基于文獻計量分析的微塑料研究現狀及熱點趨勢

姜懿真，張文鵬，常唯一，苑子儀，朱曉艷，2

（1.吉林建筑大學 市政與環境工程學院，吉林長春 130000；2.吉林建筑大學 松遼流域水環境教育部重點實驗室，吉林長春 130000；3.吉林建筑大學 土木工程學院，吉林長春 130000）

微塑料是指粒徑從幾微米到幾毫米、形狀多樣的非均勻塑料顆粒混合體的統稱[1]。微塑料作為一種新型環境污染物，具有粒徑細小、分布廣、難降解等特點，對我國生態環境造成嚴重威脅。它的化學性質非常穩定，在環境中可存在百年甚至幾千年以上，微塑料作為一種新型持久性環境污染物，其來源十分廣泛，遍布于全球的各個角落，通常存在于表層河流、海水、河湖沉積物和海灘中，微塑料污染跨越了偏遠的環境，在極地冰川、深海沉積物中也有它的痕跡[2]。最新研究發現，在海拔8 440m的世界之巔珠穆朗瑪峰上雪樣和溪水樣本中也存在著微塑料，此外，在全球最深處的馬里亞納海溝也發現了微塑料，其中當前最深記錄存在于10 908m的水下[2]。微塑料已對全球生態環境造成嚴重威脅，引起了國內外學者、政府機關和社會公眾的廣泛關注與重視。

2014年6月，首屆聯合國環境大會上提出了海洋廢棄物和微塑料問題，并最終達成了“海洋塑料廢棄物和微塑料決議”，提出開展有關海洋塑料廢棄物和微塑料的研究。這一議題得到了世界廣泛的重視。2015年6月，第四十一屆七國集團（G7）峰會上關注了微塑料污染問題，發布了微塑料對生態系統的風險。目前，我國對于微塑料的研究仍處于探索階段，尚未深層次地研究微塑料污染對環境的影響。

文獻計量學是采用數學、統計學、文獻學等方法，研究文獻信息的結構分布、數量關系、變化規律和定量管理，進而討論科學技術的某些結構、特征和發展規律的一門學科。本文使用文獻計量學對微塑料領域的研究現狀、年度發文量、研究熱點和前沿方向進行分析，希望能理清微塑料研究的最新發展動態和前沿方向，為相關研究提供參考。

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源

選用CNKI和WOS核心合集數據庫作為核心數據源，檢索跨度為2004—2020年，檢索時間為2020年12月27日。在CNKI中，以微塑料、微塑料污染為主題詞進行檢索。在WOS核心合集中，以Microplastic、Microplastic pollution為主題詞進行檢索。由于數據庫數據內容龐大，主題關鍵詞文獻可能與數據庫論文數量存在差異，經過人工審查，剔除重復文獻、會議論文。最后篩選出566篇與主題詞相關聯的中文文獻，2 534篇英文文獻。

1.2 分析方法

使用CNKI、WOS的分析檢索結果功能，對選取文獻分別進行提取與存儲，在Excel表格中對發文數量、發文年份、機構、作者等信息進行篩選整合，繪制圖表。同時利用VOSviewer對文獻的摘要、關鍵詞、作者進行數據的可視化分析以及熱點標簽可視化分析。

2 結果

2.1 微塑料發展歷程

微塑料污染是全球性污染問題，我國在這方面研究起步較晚，在此概念剛被提出時，國內學者對微塑料研究的重視程度不夠。在2014年前，我國對微塑料的研究開展得極少。直到2014年微塑料污染上升到全球性的政策問題，微塑料研究近幾年得以爆發式發展。我國是世界上最大的塑料生產與消費國，基于固體廢棄物、人口和經濟狀況模型假設，中國是從陸地流入海洋的塑料垃圾最大的源頭國，占192個沿海國家和地區排放總量的近1/3。科學文獻的數量變化反映了科學知識量的變化情況，文獻數量是衡量科學知識量的重要尺度之一，分析發文量可反應微塑料研究領域的理論水平和發展速度。根據知網檢索分析結果顯示：2004—2020年發表以微塑料為主題相關文章共計566篇。其中，2004—2017年年均遞增12篇。2018—2020年年均遞增172篇。2018—2020年為高速發展階段，發文數量呈指數型增長，2020年達206篇，且有持續增長的趨勢。

2.2 文獻機構分布

在CNKI上的566篇文獻中，根據第一作者所在的機構分析整理，文獻來源于全國40多家單位，以高校和研究院為主，按第一作者所在單位對發文數量進行排序。發文量前五名分別為：中國科學院大學（35篇，6.48 %）、華東師范大學（25篇，4.63 %）、中國科學院煙臺海岸帶可持續發展研究所（16篇，2.96%）、中國海洋大學（15篇，2.78 %）、江西師范大學（11篇，2.04%）。各個機構的研究內容不盡相同，在未來，應加強各機構之間的合作聯系。從總體上分析，微塑料污染現狀、海洋污染、海洋微塑料、海洋垃圾、海洋生物、生態效應、有機污染物是當前的研究熱點。

2.3 核心作者分布

統計分析 2004 —2020年微塑料研究論文的CNKI作者分布，經過數據清洗，整理出發文數量排名前五的作者，分別是周倩（11篇）、駱永明（10篇）、簡明菲（10篇）、李文華（9篇）、涂晨（8篇）。通過分析其發文量，可以有效識別研究領域的研究現狀和發展脈絡，高被引文獻可洞察某領域在一定時間內有影響力的作者和重要的研究主題，依據著名科學家普賴斯（Price）提出的核心作者計算公式：

式中：M為論文篇數，Nmax為統計的年限中最高產作者的發表論文數，只有發文數在M篇以上的作者，才能稱為核心作者或多產作者。

文中根據實際計算取M的整數值為26，以此為審核標準。則發文量26篇以上的作者則被認為是微塑料領域的核心作者，統計2004—2020年發表微塑料相關研究的核心作者，共有8位，代表了微塑料領域的領軍人物。

2.4 文獻關鍵詞與研究熱點分析

當前CNKI微塑料研究領域中關鍵詞主要有海洋垃圾、海洋生物、海洋環境、塑料垃圾、潮灘沉積物、食物鏈、密度分選、分離方法、吸附、成分變化、豐度。根據熱點網絡標簽視圖可知，當前微塑料研究熱點的主要分為兩類。第一類是以微塑料為主的研究領域，從海洋垃圾、塑料污染、高分子等方面展開。第二類針對微塑料分布進行展開，主要表現在淡水、海洋沉積物、人體健康等方面。淡水環境與海洋環境中微塑料化學成分具有一致性，海洋系統中70%的微塑料來源于淡水系統。淡水水體中檢測到的微塑料豐度可達107個/km2量級[3]，比海洋環境中檢測到的微塑料豐度更高，微塑料在淡水水體采集到的魚類、貝類等生物體內也普遍存在。另一方面，微塑料進入水生生物體內，因食物鏈傳遞最終會出現在人類餐桌上，由于微塑料粒徑過小不易排出，長期攝入會在人體內富集，對人類健康造成嚴重威脅。我國淡水環境中的微塑料豐度比國外高2～3個數量級。這充分說明了我國淡水微塑料污染的嚴重性。在未來我國學者需要針對淡水環境、土壤環境中的微塑料污染進行進一步研究，加強微塑料污染相關監管標準，積極防治微塑料污染，改善生態環境。

3 結論和未來發展趨勢

微塑料作為一門新興研究領域，已經逐漸步入學者們的視野，它的研究涉及多種學科種類。文章基于CNKI、WOS數據庫，針對微塑料領域中的文獻進行檢索統計、歸納整合。

1）從文獻數量上分析，2004—2017年CNKI上關于微塑料研究的文獻逐漸增加，年平均發表量為16篇，2018—2020年微塑料領域文獻數目迅速增加，整體呈現直線上升的趨勢，平均年發表量為172篇。從發文機構上分析，中國科學院以131篇的發文量位居首榜。其次是華東師范大學，合計發文87篇。

2）微塑料領域的研究熱點為海洋生物體、潮灘沉積物、食物鏈等。前沿方向為海洋微塑料污染、微塑料在食物鏈中的傳遞與富集、微塑料的毒性效應等。當前針對土壤微塑料污染的研究較為薄弱，在未來應該加強對這些領域的研究，對微塑料污染現狀進行全面的認識。

3）由于土壤環境的復雜性、多樣性以及土壤微塑料研究標準方法缺乏，與水生生態系統中微塑料的研究相比，土壤微塑料的研究稍有滯后，目前仍處于探索階段，尚有不足之處。當前土壤微塑料的檢測方法多種多樣，但針對不同的土壤性質，微塑料取樣、分離、檢查標準方法尚未統一，這會影響試驗結果，因此在未來的研究中，為進一步了解土壤微塑料行為及風險認識，應統一技術標準。此外，當前土壤微塑料研究涉及的土地類型多為耕地，其他土地類型的現有數據不夠充分，難以全面分析全球土壤微塑料污染現狀，側面反映出當前對于土壤微塑料污染的危害了解程度還不夠深入。今后的研究中應加強分析各種類型土壤微塑料的來源、積累和降解規律。

4）由于微塑料比表面積較大等特性，易與其他不同種類污染物通過吸附或反應結合在一起。微塑料從海洋中可吸附多環芳烴、石油烴等疏水性持久的有機污染物，從土壤中可吸附鉛、鋅、鉻等重金屬。所結合成的污染物會產生復合毒性效應，對生態系統和人體健康造成威脅。微塑料與污染物的聯合效應極其復雜且相互作用機制尚不明確。因此未來應進行更多的毒性實驗獲得基本毒性學數據，建立微塑料毒性數據庫，為微塑料毒理學和復合物風險評估提供數據支持。探討環境相關條件下微塑料的復合毒理效應及生態影響，用以評估微塑料的危害和生態風險。

5）目前已有許多國家頒布了相應的法律法規，禁止含有塑料微珠的日化用品生產、銷售和使用。我國雖頒布了相關法律，但由于我國是最大的塑料生產國，塑料制品早已滲入人類生活的各個方面，塑料生產及污染治理與預期有較大差距。在未來應加強法律法規約束力度，實施市場與非市場手段及激勵措施，鼓勵科研人員使用燕麥、玉米等天然可替代、可降解材料。此外，在微塑料研究領域鼓勵多學科交叉研究，將各學科有效融合在一起，發揮各自的優點。同時應積極參與國際交流與會議，學習參考其他國家的技術方法和研究，進一步加強國內微塑料污染的防治與治理。