利用CiteSpace可视化技术探究水热炭在环境应用中的研究热点和发展趋势
对未来水热炭在环境应用中的研究工作提出了建议和展望
水热炭化（HTC）技术由于其经济和环境优势，已越来越多地应用于生物质转化。水热炭作为一种HTC转化产品，在农业和环境领域已被广泛使用数十年。本文基于CiteSpace文献计量学技术系统分析了2011-2021年期间水热炭环境应用研究，着重讨论水热炭在不同环境应用领域中的影响作用、影响因素和影响机理。关键词聚类结果指出，2011-2016年期间是水热炭的研究初期，主要应用于农业和环境改良；2017-2021年期间，水热炭主要应用于土壤质量和植物生长，其次是碳捕获和温室气体排放、有机污染物去除和重金属吸附及生物有效性。本文对水热炭的相关研究和环境应用指出了存在的挑战：1）水热炭对土壤的环境影响需要明确其施用范围和条件；2）需要研究水热炭对土壤微生物的作用进而阐明对温室气体排放的影响；3）需要开展对水热炭对重金属和有机污染物的共存吸附，有利于大规模应用；4）关于水热炭的经济效益以及水热炭与厌氧消化技术的耦合需要进行更多的研究。本文还强调应建立不同来源、不同制备条件的水热炭的环境领域应用详细信息的数据库。本研究对水热炭在环境应用领域研究的科学发展水平进行了系统性评价，有助于该领域的学者了解当前的研究进展，并为今后的工作确定可能的研究方向。![]()
图1. 摘要图
![]()
图2. 水热炭在环境领域应用的主要研究学者及合作关系网络
![]()
图3. 水热炭对有机污染物主要吸附和降解机理图
水热炭的环境应用主要包括土壤改良、温室气体排放、有机污染物去除、重金属吸附及生物有效性，厌氧消化。
在水热炭的应用过程中，应关注其环境风险和减控技术，并关注液相副产物的资源化利用。
水热炭对不同温室气体的排放影响尚不明确，需要进一步研究。
由于水热炭的原料、工艺和改性条件决定其理化性质，因此在实际应用前应确定其功能性。
对不同来源和制备工艺的水热炭的环境应用影响建立数据库。
南京理工大学环境与生物工程学院硕士生黄俊霞和江苏省农业科学院农业资源与环境研究所冯彦房研究员为论文的共同第一作者，南京理工大学环境与生物工程学院王冰玉副教授和昆明理工大学建筑工程学院王敏丽博士为论文共同通讯作者。特别感谢复旦大学环境科学与工程系张士成教授、中国科学院生态环境科学研究中心刘振刚研究员，以及中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心吴萍博士对文章的建议与修改。上述研究工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。![]()
王冰玉（通讯作者）
南京理工大学环境与生物工程学院
副教授/硕士生导师，研究方向为人为源碳的环境界面行为及功能化碳基材料研发，主持国家自然科学基金，江苏省自然科学基金，国家博士后面上项目等科技项目10余项，以第一或通讯作者发表学术论文30余篇。
https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-023-00210-4