Research Progress on Remediation of Heavy Metal Pollution in Farmland Soils at Home and Abroad - Based on CiteSpace Knowledge Map Analysis
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摘要:
以中国知网及Web of Science 数据库的文献资料为数据源，利用CiteSpace 文献计量工具，对2000 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复研究领域的相关中外文文献从发文量、发文国家及作者、关键词等进行分析，以此探讨国内外该领域研究现状及未来发展驱势。结果表明，农田土壤重金属污染修复研究文献数量呈快速增长态势，中国、美国、韩国等是外文文献发文量较多的国家；中国科研机构在外文文献发文数量上所占比重最大，表明我国在该领域对国际学术的影响力较大；从关键词出现频次分析可知，当前该领域主要研究内容是土壤镉、铅等多种金属的复合污染的累积特征及重金属复合污染的修复，而植物修复技术在农田土壤重金属污染修复研究中的应用是当前该领域研究热点；未来土壤重金属污染修复领域的主要研究方向为物理、化学联合生物等多种修复技术组成的综合修复体系。
Abstract:Based on the literature of China National Knowledge Infrastructure (CNKI) and Web of Science database, CiteSpace bibliometric tool was used to analyze the relevant literature in the field of remediation of heavy metal pollution in farmland soil from the aspects of number of publications, countries, authors and keywords from 2000 to 2021, so as to explore the research status and future development trend in this field at home and abroad. The results showed that the number of literatures on heavy metal pollution remediation in farmland soil increased rapidly. China, the United States and South Korea were the countries with more foreign literatures. Chinese scientific research institutions occupied an important position in the number of foreign literature publications, indicating that China has a strong international academic influence in this research field. According to the frequency analysis of keywords, the accumulation characteristics and remediation of multi-metal compound pollution such as cadmium and lead in soil were the main research contents in this field, and the application of phytoremediation technology in the remediation of heavy metal pollution in farmland soil was a hot topic in this field. The comprehensive remediation system composed of physical and chemical remediation combined with bioremediation technology is the main research direction in the field of soil heavy metal pollution remediation in the future.
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Keywords:
- Heavy metal /
- Remediation /
- Bibliometric analysis /
- CiteSpace /
- Farmland
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目前我国土地正遭受着重金属的污染，受污染面积约为 0.1 × 108 hm2 [1]。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土壤重金属污染现状严峻，铬、锌、镉、铜、砷、铅、汞、镍等8种无机元素为主要超标元素，超标点位数占全部污染物超标点位数的 82.8% [2]。粮食产量每年因土壤重金属污染减少约1000 × 104 t，遭受的经济损失合计约为200 × 108元[3]。土壤中的重金属很难自然降解，因其具有毒性且易通过食物链在植物、动物和人体内累积，会对生态环境以及人体健康构成严重威胁。因此，农田土壤重金属污染修复技术研究越来越得到国内外学术界的关注。
本研究利用定性与定量相结合的方式，客观的对我国农田土壤重金属污染修复的现有研究成果进行梳理，通过收集农田土壤重金属污染修复的相关资料，基于CiteSpace绘制科学知识图谱，对2000 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复相关文献进行量化分析，揭示农田土壤重金属污染修复领域的研究现状，并通过中外文献研读的方式对该领域研究的热点与其未来发展方向进行分析与展望，以期明晰该领域国内外目前研究现状，有助于进一步推动该领域的研究。
1. 数据来源与方法
1.1 数据来源
本研究中文文献数据取自中国学术期刊出版总库（CNKI总库）数据库中的核心合集，检索方式为高级检索，检索文献发表时间设置为2000 ~ 2021年，检索“主题”或“关键词” = “重金属”并含“农田”并含“土壤修复”，共检索出417篇文献。
外文文献数据取自美国科学信息研究所（Institute for Scientific Information，ISI）Web of Science（WOS）数据库中的Web of ScienceTM核心合集，检索文献发表时间设置为2000 ~ 2021年，以“Article”和“Review”精炼，并以“TS = （soil heavy metal*） AND检索主题词：TS = （remediation or passivation or repair”等与检索主题词相关的上下近义词为检索条件进行高级检索，共获取文献1139篇。
1.2 研究方法
通过共被引分析理论和寻径网络算法，CiteSpace可视化软件对某一领域的已有文献进行分析，可得到包含关键词、机构、国家、作者等不同种类的时间轴和共现图谱，因此CiteSpace可视化软件可以帮助研究者分析某领域、可视化该领域演化路径、探测研究前沿并推测发展方向[4]。
本文借助CiteSpace5.7.R5可视化软件和Origin绘图软件，以CNKI核心数据库和WOS核心数据库中有关农田土壤重金属污染修复的研究中外文献为样本，通过文献发文年限和发文量统计，双图叠加分析推演农田土壤重金属污染修复领域的研究历程；通过研究国家和机构的合作网络图谱，揭示该领域全球研究力量的分布情况和世界合作关系；通过关键词突现分析揭示该领域不同发展阶段的研究热点；通过共被引网络的聚类分析提炼出该领域的主要研究主题。从宏观上将该领域的研究现状可视化，揭示其阶段研究热点及未来发展态势，以期为今后的相关研究提供参考。
2. 结果与讨论
2.1 发文数量
发文量是某一领域发布文章的数量之和，可直观地反映学术界对该领域的重视程度，一般情况下该领域发文量越多，其研究越活跃[5]。通过农田土壤重金属污染修复领域研究文献量的时间分布情况（图1），可基本了解该领域国际研究的活跃程度。由图1可知，农田土壤重金属污染修复相关外文文献数量可以分为缓慢增长、下降、迅速增长3个阶段，2014年发文量增加态势明显。中文文献数量呈现缓慢增长、波动变化的趋势，个别年份有小幅波动，且发文量增加较外文文献为缓慢。
在2000 ~ 2021年间CNKI农田土壤重金属污染修复发文时间及数量分布见表１。2000 ~ 2016年间，发文数量整体属于缓慢增长阶段，该阶段累积发文量249篇。2013年以前每年发文数量均少于25篇，直至2014年发文数量首次突破30篇。在这一阶段农田土壤重金属污染修复属于“起步”时期；2016 ~ 2021年间，文献发表数量则呈现波动变化，但整体发文数量占总文献数量近1/2，说明该领域相关研究主要集中在2016年以后，与2016年国务院印颁布的《土壤污染防治行动计划》有关，该法规强调要以改善土壤环境质量为核心，中央财政设立土壤污染防治专项资金，用于土壤环境调查与监测评估、监督管理、治理与修复等工作。2018年《建立市场化、多元化生态补偿机制行动计划》、《中华人民共和国土壤污染防治法》、《关于加强涉重金属行业污染防控的意见》和《国家乡村振兴战略规划》四项法规的颁布是党中央、国务院推进生态文明建设，坚决向污染宣战的一项重大举措，极大地推动了土壤污染治理工作，所以2019年发文最多，文献数量为51篇，占比12.2%。
2000 ~ 2010年间，Web of Science发文数量整体趋于缓慢增长阶段，该阶段累积发文量29篇（表1）。2009年以前每年发文数量均少于40篇，至2009年首次突破40篇。在这一时期农田土壤重金属污染修复属于“起步”阶段；2009 ~ 2011年间文献数量则呈现波动变化；2014 ~ 2020年间，文献数量呈现出迅速增长趋势，2020年文献数量比 2019年增长3.8%，累积百分比为95.5%，2020年发文最多，文献数量为154篇。
表 1 2000 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复文献发表时间及数量分布Table 1. Distribution of time and quantity of published articles on remediation of heavy metal pollution in farmland soil from 2000 to 2021年份
YearCNKI Web of Science 发文量（篇）
Number of
articles百分比
Percentage累积发文量（篇）
Cumulative
Publication累积百分比
Cumulative
Percentage发文量（篇）
Number of
articles百分比
Percentage累积发文量（篇）
Cumulative
Publication累积百分比
Cumulative
Percentage2000 1 0.2% 1 0.2% 4 0.4% 4 0.4% 2001 1 0.2% 2 0.5% 10 0.9% 14 1.2% 2002 1 0.2% 3 0.7% 20 1.8% 34 3.0% 2003 4 1.0% 7 1.7% 18 1.6% 52 4.6% 2004 5 1.2% 12 2.9% 24 2.1% 76 6.7% 2005 6 1.4% 18 4.3% 30 2.6% 106 9.3% 2006 7 1.7% 25 6.0% 27 2.4% 133 11.7% 2007 8 1.9% 33 7.9% 35 3.1% 168 14.7% 2008 13 3.1% 46 11.0% 28 2.5% 196 17.2% 2009 13 3.1% 59 14.1% 43 3.8% 239 21.0% 2010 15 3.6% 74 17.7% 52 4.6% 291 25.5% 2011 21 5.0% 95 22.8% 33 2.9% 324 28.4% 2012 22 5.3% 117 28.1% 43 3.8% 367 32.2% 2013 25 6.0% 142 34.1% 40 3.5% 407 35.7% 2014 30 7.2% 172 41.2% 60 5.3% 467 41.0% 2015 35 8.4% 207 49.6% 81 7.1% 548 48.1% 2016 42 10.1% 249 59.7% 96 8.4% 644 56.5% 2017 41 9.8% 290 69.5% 80 7.0% 724 63.6% 2018 32 7.7% 322 77.2% 100 8.8% 824 72.3% 2019 51 12.2% 373 89.4% 110 9.7% 934 82.0% 2020 35 8.4% 408 97.8% 154 13.5% 1088 95.5% 2021 9 2.2% 417 100.0% 51 4.5% 1139 100.0% 2.2 发文作者
2000 ~ 2021年间在CNKI 和web of science中发表关于农田土壤重金属污染修复文章达5篇以上的作者共7位，利用CiteSpace5.7.R5绘制作者合作网络图谱（图2），可以看出周冬美、周清、徐应名、刘永兵和李翔等人是在CNKI中发表文章较多的作者，也是中国团队的核心之一。中文文献作者群体总体呈小集中大分散态势，可以看出科研团队内部合作紧密，但科研团队与团队之间连线较少，说明其合作较为匮乏。在Web of Science（WOS）数据库中Web of Science TM核心数据库中发文较多的作者有HENG XU和YONG SIK OK（发表7篇），FMG TACK、KR REDDY和GUANG MING ZENG（发表5篇），根据作者与作者之间的连线密度，可以得出团队内部合作频繁，团队与团队之间交流较多。
2.3 发文机构
通过CiteSpace5.7.R5可视化软件的连接线、中心性、密度值等量化值来分析国家和机构之间的合作紧密度，从而判断某国家或机构对农田土壤重金属污染修复研究领域的关注程度，给后续开展的国际合作提供参考[6]。
CNKI研究机构的共现图谱密度值近乎为0，表明发文在CNKI中的研究机构合作关系并不紧密，web of science研究机构共现图谱的密度值为0.0033，说明发文在web of science中的研究机构之间的合作较CNKI中的研究机构合作紧密的多（图3）。中国的研究机构的中心性最大，说明其在农田土壤重金属污染修复研究领域的贡献巨大。其中，中心度最高（0.14）的为中国科学院，表明国内该领域研究主要围绕中国科学院进行展开。另外，韩国的高丽大学（Korea Univ）、美国的伊利诺伊大学（Univ Illinois）、沙特阿拉伯国王大学（King Saud Univ）等国外机构也对该领域有较多的关注。国家共现图谱表明该领域的研究以中国、美国和韩国为主要贡献国家。
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图 3 农田土壤重金属污染修复研究机构共现图谱Figure 3. Co-occurrence map of research institutions for remediation of heavy metal pollution in farmland soil2.4 研究热点与前沿分析
2.4.1 研究热点
借助CiteSpace5.7.R5可视化软件，节点类型为关键词，选取出现次数或引用次数最多的项目得到共现图谱（图4）。为了探寻关键词在共线网络中的核心力度与重要性，本研究筛选了中心度均 ≥ 0.05的前十个关键词，通过分析这些核心关键词第一次出现的时间变化来推测该领域研究重点的转变，从而了解其研究的发展历程。
中文关键词主要集中在农田土壤重金属污染的介绍以及该领域的物理化学修复方法。2006 ~ 2011年这个时间段“土壤修复”在整个研究中起到了基础性的作用。结合关键词分析可知，钝化、稳定化、淋洗是土壤重金属污染修复的主要修复方法。钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料，改变重金属在土壤中的赋存状态，降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性[7]。稳定化技术是将重金属污染物转化为迁移能力弱、不易溶解和毒性更小的形式[8]。淋洗技术是向污染土壤中加入相应的淋洗剂，使污染土壤中的污染物质从固相中转移至液相中，达到清洁土壤的效果[9]。热点词的出现往往伴随着国家相关政策的出台，2018年的《中华人民共和国土壤污染防治法》中的第九条指出：国家支持土壤污染风险管控和修复、监测等污染防治科学技术研究开发、成果转化和推广应用，鼓励土壤污染防治产业发展，加强土壤污染防治专业技术人才培养，促进土壤污染防治科学技术进步。这些相关政策、法规的出台为土壤重金属污染修复提供了资金及法治保障。
外文文献关键词主要集中在土壤重金属污染代表性污染物的种类和植物修复2个方面。结合关键词分析可知，镉、锌和铜等重金属元素是农田土壤重金属污染物的主要来源，镉是毒性最强的5种重金属元素之一，它能占用其他必需元素金属离子的运输通道，导致植物对营养元素的吸收以及植物的代谢活性降低，抑制植物的生长[10-11]。镉污染对作物生长、土壤微生物及土壤酶活性均具有不同程度的影响[12]；铅与其它污染物相比，在环境中的滞留时间较长，在较长的时间内可被作物吸收，通过食物链进入人体。如果土壤中锌的浓度过高，植物生态毒性和土壤微生物问题会比较严重，同时也会影响地下水水质安全[13]；土壤中过量的Cu会对植物产生毒害，而且能够通过食物链的富集作用对人类健康造成严重威胁[14]。土壤重金属污染的修复方法主要包括物理、化学和生物修复3种。其中生物修复技术主要包含动物、植物修复技术和微生物修复技术。植物修复是指通过植物富集重金属的方式降低土壤中的重金属污染物，甚至将其移出的环境污染的治理技术。它依据修复过程和机理分为：植物稳定、植物挥发和植物提取[15]。有研究表明，通过植物萃取、植物修复、生物修复等修复技术通过吸附等机理来修复受重金属污染的土壤成为当时时下研究热点[16]。
2.4.2 研究主题
通过CiteSpace可视化软件中采用对数极大似然率的算法，可以将关系紧密的关键词进行聚类，该类别的聚类名称是同一聚类中的最大值，聚类可以有效地把握农田土壤重金属污染修复的研究主题。本研究绘制了共被引网络的时间线图（图5），通过分析相关文献加以梳理，以时间线图呈现该领域研究的主要研究内容与时间跨度，对各个主题进行分析。
（1）CNKI中文文献聚类分析（表2）。 ①围绕以土壤重金属污染为主的研究（#0、#2）。“土壤”（#0）、“重金属”（#2）2个显著聚类，主要研究以土壤重金属污染的修复为主，其中包含改良及钝化等修复技术。土壤重金属污染往往是2种或2种以上的多种重金属共同存在的复合污染。重金属复合污染与其单一污染相比，复合污染中元素与化合物之间存在复杂的协同或拮抗等相互作用，对污染土壤的修复具有很大的挑战性。底泥作为水体环境中重要的物质寄宿体，是地质环境系统和地表层生态环境系统中的有机组成部分[17]。有许多学者指出[18-19]，底泥重金属的污染不仅对水体环境造成影响，而且会通过灌溉或地表径流的方式对周边的农田土壤造成重金属污染。通过对不同土地利用类型下土壤的重金属含量进行测定，结合土壤元素背景值，可以对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价[20]。矿区土壤重金属污染多来源于富含有害重金属的矿山采选活动[21]，在金属矿山开采和资源利用过程中，会产生重金属硫化物矿物的尾矿废石，在地表环境中氧化产生酸性废水，加速矿物溶解，使矿区中的重金属元素活化，以离子形态随地表水迁移到矿区周边的农田土壤，在植物体内积累，通过食物链富集到动物和人体中[22]。污水灌溉指利用工业废水或城市生活污水灌溉农田[23]，污灌农田土壤中重金属具有表聚性，长期采用污水灌溉可能会导致重金属向更深层土壤迁移。等人研究表明[24]，污灌土壤中砷及重金属以弱结合态和无定形等结合态的相对含量大于非污灌土壤，指出了污灌严重影响了土壤重金属的赋存,加剧了土壤及地下水的生态环境风险。土壤酶活性是表征土壤修复成效的重要指标[25]，不仅可作为评价土壤肥力的依据，也可以评价其土壤质量。重金属污染可以影响土壤酶活性，因此土壤酶的活性也能够直观有效地反映出土壤重金属污染的修复效果[26]。②围绕土壤重金属污染修复技术及评价方法的研究（#1、#3、#4）。“钝化”（#1）、“淋洗”（#3）2个显著聚类为化学修复技术。化学钝化修复其原理是向土壤中添加相应的稳定化剂，通过吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等一系列化学反应降低污染物的生物有效性减小其可迁移性来达到其修复目的 [27]；钝化技术多以生物炭为钝化剂修复水稻土中的镉等重金属[28]。淋洗是有效且耗时短的重金属污染土壤治理技术，常用的淋洗剂有乙二胺二琥珀酸（EDDS） 、乙二胺四乙酸（EDTA）以及柠檬酸等螯合剂[29-32]。一般污染年限大的土壤的螯合剂需要过量投入，使其重金属活性变高来取得更好洗脱效果[33]。通过判断重金属修复后的浸出毒性、形态分析等“稳定化”（#4）程度，来评价修复土壤重金属污染的效果[34]。
（2） Web of science外文文献聚类分析（表2）。①围绕以土壤重金属污染为主的研究（#0、#3）。土壤重金属污染研究包含“Enrichment factor”、“Heavy metals”2个显著聚类，主要侧重于对重金属污染物在环境中的富集和沉积对农田土壤的影响进行研究。我国农田土壤重金属污染防治面临土壤重金属累积趋势难以逆转、土壤—农作物重金属富集线性关系不显著，修复技术不完善、修复措施长期风险调控机制缺失等主要挑战[35]。以富集重金属污染的土壤为视角，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用[36]。我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右，农业土壤的污染已经引起了广泛的重视[37]，其中重金属Cd污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素 [38]。②围绕土壤重金属污染修复技术及评价方法的研究（#1、#2、#4）。“Leachability”（#1）、“Biochar”（#2）和“Soil enzymes”（#4）3个显著聚类是实施和评价土壤重金属污染修复的关键。随着“十四五”规划的实施，土壤污染防治需求越来越迫切。由于土壤重金属污染具有潜伏期长、隐蔽性强、污染后果严重等特点，成为关注热点[39]。常用的重金属修复技术为：淋洗、阻隔填埋、水泥窑协同处置、固化稳定化和生物修复等。修复目的主要为减少重金属污染物总量或者降低土壤中重金属的迁移性 [40]。固化稳定化技术修复土壤重金属污染主要是固化技术和稳定化技术，目的是限制土壤中重金属的释放，降低其迁移性，从而减小环境风险[41]。其中，固化处理是向污染土壤中添加惰性材料，稳定化处理是向污染土壤中添加制剂，从而降低土壤中重金属的毒性、溶解性和迁移性的过程。生物炭多用于修复污染土壤中的镉，生物炭及其改性材料由于具有较发达的比表面积和孔隙结构、丰富的表面官能团及较强的吸附能力等特性，被作为良好的环境修复材料而成为农田土壤重金属污染修复领域的研究热点[42-44]。国内外学者已通过水培、盆栽等试验手段分别验证了应用植物修复技术修复土壤重金属污染的可行性。近年来，各国学者做了大量研究，包括重金属超富集植物种类的研究[45-46]、不同种植条件对超富集植物修复潜力的影响[47-53]、植物基因工程改造研究等。对农田土壤重金属污染修复的评价方法多采用铅、镉、锌等重金属的浸出毒性以及土壤中土壤酶的活性为评价依据[54-55]。其土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面具有重要的作用，所以对其活性进行检测应用于农田土壤评价[56]。而重金属的浸出毒性多用于评价土壤重金属污染修复的程度。
表 2 不同聚类研究内容与特点一览表Table 2. List of different clustering research contents and characteristicsCNKI Web of science 聚类编号
Cluster
number聚类名称
Cluster
name主要关键词
Key words聚类编号
Cluster
number聚类名称
Cluster
name主要关键词
Key words#0 土壤 修复、土壤、重金属污染、污染、改良剂、钝化 #0 Enrichment factor Contamination, soil, pollution, agricultural soil #1 钝化 钝化、生物炭、镉污染、水稻、cd #1 Leachability Immobilization, cd, pb, zinc, copper, contamination #2 重金属 重金属、复合污染、土壤酶、底泥、土地利用 #2 Biochar Remediation, heavy metal, contaminated soil, soil, cd #3 淋洗 淋洗、柠檬酸、吸附、农田土壤、化学形态、edta #3 Heavy metals Contamination, pollution, soil, Sediment, agricultural soil #4 稳定化 稳定化、形态分析、土壤重金属、浸出毒性、修复技术、环境风险 #4 Soil enzymes Accumuiation, phytoremediation, Contamination, pollution, agricultural soil 2.5 研究前沿
在使用“timeline”展现关键词共现图谱的基础上[57]，计算持续1a的突显关键词，CNKI文献得到4个突显关键词（图6）。突显强度由低到高分别为“重金属污染”（3.17，2004 ~ 2012年）、“土壤污染”（3.53，2006 ~ 2009年）、“形态分析”（4.7，2014 ~ 2017年），表明21世纪初研究热点为重金属在土壤中的形态分析。随着研究的深入，持续到2021年的突显关键词仅有“钝化”（8.54，2018 ~ 2021年），侧面印证了在近几年的研究激增阶段主要以化学钝化技术修复重金属为主技术的结论。
Web of science文献得到29个突显关键词（图6）。突显强度较高的有zinc（7.84，2003 ~ 2008年）、China （6.99，2015 ~ 2018年）、biochar （6.98，2018 ~ 2021年）等，突显起始时间较长的有chromium（5.65，2000 ~ 2008）、clay（3.85，2001 ~ 2008）、phosphate（4.55，2002 ~ 2010）、phytoextraction（6.05，2003 ~ 2012）、zeolite（4.39，2005 ~ 2011）等，其中生物炭、沸石和黏土等材料表明21世纪初外文文献研究热点为添加修复材料对铬、锌、铜等污染物迁移机制的研究。随着研究的深入，持续到现2012年的突显关键词有“phytoextraction、speciation、stabilization、phytoavailability等”多以植物修复和固化稳定化修复技术为研究热点。随着时间发展，持续到现在的突显关键词有“health risk、biochar、risk assessment、zero Valentino iron等”。表明土壤重金属污染带来的健康风险及农田土壤重金属污染相关的风险评估越来越受到各界研究学者的重视，同时零价纳米铁等新型材料的研发也成为近几年研究的热点。有学者研究发现CF-nZVI复合材料具有成本低、吸附性能好、易于分离等优点，是一种潜在的土壤重金属修复材料[58]。为明确零价纳米铁改性生物炭输入下的土壤Cd赋存形态转化规律，有学者研究表明在Cd污染土壤中添加改性生物炭，能使土壤理化性质改善至理想状态，同时降低被污染土壤中Cd的生物有效性[59]。结合近3年发表在高水平期刊或高被引文献分析，发现科技工作者围绕土壤污染开展的风险评估、耐受性、零化合价铁复合材料的方向等多角度的研究[60-62]，是近年来的研究热点和前沿。
3. 结论
（1）在过去20年里，关于农田土壤重金属污染修复研究的发文数量呈波动式增长态势，这表明研究人员对该领域的关注度越来越高。外文文献的研究作者、机构较中文文献的研究作者、国际研究机构合作密切，外文文献形成以我国科学院等研究机构为核心，而中文文献的研究力量多为高校师生和研究机构的科研人员。我国中外文文献在所有国家中皆为发文数量最多，表明我国在该研究领域表现最为活跃。
（2）通过关键词出现频次分析，结合高被引论文分析，得到当前国际土壤重金属污染修复研究领域的热点问题集中在植物修复等修复技术效率的提升，钝化剂、稳定化剂等修复材料的研发及重金属污染物的修复对象，且近年来对农田土壤重金属污染修复从修复效果研究延伸到环境健康风险研究。镉、铅、锌、铜、铬等污染物两种或多种复合污染的农田土壤修复受到广泛关注。
（3）未来重点研究方向主要集中在多种修复技术联合植物修复技术来提高修复能力，以及探究生物碳修复机理从而有目的地对生物炭进行改性两个方面，来达到农田土壤重金属污染更好的修复效果。
4. 展望
（1）植物修复机理的研究。植物修复作为一种有效的土壤重金属修复手段已被学术界广泛认可，由于植物提取技术可以永久性地清除土壤中的重金属，因此探讨植物超累积作用生理机制是未来该领域研究的重要方向。
（2）联合修复技术的研发。对于污染程度高的重金属污染土壤，单一的修复技术往往无法取得良好的修复效果。因此对修复土壤重金属复合污染的综合修复体系的研究和新型修复材料的研发等是今后需要继续努力的方向。
（3）农田土壤重金属污染防控对策的优化。为减少农田土壤重金属污染，建议强化对固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降排放、污水农灌和农用物质合理施用的监管，从源头到末端加强农田土壤中重金属的环境风险管控。
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图 3 农田土壤重金属污染修复研究机构共现图谱
Figure 3. Co-occurrence map of research institutions for remediation of heavy metal pollution in farmland soil
表 1 2000 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复文献发表时间及数量分布
Table 1 Distribution of time and quantity of published articles on remediation of heavy metal pollution in farmland soil from 2000 to 2021
年份
YearCNKI Web of Science 发文量（篇）
Number of
articles百分比
Percentage累积发文量（篇）
Cumulative
Publication累积百分比
Cumulative
Percentage发文量（篇）
Number of
articles百分比
Percentage累积发文量（篇）
Cumulative
Publication累积百分比
Cumulative
Percentage2000 1 0.2% 1 0.2% 4 0.4% 4 0.4% 2001 1 0.2% 2 0.5% 10 0.9% 14 1.2% 2002 1 0.2% 3 0.7% 20 1.8% 34 3.0% 2003 4 1.0% 7 1.7% 18 1.6% 52 4.6% 2004 5 1.2% 12 2.9% 24 2.1% 76 6.7% 2005 6 1.4% 18 4.3% 30 2.6% 106 9.3% 2006 7 1.7% 25 6.0% 27 2.4% 133 11.7% 2007 8 1.9% 33 7.9% 35 3.1% 168 14.7% 2008 13 3.1% 46 11.0% 28 2.5% 196 17.2% 2009 13 3.1% 59 14.1% 43 3.8% 239 21.0% 2010 15 3.6% 74 17.7% 52 4.6% 291 25.5% 2011 21 5.0% 95 22.8% 33 2.9% 324 28.4% 2012 22 5.3% 117 28.1% 43 3.8% 367 32.2% 2013 25 6.0% 142 34.1% 40 3.5% 407 35.7% 2014 30 7.2% 172 41.2% 60 5.3% 467 41.0% 2015 35 8.4% 207 49.6% 81 7.1% 548 48.1% 2016 42 10.1% 249 59.7% 96 8.4% 644 56.5% 2017 41 9.8% 290 69.5% 80 7.0% 724 63.6% 2018 32 7.7% 322 77.2% 100 8.8% 824 72.3% 2019 51 12.2% 373 89.4% 110 9.7% 934 82.0% 2020 35 8.4% 408 97.8% 154 13.5% 1088 95.5% 2021 9 2.2% 417 100.0% 51 4.5% 1139 100.0% 
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表 2 不同聚类研究内容与特点一览表
Table 2 List of different clustering research contents and characteristics
CNKI Web of science 聚类编号
Cluster
number聚类名称
Cluster
name主要关键词
Key words聚类编号
Cluster
number聚类名称
Cluster
name主要关键词
Key words#0 土壤 修复、土壤、重金属污染、污染、改良剂、钝化 #0 Enrichment factor Contamination, soil, pollution, agricultural soil #1 钝化 钝化、生物炭、镉污染、水稻、cd #1 Leachability Immobilization, cd, pb, zinc, copper, contamination #2 重金属 重金属、复合污染、土壤酶、底泥、土地利用 #2 Biochar Remediation, heavy metal, contaminated soil, soil, cd #3 淋洗 淋洗、柠檬酸、吸附、农田土壤、化学形态、edta #3 Heavy metals Contamination, pollution, soil, Sediment, agricultural soil #4 稳定化 稳定化、形态分析、土壤重金属、浸出毒性、修复技术、环境风险 #4 Soil enzymes Accumuiation, phytoremediation, Contamination, pollution, agricultural soil
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