郭 華 肖文格 黃俊歆 李 喆 彭萬里

濕式除塵研究熱點(diǎn)——基于CNKI的文獻(xiàn)計(jì)量分析

郭 華1a,1b肖文格1a黃俊歆2李 喆1a彭萬里1a

（1.湖南科技學(xué)院 a.土木與環(huán)境工程學(xué)院；b.湘南傳統(tǒng)古建筑研究所，湖南 永州 425199；2.湖南工學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421000）

為把握近35年國(guó)內(nèi)濕式除塵研究集中領(lǐng)域及未來發(fā)展趨勢(shì)，借助國(guó)內(nèi)最權(quán)威的CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)論文及相關(guān)資料，以Cite Space軟件結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，采用聚類分析與統(tǒng)計(jì)處理等方法，統(tǒng)計(jì)并繪制出國(guó)內(nèi)濕式除塵研究文獻(xiàn)的發(fā)文數(shù)量趨勢(shì)、發(fā)文機(jī)構(gòu)趨勢(shì)、發(fā)文關(guān)鍵詞分析、高被引文獻(xiàn)分析、專利情況分析，挖掘出濕式除塵研究的研究熱點(diǎn)及整體發(fā)展趨勢(shì)。研究表明：國(guó)內(nèi)濕式除塵研究起步早，但發(fā)文量從2016年起呈指數(shù)型遞增，這與國(guó)家層面的“藍(lán)天行動(dòng)保衛(wèi)計(jì)劃”和“健康中國(guó)”戰(zhàn)略的推進(jìn)相適應(yīng)，而發(fā)文機(jī)構(gòu)主要集中在高等學(xué)校和科研院所，濕式除塵高頻關(guān)鍵詞是濕式除塵效率、濕式除塵技術(shù)及設(shè)備研究、濕式除塵的工程應(yīng)用等方面，這些為相關(guān)學(xué)者進(jìn)行濕式除塵研究明確了方向。

濕式除塵；CNKI；文獻(xiàn)計(jì)量分析；研究熱點(diǎn)

20世紀(jì)60年代末開始，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，礦山開采、化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、建筑工業(yè)等行業(yè)產(chǎn)生了大量的粉塵。粉塵不僅影響作業(yè)人員的身體健康及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，還會(huì)隨著風(fēng)流排向大氣，導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重。與此同時(shí)，除塵技術(shù)的研究開始展開[1-4]，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是主要的礦山開采國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、澳大利亞等國(guó)家，便對(duì)礦山粉塵的防治技術(shù)給予了很大的重視，并開展了一系列的技術(shù)研究。

研究粉塵治理問題，一般會(huì)采取干式和濕式兩種途徑[5-6]?！案墒匠龎m”，雖全塵除塵效率能滿足要求，但呼塵除塵效率低、設(shè)備體積大、容易引起二次污染[7-8]?！皾袷匠龎m”，目前的技術(shù)方法能使呼塵除塵效率較“干式除塵”大大提高，占用空間也不大，是各產(chǎn)塵行業(yè)研究粉塵治理的方向[9-10]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)濕式除塵研究始于20世紀(jì)80年代末，研制了很多有關(guān)于濕式除塵的設(shè)備，開創(chuàng)性研制了濕式鉆眼、水炮泥降塵、磁化水除塵、噴霧除塵、濕式電除塵、水膜除塵等除塵設(shè)施[11-12]。

1986年至2020年期間，中國(guó)知網(wǎng)(China National Knowledge Infrastructure，CNKI)收錄的濕式除塵方面的文獻(xiàn)1684篇，專利2127項(xiàng)，其文獻(xiàn)和專利都是關(guān)于濕式除塵的機(jī)理、數(shù)值模擬及具體的濕式除塵措施研究，但對(duì)于濕式除塵鮮有相關(guān)的綜述類文獻(xiàn)對(duì)其領(lǐng)域研究進(jìn)程有準(zhǔn)確把握。為了便于相關(guān)研究者能夠把握濕式粉塵防治方向及進(jìn)展情況，明確以后的研究方向[13-14]，本文借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，采用CiteSpace文獻(xiàn)分析軟件從計(jì)量化可視化檢索結(jié)果分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜分析、關(guān)鍵詞聚類知識(shí)圖譜分析、研究熱點(diǎn)突現(xiàn)知識(shí)圖譜分析四個(gè)方面對(duì)2000－2020年CNKI收錄的688篇礦山粉塵研究領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，此外，還統(tǒng)計(jì)出濕式除塵的專利情況，理清近年來我國(guó)濕式除塵研究的發(fā)展脈絡(luò)及研究熱點(diǎn)和研究方向。該研究結(jié)果不僅能為學(xué)者們掌握濕式除塵前沿的動(dòng)態(tài)提供便利，還能科學(xué)高效開展粉塵防治研究工作。

1 數(shù)據(jù)收集與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

研究采用中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）文獻(xiàn)計(jì)量工具，選用的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)是中國(guó)知網(wǎng)的“中國(guó)引文數(shù)據(jù)庫(kù)”。以“濕式除塵”為篇名檢索詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，檢索時(shí)間跨度為1986－2020年，檢索總文獻(xiàn)1684篇，來源期刊類別為全部，專利2127項(xiàng)，將CNKI的文獻(xiàn)和專利發(fā)表量按年分類，得出不同年份的發(fā)表趨勢(shì)，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入citeSpace.5.7.R2(64-bit)軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析得到相應(yīng)的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像趨勢(shì)，以此來獲得本文主題研究的動(dòng)態(tài)、熱點(diǎn)等內(nèi)容。

1.2 研究方法

由于濕式除塵研究文獻(xiàn)數(shù)量多，采用單一的文獻(xiàn)分析法，在研究的深度和廣度上難以取得突破，隨著數(shù)據(jù)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)的CiteSpace. 5.7.R2(64-bit)軟件，可將數(shù)據(jù)可視化分析技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)文獻(xiàn)，通過大數(shù)據(jù)對(duì)比可實(shí)現(xiàn)研究熱點(diǎn)、研究前沿和研究趨勢(shì)的準(zhǔn)確分析[15-16]。本文通過該軟件，將CNKI中的濕式除塵文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化并生成新的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)每年發(fā)文數(shù)量、發(fā)文機(jī)構(gòu)、發(fā)文關(guān)鍵詞、高被引文獻(xiàn)、專利情況等進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)量分析，更好地掌握我國(guó)在濕式除塵研究領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)、高被引學(xué)者和研究文獻(xiàn)、專利年發(fā)展趨勢(shì)，清晰展示出濕式除塵研究主題的領(lǐng)域方向，分析出研究脈絡(luò)，挖掘出我國(guó)在濕式除塵領(lǐng)域的現(xiàn)狀發(fā)展與前沿趨勢(shì)熱點(diǎn)。

2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

2.1 近35年發(fā)文情況分析

2.1.1 發(fā)文數(shù)量趨勢(shì)

由CNKI論文發(fā)表量統(tǒng)計(jì)折線圖可以看出來，1993年發(fā)文量最少(15篇)，2016年發(fā)文量最多(152篇)，與本世紀(jì)初相比增長(zhǎng)幅度大，可達(dá)10倍多，預(yù)計(jì)2020年發(fā)文量（100篇）；2003－2005年，濕式除塵領(lǐng)域研究熱度呈略微下降趨勢(shì)，而從2005－2020年，該領(lǐng)域研究熱度大幅度上升，從數(shù)據(jù)整體來看，濕式除塵領(lǐng)域顯然已經(jīng)成為學(xué)者們現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)。以下從三階段分析發(fā)文量的變化。

圖1 近35年CNKI發(fā)文數(shù)量趨勢(shì)

第一階段為1986－1999年，這一階段發(fā)文量較少，處于一種緩慢上升的階段，1986年首次發(fā)出相關(guān)論文，這一年中僅發(fā)表16篇論文，而在這14年每一年平均發(fā)表25篇，說明我國(guó)相關(guān)學(xué)者開始關(guān)注濕式除塵這一技術(shù)并且開始起步研究。

第二階段為2000－2005年，這一階段總體上呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其中2000－2003年增長(zhǎng)速度很快，說明關(guān)注濕式除塵的學(xué)者增多，涌現(xiàn)出很多新的研究人員。而在2003年到2005年發(fā)表的論文顯著減少，說明這一技術(shù)還不夠成熟，還需做進(jìn)一步探索，不管是理論機(jī)制方面的研究還是工程技術(shù)應(yīng)用還需從深度和廣度方面加強(qiáng)。

第三階段為2006年—2020年，這一階段開始七年處于沉淀狀態(tài)，發(fā)表的論文并不多，但是從2012－2016年，發(fā)表的論文速度呈指數(shù)增長(zhǎng)，2016年發(fā)表的論文達(dá)到巔峰，年發(fā)表量達(dá)到156篇。說明在該階段粉塵防治領(lǐng)域關(guān)注力度增加，這是由于國(guó)家“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)計(jì)劃”政策的推行，對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高、粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，粉塵防治技術(shù)需要不斷改進(jìn)，相關(guān)學(xué)者對(duì)于粉塵防治研究領(lǐng)域很是重視。

2.1.2 發(fā)文機(jī)構(gòu)趨勢(shì)

從1986年出現(xiàn)的第一篇濕式除塵研究的論文，35年來，相關(guān)學(xué)者圍繞濕式除塵進(jìn)行了深入、持續(xù)的學(xué)術(shù)研究及工程應(yīng)用，涌現(xiàn)出了不同研究機(jī)構(gòu)的學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究。通過對(duì)濕式除塵研究發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，發(fā)文量第一的是華北電力大學(xué)共37篇，其次是湖南大學(xué)31篇，再是福建龍凈環(huán)保有限公司共發(fā)表26篇，再其次是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)及國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院各21篇，其余機(jī)構(gòu)發(fā)文數(shù)量均小于20篇。從各研究機(jī)構(gòu)類別來看，包含7所高校、2所科研院所和1所有限公司，表明在濕式除塵研究方面，研究機(jī)構(gòu)類別是百花齊放，重點(diǎn)在高校，既有理論研究也有相應(yīng)的實(shí)踐應(yīng)用，但不同的研究方向傾向點(diǎn)不同，理論和機(jī)制方面的研究是為了更好的指導(dǎo)工程實(shí)踐，探索出更先進(jìn)的工程應(yīng)用技術(shù)。

圖2 近35年CNKI高產(chǎn)發(fā)文機(jī)構(gòu)

2.1.3 發(fā)文關(guān)鍵詞分析

1）關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖譜分析

關(guān)鍵詞是論文的核心觀點(diǎn)，對(duì)某一領(lǐng)域的關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)聚類分析可以明確研究熱點(diǎn)的重心及發(fā)展趨勢(shì)。圖3是運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)1986－2020年濕式除塵共現(xiàn)聚類繪制的分析圖進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)展示，節(jié)點(diǎn)的大小不僅是關(guān)鍵詞主題內(nèi)容在濕式除塵研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，也是聚類群知識(shí)結(jié)構(gòu)的跨度，處于濕式除塵研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞前五的有濕式除塵、濕式電除塵、除塵效率、水膜除塵器、除塵器。通過聚類的關(guān)鍵詞反映出1986－2020年這35年來濕式除塵研究的主體內(nèi)容，構(gòu)成了濕式除塵研究領(lǐng)域的輪廓和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，這與我國(guó)實(shí)施的“藍(lán)天保衛(wèi)計(jì)劃”和“健康中國(guó)”相契合。

圖3 濕式除塵共現(xiàn)聚類

2）關(guān)鍵詞頻率圖譜分析

關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率越高說明受相關(guān)學(xué)者關(guān)注度越高，通過Citespace軟件統(tǒng)計(jì)出出現(xiàn)頻率在前十的關(guān)鍵詞，如表1所示，第一是除塵效率，該關(guān)鍵詞在1986年首次出現(xiàn)，在35年中共出現(xiàn)113次，說明解決環(huán)境污染問題，進(jìn)行粉塵治理對(duì)除塵效率的關(guān)注度是最高的，也是相關(guān)學(xué)者研究除塵方面最為傾向的重點(diǎn)；第二是濕式除塵，該關(guān)鍵詞于1987年被提出，出現(xiàn)頻次高達(dá)81次；其次是濕式電除塵器、除塵器、濕式電除塵、濕式除塵器分別出現(xiàn)的頻次是78次、76次、60次、57次；其余關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)都低于50次。關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高，就反映了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)方向和未來發(fā)展趨勢(shì)。

表1 濕式除塵關(guān)鍵詞頻率統(tǒng)計(jì)

2.1.4 高被引文獻(xiàn)分析

被引用次數(shù)常被用來作為文獻(xiàn)學(xué)術(shù)水平和影響力的評(píng)價(jià)指標(biāo)，被引用次數(shù)越多，說明該論文的科學(xué)知識(shí)生產(chǎn)質(zhì)量越高。圖4為1986—2020年濕式除塵研究文獻(xiàn)被引頻次最高的前10篇文獻(xiàn)的信息，其中，被引頻次最高的為熊桂龍等作者于2015年發(fā)表在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》上的《增強(qiáng)PM2.5脫除的新型電除塵技術(shù)的發(fā)展》[17]，雖發(fā)表僅短短5年時(shí)間，但被引178次，其研究主要介紹了低低溫電除塵器、濕式電除塵器和電袋除塵器等3種電除塵新技術(shù)，并分別采用實(shí)驗(yàn)與理論分析的方法對(duì)3種電除塵器的脫除機(jī)理、脫除性能及工程應(yīng)用情況進(jìn)行了探討；其次是張東輝等作者發(fā)表在《電力建設(shè)》上的《燃煤煙氣污染物超低排放技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析》[18]，被引95次；再次是王樹民等作者發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)研究》上的《燃煤電廠大氣污染物“近零排放”技術(shù)研究及工程應(yīng)用》[19]，被引90次。

圖4 高被引文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)

2.2 近35年專利情況分析

為進(jìn)一步了解國(guó)內(nèi)研究者對(duì)濕式除塵的研究熱點(diǎn)，利用CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索有關(guān)濕式除塵的發(fā)明、實(shí)用新型、外觀設(shè)計(jì)專利授權(quán)情況[20-24]，發(fā)現(xiàn)首次申請(qǐng)濕式除塵相關(guān)專利從1986年開始，截至2020年10月1日，共有2127項(xiàng)專利，每年的具體專利數(shù)如圖5所示。從圖中可看出，2011年起，國(guó)內(nèi)濕式除塵專利各年度申請(qǐng)數(shù)量整體呈上升態(tài)勢(shì)。從圖6的專利申請(qǐng)類別來看，授權(quán)最多的為實(shí)用新型專利，共計(jì)1402項(xiàng)；其次是發(fā)明專利共計(jì)681項(xiàng)；剩下的外觀設(shè)計(jì)專利僅為44項(xiàng)。從專利數(shù)量上來看，表明國(guó)內(nèi)對(duì)濕式除塵的的關(guān)注度度很高，從專利類別上來看，大多專利都是與濕式除塵的實(shí)踐技術(shù)有關(guān)。

圖5 專利年度趨勢(shì)

圖6 不同類別專利量

3 討 論

我國(guó)雖從1986年開始發(fā)表第一篇關(guān)于濕式除塵方面的研究論文，但沒有產(chǎn)生較大的影響，此后較長(zhǎng)時(shí)間里關(guān)于濕式除塵的研究，雖有學(xué)者涉及，但論文成果數(shù)量少，受關(guān)注度低，每年的論文發(fā)文量一般都是20篇左右，直到2001年濕式除塵的文獻(xiàn)數(shù)量實(shí)現(xiàn)了跨越式的增長(zhǎng)。此后，關(guān)于濕式除塵的研究方向更明確、更具體，研究?jī)?nèi)容在深度和廣度上都得到了很大拓展，尤其是在濕式除塵內(nèi)涵、機(jī)理，粉塵運(yùn)移規(guī)律，粉塵粒徑、濃度測(cè)定，濕式除塵技術(shù)、手段及治理成效等方面。

相關(guān)學(xué)者對(duì)粉塵治理這一領(lǐng)域進(jìn)行不斷地研究表明，粉塵不僅對(duì)人體造成危害，而且污染大氣環(huán)境，現(xiàn)有的濕式除塵技術(shù)雖除塵過程簡(jiǎn)單，占用區(qū)域空間小，能很好地沉降直徑大于10um的非呼吸性液態(tài)或固態(tài)粒子，但對(duì)顆粒直徑在7um以下的呼吸性粉塵，沉降效果不是十分理想。如將弦柵過濾除塵和高壓噴霧除塵技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)二級(jí)復(fù)合除塵，這一技術(shù)既避免了濕式除塵對(duì)呼吸性粉塵除塵效率不高的問題，又適當(dāng)克服了過濾除塵的耐久性差、維護(hù)成本高、除塵阻力大等缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高效低阻除塵，是當(dāng)前濕式除塵工藝研究的新方向。

除此之外，現(xiàn)有的研究中雖然對(duì)濕式弦柵復(fù)合除塵的影響因素和噴霧霧化進(jìn)行了探討，然而缺乏系統(tǒng)詳盡的復(fù)合除塵機(jī)理研究，這一方面是由于未能考慮霧液滴群霧化特性、弦柵結(jié)構(gòu)對(duì)弦柵斷面形成水膜的影響，另一方面是對(duì)弦柵斷面水膜動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)的認(rèn)識(shí)不夠，不能揭示不同氣力擾動(dòng)下濕式弦柵造膜動(dòng)態(tài)時(shí)域的演變規(guī)律，明確濕式弦柵造膜的動(dòng)態(tài)演變過程。

4 結(jié) 論

1）1986年—2020年間，我國(guó)關(guān)于濕式除塵的研究發(fā)文量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其是2011年至2016年呈指數(shù)增長(zhǎng)，2016年發(fā)表的論文達(dá)到巔峰的156篇。

2）從發(fā)文機(jī)構(gòu)來看，高校和科研院所在濕式除塵研究中發(fā)揮著重要作用，但各機(jī)構(gòu)之間交流合作不緊密；從專利來看，濕式除塵在實(shí)用新型應(yīng)用上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，大部分專利申請(qǐng)來自于高校，可見濕式除塵的理論基礎(chǔ)很夯實(shí)，不僅除塵觀念深入人心，而且在實(shí)際工程應(yīng)用廣泛，與國(guó)家政策的實(shí)施相契合。

3）濕式除塵的研究主要集中在粉塵性質(zhì)、除塵技術(shù)、除塵效率等方面，粉塵研究的側(cè)重點(diǎn)是降低粉塵對(duì)作業(yè)環(huán)境及人員的危害，減少生產(chǎn)性粉塵向大氣排放，提高大氣空氣質(zhì)量，而濕式除塵在粉塵防治研究中一直屬于重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，未來將加大對(duì)濕式除塵技術(shù)研究，粉塵治理機(jī)理、除塵方法及技術(shù)創(chuàng)新、以及治理粉塵所造成二次污染問題將獲得關(guān)注。

4）要實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量的持續(xù)好轉(zhuǎn)，一方面，要重點(diǎn)研究如何實(shí)現(xiàn)高效低阻的濕式除塵方法，研究出更多高效的除塵裝置；另一方面，還要結(jié)合科技與時(shí)代發(fā)展背景，與時(shí)俱進(jìn)地對(duì)粉塵排放管理進(jìn)行改革與完善。

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1673-2219（2021）05-0046-05

2021-06-07

湖南省普通高校青年骨干教師培養(yǎng)對(duì)象專項(xiàng)（QG202106）；2019年度湖南省教育廳優(yōu)秀青年項(xiàng)目（19B223）；2019年湖南科技學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目（19XKY056）；湖南省自然科學(xué)基金（2018JJ4028）。

郭華(1989－)，男，漢族，湖南永州人，碩士，講師，研究方向?yàn)榉蹓m防治、工程安全。

（責(zé)任編校：文春生）