中國報告大廳網訊，在當下的生態環境修復領域，麥飯石以其獨特的物理化學性質，逐漸成為研究的焦點。尤其是在2025年，麥飯石行業技術不斷革新，其在水環境治理中的應用愈發深入。湖泊底泥污染問題日益嚴峻，沉水植物作為水生態系統的關鍵組成部分，其恢復對於改善水質、提升生態系統穩定性至關重要。而麥飯石與改底劑的協同作用，為沉水植物的恢復提供了新的路徑。以下是2025年麥飯石行業技術分析。
《2025-2030年中國麥飯石行業市場深度研究及發展前景投資可行性分析報告》指出，麥飯石具有較大的比表面積，原本就具備一定的吸附性能，但通過負載改性可進一步提升其在水體中對污染物質的吸附能力。實驗選用產自河南、粒徑為 3 - 5 mm 的麥飯石，對其進行鎂負載改性。具體操作是將洗淨的 100 g 天然麥飯石放入 2 L 燒杯，加入 500 mL 濃度為 2 mol/L 的MgCl2溶液，並持續加入質量分數為 25% 的 NaOH 溶液調節 pH 值恆定於 11，浸泡 5 h 後取出固液混合物，在 80℃條件下陳化 10 h，隨後用去離子水清洗至出水為中性，濾去上清液並烘乾，由此得到鎂負載改性麥飯石。
實驗材料還包括從武漢市金銀湖水質提升項目採集的湖底表層 0 - 20 cm 污染嚴重的黑臭底泥以及底泥上部湖水，採集後均在 4℃以下保存，存放時間不超過 30 d。沉水植物選擇長江中游的優勢植物苦草。此外，還用到氯化鎂、氧化鈣、過氧化鈣、硝酸鈣、過硫酸氫鉀等試劑，這些試劑在後續實驗中與改性麥飯石協同作用，探究對底泥及苦草生長的影響。
實驗選取氧化鈣、過氧化鈣、硝酸鈣、過硫酸氫鉀這 4 種在水環境治理中常用的改底劑，分別與鎂改性麥飯石組成複合改底劑組合。設置初始對照組 CK，僅為底泥;實驗組 CO 為底泥 + 鎂改性麥飯石 + 氧化鈣;CP 為底泥 + 鎂改性麥飯石 + 過氧化鈣;CN 為底泥 + 鎂改性麥飯石 + 硝酸鈣;PMS 為底泥 + 鎂改性麥飯石 + 過硫酸氫鉀。
每個反應裝置中，黑臭底泥厚度控制在 10 cm，水深約 35 cm，模擬受污染的城市淺水湖泊環境。在水質和底泥穩定 12 - 24 h 後，將改底劑均勻投入反應器上覆水中，沉降 1 min 後取上覆水樣品並過濾作為初始值。此後，在第 2、3、6、7、10、15、24 天採用針筒於上覆水中段取 50 mL 水樣，同時補充原狀湖水至標記處。在第 0、2、6、10、15 天對水樣進行總氮、氨氮及 COD 的監測。改底劑投加後沉降至底泥表面與底泥和上覆水反應，會影響底泥表層約 1 cm 深度，分別在底泥表層 1 cm 深度內取初始狀態底泥、底泥改性後且種植植物前的底泥以及實驗結束時的底泥，用於底泥狀態的評價。在改底試驗進行 7 d 後，選取生長狀態良好的苦草植株，裁剪至葉片長度為 5 cm 且每棵植株葉片數量為 8 片，每組裝置種植 3 - 5 株，種植後均勻投加 10 g 鎂改性麥飯石。
上覆水總磷及總氮含量變化情況顯示，在底泥改良階段(0 - 7 d)的前 3 天，除 CO 實驗組外，各實驗組上覆水總磷和總氮含量均先升高後降低，並在後續趨於穩定。這是由於試驗前期底泥與原狀湖水混合，導致上覆水中存在底泥懸浮顆粒，使總磷含量上升;而後在改底劑作用下，氮、磷含量逐漸降低並穩定。在苦草種植初期(7 - 24 d)，上覆水氮、磷含量小幅度升高，隨後因植物生長吸收趨於穩定。不同改底劑進行底泥改良時，上覆水總磷去除率為 88.84%(CO)> 84.58%(CK)> 77.58%(CN)> 76.06%(PMS)> 66.67%(CP);上覆水總氮去除率為 27.7%(CP)> 22.85%(CK)> 13.07%(PMS)> - 44.66%(CO)> - 136.19%(CN);上覆水氨氮去除率為 80.79%(CK)> 75.14%(PMS)> 74.86%(CN)> 73.16%(CP)> - 12.99%(CO)。各實驗組上覆水 COD 含量在底泥改良階段趨勢一致，沉水植物種植後出現較大差異，其中 CO 實驗組 COD 含量與時間具有較好的線性關係，CP 實驗組 COD 含量在第 10 天時達到最大值並在植物生長階段後期逐漸降低，CN 與 CK 實驗組趨勢一致，PMS 實驗組 COD 含量則從第 6 天開始趨於穩定。
從底泥磷形態分布來看，改底階段底泥中總磷含量增加情況為 26.97%(PMS)> 16.19%(CK)> 11.69%(CO)> - 0.67%(CN)> - 5.36%(CP)。底泥改良後，CO 實驗組磷灰石態磷含量占比大幅升高，從初始的 30% 升至 48%。CP 和 PMS 實驗組非磷灰石態磷占比從初始時的 34% 分別提升至 44% 和 41%。
底泥氮形態含量變化顯示，底泥總氮含量在整個實驗過程中變化較小，CO 實驗組總氮含量在改底階段下降較其他實驗組明顯。改底階段底泥氨氮去除率為 72.15%(CO)> 36.57%(CP)> 29.62%(PMS)> 21.48%(CK)> 17.77%(CN)。底泥改良階段結束時，各實驗組底泥硝態氮含量為 CO > PMS > CN > CP > CK。底泥改良階段過硫酸鉀氫鉀對於氨氮去除率及底泥改良結束時硝態氮含量都僅次於氧化鈣，表明過硫酸氫鉀在一定程度上促進了底泥的硝化作用。
各實驗組的底泥 TOC 含量均在改底階段呈現升高趨勢，並在生長階段呈現降低趨勢。在改底階段結束時底泥中 TOC 含量高低為 PMS > CN > CP > CK > CO。
從苦草生長的表觀數據來看，投加過氧化鈣和過硫酸氫鉀的實驗組較其他組生長狀況好。其中 CO 實驗組苦草淨重增長至初始的 9.6 倍、PMS 實驗組苦草淨重增長至初始的 6.4 倍，均高於其他實驗組。PMS 實驗組苦草分裂株數和新生長葉片數分別為 8 倍和 12.9 倍，均優於 CO 實驗組的 5.5 倍和 11 倍。CN 實驗組苦草生長狀態不佳，植株增長 1 倍、新生葉片數增長 1.4 倍。
通過環境因子與苦草生長的表觀數據之間 Pearson 相關係數結果可知，在整個苦草生長階段，苦草的分裂株數、新生葉片數、葉片長度、植株重量相互之間呈現較強的正相關性。上覆水 COD 含量與苦草的分裂株數、新生長葉片數、葉片長度、植株重量呈現一定正相關性，底泥指標(氨氮、總磷及總有機碳含量)與苦草的分裂株數、新生長葉片數、葉片長度、植株重量呈現較好的負相關性，即底泥中氨氮、總磷及有機碳含量越高，對苦草生長的抑制作用越強。
在富營養化水體條件下，底泥氨氮、總磷及有機碳含量和上覆水總氮含量是苦草生長過程中的重要環境因子。底泥氨氮、總磷、總有機碳含量越高，底泥環境對苦草生長的抑制效果越強。鎂改性麥飯石表面附著的MgCl2薄膜改善了其表面結構，促進了對沉積物上層氮磷的吸收，對沉水植物生長有一定促進作用。在與鎂改性麥飯石複合改良過程中，同等劑量的氧化鈣和硝酸鈣處理後的底泥及上覆水環境對沉水植物生長有一定抑制作用，而過氧化鈣及過硫酸氫鉀植物生長效果較好。綜合來看，過氧化鈣與鎂改性麥飯石進行底泥複合改良將底泥中氨氮、總磷含量控制在適宜苦草生長範圍內的效果優於過硫酸氫鉀，過氧化鈣 + 鎂改性麥飯石的底泥複合改良組合更有利於城市淺水湖泊沉水植物苦草的生長，可提高生態修復沉水植物種植的成活率，減少後期補種成本。
綜上所述，在2025年麥飯石行業技術發展的背景下，本研究通過實驗清晰地揭示了不同改底劑與改性麥飯石協同作用對苦草生長的影響。同等劑量的氧化鈣、過氧化鈣、硝酸鈣、過硫酸氫鉀結合鎂改性麥飯石對水體環境的底質複合改良及苦草促生效果各不相同。氧化鈣雖對總磷及底泥氨氮固定作用好，但不適宜苦草生長;硝酸鈣處理後水體富營養化風險高;過氧化鈣和過硫酸氫鉀改良後植物生長狀態較好。相關性分析表明，底泥氨氮、總磷、總有機碳含量是影響沉水植物生長的顯著因素。過氧化鈣 + 鎂改性麥飯石複合處理後的水體環境對沉水植物苦草生長最為適宜，為水環境治理中沉水植物恢復提供了重要的理論依據，也為麥飯石在該領域的進一步應用提供了實踐參考。
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