中国报告大厅网讯，在当下的生态环境修复领域，麦饭石以其独特的物理化学性质，逐渐成为研究的焦点。尤其是在2025年，麦饭石行业技术不断革新，其在水环境治理中的应用愈发深入。湖泊底泥污染问题日益严峻，沉水植物作为水生态系统的关键组成部分，其恢复对于改善水质、提升生态系统稳定性至关重要。而麦饭石与改底剂的协同作用，为沉水植物的恢复提供了新的路径。以下是2025年麦饭石行业技术分析。
《2025-2030年中国麦饭石行业市场深度研究及发展前景投资可行性分析报告》指出，麦饭石具有较大的比表面积，原本就具备一定的吸附性能，但通过负载改性可进一步提升其在水体中对污染物质的吸附能力。实验选用产自河南、粒径为 3 - 5 mm 的麦饭石，对其进行镁负载改性。具体操作是将洗净的 100 g 天然麦饭石放入 2 L 烧杯，加入 500 mL 浓度为 2 mol/L 的MgCl2溶液，并持续加入质量分数为 25% 的 NaOH 溶液调节 pH 值恒定于 11，浸泡 5 h 后取出固液混合物，在 80℃条件下陈化 10 h，随后用去离子水清洗至出水为中性，滤去上清液并烘干，由此得到镁负载改性麦饭石。
实验材料还包括从武汉市金银湖水质提升项目采集的湖底表层 0 - 20 cm 污染严重的黑臭底泥以及底泥上部湖水，采集后均在 4℃以下保存，存放时间不超过 30 d。沉水植物选择长江中游的优势植物苦草。此外，还用到氯化镁、氧化钙、过氧化钙、硝酸钙、过硫酸氢钾等试剂，这些试剂在后续实验中与改性麦饭石协同作用，探究对底泥及苦草生长的影响。
实验选取氧化钙、过氧化钙、硝酸钙、过硫酸氢钾这 4 种在水环境治理中常用的改底剂，分别与镁改性麦饭石组成复合改底剂组合。设置初始对照组 CK，仅为底泥;实验组 CO 为底泥 + 镁改性麦饭石 + 氧化钙;CP 为底泥 + 镁改性麦饭石 + 过氧化钙;CN 为底泥 + 镁改性麦饭石 + 硝酸钙;PMS 为底泥 + 镁改性麦饭石 + 过硫酸氢钾。
每个反应装置中，黑臭底泥厚度控制在 10 cm，水深约 35 cm，模拟受污染的城市浅水湖泊环境。在水质和底泥稳定 12 - 24 h 后，将改底剂均匀投入反应器上覆水中，沉降 1 min 后取上覆水样品并过滤作为初始值。此后，在第 2、3、6、7、10、15、24 天采用针筒于上覆水中段取 50 mL 水样，同时补充原状湖水至标记处。在第 0、2、6、10、15 天对水样进行总氮、氨氮及 COD 的监测。改底剂投加后沉降至底泥表面与底泥和上覆水反应，会影响底泥表层约 1 cm 深度，分别在底泥表层 1 cm 深度内取初始状态底泥、底泥改性后且种植植物前的底泥以及实验结束时的底泥，用于底泥状态的评价。在改底试验进行 7 d 后，选取生长状态良好的苦草植株，裁剪至叶片长度为 5 cm 且每棵植株叶片数量为 8 片，每组装置种植 3 - 5 株，种植后均匀投加 10 g 镁改性麦饭石。
上覆水总磷及总氮含量变化情况显示，在底泥改良阶段(0 - 7 d)的前 3 天，除 CO 实验组外，各实验组上覆水总磷和总氮含量均先升高后降低，并在后续趋于稳定。这是由于试验前期底泥与原状湖水混合，导致上覆水中存在底泥悬浮颗粒，使总磷含量上升;而后在改底剂作用下，氮、磷含量逐渐降低并稳定。在苦草种植初期(7 - 24 d)，上覆水氮、磷含量小幅度升高，随后因植物生长吸收趋于稳定。不同改底剂进行底泥改良时，上覆水总磷去除率为 88.84%(CO)> 84.58%(CK)> 77.58%(CN)> 76.06%(PMS)> 66.67%(CP);上覆水总氮去除率为 27.7%(CP)> 22.85%(CK)> 13.07%(PMS)> - 44.66%(CO)> - 136.19%(CN);上覆水氨氮去除率为 80.79%(CK)> 75.14%(PMS)> 74.86%(CN)> 73.16%(CP)> - 12.99%(CO)。各实验组上覆水 COD 含量在底泥改良阶段趋势一致，沉水植物种植后出现较大差异，其中 CO 实验组 COD 含量与时间具有较好的线性关系，CP 实验组 COD 含量在第 10 天时达到最大值并在植物生长阶段后期逐渐降低，CN 与 CK 实验组趋势一致，PMS 实验组 COD 含量则从第 6 天开始趋于稳定。
从底泥磷形态分布来看，改底阶段底泥中总磷含量增加情况为 26.97%(PMS)> 16.19%(CK)> 11.69%(CO)> - 0.67%(CN)> - 5.36%(CP)。底泥改良后，CO 实验组磷灰石态磷含量占比大幅升高，从初始的 30% 升至 48%。CP 和 PMS 实验组非磷灰石态磷占比从初始时的 34% 分别提升至 44% 和 41%。
底泥氮形态含量变化显示，底泥总氮含量在整个实验过程中变化较小，CO 实验组总氮含量在改底阶段下降较其他实验组明显。改底阶段底泥氨氮去除率为 72.15%(CO)> 36.57%(CP)> 29.62%(PMS)> 21.48%(CK)> 17.77%(CN)。底泥改良阶段结束时，各实验组底泥硝态氮含量为 CO > PMS > CN > CP > CK。底泥改良阶段过硫酸钾氢钾对于氨氮去除率及底泥改良结束时硝态氮含量都仅次于氧化钙，表明过硫酸氢钾在一定程度上促进了底泥的硝化作用。
各实验组的底泥 TOC 含量均在改底阶段呈现升高趋势，并在生长阶段呈现降低趋势。在改底阶段结束时底泥中 TOC 含量高低为 PMS > CN > CP > CK > CO。
从苦草生长的表观数据来看，投加过氧化钙和过硫酸氢钾的实验组较其他组生长状况好。其中 CO 实验组苦草净重增长至初始的 9.6 倍、PMS 实验组苦草净重增长至初始的 6.4 倍，均高于其他实验组。PMS 实验组苦草分裂株数和新生长叶片数分别为 8 倍和 12.9 倍，均优于 CO 实验组的 5.5 倍和 11 倍。CN 实验组苦草生长状态不佳，植株增长 1 倍、新生叶片数增长 1.4 倍。
通过环境因子与苦草生长的表观数据之间 Pearson 相关系数结果可知，在整个苦草生长阶段，苦草的分裂株数、新生叶片数、叶片长度、植株重量相互之间呈现较强的正相关性。上覆水 COD 含量与苦草的分裂株数、新生长叶片数、叶片长度、植株重量呈现一定正相关性，底泥指标(氨氮、总磷及总有机碳含量)与苦草的分裂株数、新生长叶片数、叶片长度、植株重量呈现较好的负相关性，即底泥中氨氮、总磷及有机碳含量越高，对苦草生长的抑制作用越强。
在富营养化水体条件下，底泥氨氮、总磷及有机碳含量和上覆水总氮含量是苦草生长过程中的重要环境因子。底泥氨氮、总磷、总有机碳含量越高，底泥环境对苦草生长的抑制效果越强。镁改性麦饭石表面附着的MgCl2薄膜改善了其表面结构，促进了对沉积物上层氮磷的吸收，对沉水植物生长有一定促进作用。在与镁改性麦饭石复合改良过程中，同等剂量的氧化钙和硝酸钙处理后的底泥及上覆水环境对沉水植物生长有一定抑制作用，而过氧化钙及过硫酸氢钾植物生长效果较好。综合来看，过氧化钙与镁改性麦饭石进行底泥复合改良将底泥中氨氮、总磷含量控制在适宜苦草生长范围内的效果优于过硫酸氢钾，过氧化钙 + 镁改性麦饭石的底泥复合改良组合更有利于城市浅水湖泊沉水植物苦草的生长，可提高生态修复沉水植物种植的成活率，减少后期补种成本。
综上所述，在2025年麦饭石行业技术发展的背景下，本研究通过实验清晰地揭示了不同改底剂与改性麦饭石协同作用对苦草生长的影响。同等剂量的氧化钙、过氧化钙、硝酸钙、过硫酸氢钾结合镁改性麦饭石对水体环境的底质复合改良及苦草促生效果各不相同。氧化钙虽对总磷及底泥氨氮固定作用好，但不适宜苦草生长;硝酸钙处理后水体富营养化风险高;过氧化钙和过硫酸氢钾改良后植物生长状态较好。相关性分析表明，底泥氨氮、总磷、总有机碳含量是影响沉水植物生长的显著因素。过氧化钙 + 镁改性麦饭石复合处理后的水体环境对沉水植物苦草生长最为适宜，为水环境治理中沉水植物恢复提供了重要的理论依据，也为麦饭石在该领域的进一步应用提供了实践参考。
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