污水處理廠通常只是將處理后的污水排放出去，并焚燒填埋污泥。但記者日前在日本神戶市一個(gè)污水處理廠看到，這里不僅能夠產(chǎn)出大量的天然氣，還能從污泥中提取磷，從垃圾中充分“榨取”資源并實(shí)現(xiàn)“自產(chǎn)自銷”。
在神戶市東灘污水處理廠，記者看到了３個(gè)高達(dá)30米、容量達(dá)1萬立方米的橢圓形大罐。據(jù)介紹，污水中經(jīng)過沉淀處理后的污泥會(huì)在這些大罐中，與間伐材和食品工廠的廢料等生物質(zhì)材料共同發(fā)酵，產(chǎn)生甲烷含量達(dá)60％的氣體。經(jīng)精煉設(shè)備提純后，這些氣體的甲烷含量可達(dá)98％，達(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)。
記者還乘坐專用電梯到達(dá)約10層樓高的罐頂，從罐頂設(shè)備中可以看到大罐內(nèi)部正在咕嘟咕嘟冒著氣泡。不管是在地面仰望巨大罐體還是在上面行走，都沒有絲毫異味。
據(jù)神戶市建設(shè)局下水道部工作人員介紹，神戶市污水處理廠產(chǎn)出的天然氣約一半用于發(fā)電，約16％供污水處理廠自身使用，其余則用于城市燃?xì)夤艿阑蛱烊粴廛嚨�。東灘污水處理廠內(nèi)設(shè)有一個(gè)加氣站，可為神戶市的部分天然氣公交車供應(yīng)燃料。
除利用污泥發(fā)酵產(chǎn)出天然氣外，東灘污水處理廠還有一項(xiàng)絕活就是從發(fā)酵后的污泥中提取磷。工作人員先向發(fā)酵后的污泥中添加氫氧化鎂，使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，再通過分離器和干燥設(shè)備等工具分離回收磷酸銨鎂，制成含有再生磷的肥料。
據(jù)介紹，日本每年進(jìn)口約55萬噸磷。如果污泥得到全部利用，將可回收到占日本進(jìn)口總量約10％的磷。2017年，神戶市共銷售了3600噸這種再生磷肥料，并在肥料袋上專門標(biāo)注了再生磷。2015年起，相關(guān)部門每年還組織市民采摘用這些肥料種植的玉米。
據(jù)神戶市建設(shè)局下水道部工作人員介紹，神戶市下水道和污水處理廠在1995年阪神大地震時(shí)遭到了較大破壞，因此他們于2001年建設(shè)了新的下水道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。深達(dá)20米、總長(zhǎng)度達(dá)33千米的地下管網(wǎng)將全市4個(gè)污水處理廠連接起來，保證即使一個(gè)污水處理廠癱瘓，其他污水處理廠也能分擔(dān)相應(yīng)的業(yè)務(wù)。
分析近三十年非點(diǎn)源污染研究發(fā)展趨勢(shì)特征，旨在為下一階段非點(diǎn)源污染研究提供技術(shù)參考。從Web of Science核心合集得到1990-2016年所有非點(diǎn)源污染研究文獻(xiàn)，然后進(jìn)行聚焦分析，確定主要文獻(xiàn)來源，對(duì)比中外學(xué)者H指數(shù)。通過CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析和文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)分析功能，識(shí)別了1990-2016年間三個(gè)主要階段的核心關(guān)鍵詞（作者關(guān)鍵詞與擴(kuò)展關(guān)鍵詞）的變化，梳理了主要的共被引參考文獻(xiàn)，得到非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)和知識(shí)基礎(chǔ)特征。國(guó)外和國(guó)內(nèi)非點(diǎn)源污染的最早文獻(xiàn)分別在1975年和1992年，1990年后全球范圍內(nèi)非點(diǎn)源相關(guān)研究快速發(fā)展，中國(guó)學(xué)者的研究在2005年后發(fā)展迅速。中外學(xué)者的H指數(shù)差距有減小趨勢(shì)，中國(guó)學(xué)者在全球非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域的相對(duì)影響力不斷提升。關(guān)鍵詞分布中"流域"與"管理"逐漸凸顯，"SWAT（Soil and Water Assessment Tool）"、"中國(guó)"、"氣候變化"詞頻進(jìn)入前30位。研究?jī)?nèi)容方面，非點(diǎn)源污染研究從點(diǎn)位尺度的觀測(cè)過渡到流域尺度水質(zhì)變化、氮磷污染輸出規(guī)律、模型應(yīng)用，基于GIS（Geographic information system）空間分析的水文模型在流域尺度的模擬、優(yōu)化和運(yùn)用，是非點(diǎn)源污染控制與評(píng)估的基礎(chǔ)。隨著研究的深入，流域尺度的精細(xì)管理、非點(diǎn)源污染模型開發(fā)與耦合、氣候變化效應(yīng)近期受到更多關(guān)注。對(duì)1990-2016年間高被引文獻(xiàn)特征進(jìn)行梳理分析可知，高被引文獻(xiàn)涉及主題廣泛，其中中國(guó)學(xué)者也有明顯貢獻(xiàn)，表明中國(guó)學(xué)者逐步成為非點(diǎn)源污染研究的主力。
按照污染物進(jìn)入水體的方式，水環(huán)境污染可分為點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染（面源污染）。非點(diǎn)源主要包括農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染、城市非點(diǎn)源污染，另外還有植被區(qū)（森林、草原等）非點(diǎn)源污染、采礦業(yè)非點(diǎn)源污染、道路非點(diǎn)源污染和大氣沉降等。非點(diǎn)源污染的產(chǎn)生離不開降水、產(chǎn)流和匯流過程，與土壤的累積、截留與侵蝕關(guān)系密切，特征是產(chǎn)生場(chǎng)所、產(chǎn)生時(shí)間、產(chǎn)生量是非固定的。因?yàn)榉屈c(diǎn)源具有隨機(jī)性和不確定性、廣泛性和滯后性，所以其研究治理難度很大。圍繞著非點(diǎn)源污染形成、遷移與控制，從農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、環(huán)境工程等學(xué)科方向，我國(guó)流域水污染問題正在得到有效控制，環(huán)境部發(fā)布的水環(huán)境公報(bào)表明我國(guó)主要河流與湖泊的污染情況得到有效改善，部分水體水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，但流域水體非點(diǎn)源污染問題成為繼續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量的瓶頸，在國(guó)務(wù)院2015年頒布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中有專門的篇章定義這部分任務(wù)。有學(xué)者指出在未來幾十年，如何更好地控制非點(diǎn)源污染將是我國(guó)水環(huán)境保護(hù)最主要的問題之一。黨的十九大報(bào)告也提出“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染防治，開展農(nóng)村人居環(huán)境整治行動(dòng)”，說明現(xiàn)階段我國(guó)非點(diǎn)源污染問題嚴(yán)重，是亟需解決的民生問題。
文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)以各類文獻(xiàn)為主要研究對(duì)象，采用定量的手段分析各類學(xué)科發(fā)展中存在的數(shù)學(xué)規(guī)律。因其顯著的定量化、客觀性和模型化的宏觀研究?jī)?yōu)勢(shì)已應(yīng)用于多個(gè)學(xué)科。但迄今為止，針對(duì)非點(diǎn)源污染問題的文獻(xiàn)計(jì)量分析大部分是針對(duì)已有文獻(xiàn)的來源（國(guó)家、學(xué)者和機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析，缺乏對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀和前沿動(dòng)態(tài)的細(xì)致分析。因此，本文采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法整體分析了全球非點(diǎn)源污染的發(fā)展歷程，重點(diǎn)探討了該研究領(lǐng)域在研究方向、尺度、內(nèi)容、對(duì)象等方面的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)評(píng)價(jià)了我國(guó)在非點(diǎn)源污染領(lǐng)域研究與國(guó)外研究的差距及變化，指出了國(guó)內(nèi)學(xué)者需持續(xù)和重點(diǎn)關(guān)注的研究方向，為進(jìn)一步推進(jìn)非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域的發(fā)展與管理決策的制定提供參考。
