灾害相关医学地质(Medical Geology, MG)研究:地质成因(Geogenic)暴露路径与地球–健康整合的文献计量学图谱(1980–2025)

《GeoHealth》:Disaster–Related Medical Geology Research: A Bibliometric Mapping of Geogenic Exposure Pathways and Earth–Health Integration (1980–2025)

【字体: 时间:2026年07月24日 来源:GeoHealth 5.0

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  医学地质(Medical Geology, MG)研究地质材料、环境过程与人类健康之间的相互作用,在灾害频发区域尤为重要,因为快速的地质变化会突然加剧地质成因(Geogenic)暴露并需要立即的公共健康响应。地震、火山喷发、滑坡和沙尘暴等地质事件可迁移有害地质

  
医学地质(Medical Geology, MG)研究地质材料、环境过程与人类健康之间的相互作用,在灾害频发区域尤为重要,因为快速的地质变化会突然加剧地质成因(Geogenic)暴露并需要立即的公共健康响应。地震、火山喷发、滑坡和沙尘暴等地质事件可迁移有害地质成因材料,增强大气扩散与吸入暴露。尽管灾害驱动的地质成因(Geogenic)危害相关性日益被认识,但从矿物–病理学向综合暴露科学的主题转变仍缺乏定量证据。本研究基于Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection, WoSCC)收录的64篇出版物(1980–2025),对灾害相关MG研究进行文献计量学科学图谱分析。利用关键词共现网络、时间趋势分析和概念结构图谱,考察了该领域的知识组织、主题发展与全球合作模式。结果表明,文献围绕三大主题领域构建:(a)天然纤维状矿物及相关疾病结局;(b)灾害触发的暴露路径;(c)环境颗粒物与人群水平健康影响。虽然间皮瘤(Mesothelioma)等矿物特异性疾病仍居核心,但2022至2025年的出版物显示明确转向以暴露为导向的框架,“暴露(Exposure)”成为最高频Keywords Plus术语(n = 6)。这一转变在时间叠加可视化和多重对应分析(Multiple Correspondence Analysis, MCA)概念图中尤为明显。总体而言,灾害相关MG研究已从 predominantly 疾病中心视角演变为位于地球科学、大气过程与公共健康界面的综合暴露科学。这些发现强调了将地质成因(Geogenic)暴露指标纳入减少灾害风险与环境卫生治理的重要性。
研究背景方面,医学地质(Medical Geology, MG)作为研究自然地质材料、环境过程与人类健康相互作用的跨学科领域,长期关注地质成因(Geogenic)危害如天然纤维状矿物、矿物粉尘、结晶二氧化硅(Crystalline Silica)及细颗粒物(Particulate Matter, PM)经地球系统迁移并导致不良健康结局的机制,其中石棉(Asbestos)与毛沸石(Erionite)等矿物相关的呼吸系统疾病与恶性肿瘤已有大量记载。地质灾害作为岩石圈–大气圈系统的关键扰动,可通过破裂含矿岩层、扰动地表沉积物并将颗粒物迁入大气,增加受影响社区的吸入暴露,形成急性暴露事件及灾后重建活动中二次再悬浮导致的长期环境持续存在。从地球–健康视角看,此类过程构成瞬时但高影响的排放事件,改变局地与区域颗粒通量。在此演变背景下,MG研究已从矿物特异毒性与局地疾病集群扩展至涵盖环境暴露路径、大气传输过程与人群水平公共健康影响的更广泛框架,空气污染、气溶胶(Aerosols)与健康后果的累积证据进一步强化了地质成因暴露研究与环境流行病学、暴露科学及全球健康监测系统的整合。然而,尽管灾害驱动地质暴露作为地球系统健康挑战日益被认可,该研究领域知识结构(Intellectual Structure)与主题演化鲜见系统性定量考察,现有研究多聚焦特定矿物、局地暴露集群或单一灾害事件,缺乏对灾害情境如何重塑研究优先级的综合综述,导致地质扰动、大气迁移、暴露路径与政策相关健康影响间的跨学科联系未能清晰界定。近期研究虽强调灾后颗粒持续性、室内氡(Radon)异常、重建中石棉(Asbestos)碎屑再悬浮、矿物纤维检测进展及地质暴露评估纳入减灾与环境监测框架,显示MG在地球–健康整合范式下的渐进重构,但文献快速扩张使识别主导研究轨迹、主题收敛与全球合作模式变得困难。因此,研究人员旨在利用文献计量学科学图谱方法系统图谱化灾害相关地质成因暴露的科学产出,考察领域知识结构、研究主题时间演化、连接地质扰动与健康结局的主导主题簇群及国家层面生产力与合作网络,结合定量指标与地球–健康系统视角,为灾害驱动地质过程在环境健康研究中的框架提供结构化评估,并助力强化循证监测与备灾策略。该研究发表于《GeoHealth》。
为开展研究,研究人员采用的主要关键技术方法包括:基于Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection, WoSCC)进行数据检索,搜索策略围绕地质成因矿物暴露、吸入相关健康效应与灾害触发环境风险三个维度构建,初检79条记录后经PRISMA 2020流程筛选排除会议论文、书籍章节、社论材料及非英文文献并去重,最终形成64篇英文论文与综述的数据集;采用R软件(4.5.2版)配合bibliometrix包(5.2.1版)进行文献计量分析,包括描述性分析、基于Keywords Plus(ID)的趋势主题分析、VOSviewer(1.6.20版)构建关键词共现与叠置可视化(作者关键词最小出现阈值2,ID最小3),以及对高被引文献实施多重对应分析(Multiple Correspondence Analysis, MCA)的概念结构分析;同时对2022–2025年文献进行叙述性综合以阐释近期发展,并通过迭代优化检索策略、DOI去重、多技术聚类比对验证分析稳健性与数据集完整性。
研究结果部分保留各小标题并依原文浓缩结论如下。
3.1 数据集的描述性特征(Descriptive Characteristics of the Data Set):最终数据集含64篇WoSCC索引英文出版物(1980–2025),2012年后年产显著加速,年均增长率5.24%,早期聚焦孤立矿物特异性疾病案例,近期更多关注广泛暴露动态;年度波动显示研究活动非线性且与重大地质事件、风险意识及公共健康关切相关,峰值对应2011年东日本大地震与2023年土耳其卡赫拉曼马拉什地震;数据集h指数为22,表明存在22篇各被引至少22次的有影响力研究。
3.2 最高频关键词(Most Frequent Keywords):作者关键词(Author Keywords, DE)中毛沸石(Erionite)、石棉(Asbestos)、间皮瘤(Mesothelioma)最频繁,确认天然纤维状矿物与恶性呼吸结局为传统核心,常与肺(Lung)、二氧化硅(Silica)、氟冰长石(Fluoro-edenite)、透闪石(Tremolite)共现;地震(Earthquake)显示地质灾害为暴露背景放大器,火山灰(Volcanic Ash)、矿物粉尘、PM、气溶胶(Aerosols)表征对空气颗粒动力与吸入路径的关注上升;Keywords Plus(ID)中“暴露(Exposure)”最频繁(n = 17,DE中仅n = 2),显示向暴露框架的概念转变;晶体化学(Crystal Chemistry)、纤维(Fibers)、结晶二氧化硅(Crystalline Silica)强调理化表征对环境持续与吸入风险的重要性;整体结构围绕纤维矿物、暴露机制、呼吸健康三大支柱。
3.3 最主要期刊与出版来源(Most Relevant Journals and Publication Sources):分布于矿物学、环境健康、地球化学与毒理学期刊体现跨学科性;《Archives of Environmental Health》与《American Mineralogist》各3篇最产,《Journal of Toxicology and Environmental Health—Part A》2篇;总被引(TC)以Archives of Environmental Health最高(174),其次American Mineralogist(51)与Journal of Toxicology and Environmental Health—Part A(46);Atmospheric Environment及呼吸相关期刊出现表明空气传输、颗粒暴露与吸入毒理为地学与健康领域的重要主题桥梁。
3.4 关键词共现网络(Keyword Co-Occurrence Network):DE共现网络中石棉、间皮瘤、毛沸石占中心节点,强化矿物–疾病核心,与肺癌(Lung Cancer)、恶性间皮瘤强连;石棉总连接强度(Total Link Strength, TLS)最高(50),毛沸石次之(49),地震(TLS = 16)具桥接位置;含PM、矿物粉尘、火山灰、二氧化硅的簇强调空气颗粒暴露为岩石圈扰动与呼吸健康的核心连接机制。
3.5 研究主题的时间演化(Temporal Evolution of Research Themes):叠置可视化按平均发表年(Average Publication Year, APY)呈色,2012年前冷色调为主,2020后暖色调;2012年前文献由石棉相关疾病簇与特定纤维状矿物主导,反映疾病中心取向;2010年代中期起吸入(Inhalation)、流行病学(Epidemiology)、地震关键词凸显,标志地质扰动与暴露科学整合增强;近期强调矿物粉尘、气溶胶、火山灰、颗粒物(PM),转向环境暴露过程与人群健康考量,体现从矿物病理到地质–大气–健康系统交互的概念演进。
3.6 主题聚类(Thematic Clustering):通过Louvain社区检测算法识别三主题簇——主题1地质纤维与疾病(石棉、毛沸石、间皮瘤、肺癌、透闪石),对应MG临床与流行病学核心的天然纤维状矿物致病效应;主题2灾害触发暴露路径(地震、吸入、流行病学),对应地质扰动作为大气颗粒迁移与人类暴露增强器;主题3环境颗粒物与公共健康(矿物粉尘、气溶胶、二氧化硅、PM),对应地质成因颗粒纳入空气质量框架与公共健康风险评估;三者展示从矿物中心病理到整合地质过程、大气动力与公共健康结局的暴露驱动环境健康框架的概念递进。
3.7 国家层面科学产出与全球分布(Country-Level Scientific Production and Global Distribution):意大利、美国、日本、英国为最高产中心,意大利居首,美日次之,新西兰与法国相近,澳德各5篇,加中土各3篇,土耳其于毛沸石相关研究贡献显著;分布反映历史暴露背景(意大利石棉与毛沸石间皮瘤、日本火山地震、土耳其卡帕多西亚地区天然纤维矿物),地理集中于西欧、北美、东亚,非洲、南美与部分中东代表不足,反映研究基础设施差异与地质成因暴露监测能力不均。。
3.8 国际合作网络(International Collaboration Network):合著网络呈集中结构,意大利介数中心性(Betweenness Centrality)最高(桥接角色),美国度中心性(Degree Centrality)最高(多向合作枢纽),其他地区边缘参与表明灾害高发但资源较低区域在全球网络中整合有限。
3.9 趋势主题(Keywords Plus)(Trend Topics (Keywords Plus)):1990年代为广义暴露描述(粉尘Dust、毒性Toxicity、火山灰Volcanic Ash),2000年代初转向矿物–疾病特异性,2010年后环境暴露(Environmental Exposure)、空气污染(Air Pollution)、气溶胶(Aerosols)凸显,确认MG逐步重新定向于暴露科学与环境卫生监测。
3.10 高被引文献的概念结构(Conceptual Structure of Highly Cited Publications):MCA因子图解释总方差38.41%(维1为24.16%,维2为14.25%),显示中度但可解释的概念结构;尽管矿物特异研究仍核心,有影响力文献越来越多纳入环境过程与暴露建模。
3.11 近期研究转变(2022–2025)(Recent Research Shifts (2022–2025)):19篇文献中“暴露(Exposure)”(n = 6)为最频ID术语,标志向过程框架转变;间皮瘤与毛沸石仍存,但环境及颗粒相关术语如矿物粉尘、结晶二氧化硅显示与空气暴露科学更广整合,表明近期研究更多在环境与公共健康语境而非仅疾病终点概念化灾害驱动地质成因危害。
3.12 概念主题框架(Conceptual Thematic Framework):框架呈地质与健康域定向过程交互,岩石圈扰动(如地震)为起始事件启动地质成因材料迁移,继而分散入大气致吸入暴露与下游健康效应,突显地质过程、环境传输与公共健康结局的动态联结。
讨论部分总结:文献计量结果指示灾害相关MG研究在概念连续与主题扩展中演化,历史上锚定于石棉、毛沸石等天然纤维状矿物的矿物特异毒性与疾病结局,建立强毒理与病理核心并塑造早期临床与流行病学基础;本分析显示地质灾害(尤地震)通过建筑倒塌尘云、断层破裂岩体破碎及重建再悬浮等雾化机制将静态矿物–疾病关联转为动态暴露风险,促进地质成因材料从岩石圈转入大气,使吸入暴露的空间与时间尺度扩大,灾害过程作为岩石圈–大气圈界面的地球系统扰动增强雾化、颗粒传输与有害材料环境持续,超越静态矿物–疾病关联的分析透镜;2012年为显著转折点,与《兵库行动框架》后全球减灾重视及《仙台减少灾害风险框架》酝酿期吻合,可能促使地质成因暴露关切更多整合入公共健康研究;时间分析澄清向暴露导向与人群水平框架的转变,早期强调粉尘、毒性、火山灰等广义暴露,2000年代初石棉肺病与间皮瘤等矿物–疾病关联主导,2010年起环境暴露、气溶胶、空气污染与人群结局受关注反映环境健康科学与公共卫生监测及风险评估的整合,领域与更广地球–健康研究域收敛;近期文献关键词频率(2022–2025)显示暴露导向术语(暴露、矿物粉尘、结晶二氧化硅)占优,伴随晶体化学、电子衍射等理化表征强调,表明连接矿物属性、环境行为、气溶胶动力与吸入风险的整合路径;概念主题框架综合此演进,将地质材料、灾害触发暴露路径与人群健康风险作为地球–健康系统互连组件;《Archives of Environmental Health》最高被引影响(TC = 174)反映健康导向刊物为知识锚点,研究影响日益由环境暴露与健康结局界面贡献塑造;从公共健康视角,范式转变要求超越孤立临床病例记录,转向空气颗粒纵向监测、环境持续与累积吸入暴露,将MG证据整合入减灾策略可支持预警、标准化空气质量监测与灾后环境评估,尤其已知地质成因危害区;暴露框架凸显灾害驱动地质成因颗粒应纳入常规环境监测基础设施以检测脆弱人群气雾化矿物纤维与细尘组分;超越学科发展,结果对地球–健康治理有更广含义,地学家、大气科学家、环境流行病学家与公共健康部门加强协作可促进协调暴露指标与整合监测策略,将地质成因危害指标嵌入备灾与环境健康政策以增强韧性、准备与长期减缓;国家产出与合作显示研究结构地理集中,意美突出反映历史暴露与研究基础设施,但高灾害脆弱区代表不足凸显研究能力与环境监测系统不平等,需通过跨学科协作、能力建设与扩展监测网络推进全球环境健康公平与韧性;数据集规模应置于研究概念边界内理解,最终语料反映地质成因矿物暴露、吸入健康结局与灾害触发环境过程的高度特定主题交集,有限出版量体现该跨学科领域新兴与专门性质而非检索策略局限。
结论部分翻译如下:
本项文献计量学研究提供了灾害相关MG研究的系统图谱,并展示了领域内清晰的概念演进。尽管早期研究主要集中于矿物特异毒性与疾病结局,尤其是与天然纤维状矿物相关的那些,近几十年显示出向以暴露为导向、环境情境化与人群水平框架的渐进转变。
结果表明,地质灾害日益被概念化为动态的地球系统扰动,其增强了地质成因颗粒的大气迁移、传输与持续。在此背景下,灾害驱动的雾化过程、吸入路径与环境持续机制正成为文献的核心分析组成部分。近期出版物(2022–2025)中暴露相关术语的主导地位证实了这一朝向整合地球–健康视角的持续转变。
除知识结构外,该领域对环境监测、减少灾害风险与公共健康治理的相关性日益增长。将地质成因暴露评估整合入标准化空气质量监测系统与灾后监测框架代表重要的转化方向。将地质成因危害指标嵌入减灾备灾策略可增强脆弱区域的预警能力、风险沟通与长期韧性。
同时,地理集中的研究格局凸显需要更广泛的全球参与。扩展跨学科协作、加强灾害频发区域的研究能力并改善环境监测基础设施,对于推进公平的地球–健康保护至关重要。
总体而言,灾害相关MG正从以矿物为中心的毒理领域演变为位于地球科学、大气过程与全球公共健康交叉点的综合暴露科学。跨学科与治理框架的持续整合对于应对与灾害驱动地质成因暴露相关的复杂健康风险至关重要。
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