综述:关于受污染场地修复的可持续性评估的全球系统性回顾:一种基于文献计量学的可视化方法
《Journal of Environmental Chemical Engineering》:Global Systematic Review of Sustainability Assessment for Contaminated Site Remediation: A Bibliometric Visualization Approach
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时间:2026年03月25日
来源:Journal of Environmental Chemical Engineering 7.2
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可持续发展评估是受污染场地修复从风险管理转向综合可持续发展的关键基础,当前研究存在方法多样性高、主题碎片化问题,导致知识框架系统性不足。本文通过文献计量学方法分析1994-2024年相关研究,揭示出以可持续管理决策、技术驱动环境影响量化、理论与实践结合的评估框架为三大支柱的知识结构体系,并发现研究热点正从方法开发转向综合应用。前沿方向包括生命周期评估与多目标决策分析结合、优化指标体系和权重分配方法、机器学习优化修复策略。未来需加强政策整合、提升模型可靠性和数据质量,以及推动跨学科合作。
李媛媛|张卓
中国地质大学(北京)土地科学技术学院,北京100083,中国
摘要
受污染场地修复的可持续性评估是实现从风险管理向全面可持续发展转变的关键基础。然而,目前关于受污染场地修复可持续性评估方法的研究存在方法多样性和研究主题碎片化的特点。缺乏系统的知识框架、内在联系和研究路径,阻碍了研究人员明确该领域的范围并理解其发展路径。与传统的叙述性综述不同,本研究利用文献计量可视化方法绘制了1994年至2024年该领域的知识拓扑结构,旨在通过知识图谱可视化揭示该领域的知识结构、演变动态和潜在差距。研究结果表明,以可持续性为导向的管理和决策、基于技术的环境影响量化以及连接理论与实践的评估框架是主要的研究方向,这些方向之间相互关联。可持续性评估的研究热点正从方法开发转向综合应用。当前的前沿研究包括将生命周期评估与多目标决策分析相结合、优化指标体系和权重分配方法,以及利用机器学习预测和优化修复策略。未来的研究应将可持续性评估与国家政策相结合,提高模型可靠性和数据质量,并加强跨学科合作。这些结果不仅为研究人员提供了学术上的定位依据,也为资助者和政策制定者提供了基于证据的见解,以确定关键投资领域,并推动可持续修复从概念向标准化实践的转变。
引言
近年来,随着工业化、城市化和农业集约化的快速发展,大量污染物通过各种排放途径进入土壤环境,导致大量受污染场地的出现[41]。在欧洲,约有250万个场地受到重金属和有机污染物的污染,其中35万个场地亟需修复[41]。在美国,受污染的场地超过45万个。在中国,根据详细的土壤污染调查和相关调查,生态环境部已登记了约15万个受污染场地[47]、[59]。面对这些数量庞大、污染过程复杂且污染物难以去除的场地,各国政府积极推广了一系列修复技术、计划和政策[47]。
在传统的修复方案设计过程中,选择修复技术主要考虑修复效果、周期时间、成本、技术成熟度、操作性、二次污染等指标,而忽视了在绿色和可持续修复理念下整个修复过程的环境、社会和经济效益[50]。不恰当的决策或修复活动的实施可能会造成比解决环境问题更大的负面影响[17]、[52]。在生态文明建设和绿色可持续发展的背景下,受污染场地的修复应在满足地块的环境功能、使用功能和风险控制的基础上,全面系统地考虑整个修复过程中的环境、社会和经济因素,以实现修复净效益的最大化[23]、[68]。在联合国可持续发展目标和中国双碳战略的推动下,受污染场地的修复正逐渐朝着可持续的范式发展。可持续修复不仅旨在减少土壤和地下水污染的风险,还旨在在更广泛的环境、社会和经济影响方面带来净效益[50]。受污染场地修复的可持续性评估确保了指标和评估维度的全面覆盖[40]。
近年来,受污染场地修复的可持续性评估在指标选择和评估方法方面表现出快速多样化的趋势[2]、[6]、[63]、[7]。为了反映可持续性的多维特性,现有研究通常从环境、经济、社会和技术等多个维度进行评估。然而,这种多样化也导致了方法上的显著异质性。例如,环境绩效在不同研究中被量化为基于生命周期的指标、风险降低水平或能源消耗和碳足迹,而社会影响在某些研究中仅被定性描述甚至被忽略。此外,权重方法从基于专家判断的主观方法到等权重或数据驱动的方法不等,即使在相似的修复情景下,也可能导致评估结果的显著差异。
这种方法上的异质性进一步加剧了评估框架的碎片化和应用实践的非标准化,使得不同研究结果之间的有效比较变得困难,并阻碍了可转移和累积证据的积累,从而影响决策[92](Campos等人,2019;[105];Alvarez等人,2010)。在实践中,同样的修复技术可能在不同的评估框架下被判断为“高度可持续”或“中等可持续”,这主要是由于指标体系和权重的不一致性,而非技术本身的原因。这种缺乏一致性的情况限制了可持续性评估在政策制定和项目管理中的实际应用,并可能阻碍可持续发展目标的实现[92]。因此,如何在增强透明度和可比性的同时整合多标准评估方法已成为当前研究的关键问题。
传统的叙述性综述或系统性综述在总结评估方法、指标系统和案例研究方面发挥了重要作用,但它们在揭示大规模知识结构、研究主题的时间演变特征以及跨学科关联方面仍存在局限性。相比之下,文献计量分析通过对已发表文献和引用数据的定量分析,能够系统地描绘研究主题、方法演变路径和合作网络的结构,从而为该领域提供了补充性的研究视角[107]、[82]。通过将分散的研究结果组织成相对清晰的知识结构并跟踪其随时间的演变,文献计量方法有助于阐明受污染场地修复可持续性评估的发展,识别关键的研究空白,并指出值得进一步深入探索的研究方向。
尽管在这一领域已经有一些全面且具有影响力的叙述性综述(Huysegoms等人,2017;[71]、[40]),但关于受污染场地修复可持续性评估的研究在环境科学、工程技术和政策研究等多个领域取得了显著进展。这些综述主要侧重于定性总结修复技术、利益相关者参与模式以及不同评估方法的理论优缺点。本研究认为,为了超越单纯的方法比较和案例总结,有必要揭示该领域隐藏的知识结构。因此,本研究将文献计量分析与系统性综述方法相结合。这种方法的独特概念贡献在于,它不仅可以识别出主导主题,更重要的是,它可以量化这些主题之间的相互作用,识别出在结构中变得核心或被边缘化的主题,并发现新兴的研究前沿。因此,本研究结合了文献计量分析和系统性综述方法,提供了关于受污染场地修复可持续性评估的全面系统概述。本研究主要从两个方面进行了综合的文献计量分析。第一部分通过出版物数量、合作关系和主要研究成果展示了知识分布,并通过关键词共现分析识别研究重点和知识结构。第二部分总结了新的研究方向,包括指标系统的方法改进、多标准决策的进展以及智能计算工具的应用增加。这一系统性评估既回顾了过去的发展,也提出了有前景的未来方向。
部分摘录
文献来源和搜索策略
Web of Science是全球使用最广泛的学术数据库之一,包含超过12万种高质量期刊,并提供详细的引用记录。因此,选择该数据库作为本研究的目标。搜索范围设定为1994年1月1日至2024年12月31日期间发表的相关文献。具体搜索使用了Web of Science Core Collection。使用的关键词组合包括:(TS=(Contaminate?) OR
出版物数量
图2显示了1994年至2024年的文献出版数量。共有170篇文献发表。第一篇高度相关的论文出现在2007年。此后出版物数量总体上呈上升趋势(图2a、2b)。这表明可持续性评估在学术界和实践领域都开始受到关注。尽管某些年份的出版量有所波动,但总体上升趋势持续存在,表明该领域的研究活动持续进行。
结论
本研究通过结合文献计量分析和系统性综述,系统地回顾了1994年至2024年受污染场地修复可持续性评估的文献。主要结论如下。
(1)自2007年以来,对该领域的研究兴趣稳步增加,逐渐形成了以管理决策、技术分析和评估系统三个相互关联的支柱为中心的结构化知识体系。
未引用的参考文献
Alshehri等人,[13]、[16]、[20]、[27]、[3]、[31]、[32]、[4]、[43]、[49]、[53]、[54]、[56]、[64]、[78]、[81]、[83]、[93]
CRediT作者贡献声明
李媛媛:撰写——初稿、软件、资源、方法论、数据分析、概念化。张卓:撰写——审阅与编辑、方法论、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了内蒙古自治区科技计划(2025YFDZ0053)的支持。
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