可視化軟件對相關文獻進行分析研究。CiteSpace軟件使用多元、分時、動態(tài)的引文分析可視化技術繪制的知識圖譜，能夠將一個知識領域來龍去脈的演進歷程集中展現在一幅引文網絡圖譜上，并把圖譜上作為知識基礎的引文節(jié)點文獻和共引聚類所表征的研究前沿自動標識出來［4］。因此，CiteSpace常被用于文獻綜述。

1.3 研究思路

本文通過使用CiteSpace軟件對中國知網（CNKI）的相關文獻進行數據處理并繪制出相應的圖表，如發(fā)文量圖譜、作者分布圖譜、關鍵詞共現圖譜、關鍵詞突變圖譜，分析從2000～2023年間“黑臭水體”發(fā)文量變化趨勢、發(fā)文作者來源分布、發(fā)文機構合作分布、關鍵詞共現及關鍵詞突變等數據特征。

2 文獻統計分析

2.1 發(fā)文量分析

發(fā)文數量在一定程度上能夠反映某一研究領域受關注程度變化情況，黑臭水體研究發(fā)文量如圖1所示。由圖1可知，黑臭水體研究的發(fā)文量整體呈現波動上升趨勢，可將其大致分為3個階段。

（1） 2001～2012年。黑臭水體的研究發(fā)展比較緩慢，該階段發(fā)文量相對較少，但總體呈緩慢增長趨勢。此階段國家對經濟發(fā)展過程中產生的黑臭水體關注不足，所以發(fā)文量較少。

（2） 2013～2019年。黑臭水體的研究發(fā)展迅速，文獻數量迅猛增加，在2019年達到最高值92篇，比上一階段的最高值增加71篇，整體呈現出大幅度上升趨勢。此階段環(huán)境問題受到國家重點關注，研究者逐漸廣泛投入到對黑臭水體的研究中，所以該階段發(fā)文量大幅度上升。

（3） 2020～2023年。發(fā)文數量仍然較多，但總體已有下降趨勢。此階段對黑臭水體的研究仍然受到研究者廣泛關注，但由于黑臭水體大部分已完成治理，對黑臭水體的關注有所降低。

2.2 高產出作者分析

通過作者共現分析可識別出一個領域的核心作者群及其之間的合作關系。作者合作分布圖譜中節(jié)點越大，代表該作者出現次數越多。圖2為作者合作分布圖譜。該圖譜共有162個節(jié)點，182個連接。由圖2可知，作者合作網絡較為稀薄，僅有少量作者之間有穩(wěn)定合作，如以黃民生、何巖、張勇為核心的研究合作網絡和以劉軍、李開明、江棟為核心的研究合作網絡。黃民生和何巖兩位研究者較為突出，發(fā)文量分別達到了16篇和11篇，其次是胡湛波、劉軍、張勇、朱利等，有8位作者發(fā)文次數在5次以上。但總體來看，研究者之間較為分散，大部分作者之間沒有穩(wěn)定合作，有5人以上穩(wěn)定合作的作者群僅有5個，作者之間的合作交流有待加強。

2.3 研究機構合作分析

圖3為發(fā)文機構合作可視化知識圖譜。由此可知，發(fā)文機構大多為高等院校、研究所和設計院，少部分為行政機關和企業(yè)。發(fā)文數量最多的機構是中國科學院大學和中國環(huán)境科學研究院流域水環(huán)境污染綜合治理研究中心，分別發(fā)文12篇與10篇。其次是中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國

家重點實驗室、中國城市規(guī)劃設計研究院、華東師范大學資源與環(huán)境科學學院，分別發(fā)文9篇、8篇、8篇。所有機構中發(fā)文數量排名前十的機構總發(fā)文量為85篇，占總發(fā)文量的14.7%，可見關于黑臭水體研究的機構較為分散。發(fā)文機構合作可視化知識圖譜中共有296個節(jié)點，167個連接，網絡密度值為0003 8，發(fā)文機構網絡較為疏松，說明在黑臭水體研究方面，各個科研院所之間的交流合作相對較少，

呈現出一種相對分散的狀況。目前，還沒有形成一個相對穩(wěn)定的跨區(qū)域、跨學校的學術合作關系網絡，各個科研院所之間的學術交流也需要進一步加強。

2.4 關鍵詞分析

關鍵詞是對文章的總結和凝練，能夠反映出文章的核心內容。對文章的關鍵詞進行分析，能夠了解一個領域的研究熱點及其變化。

2.4.1 關鍵詞共現分析

一篇文章給出的關鍵詞之間會存在某種關聯，這種關聯可以用關鍵詞頻次表示。關鍵詞中心性表示關鍵詞在共現網絡中充當媒介者的能力強度。中心性越大說明該關鍵詞與其他關鍵詞一起出現的頻率越高，在共現網絡中的影響越大。一般情況下，中心性達到0.1及以上，代表該節(jié)點在網絡中處于核心位置。圖4為關鍵詞共現圖譜。由圖4可知，“黑臭水體”“黑臭河道”“底泥”“生態(tài)修復”“控源截污”“溶解氧”“氨氮”“微生物”“重金屬”“水環(huán)境”等關鍵詞出現頻次較高，在知識網絡中紐帶作用較強。其中“溶解氧”“氨氮”“微生物”“重金屬”“水環(huán)境”等關鍵詞關系緊密且總是一同出現，這些關鍵詞通過黑臭水體的成因聯系在一起，若水體中存在過多重金屬，會導致水生植物的死亡，進而導致水中溶解氧減少，水中溶解氧不足時，微生物在厭氧條件下將有機物降解，會產生氨氮等易揮發(fā)且?guī)в挟愇兜臍怏w，使水體出現黑臭現象，對水環(huán)境產生破壞，因此這些關鍵詞之間連線較為緊密且總是一同出現［5］。

“黑臭河道”“底泥”“生態(tài)修復”“控源截污”“溶解氧”等關鍵詞通過黑臭河道中黑臭水體的治理措施聯系在一起，一同出現頻率較高?？卦唇匚邸⒌啄嗷謴?、水體增氧、生態(tài)修復是黑臭水體治理的4個有效方法，單一的方法對黑臭水體的治理效果較為有限，使用多種方法進行聯合治理已經成為當前趨勢，所以這4種方法總是協同出現［6］?？卦唇匚凼呛诔羲w治理的基本前提和關鍵所在，其目的是控制點源污染和面源污染，從源頭切斷生活污水和工業(yè)廢水排入河道的通道。姚學同等［7］將污水截流系統進行了改進，并對不同排污口提出了不同的截污方案，達到了預期治理目的。底泥恢復是黑臭水體治理的基礎環(huán)節(jié)。一般黑臭水體的底泥恢復可分為原位處理和異位處理。原位處理又可分為物理方法、化學方法和生物方法。這些方法通過阻止或減弱底泥中污染物釋放，使目標物質經過氧化、還原、沉淀等過程達到穩(wěn)定狀態(tài)，對底泥中的污染物質進行富集吸收降解，從而達到底泥恢復的目的［8］。Nyknen等［9］通過添加顆粒狀的CaO2到富營養(yǎng)化水塘中，發(fā)現CaO2可以使水體中的溶解氧含量和底泥中的好氧細菌數量增加，并降低底泥中的有機質含量，進而改善黑臭水體。水體缺氧是城市黑臭水體最顯著的表現，因此保持水體耗氧復氧平衡、增加水體溶解氧含量是改善黑臭水體的首要工作［10］。羅姣均等［11］在福州市達道河水體的治理中，在解決外源污染之后，使用活水補給的方法在上游設計液壓鋼壩或泵閘增加補水量，提高了河道水體流速，增強了水動力，達到了改善水質的目的。生態(tài)修復是黑臭水體治理的關鍵。目前生態(tài)修復方法主要分為水質生態(tài)凈化技術和生物群落恢復技術兩大類，生物群落修復技術主要通過人工和生物調控結合，運用引種移植和生物操縱等技術措施重建水生生物系統。徐玉良等［12］通過恢復多種水生植物和動物組成的水陸交錯帶生態(tài)系統，增加了水體中的生物多樣性，既明顯改善了河道的景觀效果，又達到了水質改善的目的。

2.4.2 關鍵詞突變

關鍵詞突變可以表現一個領域研究熱點的變化，見圖5。圖中顯示了生物修復、黑臭河道、凈化、修復等14個關鍵詞。2003年，中國最大的水下清淤工程天津海河河道綜合開發(fā)河道清淤工程啟動，對“底泥”的研究開始受到廣泛關注，此時對污染底泥主要采取機械清淤的方法。與此同時，“生物修復”成為當時的研究熱點，人們開始研究生物促生和生物氧化及氧化塘技術在黑臭水體治理中的應用。江棟等［13］通過氧化塘技術對古廖涌氧化塘下游河段污水進行處理，研究表明，利用空閑用地或魚塘進行改造或直接在河道進行的氧化塘技術是城市黑臭河涌治理的一種有效的預處理措施?！昂诔艉拥馈薄俺鞘泻拥馈薄皟艋痹?008年以后相繼爆發(fā)，這段時間人們關注對河道的研究且主要圍繞河水的凈化展開，研究熱點從生物凈化轉變到了微生物凈化。從吳光前等［14］使用活菌凈水劑凈化黑臭水體開始，又出現了“光合細菌”“普氏擬諾卡氏菌”“反硝化細菌”“復合型微生物菌劑”等多種微生物凈化技術。由于藍藻的頻繁爆發(fā)，太湖流域水污染越來越嚴重，自“十二五”以來，太湖治理進入攻堅階段，該階段對太湖水體治理的研究受到廣泛關注。2014年開始，人們開始關注上覆水層水體的富營養(yǎng)化及溶解氧對水體黑臭的影響。自呂佳佳等［15］通過單因素試驗驗證了溶解氧對黑臭水體形成的影響，對水體進行增氧就成為了黑臭水體研究的一大熱點，出現了“復合釋氧劑”“改進型MBRA系統”“微納米曝氣（MAT）+微生物活化系統（IMA）技術”等通過增加水體中的溶解氧治理黑臭水體的新技術。2018年以后，控源截污、海綿城市、水環(huán)境、提質增效及水質相繼成為當時的研究熱點。隨著對黑臭水體研究的深入，研究者逐漸意識到從源頭控制污水向城市水體排放才是黑臭水體整治最有效的工程措施，控源截污成為了當時黑臭水體研究的關注點。與此同時，海綿城市作為為改善水環(huán)境而提出的一項理念，2017年，李克強總理的政府工作報告明確了海綿城市的發(fā)展方向，也明確提出了關于城市水環(huán)境整治的具體目標要求，海綿城市和水環(huán)境也受到了廣泛關注［16］。2020年開始，中國進入基本消除城市黑臭水體的關鍵時期。為徹底消除城市黑臭水體，實現污水不進河、清水不進管、溢流少污染，實現水質的快速恢復，黨中央和國務院提出了污水處理“提質增效”三年行動計劃，提質增效和水質成為了該時間段內的研究熱點。

對關鍵詞突變進行分析不僅可以了解近年來中國黑臭水體領域研究熱點的變化，通過分析當前研究熱點及其現有研究的不足，還可以預測未來黑臭水體的研究熱點。通過上述關鍵詞突變分析可知，中國黑臭水體研究熱點從污染底泥的治理逐漸轉變到了水質的改善。但由于目前對黑臭水體的治理主要注重水體水質快速恢復，沒有從河流生態(tài)系統受損恢復角度去考慮，導致水體自我凈化能力較差、生態(tài)系統不穩(wěn)定，水體水質難以持續(xù)改善。據此可以推測，在今后一段時間，生態(tài)修復作為一項能持續(xù)改善水質的措施，在實現水環(huán)境質量改善的基礎上進行生態(tài)修復，借助水生態(tài)修復和重構等綜合方法，逐步恢復水生態(tài)系統和提升城市水環(huán)境的景觀效果，將會是未來黑臭水體的研究重點。

3 結 論

本文利用CiteSpace對黑臭水體研究方面的文獻進行分析，得出如下5點結論。

（1） 研究數據分布表明，自2000年以來，對黑臭水體研究的發(fā)文量總體呈現波動上升趨勢，其中在2013年以后，發(fā)文量飛速增長。

（2） 從研究作者來看，黃民生和何巖兩位研究者對黑臭水體的研究較為突出，對黑臭水體的研究發(fā)展有較大的貢獻。但總體來說研究者之間較為分散，并沒有形成明顯的合作網絡。

（3） 發(fā)文機構大多為高等院校和研究所，中國科學院大學是發(fā)文最多的機構。在黑臭水體研究方面，各個科研院所之間的交流合作相對較少，呈現出一種相對分散的狀況。目前，還沒有形成一個相對穩(wěn)定的跨區(qū)域、跨學校的學術合作關系網絡，各個科研院所之間的學術交流也需要進一步加強。

（4） 圍繞黑臭水體的成因和治理，可將關鍵詞分為兩大類。“溶解氧”“氨氮”“微生物”“重金屬”“水環(huán)境”等與黑臭水體成因有關的關鍵詞聯系密切且總是一同出現；“黑臭河道”“底泥”“生態(tài)修復”“控源截污”“溶解氧”等與黑臭水體治理有關的關鍵詞聯系密切且總是一同出現，其中控源截污、底泥恢復、水體增氧、生態(tài)修復是黑臭水體治理的4個有效途徑。

（5） 中國黑臭水體研究熱點從污染底泥的治理逐漸轉變到了水質的改善，今后在實現水環(huán)境質量改善的基礎上進行生態(tài)恢復將會是研究重點。

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編輯：李 晗

Knowledge map analysis of black and odorous water body research based on CiteSpace

SONG Jianjun，FAN Chaoyu，REN Ruowei，ZUO Chuang，LIN Hang，DENG Shihang

（China First Metallurgigal Group Co.，Ltd.，Wuhan 430081，China）

Abstract：

In order to explore the research hotspots in the field of black and odorous water body and its changes with time，so as to make a timely and comprehensive understanding of its research dynamics. The CiteSpace software was used to analyze the 578 related documents on black and odorous water body in the academic journal databases of Beida Core，CSSCI，AMI，and EI in the CNKI General Library during 2000～2023，a map of publication volume，author Cooperation Network，research Institution Cooperation Network，keyword Co-Occurrences Network，and keywords Burst Citation were produced. The results showed that since 2000，the number of publications on black and odorous water have generally shown a fluctuation rise. This is because China has gradually attached great importance to environmental protection，and people′s attention to black and odorous water body has gradually increased. There is only a small number of stable collaborations between authors and between institutions. The communication and cooperation between authors to authors，and institutions to institutions needs to be strengthened. Thr 14 keywords such as biological repair，black and odorous rivers，purification，and restoration had became research hotspots，the focus of black and odourous water body research had gradually shifted from the treatment of contaminated substrate to the improvement of water quality.

Key words：

black and odour water body； CiteSpace； knowledge mapping； statistical analysis of literature

作者簡介：宋建軍，男，正高級工程師，主要從事水污染治理的研究工作。E-mail：447029379@qq.com

引用格式：宋建軍，范超愚，任若微，等.基于CiteSpace的黑臭水體研究分析［J］.水利水電快報，2024，45（8）：107-112.