許美芳，金李杰，樓昭涵，黃曉東

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，浙江 杭州 310021)

近年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的日趨完善與民眾生態(tài)保護(hù)意識(shí)的不斷提高，水環(huán)境的污染狀況與治理技術(shù)愈發(fā)受到社會(huì)的關(guān)注。長(zhǎng)三角區(qū)域作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、生態(tài)發(fā)展的先行者，在國(guó)家發(fā)展的各個(gè)方面都具有舉足輕重的作用。研究表明，長(zhǎng)三角地區(qū)水處理技術(shù)專(zhuān)利數(shù)占全國(guó)該領(lǐng)域?qū)＠倲?shù)的20%以上[1-2]。因此，開(kāi)展對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域污水處理技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)的分析，對(duì)促進(jìn)污水治理產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展與加強(qiáng)區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新具有重要意義。現(xiàn)有研究多集中在以下方面：成璐瑤等[3]、何浩云等[4]、董斐然等[5]從專(zhuān)利分析視角分別報(bào)道了我國(guó)制藥廢水、紡織廢水、含硫廢水處理技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)；代學(xué)民等[6]、鄒俊軼等[7]、林皓[8]、張玲玉等[9]分別報(bào)道了微生物處理技術(shù)、曝氣生物濾池、生物膜強(qiáng)化MBR、厭氧氨氧化-反硝化耦合技術(shù)在處理印染、制藥、合成革等廢水中的應(yīng)用；張甫等[10]、王淼薇等[11]、高春東等[12]從文獻(xiàn)計(jì)量視角報(bào)道了中國(guó)、國(guó)際水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，基于區(qū)域間協(xié)同創(chuàng)新視角特別是長(zhǎng)三角區(qū)域的污水治理態(tài)勢(shì)研究卻鮮有報(bào)道。

專(zhuān)利作為科技成果的主要表現(xiàn)形式和文獻(xiàn)載體，具有典型的科技創(chuàng)新活動(dòng)主體、客體特征，科技創(chuàng)新的行為主體即為專(zhuān)利權(quán)人，科技創(chuàng)新的研究客體即為專(zhuān)利技術(shù)內(nèi)容。本研究從專(zhuān)利主體與專(zhuān)利客體2個(gè)維度開(kāi)展對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)三省一市污水治理領(lǐng)域權(quán)利人的技術(shù)合作與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域及關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的全面分析，為指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、促進(jìn)區(qū)域一體化發(fā)展提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以patsnap智慧芽(https://www.zhihuiya.com)為數(shù)據(jù)源，檢索以“污水or廢水”“治理or處理”為標(biāo)題/摘要、以“上?！薄敖K”“安徽”“浙江”為申請(qǐng)地址、申請(qǐng)時(shí)間在2013—2017年的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)，檢索日期為2019年9月27日。對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行整理、去噪和標(biāo)引，最終得到29 465條專(zhuān)利數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

采用EXCEL、BICOMB、UCINET、SPSS等數(shù)據(jù)分析工具，以Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)，以BICOMB軟件進(jìn)行引文統(tǒng)計(jì)，并生成引文詞篇矩陣，以UCINET 6.0軟件進(jìn)行合作網(wǎng)絡(luò)分析，以SPSS 23.0軟件對(duì)高被引專(zhuān)利進(jìn)行聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理專(zhuān)利的時(shí)空分布特征

長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理專(zhuān)利的總體分布見(jiàn)圖1。從時(shí)間發(fā)展維度看，長(zhǎng)三角地區(qū)三省一市在污水治理領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)均呈上升趨勢(shì)，其中，江蘇、浙江、安徽的專(zhuān)利增速基本一致，上海市近5 a污水治理領(lǐng)域的專(zhuān)利增速略低。由于各地的水域分布、技術(shù)力量與政策導(dǎo)向等不同，導(dǎo)致三省一市污水治理的前期研究成果差別較大。江蘇省憑借扎實(shí)的研究基礎(chǔ)一直穩(wěn)居長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域的首要位置，浙江省緊隨其后。安徽省污水治理技術(shù)起點(diǎn)較低，在2014年實(shí)施最嚴(yán)水資源管理制度考核后，污水治理投入力度不斷增加，專(zhuān)利申請(qǐng)量反超上海。從地理空間維度看，長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理專(zhuān)利量從高到低依次為江蘇、浙江、安徽、上海，其中江蘇省污水治理領(lǐng)域?qū)＠孔顬橥怀?，約為安徽省、上海市的3.5倍。從污水治理領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量top 11權(quán)利人的區(qū)域歸屬看(表1)，江蘇省權(quán)利人占有5席，這與其出色的專(zhuān)利總量相一致；浙江省和上海市分別占據(jù)4席、2席，占比分別為36.36%、18.18%；安徽省污水治理領(lǐng)域的專(zhuān)利總量雖略高出上海，但在該領(lǐng)域無(wú)表現(xiàn)較為出眾的權(quán)利人。這與李敏[1]的全國(guó)污水治理專(zhuān)利研究的區(qū)域分布情況基本一致，但top 11權(quán)利人的專(zhuān)利數(shù)量及排序有所差異，主要是因?yàn)樵撗芯繖z索日期為2018年5月10日，由于專(zhuān)利公開(kāi)的滯后性而致2016年與2017年專(zhuān)利數(shù)據(jù)不完整。

表1 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量top 11權(quán)利人分布

圖1 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

2.2 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人合作關(guān)系

一個(gè)具有2個(gè)及以上權(quán)利人的專(zhuān)利即認(rèn)定為合作專(zhuān)利，以權(quán)利人之間的合作關(guān)系為基礎(chǔ)構(gòu)建合作網(wǎng)絡(luò)圖譜。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，近5 a長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域的合作專(zhuān)利有1 264項(xiàng)，專(zhuān)利合作率為4.29%，共涉及1 135個(gè)權(quán)利人。考慮合作網(wǎng)絡(luò)圖譜的展示效果，此處僅顯示合作頻次大于3的權(quán)利人及其合作關(guān)系。利用UCINET軟件中的NETDRAW對(duì)權(quán)利人合作關(guān)系進(jìn)行可視化分析(圖2)。其中，節(jié)點(diǎn)大小代表專(zhuān)利合作的數(shù)量，連線粗細(xì)代表權(quán)利人間的合作頻次。

由圖2可以看出，長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人合作關(guān)系呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：(1)權(quán)利人之間并未形成有效的合作網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立點(diǎn)、A-B與A-B-C的直線型合作模式較多，表明長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域的權(quán)利人在合作模式、合作廣度、合作力度等方面均存在明顯不足；(2)部分權(quán)利人之間形成了A-B-C-A的三角閉環(huán)合作模式，但多為子-母公司、公司-董事之間的合作關(guān)系，合作關(guān)系較為簡(jiǎn)單；(3)南京大學(xué)在專(zhuān)利合作數(shù)量和權(quán)利人合作范圍方面表現(xiàn)均較為突出，表明其具有較好的開(kāi)放共享意識(shí)，對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理行業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)不可估量；(4)以“南京大學(xué)-同濟(jì)大學(xué)-寶山鋼鐵-華東理工大學(xué)-江蘇揚(yáng)農(nóng)錦湖化工有限公司”“東華大學(xué)-四川理工學(xué)院-上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司-中國(guó)石油化工股份有限公司”為主線的合作鏈條，參與權(quán)利人的地域歸屬多為江蘇與上海，安徽與浙江權(quán)利人的參與度不高；(5)海螺公司在各地分公司之間組建了較為穩(wěn)定的合作網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)出明顯的內(nèi)聯(lián)密切、外拓不足的特點(diǎn)。

圖2 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人的合作網(wǎng)絡(luò)譜

2.3 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系分析

在綜合考慮專(zhuān)利權(quán)人與IPC分類(lèi)號(hào)兩個(gè)維度的基礎(chǔ)上，選取競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系較為明顯的17個(gè)專(zhuān)利權(quán)人與10個(gè)IPC分類(lèi)號(hào)，以權(quán)利人為橫坐標(biāo)、IPC主分類(lèi)號(hào)為縱坐標(biāo)，計(jì)算專(zhuān)利權(quán)人在同一IPC主分類(lèi)號(hào)下的千分比(圖3)。

圖3 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系

長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系存在如下特點(diǎn)：(1)從IPC主分類(lèi)號(hào)分布看，C02F9/14(含有生物技術(shù)的污水多級(jí)處理)是污水治理技術(shù)的高度集中區(qū)，絕大多數(shù)權(quán)利人的污水治理技術(shù)均涉及到該技術(shù)領(lǐng)域，表明以生物技術(shù)為主導(dǎo)的污水多級(jí)處理是當(dāng)前長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理的研究熱點(diǎn)；(2)從權(quán)利人分布看，常州大學(xué)在圖中所示的10個(gè)技術(shù)領(lǐng)域均有布局，尤其在C02F1/28(吸附法處理廢水)、C02F9/14(含有生物技術(shù)的污水多級(jí)處理)和C02F3/32(以利用動(dòng)物或植物為特征的生物處理)方面技術(shù)實(shí)力顯著，這與其獨(dú)占長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠氖滓恢妹懿豢煞郑?3)南京大學(xué)和東南大學(xué)分別為C02F3/28(厭氧消化工藝)與C02F3/32(以利用動(dòng)物或植物為特征的生物處理)的技術(shù)引領(lǐng)者，在其他方面也有非凡的綜合表現(xiàn)；(4)寧波大學(xué)在C02F1/30(光照法處理廢水)和C02F9/08(含有物理方法的污水多級(jí)處理)領(lǐng)域具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在其他方面表現(xiàn)欠佳，表明寧波大學(xué)能夠集中優(yōu)勢(shì)技術(shù)力量進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，但在其他技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利布局有所忽視；(5)浙江奇彩環(huán)境科技股份有限公司在C02F9/06(含有電化學(xué)處理的污水多級(jí)處理)和C02F9/10(含有熱處理的污水多級(jí)處理)方面競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，是污水治理企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的優(yōu)秀典范；(6)李榕生與寧波大學(xué)在C02F9/08(含有物理方法的污水多級(jí)處理)領(lǐng)域存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，可能與其供職過(guò)寧波大學(xué)新型功能材料及其制備科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷有關(guān)；(7)常州大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、徐州工程學(xué)院、環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所與鹽城工學(xué)院在C02F3/30(好氧和厭氧工藝)技術(shù)方面實(shí)力相當(dāng)。

2.4 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域高被引專(zhuān)利聚類(lèi)

專(zhuān)利聚類(lèi)分析即采用聚類(lèi)分析方法對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)的技術(shù)內(nèi)容信息進(jìn)行技術(shù)相似性分析的過(guò)程，用來(lái)挖掘?qū)＠墨I(xiàn)之間的相關(guān)性[13-14]。2篇或多篇文獻(xiàn)被后續(xù)同一篇或多篇文獻(xiàn)引用，則被引文獻(xiàn)在研究?jī)?nèi)容或技術(shù)主題上具有相似性。專(zhuān)利被引頻次與科技論文的被引頻次相似，通常用來(lái)表征專(zhuān)利的質(zhì)量，可以反映引文的重要性及對(duì)該領(lǐng)域后續(xù)研究的影響力。以長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域被引頻次大于5的專(zhuān)利作為高被引專(zhuān)利，利用BICOMB軟件構(gòu)建引文-施引文獻(xiàn)矩陣，剔除無(wú)共引用關(guān)系的引文數(shù)據(jù)，最終獲得110條引文。利用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)，并繪制聚類(lèi)樹(shù)狀圖。

根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果，可將長(zhǎng)三角地區(qū)2013—2017年污水治理領(lǐng)域高被引專(zhuān)利劃分為14個(gè)類(lèi)團(tuán)(圖4)。結(jié)合專(zhuān)利標(biāo)題、摘要、權(quán)利要求書(shū)等文獻(xiàn)信息對(duì)各類(lèi)團(tuán)研究主題進(jìn)行判讀(表2)。類(lèi)團(tuán)A、G、H與I的被引頻次較高，尤其是類(lèi)團(tuán)A的被引頻次遙遙領(lǐng)先于其他類(lèi)團(tuán)，為145次。結(jié)合類(lèi)團(tuán)內(nèi)文獻(xiàn)信息可知，生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與重金屬?gòu)U水的處理研究是當(dāng)前長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。類(lèi)團(tuán)G、H與I的研究?jī)?nèi)容分別聚焦于多功能處理劑、工業(yè)廢水的深度處理、重金屬?gòu)U水的多級(jí)處理、污水處理系統(tǒng)的自清潔裝置與微生物處理技術(shù)等主題，也是長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理技術(shù)研究的重要方向。

表2 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)主題分布

圖4 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域高被引專(zhuān)利的聚類(lèi)樹(shù)

2.5 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)組合

專(zhuān)利技術(shù)組合分析法是從專(zhuān)利數(shù)量與專(zhuān)利質(zhì)量2個(gè)維度識(shí)別某技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的方法[15]。該方法以聚類(lèi)分析結(jié)果為基礎(chǔ)，以各類(lèi)團(tuán)的專(zhuān)利數(shù)量與專(zhuān)利被引頻次分別為組合分析圖的橫、縱坐標(biāo)，以各類(lèi)團(tuán)專(zhuān)利數(shù)量與專(zhuān)利被引頻次的均值為原點(diǎn)，繪制專(zhuān)利技術(shù)組合矩陣圖(圖5)。

圖5 長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)組合矩陣

由圖5可知，長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域14個(gè)專(zhuān)利類(lèi)團(tuán)分布在組合矩陣圖的3個(gè)區(qū)域。其中，類(lèi)團(tuán)B、C、G、H、I、J分布于第一象限，這些類(lèi)團(tuán)不僅專(zhuān)利聚集度高，且具有非常強(qiáng)的技術(shù)影響力，表明多功能處理劑、新型吸附劑及催化材料的開(kāi)發(fā)、重金屬?gòu)U水、酸性廢水及餐廚廢水的處理與工業(yè)廢水的深度處理、污水處理系統(tǒng)的自清潔裝置與微生物處理技術(shù)等研究是當(dāng)前長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)成熟度與社會(huì)關(guān)注度較高，對(duì)推動(dòng)區(qū)域創(chuàng)新與行業(yè)發(fā)展意義重大。類(lèi)團(tuán)A(生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)與重金屬?gòu)U水處理)位于第二象限，對(duì)該領(lǐng)域后繼研究有較高的參考價(jià)值，是長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理中極具發(fā)展空間的潛力技術(shù)領(lǐng)域。類(lèi)團(tuán)D、E、F、K、L、M、N落于第三象限，主要涉及印染廢水、脫硫廢水與電鍍廢水的多級(jí)處理、光催化技術(shù)與臭氧氧化技術(shù)、串聯(lián)式沉淀設(shè)備、綜合污水處理系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)型污水處理系統(tǒng)等方面，專(zhuān)利活動(dòng)活躍性較差，為長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理的一般相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。第四象限為活躍技術(shù)區(qū)域，本研究中無(wú)相關(guān)類(lèi)團(tuán)落入該區(qū)域。

3 小結(jié)

本研究以長(zhǎng)三角地區(qū)2013—2017年污水治理領(lǐng)域?qū)＠墨I(xiàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析、技術(shù)相似性分析、聚類(lèi)分析與專(zhuān)利組合分析等計(jì)量學(xué)方法，在了解長(zhǎng)三角地區(qū)近年來(lái)污水治理領(lǐng)域?qū)＠麜r(shí)空分布特征的基礎(chǔ)上，從專(zhuān)利行為主體與專(zhuān)利技術(shù)客體2個(gè)維度深入探析了長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理專(zhuān)利權(quán)人之間的合作、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系與專(zhuān)利技術(shù)內(nèi)容的研究重點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)果表明：江蘇省憑借扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)在近5 a一直穩(wěn)居長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域的首要位置，且保持著快速增長(zhǎng)的強(qiáng)勁勢(shì)頭。長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理領(lǐng)域的專(zhuān)利人之間尚未形成有效的合作網(wǎng)絡(luò)，合作廣度與合作深度都有待加強(qiáng)。含有生物技術(shù)的污水多級(jí)處理是當(dāng)前污水治理領(lǐng)域中專(zhuān)利權(quán)利人技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的膠著區(qū)。同時(shí)，常州大學(xué)、南京大學(xué)、河海大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東華大學(xué)、東南大學(xué)與環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所在含有電化學(xué)處理的污水多級(jí)處理、以利用動(dòng)物或植物為特征的生物處理、厭氧消化工藝、好氧和厭氧工藝等技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)亦十分激烈。當(dāng)前長(zhǎng)三角地區(qū)污水治理的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域主要集中在生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與重金屬?gòu)U水的處理、多功能處理劑、工業(yè)廢水的深度處理、污水處理系統(tǒng)的自清潔裝置與微生物處理技術(shù)等方面。其中，生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與重金屬?gòu)U水的處理研究具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>