超纳米气溶复氧技术,唤醒缺氧水体的生命记忆

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发布时间: 2025-10-27

概要: 你是否也曾路过这样的河? 夏天的晚上,本想沿着河边散散步,却总被一股像是“臭鸡蛋+烂香蕉”的味道熏得转身回家吹空调。 若真有勇气走到河边,河水早已不像水了,而像是光都照不进的黑褐色墨镜,看不到鱼,也见不到虾——河它怎么了? 它们,正在缺氧。

你是否也曾路过这样的河?

夏天的晚上,本想沿着河边散散步,却总被一股像是“臭鸡蛋+烂香蕉”的味道熏得转身回家吹空调。

若真有勇气走到河边,河水早已不像水了,而像是光都照不进的黑褐色墨镜,看不到鱼,也见不到虾——河它怎么了?

它们,正在缺氧。

一、水体也会“窒息”?

就像人需要空气,水体中的生命——微生物、鱼、水草——依赖的是溶解在水中的氧气,也就是溶解氧(DO)。

溶解氧是衡量水体自净能力与生态健康的关键指标。充足的溶解氧是好氧微生物降解污染物、水生动物呼吸以及高等水生植物生长的基础。

一旦溶解氧低于2 mg/L,水体就会逐步陷入 “窒息模式”:

有机物污染+耗氧微生物大量繁殖→溶解氧急剧下降→厌氧细菌接管“分解工作”→产生硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、甲烷(CH4)——恶臭来源→底泥中的磷、重金属离子被释放→藻华爆发+毒性提升→ 鱼虾死亡,水生态系统崩溃。

所以,你闻到的不是“臭味”,你感受到的不只是抵触,而是一条河流发出的窒息信号。

黑臭现象只是水质恶化的“症状”之一,导致黑褐色水质、鱼虾生物都消失的“核心病根”,就是缺氧。

所以不解决缺氧问题,任何试图恢复河流湖泊清澈透亮的努力都如同在沙滩上建城堡,一个浪打过来就会让一切从头再来。

二、回归根源寻找解题之道

让我们把所有问题回归到最基本的生态学原理:

恢复环境的基础物理化学条件,才能引导生物群落向其顶极群落演替。

恢复最基础、最关键的物理化学条件——就是氧化环境。

为何恢复氧化环境是最关键的步骤?因为它的三大必要性:

1. 不可替代性:没有任何化学药剂或生态手段可以在持续厌氧的环境中有效且健康地工作。而好氧微生物群落是水体自净的“主力军”,如果说污染物是微生物的“敌人”,那氧气是它们分解污染物时的“武器”,要对抗绝不可没武器。

2. 基础性:它为后续所有高级的生态修复措施(种植沉水植物、投放水生动物)提供了生存前提。没有氧气,就像建房子不打地基,再大的生物工程投资都会面临短期内失效或被突发的溢流污染冲击而报废的风险。

3. 经济性:相比于巨额的投资清淤(治标不治本)或庞大的截污管网工程(漫长且昂贵),增氧是能够在短期内起效、成本相对较低的干预手段,能为根本性的控源截污工程赢得宝贵的时间。

三、水体供氧也没那么简单

那是只需要把氧气跟水接触就能提升水体溶解氧含量了吗?以前没有相关增氧手段吗?

传统曝气方式(如曝气盘、喷泉式曝气)产生的气泡大、上升快,90%以上的氧气未溶解就逸散至大气。传统方法达不到水体溶解氧所需要的条件。

而且真正需要氧的也不只是水面的水,而是河底淤泥和底层水。

于是,超纳米气泡相关的研究开始进入水处理从业者的视野。

对超纳米气泡的关注早在25至30年前就开始了,最初对超纳米气泡的研究始于对经典理论(如Epstein-Plesset理论预测其会瞬间破裂)的挑战。尽管早期有间接证据,但其存在一直备受争议。

直至2000年左右,得益于原子力显微镜(AFM)等技术的进步,中日科学家都直接观测到了稳定的超纳米气泡,证实了其存在,震惊学界。此后,研究重点转向解释其超长稳定性的机理(如表面电荷理论)和应用开发。

到2019年,国内相关专委会和标委会相继成立,推动着该技术在环境、医疗等领域的广泛应用,也标志着国内完成了从理论争议到技术创新的历程。

四、超纳米气泡有何与众不同?

超纳米气泡(Ultra-Nano Bubbles, UNBs),是指直径小于200纳米的气泡,肉眼不可见。

而制备以超纳米气泡为形式的超饱和溶氧水,并输入水体的技术,则称为超纳米气溶复氧技术,该技术在水处理领域里的表现尤为出色,超纳米气溶复氧技术优势在于:

直达内源污染核心:以超纳米气泡形式将超饱和溶氧水输送至底层缺氧区,直接作用于污染底泥。

 

 

长效持久:超纳米气泡可直达底泥,并停留其表层处理内源污染,且上升速度极慢,在水中的长滞留时间保证了复氧效果的稳定性和持久性。

协同净化:纳米气泡自身具有的物理化学效应(如产生·OH自由基)可协同降解难分解有机物。

五、如何辨别水体是真正恢复活力了,还是“回光返照”呢?

这不仅要看、闻,更要靠数据说话:

数据监测的关键指标,是底层溶解氧浓度和氧化还原电位(ORP)的持续性提升,以及底泥颜色从黑褐色向黄褐色的转变。

这能最直观地证明内源污染得到了有效控制,生化反应路径已从厌氧逆转为好氧。

六、以现实水环境治理成果为例

武汉市汉阳区的墨水湖曾在2022年进行过底泥改良工程,里面就应用了超纳米气溶复氧技术,还通过同一湖面打多个围格的方式,进行了分组对照试验。

试验前,三个试验组所取底泥几乎全是黑臭底泥,无氧化层,恶臭味极大。其中,未撒药未曝气的对照组的底泥在整个试验中都处于黑臭状态,恶臭味极大;

 

 

超纳米曝气两个月后,试验组1、2的表层性状明显改变,形成约2~3cm黄褐色氧化层,恶臭味基本消失。

 

 

七、恢复呼吸,才只是生态治愈的开始

想治理黑臭水体,靠人力去对抗自然规律的时代已经逐渐远去。

超纳米气溶复氧技术,正是用最接近自然的方式——高效、持久、深入地输送氧气,重启水体的自净引擎。

虽然抑制内源污染只是第一步,但基础打扎实了,后面才能一步步来,要让技术跟随时代的进步,让“治水”不只是工程,而是在唤醒缺氧水体,帮助它自己恢复原本的样子。

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