我国石油污染对土壤酶活性的影响研究现状
[摘要]选取中国知网(CNKI)为数据来源,就国内石油污染对土壤酶活性的影响研究进行了文献计量探讨。结果表明:从1997~2010年的14年间,石油污染与土壤酶之间的相关研究单年发文量随年份推移呈现显著的直线增加趋势,2010年之后逐渐趋于平缓态势。我国关于石油污染与土壤酶之间的相关研究最早是发表在1997年的关于应用土壤酶活性来评价草原石油污染的文章;从学科角度来看,相关研究主要集中在环境科学与资源利用学科方向;从发文机构和发文方向来看,中国石油大学和西安建筑科技大学是主要的发文机构,主要从事的研究多集中在石油污染土壤微生物修复、植物修复等方面。随着经济发展带来的石油污染问题愈发严重,寻找绿色、生态的生物修复技术将继续成为将来的研究热点和趋势。
[关键词]石油污染;土壤酶;研究现状
[中图分类号]X50 [文献标识码]A
1 引言
经济高速发展对石油需求量的日益增大,石油污染带来的土壤环境问题已上升为世界性问题。有调查资料表明,我国每年有超过60万t原油进入生态环境,大约7万t的落地原油会进入土壤,从而对生态系统造成一定的破坏。在进行土壤石油污染修复时,广泛的采用指示微生物、土壤酶活性、高等植物等来描述、监测和评价修复过程。土壤酶是反应土壤生物活性的重要指标之一,参与土壤各项生物化学反应过程。因其测定方法快捷简便,成为石油污染土壤监测治理的重要研究方向。石油污染对土壤酶活性产生重要影响,因此本文采用文献计量统计方法,对国内石油污染和土壤酶之间的相关研究特点、规律进行总结归纳、分析统计,为研究人员提供借鉴参考。
2 数据来源与方法
以“石油污染”和“土壤酶”两个关键词进行全部期刊范围内的主题检索,检索时间跨度为1997年1月1日~2017年12月31日,已发表的科研文献共检索到564篇,对所检索到的文献进行统计分析。采用origin8.5中进行数据统计分析、绘图。以文献发表数量、研究热点等指标分析了石油污染与土壤酶之间相关关系的影响研究发展态势。
3 结果分析与讨论
3.1 发文量年度变化趋势
石油污染对土壤酶的影响相关研究的领域关注度可以用年文章发表数量来直观的反应。通过CNKI检索发现,国内有关石油污染对土壤酶活性的最早研究文章探讨了土壤酶活性与土壤石油污染强度的相关关系。这篇文章题目是《应用土壤酶活性评价草原石油污染的初步研究》,文章1997年发表在《内蒙古大学学报(自然科学版)》。1997~2017年刊文量如图1所示,由图可知,1997~2004年,这8年间关于石油污染对土壤酶的影响研究非常少,仅有44篇,占文献总数的7.80%。2005~2010年,关于石油污染对土壤酶的影响研究逐渐增多,随时间变化,呈现直线式增长态势,土壤酶作为土壤生物活性指标,正逐渐被研究人员所关注,土壤石油污染生物修复技术相关研究成为了热点领域。自2010年之后,关于石油污染对土壤酶的影响相关研究趋于平稳。
3.2 研究热点分析
3.2.1 学科分布。图2显示了石油污染对土壤酶活性的影响发文涉及的学科分布,从学科角度来看,石油污染对土壤酶活性的影响研究主要涉及的学科有环境科学与资源利用、生物学、石油天然气工业、农业基础科学等,占比最高的为环境科学与资源利用学科,占学科总数的3/4。
3.2.2 关键词词频分析。图3为基于关键词的词频统计图,图中可以获得1997~2017这21年间,石油污染对土壤酶的影响研究主要热点。统计结果显示,在高频被引论文中,石油污染土壤、石油污染、生物修复、土壤、石油等关键词出现的词频最多,这些关键词在一定程度上反映了与之相关的研究是石油污染和土壤酶相关研究的热点。通过这几个关键词,可以发现关于石油污染和土壤酶的研究多集中在石油污染生物修复等方面。
3.3 主要研究力量分析
3.3.1 主要研究机构分析。发表文献数量位列前10的研究机构见表1。前10名单位发表文献总数为218篇,占总发表文献数量的38.7%。位列第1的中国石油大学发文量为42篇,占总发表文献数量的7.45%,占前10名研究机构发表文献总数量的1/5。西安建筑科技大学发表文献总数量为41篇,和第1名中国石油大学发表文献总数量仅相差1篇,是第3名中科院沈阳应用生态研究所和第4名南开大学发文量的近2倍。第5~10名的各研究机构发表文献数量之间相差不大。
3.3.2 主要作者分析。表2为发表文献数量位列前10名的作者。表中可见,发表文献数量最多的为张秀霞,第2~5名作者分别是陈立、张发旺、张胜和黄廷林。其中张秀霞来自中国石油大学,从2005年开始石油污染和土壤酶之间的相关研究,主要开展土著烃类降解菌对含油污泥的降解效果研究、土壤酶活性与石油降解率之间的关系、石油降解菌筛选等方面的研究。陈立、张发旺和张胜均来自中国地质科学院水文地质环境地质研究所,他们都主要从事石油污染土壤的原位生物修复技术、石油污染土壤和地下水的土著微生物修复技术等方面的研究。来自西安建筑科技大学的黄廷林主要开展了添加生物菌剂以及不同的农业耕作措施对石油污染土壤的修复效果研究。从发文量前5的作者研究方向来看,土壤酶活性与石油降解之间的关系以及石油污染土壤生物修复技术等研究室目前的大主要研究热点。
3.3.3 主要期刊分析。对1997~2017年发表主题为“石油污染”和“土壤酶”论文的期刊进行统计,结果如表3所示。刊文量位列前3名的分别是《环境工程学报》、《石油學报(石油加工)》和《农业环境科学学报》,分别占期刊总发文比例的9.8%、8.5%和7.7%。在发文量前10名的期刊中,《环境科学》复合影响因子最高,为2.870,EI收录。排名第3的是影响因为2.218的《农业环境科学学报》;排名第3的是影响因子为2.019的《生态学杂志》,均为环境科学领域的核心期刊。石油在对我国经济产生巨大推进作用的同时,带来的生态环境问题愈发明显,为了寻找绿色、高效的修复治理技术,专家学者们开展了大量的科学研究,取得了显著的成效。
4 结论与展望
从1997~2017年,21年的时间,石油污染与土壤酶之间的相关研究成果随着年份的推移,逐年递增。2004年之后增速平穩。石油工业是一把双刃剑,随着我国经济的高速飞跃发展,对石油及其产品需求量逐年递增,由此带来的生态环境问题日益凸显,受到科研工作者的广泛关注。随着修复治理技术的发展,生物修复技术因其自身生态绿色、不会产生二次污染、修复治理成本普遍较低等多项优点,成为学者们关注和研究的热点。
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