地表水(湖泊、河流等)是水环境中至关重要的一环,其水质的好坏严重影响人们对水环境的直观感受,而富营养化现象则是地表水环境中最常见的且最难治理的一大问题,由于生活污水、农业废水和工业废水的排放,富营养化现象普遍存在于各个湖泊和河流中,对自然环境和人类健康存在巨大威胁。随着社会的发展和科技的进步,富营养化一直是研究的热点,其治理技术也相应得到发展和应用。近年来,随着国家环保力度的加强,迫切需要有效的治理技术来解决湖泊和河道富营养水体污染问题,而其中结合物理、化学和生物的综合治理技术成为实际应用的主力军。本文提出了一种新型的水体修复技术——纳米气泡修复技术,该技术是一种以纳米气泡为主,结合气浮和生态浮岛为辅的综合治理技术。本文研究了该技术治理某重度污染湖泊的应用过程,从宏观到微观探索了治理过程中纳米气泡修复技术的机理及效能。通过跟踪检测被治理湖泊的水质情况,发现经过3个月的治理,纳米气泡修复技术对水体溶解氧(0.5 mg/L提升至5mg/L)和透明度(0.2 m提升至0.5m)有显著提升效果,对污染物质(有机污染物、氮、磷等)有明显的去除效果,CODCr由37 mg/L降至25 mg/L,氨氮和总氮分别由20mg/L和25 mg/L降至11 mg/L和15 mg/L,总磷由3.5 mg/L降至1.1mg/L。此外,针对纳米气泡修复技术实施前后浮游藻类和底泥微生物结构进行了对比分析,从微观的角度表征了该技术对湖泊水质的修复效果,通过观察浮游藻类变化,发现治理之前标志重度富营养化的尾裸藻、栅藻和梅尼小环藻被标志中度富营养化的、皮状席藻、钝顶螺旋藻、林氏念珠藻、实球藻、集星藻和短刺盘星藻等取代,表明被治理湖泊富营养化程度有所减轻。通过对湖泊治理前后的底泥微生物进行了高通量分析,结果表明底泥微生物中主要功能菌——变形菌的比例由28.4%增至45.1%,而标志富营养化的绿弯菌、蓝藻菌及叶绿体都大幅度下降,分别由16.8%、9.8%和7.7%降为8.2%、1.3%和1.1%。说明了纳米气泡修复技术大大改善了湖泊底泥的微生物结构,有利于水质的净化。综上诉述,纳米气泡水体修复技术对富营养化水体有显著的修复效果,明显改善湖泊浮游藻类和底泥微生物的优势种群,强化湖泊生态系统,在湖泊、河道治理领域具有较大的应用前景。本文对纳米气泡修复技术的应用进行了相应研究,为水体修复工程提供了理论支持,也丰富了工程应用经验,具有一定的创新性和实际应用性。