基于文献计量的中外危险化学品研究可视化对比分析

王红霞 张静怡 刘紫玉

摘 要：为探析国内外危险化学品研究的热点和方向，对中国知网（CNKI）和Web of Science（WoS）数据库中检索的607条国内外数据进行分析，运用可视化软件Citespace6.2.R2生成关键词共现、聚类、时间线图和突变词等知识图谱，结合统计的文献发文量数据，分析了国内外危险化学品领域的研究热点主题、演进路径和前沿技术。研究显示：国内外对危险化学品的研究经历了探索—发展—完善的过程，研究内容主要集中在危险化学品安全治理方面。国内研究通过更新危险化学品相关评价指标体系来完善危险化学品安全管理技术与风险应对技术，国外研究从危险化学品特点转向危险化学品供应链整体层面；国内研究侧重于宏观层面，利用技术创新加速危险化学品行业发展进程，国外研究侧重于微观层面的具体问题。危险化学品安全问题是研究的热点和前沿，研究结果对理解危险化学品的发展趋势及预测其未来发展有一定意义。

关键词：危险化学品；文献计量；知识图谱；内容分析；演进路径

中图分类号：C939  文献标识码：A DOI：10.7535/j.issn.1671-1653.2023.03.013

Visual Comparative Analysis of Hazardous Chemicals Research between China and the World Based on Bibliometrics

WANG Hongxia1， ZHANG Jingyi2， LIU Ziyu1

（1.School of Economics and Management， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang 050018， China； 2.College of Social Sciences， Mokwon University， Daejeon 35349， Korea）

Abstract： In order to explore the hot spots and directions of hazardous chemicals research at home and abroad， this paper made a comparative analysis of hazardous chemicals researches at home and abroad， searched 607 domestic and foreign data in China CNKI and Web of Science（WoS）， used the visual software Citespace6.2.R2 to generate knowledge maps such as document co-citation， keyword co-occurrence， clustering， time line diagram and mutant words， and analyzed the hot topics， evolution paths and cutting-edge technologies of hazardous chemicals research at home and abroad. The research shows that the studies on hazardous chemicals at home and abroad has gone through the process of exploration， development and perfection. In China， the safety management technology and risk response technology of hazardous chemicals are improved by updating and developing the evaluation index system related to hazardous chemicals， while in foreign countries， these searches on the characteristics of hazardous chemicals have been shifted to the overall level of hazardous chemicals supply chain; Domestic researches focus on the macro level by using technological innovation to accelerate the development process of hazardous chemicals industry. Foreign studies focus on specific issues at the micro level. The research results are of great significance to the evolution path analysis and research frontier prediction of hazardous chemicals.

Keywords： hazardous chemicals; bibliometrics; knowledge map; content analysis; evolution path

危險化学品（以下简称“危化品”）是指因具有特殊理化性质危害人们健康与环境安全的物质，其中包括易制毒物质、毒气、剧毒物质、危险废物等。危化品在生产、运输、仓储等过程中存在很大的安全隐患和极高的危险性，其中任何环节出现差错都可能导致重大事故的发生。习近平总书记在二十大报告中提出“建立大安全大应急框架，完善公共安全体系，推动公共安全治理模式向事前预防转型。提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力，加强国家区域应急力量建设”。危化品领域的研究对提高公共安全具有重要意义。

本文选取了2000—2022年的危化品有关文献作为样本，利用Citespace软件对国内外危化品研究文献进行计量分析和比较研究，旨在探究当前国内外危化品领域的研究趋势及特征，为危化品研究及其相关技术的完善提供理论参考。

一、数据来源和研究方法

（一）數据来源

在中国知网（CNKI）中以“危险化学品”为检索主题，检索时间范围为2000—2022年，选择北大核心和CSSCI期刊数据库，共检索出1 319篇文献，去除和危化品主题无关的文献信息，最终确定470篇有效文献。为保证检索数据的可靠性、有效性，国外文献数据库检索选择Web of Science核心合集，检索方式：主题＝（“dangerous chemicals”or“hazardous chemicals”），文献类型：“article”or “review article”，语种：English，检索时间范围为2000—2022年，利用Citespace软件除重后得到137篇有效文献数据样本。检索时间为2023年4月1日。

（二）研究方法

研究工具为一款运用可视化手段系统综述某领域知识信息现状的软件——Citespace（6.2.R2版本），该软件可以对特定领域科学文献中包含的信息进行计量分析，进而绘制出可视知识图谱，以此归纳和探索一个知识领域的演进历程及学术前沿的动态发展趋势。选取Citespace软件中的“keyword”“cited reference”等作为网络关键节点，生成关键词（共现、时间线、聚类）、参考文献共被引、突变词等知识图谱，对国内外危化品研究的基本概况进行分析，利用软件的聚类功能和突变词频探测功能，结合LLR算法生成聚类图谱，以探究危化品领域的研究动态。参数设置情况：研究时间跨度均设置为2000—2022年；时间分区：设置时间片段间隔为1年，选择Path-finder算法；设置Top N%＝10%（每个时间片段前10%的节点），Top N＝50（每个时间片段中出现频次最高的50个节点）。

二、国内外文献发文量对比分析

由统计得到发文量折线图（如图1所示），国内发文量水平大致分为3个阶段。第一阶段为2000—2007年，属于国内危化品研究的起步阶段，发文量较少，发文量呈缓慢增长的趋势，这一时期学者们开始将环境立法应用于危化品安全管理中[1]（P45）。第二阶段为2008—2016年，从2008年国内相关发文量呈相对稳定的增长趋势，这一时期学者们的研究主要包括采用模糊综合评价法建立危化品相关风险和安全的评价指标体系[2]（P14），对危化品运输风险进行等级划分；建立安全管理模型[3]（P151）；通过建立安全监控系统为危化品仓储地点的安全监测提供技术支持[4]（P58）。第三阶段为2017—2022年，国内危化品研究处于快速发展阶段，学者们的研究更加细化，主要包括：采用多学科交叉研究的方法，实现提升危化品公路运输安全保障的目标[5]（P81）；运用各种算法对导致事故发生的关键风险因素进行了挖掘[6]（P134）；针对危化品全生命周期开发适用于高校实验室的安全管理模式系统[7]（P301）。

国外危化品发文量水平大致分为两个阶段。第一阶段为2000—2018年，发文量较少，这一时期学者们的研究主要包括：净化与处理含有危化品的废水[8]（P364）；分析接触危化品对低收入和中等收入国家童工的健康影响[9]（P3）；将化学杀虫剂的替代品用于治疗植物根病[10]（P162）。第二阶段为2019—2022年，发文数量提高较快，2020年达到最高，这一时期学者们的研究主要包括：对某一阶段由危化品出现异常现象而造成事故的事故特征、风险因素等进行统计，并提出预防措施与相关对策[11]（P2）；建立风险评估模型，量化危化品泄漏的风险，并采取预防措施来应对事故[12]（P1453）；搭建优化系统框架对危化品供应链网络进行优化并提高过程安全系数[13]（P2）。综上所述，危化品领域的研究成果在整体上呈现增长的态势，国内文献对危化品的研究相对成熟，国外研究还有一定的发展空间。

三、研究动态分析

（一）研究热点分析

1.国内研究热点分析

对关键词进行共现分析，国内危化品研究高频关键词为安全管理、危化品、安全、安全工程、事故、化学品、泄露、应急救援、道路运输、安全评价等，频次较高的前24个关键词见表1。根据表1的中心度数值可以看出，危化品、安全管理、安全、事故、安全工程、道路运输等的中心度在整个知识图谱共现网络中较高，可看作关键节点。经过分析发现，危化品领域的研究内容多聚焦于安全与安全管理方面。

通过使用Citespace软件中的LLR算法对检索到的国内470篇有效文献中的关键词进行聚类分析，形成国内危化品研究热点关键词主题聚类图谱（如图2所示）。其中：Q值为0.8135＞0.3，数值很接近1，表明此次聚类是有效的且聚类结构显著；[WTBX]S值为0.7876＞0.5，表明聚类的效率很高（0.7为高效率）。表2为关键词聚类成员表，由表2显示，国内关于危化品研究的聚类主题的数量为10，考虑到篇幅问题，本文只对标号为0，1，2，3的前四个较大聚类主题进行了分析讨论。

（1）聚类#0：危化品。这个聚类团包括：危化品、信用制度、安全信用、监管等。在这个聚类下学者们主要探讨对危化品企业的“信用制度”建设问题以及对整个危化品体系的监管问题，包括对危化品企业安全信用概念进行定义，对危化品企业安全信用制度进行阐述，分析加强信息监管的必要性。鲍爱光等[14]（P76）指出危化品企业在安全信用方面还有很大欠缺，相关部门应加大对危化品企业安全信用与信用制度的监管与建设力度。田晓丹等[15]（P78）指出必须加强危化品安全信息化监管，并提出加大区块链、物联网、人工智能等技术占比等建议。刘家国等[16]（P1142）针对危化品风险监管中存在的问题提出了一种新的演化博弈模型，把事故发生概率与监管比例赋予动态方程，研究认为政府监管只是督促企业加强安全经营的影响因素之一，发生率才是影响企业是否自觉采取设施安全策略的关键因素。魏淑艳等[17]（P174）通过对2013—2015年发生的31起较大危化品事故进行分析，从法律效率与监管效果等方面审视政府对危化品安全生产监管存在的问题，从监管流程、考核制度等方面分析了问题产生的原因，提出了弱化危化品事故死亡人数考核指标、重构基层监管人员组成、减小监管范围“以补代管”、提高业务能力等建议。学者们通过研究危化品相关信用制度与监管制度建设存在的问题及其原因，应用演化博弈模型分析影响企业采取安全策略的主要因素，并提出相应的改进建议，这对危化品行业的发展是非常有意义的。

（2）聚类#1：安全技术。这个聚类团包括安全技术、安全管理、安全、安全评价、水路运输。在这个聚类下学者们主要探讨危化品全生命周期中的安全保障，如保障危化品整个供应链安全运作的技术手段，以达到提高系统安全管理水平的目标。刘建川等[18]（P98）指出創建并完善危化品数据库、危险源监测、人员培训与管理、质量安全数据库、应急救援、废弃物清除等技术支持系统，实现危化品安全科学管理。郭健等[19]（P81）根据我国危化品事故频发、安全形式严峻的现状，发掘了危化品运输安全智能化管控的四大技术，利用宁波石化基地作为集成应用示范的案例，运用区域动态场景沙盘对涉及消防救灾、信息工程等多个学科领域的关键技术进行模拟研究，得出四项关键技术能够提高危化品公路运输保障性的结论。吕植勇等[20]（P2115）研究了内河危化品运输，为提高运输安全性，试图用系统动力学软件进行现实模拟，发现安全管理的中心要素是工作人员，在工作人员有较高积极性的中期可以通过提升工艺、设备等安全性能水平加大对危化品运输安全的管理力度。由以上研究可知，危化品体系的良好运作既需要安全技术的支持，也需要加大安全管理力度，中国可以通过引进精通技术管理方面的人才推动危化品行业的整体发展。

（3）聚类#2：应急管理。这个聚类团包括应急管理、安全工程、模拟、扩散。在这个聚类下学者们主要研究危化品非常规现象发生时，有关部门和企业应该具备的应急管理与救援能力，减小事故带来的损失与伤害。赵东风等[21]（P110）结合中国危化品港区应急管理现状，开发了一种基于生物免疫识别机理的综合分析模型（SWOT-ANP），研究表明国家虽提高了对危化品港区在应急管理上的关注度，但应急管理系统与体系还需进一步完善，应加强预防措施减少事故发生。陈璐等[22]（P81）指出在社会非常规突发事件频发的背景下，应急管理面临的一个重要问题是如何高效作出有效决策，决策者需要在思想与行为上对自身临机决策能力进行挖掘，并运用智能化信息系统，促进部门合作，实现信息与资源的协同。陈国华等[23]（P10）指出化工园区的危险源分布密集，导致事故后果的多发性与风险因素的复杂性，建议建立“企办政助”的社会化应急救援体系，以增强园区应急救援力量，为应急管理提供保障。在这个聚类团下，学者们指出有关部门应完善应急体系建设，构建危化品“队伍培训—应急救援—有偿服务”的模式，使危化品应急体系互助化、灵活化。

（4）聚类#3：车辆运输。这个聚类团包括车辆运输、事故预防、控制、算法。这个聚类团下学者们主要探讨运用何种方式对危化品运输过程进行控制，达到最大限度保证运输安全与效率的目的。徐文星等[24]（P1137）利用实时路况数据，开发出一种针对危险物资的路线优化技术，该技术将整个运输流程的计算、追溯和监测纳入一个完整的体系，使得危险物资的安全性和高效性得到大幅度改善。邝仲平[25]（P172）建议将危险化学品类货物运输车辆纳入已有高速公路的监测和紧急情况报警系统中，方便对车辆运输全过程实施监控与跟踪定位。当车辆运输途中出现故障时，监控系统可提供语音提醒服务，及时开启应急救援系统。王欢欢等[26]（P18）采用构建的事故影响因素灰色关联度计算模型，对确定的事故影响因素的主范畴进行灰色关联分析，得到事故主要影响因素，为危化品道路运输事故预防与控制提供了科学依据。由以上研究可以看出，学者们对危化品车辆运输安全进行了系统研究，在保证安全的前提下从路径优化入手，将车辆运输路径规划与实时局部调整更新相结合，提高危化品运输效率。

2.国外研究热点分析

通过对关键词的分析可以发现，国外危化品研究的高频关键词包括hazardous chemicals（危险化学品）、risk assessment（安全评价）、management（管理）、model（模型）、system（系统）、exposure（暴露）、safety（安全）、chemical exposure（化学品泄露）等，得到频次较高的前24个关键词（见表3）。观察中心度下的数值，hazardous chemicals（危险化学品）、risk assessment（安全评价）、management（管理）、chemical exposure（化学品泄露）、emergency management（应急管理）等在整个网络节点中有较高中心地位，属于关键节点。主要是对危化品运输过程中可能产生的异常、安全隐患以及危化品泄露可能带给人类与环境的危害进行探讨。

通过使用Citespace软件中的LLR算法对收集到的国外137篇有效文献中的关键词进行聚类分析，形成国外危化品研究热点关键词聚类图谱（如图3所示）。其中，[WTBX]Q值为0.877 2＞0.3，表明此聚类结构显著；S值为0.951 2＞0.5，表明此次聚类效率较高。表4为关键词聚类成员表，可以看出国外关于危化品研究的聚类主题的数量为11。考虑到篇幅问题，本文只对标号为0，1，2，3的前四个较大聚类主题进行了分析讨论。

（1）聚类#0：环境正义（environmental justice）。这个聚类团主要包括环境正义、事故特征、事故预防、事故分析、累积风险等。该主题主要探讨了危化品对环境影响的多方面评估。Tasheva Y等[27]（P1432）根据保加利亚之前销毁危化品气体制剂容器的经验，对装有危化品制剂的容器在销毁时对环境造成的影响进行了健康影响评估、社会影响评估、累积效应评估和战略环境评估，从而判定装有危化品残余物容器在销毁时对社会不同主体带来的影响程度。Jones C等[28]（P3）对危化品给环境造成的风险进行了评估，指出环境风险评估的3个阶段——问题制定、评估和风险特征描述；对不同有害物质进行环境风险评估时，在评估的详细程度、表示可接受程度、评估重点的选择等方面都是有差异的。这个聚类主要研究危化品及装有危化品制剂的容器在销毁时的环境风险评估，对风险等级进行划分可以有效帮助企业识别、评估和控制危化品可能对健康和安全造成的影响。

（2）聚类#1：安全管理评价（safety management evaluation）。这个聚类团主要包括安全管理评价、动态风险、危险性化学事故等。该主题主要探讨了化学加工行业重大事故造成的人员伤害、财产损失、业务中断和环境的危害等。Kim H H等[29]（P5）认为基于等离子体金属、过渡金属氧化物和复合材料等新型材料的传感器平台在危化品风险监测和预警中的应用，大大减小了危险化学事故发生的风险。Jung S等[30]（P6）研究了2008年韩国发生的化学事故，通过分析这些事故的主要原因，提出了防止类似事故发生的系列措施。这个聚类下，学者们针对危化品事故频发现象，提出了降低事故风险发生概率的方法，借助新型传感器平台对危化品风险的监测，能及时发现异常，减少事故发生。

（3）聚类#2：风险分析（risk analysis）。这个聚类团主要包括风险分析、后果评价、化学品仓库等。该主题主要探讨危化品领域安全风险问题是人类面临的最大挑战之一，对这一问题的处理象征着政府应对经济和社会发展的能力水平。Maguire S等[31]（P1699）指出化学品风险是复杂的系统性风险，在现有危化品风险评估和管理框架中应增加利益相关者参与和风险沟通。Den Braver M W[32]（P4）调查发现，荷兰儿童玩具中硼、甲基异噻唑啉酮（MI）等危险化学物质的含量远超过欧洲的法定限值，这会给玩具使用者带来健康风险。这个聚类下学者们将危化品与人类健康结合起来，建议扩大法制限制范围能够有效降低人类接触危化品时的受危害风险程度。

（4）聚类#3：风险评估（risk assessment）。这个聚类团主要包括风险评估、系统事故模型、应用特点、毒性等。Yoo B等[33]（P3）基于地理信息系统（GIS）开发实时风险分析工具，建立应急响应和风险沟通预案，通过评估模型进行实时风险评估，结合决策矩阵制定了不同危化品浓度下的紧急疏散计划，该方法能够有效应对集群工厂和社区危化品释放的应急行动。这个聚类下学者们将危化品安全管理研究和基于GIS的实时应急风险评估模型结合起来，制定应急响应和风险沟通预案，完善化工行业应急疏散计划，推动国家危化品安全管理系统发展。

（二）国内外危化品研究趋势分析

1.国内危化品研究演进趋势分析

利用Citespace得到关键词聚类的时间线图（如图4所示），分析危化品研究的高频关键词之间的交互关系，探析国内危化品研究的演进趋势。第一阶段為2001—2008年，主要研究危化品环境立法与制度标准建设问题。首先，针对《欧洲联盟关于重大化学危险源的评估指南》提出相关政策建议，包括：严格执行相关的法律、技术、经济、环境保护措施，有效防范重大化学事件。其次，通过分析各种危险源，对不同种类有毒化学品进行危险度评价，呼吁加强对化学品危险度管理的能力和力度，从立法与制度建设上对危化品的发展提供根本保障。第二阶段为2009—2016年，研究了危化品生产储存运输过程中的安全管理相关问题。首先，在危化品的生产运作流程方面，开发了一个利用GIS、GPS、GPRS和无线传感器的智能监控系统，为危化品的贮存、运送、检验等过程的信息安全提供了有效的支持，也为这些过程的安全性评估提供了有效的参考，从而大大降低了事故发生率。其次，在危化品物流运输企业安全管理方面，开发了一套将层次分析法与DEMATEL法相结合的安全管理能力评估方法，有助于评估危险化学品的仓储、运输环节的安全系数，为这些过程的安全性评估提供有效的支持，促进企业安全管理结构更加合理化。第三阶段为2017—2022年，在国家陆续出台促进危化品行业发展等政策的背景下，对危化品的研究更加深入与细化，如发掘事故具体风险因素，开发系统的安全管理模式与监测系统。同时，研发危化品公路运输过程中涉及多学科知识领域的安全保障技术，提升应对道路运输重特大事故的防控能力。

2.国外危化品演进趋势分析

利用Citespace得到关键词聚类的时间线图（如图5所示），第一阶段为2000—2008年，主要研究如何减少危化品对人类与环境带来的危害。对含有危化品的废水进行净化与处理、利用无害物质吸附有害毒物、寻找危化品的替代物是这个时期研究的重点。第二阶段为2008—2016年，主要研究分析危化品的事故特征与风险因素，归类汇总了各事故的危险源，做到提前预防。第三阶段为2016—2020年，学者的研究关注整个危化品供应链，通过构建风险评估模型识别和估计风险，以控制风险并将风险降到最低，促进危化品相关企业的发展。

（三）国内外危化品研究前沿分析

1.国内危化品研究前沿分析

利用Citespace绘制突变词图（如图6所示），深入分析危化品研究的高频关键词之间的突变情况，分析危化品研究的发展及前沿。

由图6可知，国内危化品研究可分为3个阶段。第一阶段是2003—2005年，主要研究危化品生产储存运输过程中的安全问题，安全管理与评价是早期危化品研究的热点；第二阶段是2006—2013年，研究涉及安全技术、安全信用制度、风险分析、对策等，危化品研究开始关注安全管理模型与安全监控系统建设、应急预案制订，以降低危化品生产运作过程中的风险程度；第三阶段为2014—2022年，研究涉及水路运输、公路运输、安全工程、安全教育、公共安全等学科，将不同学科知识背景下的技术结合，从而研发更好的安全保障技术，提高危化品公路运输的安全性。

2.国外危化品研究前沿分析

从突变词（如图7所示）可以看出，第一阶段为2007—2017年，主要研究对危化品残余废水处理不当时，危化品暴露对人的健康与环境产生的不良影响，如锰和铁会导致患癌率提高，氯仿可能导致患膀胱癌，多氯化联二苯会对空气、水和食物产生永久性污染等；第二阶段为2018—2022年，研究涉及风险评估、管理、事故预防与分析、系统、模型。研究提出通过建设安全管理体系与安全监管模式，降低危化品生产运输过程中的风险程度；通过建立风险评估模型量化危化品的泄露风险；提出能有效预防危化品事故发生的系统性预防手段，尽可能降低风险事故发生的概率。

四、结论与展望

（一）结论

利用文本挖掘和可视化软件Citespace，得到关键词的共现、聚类、时间线图以及突变词图，并通过统计的国内外危化品研究文献数据，对危化品的研究热点、进展以及前沿等进行了梳理和分析，得出下述结论。

第一，从危化品研究发文量来看，危化品的研究经历了起步、稳步发展、快速发展3个阶段，国内外危化品领域的研究成果在整体上呈现增长的态势。国内CNKI数据库的文献数量多于国外WoS数据库的文献，国内文献对危化品的研究相对成熟，国外对危化品的研究还有很大发展空间。且该领域国内外文献的研究内容整体上均是对危化品安全治理的研究。

第二，从研究热点来看，国内外对危化品的研究热点主要包括危化品运输安全技术、应急体系建设、危化品运输事故预防、危化品废弃物对人类和环境的影响、危化品运输安全风险管控等方面的研究。

第三，从研究趋势来看，国内对危化品的研究已经从探索环境立法与制度建设转向对危化品企业供应链的风险因素与安全管理能力进行评估，即学者们的研究视角由宏观转向微观。国外从研究危化品的毒性与替代品转向研究危化品生产储存运输过程中存在的危险源、安全隐患与风险因素，即学者们将研究视角由局部转向了整体。

第四，从研究前沿来看，国内外对危化品风险与安全技术的研究较多。国内对危化品的研究从最初的单学科知识下的安全技术发展到多学科交叉下的技术应用。另外，危化品安全教育也成为研究的热点。国外从研究危化品对人类和环境带来的危害转向构建模型量化风险，通过降低各流程中各环节的风险，实现危化品安全综合治理。

（二）展望

第一，扩大风险研究范围。目前危化品风险研究主要集中在运输风险方面，而危化品供应链涉及生产、运输、储存等许多方面，不应局限在研究运输过程中可能出的异常现象，危险品的生产、使用、储存等方面迫切需要合理高效的规制体系。

第二，加强危化品管理制度研究。一方面，生产过程中应加强安全管理，确保设备和工艺符合安全标准，进行定期检查和维护，提高员工的安全意识和技能培训。另一方面，在物流过程中，应制定严格的运输和仓储安全规范，加强对车辆、装卸设备等的监管，确保危化品的安全运输和存储。同时，加强与相关部门的沟通协调，建立信息共享机制，及时掌握危险品运输和仓储的情况，做好应急响应和处置准备。

第三，加强对危化品安全、風险、应急管理与技术的深入研究。技术是危化品供应链实现发展的基础支撑，应继续加大相关技术的研究与创新。随着环境的变化，危险化学品的管控策略和标准也在不断发生变化，因此，必须持续更新危化品的评价指标体系，及时准确地评估危化品的供应链运行状况，为相关安全政策的制定和改进提供有力的支持。此外，应加强危化品安全教育，以期从技术、制度及社会等方面形成合力，实现危化品行业的良性运转。

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