劉璇¹，李桂杰² 劉漢湖^1*，張雙圣³

（1.中國礦業大學 環境與測繪學院，江蘇 徐州 221116；2.招遠市建筑工程質量監督站，山東 招遠 265199；3.徐州工程學院 環境工程學院，江蘇 徐州 221018)

摘要：微塑料作為新污染物已成為全球研究的熱點，引起眾多科研工作者的廣泛關注。為更好了解微塑料領域的研究現狀和發展趨勢，采用CiteSpace軟件對2000年至2023年間發表的微塑料相關文獻進行年發文量、發文作者、發文國家、關鍵詞聚類和突現詞分析。結果表明關于微塑料的發文量呈上升趨勢并于2017年后快速發展；中國研究者王俊（139篇）和施華宏（98篇）具有較大影響力；人類健康、海洋污染及微塑料的吸附作用是該領域的研究熱點；關鍵詞“底棲魚類”持續突現，或將成為微塑料領域的研究方向。

關鍵詞：微塑料；文獻計量分析；CiteSpace；研究熱點

微塑料（microplastics）指的是直徑小于5毫米的小塑料顆粒^[1]。微塑料的來源主要有兩種：一種是初級微塑料，是由工業生產直接制成的微小塑料顆粒；另一種是次級微塑料，是由大型塑料在環境中經過物理、化學或生物過程破碎而形成的^[2]。微塑料的疏水性強，比表面積大，為微生物群落生長提供了理想的附著點，成為致病菌的重要載體^[3]。在遷移過程中，微塑料易吸附并富集環境中的共存污染物，如重金屬、有機污染物等，微塑料與持久性有機污染物之間還存在協同效應，會增加了污染物對生物體的毒性^[4]，甚至可以通過食物鏈進入生物體內，通過氧化應激、神經損傷、內分泌干擾、免疫損傷等機制威脅生物健康^[5]。微塑料污染具有顯著的跨界和跨媒介特征，已經成為嚴重的全球污染問題。

1 數據來源與方法

本文利用Web of Science（WOS）數據庫作為數據源，采用了文獻計量學分析軟件CiteSpace對微塑料的發文量、發文作者、發文國家、關鍵詞等進行深入的統計分析，能夠梳理出全球范圍內對微塑料的研究現狀與未來的發展趨勢。

1.1 數據來源

本文研究數據全部來源于2023年1月27日在WOS的Web of Science核心合集數據庫檢索的文獻，檢索的主題詞為TS=（“microplastic”or“microplastics”）、索引日期為2000-01-01至2023-12-31、文獻類型選擇Article和Review Article，通過檢索共獲得16204篇文獻。利用CiteSpace（6.1.R6）軟件進行去重處理，最終得到文獻16204篇，其中Article和Review Article各有14058、2146篇。

1.2 研究方法

本文采用Excel和CiteSpace（6.1.R6）軟件對Web of Science核心合集數據庫檢索的文獻進行微塑料現狀分析和熱點預測。用Excel對近24年（2000-2023年）關于微塑料的文獻進行年發文量分析。在CiteSpace（6.1.R6）中設置時間跨度為2000-2023，時間切片為4年，未選擇裁剪方式，根據不同的節點類型調整k值后分別對發文作者、機構、國家等進行協作網絡分析，對關鍵詞進行共現、聚類和突現詞分析以了解微塑料領域的研究熱點和發展趨勢。

1.3 軟件圖譜分析

在CiteSpace（6.1.R6）中選擇“Node Types”中節點種類進行合作網絡圖譜分析，時間切片為4年，除k值需根據分析種類調整外，其余為默認設置。可視化圖譜左上角N指節點，字體越大越粗則表示此節點發文量越多；E指連線，代表節點間有合作關系，線條越粗表示合作越密切；網絡密度Density數據越大表明節點間合作關系越緊密，反之越松散；節點外圍有明顯紫色圈的節點代表該節點的中介中心性不低于0.1，中介中心性衡量的是一個節點在網絡中所有節點對之間最短路徑上的中介次數，一般認為中介中心性centrality值大于0.1的節點比較重要，在網絡結構中起到橋梁作用^[6]。

2 結果與分析

2.1 年發文量分析

用Excel對文獻年發文量進行分析（如圖1）可得出，2000年至2023年這24年間關于微塑料的文章發表數量整體呈上升趨勢。整個發展時期可以分為三個階段，2000-2008年為發展初期，每年只有十幾篇關于微塑料的文章產出，表明當時對于微塑料的重視程度不高。盡管1972年在海洋中就發現一些微塑料污染物，但是“微塑料(microplastics)”一詞則是2004年才正式在文章中出現，自此微塑料污染逐漸成為環境學科熱門話題^[7]。2009-2016年為緩慢增長階段，人們逐漸了解塑料危害，對微塑料的研究逐漸重視。2017-2023年為快速發展階段，尤其是2020和2021年發表數量激增。

圖1 2000-2023年微塑料領域文獻年發文量變化趨勢

2.2 發文作者分析

在CiteSpace（6.1.R6）中選擇“Node Types”為“Author”進行作者合作網絡圖譜分析，時間切片為4年，k值設置為25，其余為默認設置。在753位研究者中，發文量最多的是學者王俊，發文量為139篇，首次發文在2017年。其次發文量較多的是華東師范大學的施華宏，從2016年開始共發文98篇，發文中介中心性最高達到0.25，此外Galgani Francois（0.16）和Lusher Amy L（0.1）兩位作者在微塑料研究領域也有很大貢獻和影響力。分析得出共有2182條連線，可見學者間有較多合作，但作者合作網絡圖的網絡密度D=0.0077，表明學者合作并不密集沒有形成真正的核心區域。

2.3 發文機構分析

用CiteSpace（6.1.R6）軟件對發文機構進行可視化分析，運行調整后結果如圖2。分析得出共有863個發文機構，俄羅斯科學院是發文較早且中心性較高的機構，發文量最多的機構是中國科學院（817篇），首次發文在2005年。其次為中國科學院大學（409篇）、華東師范大學（255篇）等。雖然發文量最多的是中國機構，但法國海洋開發研究院的中介中心性（0.08）最高說明其影響力相對較大，其次是英國的普利茅斯大學（0.07）、中國科學院（0.06）、美國國家海洋和大氣管理局（0.06）等。機構中最大中心性值只有0.08，各國研究機構仍需提高文章質量和影響力^[6]。

圖2 機構合作網絡圖

2.4 發文國家分析

將文獻導入CiteSpace（6.1.R6）軟件后“Node Types”選擇“Country”進行國家可視化圖譜分析。由軟件分析可得“N=154，E=778”即圖中共有154個國家節點和778條連線，可見參與微塑料研究的國家眾多，微塑料污染已成為世界污染問題及研究熱點。從2000年至2023年，微塑料發文量最多的國家是中國，從2001年開始共發表5554篇相關論文，其次是美國（1730篇）、德國（1215篇）、意大利（1064篇）等國家。美國（0.16）、法國（0.17）、英國（0.2）等國家的中介中心性都不低于0.1，和其他國家相比具有更大的影響力，在網絡中起橋梁作用。

2.5 關鍵詞與研究熱點分析

2.5.1 關鍵詞共現分析

對文獻包含的關鍵詞進行分析，論文發表時間集中在2020-2023年，出現頻次較高的關鍵詞有microplastics、pollution、marine environment、particle、ingestion等，關鍵詞“microplastics”出現次數最多，從2012年至2023年共出現3566次，其次是pollution（3154次）、marine environment（2567次）、particle（2055次）等關鍵詞都出現過多次，表明海洋環境的微塑料污染是主要研究方向。本文統計了高頻關鍵詞的中介中心性，關鍵詞microplastics不僅出現次數最多，而且中介中心性最大（0.22），其次是marine environment（0.13）、oxidative stress（0.12）、pollution（0.1）等關鍵詞的中介中心性較高，表明學者對這些方向的研究比較多。排除關鍵詞“微塑料”和“污染”，出現頻次較高的是“海洋環境、沉積物、積累、攝入”等詞，代表研究人員對海洋微塑料污染和生物攝食微塑料方面感興趣。

2.5.2 研究熱點分析

為進一步挖掘微塑料領域的研究熱點，依靠CiteSpace（6.1.R6）使用LLR聚類算法對關鍵詞進一步聚類，結果如圖3所示，利用模塊值（Q值）和平均輪廓值（S值）衡量聚類結果的合理性。共得到10個聚類，結果顯示Q=0.5901，S=0.8679，表明聚類結果是可靠的。聚類結果展現了微塑料的研究熱點，主要集中在“氧化應激”、“海洋垃圾”、“吸附”、“污水處理廠”、“生物降解”等方向。

圖3 關鍵詞聚類網絡分析圖

通過對聚類結果進行歸納，共得出表1的6大集群，從集群中可以更清楚得到目前的研究現狀和研究熱點：

（1）微塑料對人體健康的潛在威脅

集群1表明研究者越發關注微塑料對人類健康的潛在威脅，微塑料廣泛存在于海鮮、瓶裝水等食品中，通過人類飲食攝入體內并對人體造成威脅。目前已經在人體的5大系統中檢測到微塑料的存在^[8]，Ragusa等人通過征集34名剛分娩一周且身體健康的女性的母乳樣本，發現在75%的樣本中都檢測到了微塑料，表明微塑料已經進入了人類食物鏈的一個非常敏感的環節^[9]。

（2）微塑料的提取、識別及定量過程

集群2聚焦不同環境介質中微塑料的采樣與分析，側重于對海洋、地表水、沉積物、污水處理廠和污水污泥中微塑料的提取、識別及定量過程。污水處理廠被視為微塑料污染水生和陸生的點源，大多數污水處理廠微塑料去除率很高，但最終排放到接收水體的微塑料負荷很大，Nandakumar等人^[10]研究了微塑料在污水處理廠中的多樣性存在（包括組成、大小、形狀和來源），并指出污水處理廠能夠去除部分微塑料，但大部分微塑料會通過污水處理廠產生的污泥進入環境。

（3）微塑料的吸附毒害效應

集群3表明研究者已經認識到微塑料有吸附能力，主要研究微塑料吸附環境中的重金屬、多環芳烴等污染物質并產生毒害效應的過程。Zong等^[11]發現微塑料主要通過化學方法吸附水中的銅和鎘。Sun等^[12]分別將含有微塑料和重金屬、僅含微塑料以及不含微塑料和重金屬的餌料喂給海馬，結果顯示攝入微塑料和重金屬的海馬的存活率上表現較差，其他兩組與正常生長的海馬無異，表明附著在微塑料上的重金屬對海馬的生長和生理產生了負面影響，而微塑料本身的影響不顯著。

表1 關鍵詞聚類研究熱點分類及核心集群列表

2.5.3 突現詞分析

利用CiteSpace（6.1.R6）中突現詞研究可以預測微塑料的研究熱點變化和趨勢變化。微塑料領域熱點關鍵詞研究主要集中于2010-2019年，“海洋環境”和“塑料垃圾”的突現強度分別是130.42、121.59，突現強度較大，表明塑料垃圾在2012-2019年受到廣泛關注，且研究多集中于海洋環境，其中地中海、北海和太平洋是主要的研究區域。

最值得關注的是“底棲魚類”一詞，突現強度雖僅為29.64，但從2016年開始一直突現至今。隨著對海洋微塑料研究的不斷深入，魚貝類通常被作為指示器反映水體中微塑料污染的水平和潛在影響，對魚類進行毒理學研究和生物健康效應調查，可以更好地了解微塑料的環境行為、生態效應以及對人類健康的潛在威脅。

3 總結

通過CiteSpace軟件對2000年至2023年間發表的微塑料相關文獻進行計量分析，旨在揭示微塑料研究領域的發展趨勢和研究熱點。研究結果表明：

（1）微塑料領域的發文量總體呈上升趨勢，特別是在2017年后增長速度逐漸加快，這說明微塑料作為新型污染物已經引起了全球科研工作者和公眾的高度關注，微塑料研究領域正在逐漸成熟；王俊、施華宏等研究人員在微塑料領域非常活躍，中國在該領域的研究活躍度和發文量均居世界前列，其中中國科學院（817篇）是發文量最多的研究機構，英國、美國的出版物具有更強的學術影響力。

（2）關鍵詞共現、聚類分析得出目前微塑料的研究熱點主要集中在海洋污染、不同環境介質中微塑料的定量分析、微塑料的吸附毒害效應、微塑料對人體的健康威脅等方向；通過突現詞分析發現底棲魚類受到關注，表明微塑料對海洋生物影響的研究，特別是在評估微塑料對食物鏈和人類健康影響方面將會是研究的新熱點。

（3）經過文獻計量分析發現，微塑料污染的研究在海洋環境領域已取得了顯著進展，但淡水系統和