湖泊污染和修复一直都是备受社会和学术界关注的问题。乌梁素海是河套灌区灌排体系的重要组成部分,河套灌区灌溉退水和部分城镇生活污水、工业废水通过排水系统进入乌梁素海,经过湖泊净化后排入黄河,以控制河套灌区土地盐渍化,同时,乌梁素海湿地生态系统对维护周边地区生态平衡有着非常重要的作用。但随着河套灌区农药化肥的大量施用和城市污水、工业废水排放的明显增加,致使湖区水严重体富营养化,水质呈劣五类,水生态功能严重退化,不仅影响了湖泊功能的发挥,还直接威胁到了黄河的用水安全。目前针对乌梁素海水污染严重的水环境问题,正在采取各种措施加大对乌梁素海水生态环境的治理,本文利用寒区湖泊冬季冰封期较长等自然特征,设计了实验室冷冻浓缩污染物去除实验,旨在探索一种寒区污染湖泊修复的新途径,即通过冷冻浓缩的方法,把湖水分离成固态低污染物浓度冰体和下覆液态高污染物浓度水体,达到去除湖水中污染物的目的。采集乌梁素海污染水体作为实验水样,利用自制的冷冻浓缩实验装置,通过调控冷冻温度、冷冻厚度、溶液浓度、预处理条件、溶液初始温度、受冷面积与水深比、冷冻级数等实验条件,测试冷冻浓缩法对乌梁素海水体中污染物的去除率。根据野外是记住要成冰气温,冷冻温度在-15--25℃之间选定了六个实验温度,分别冷冻60h后对冷冻后的冰体进行观察分析,结果显示,冰柱由上到下可明显分为三层,即洁净层、过渡层和浓缩层,其中,洁净层中污染物的浓度远小于其它两层,不同温度下得到的六种洁净层中冰体污染物的去除率随冷冻温度的降低相应减低,且洁净层厚度也随之减少。考虑到在湖泊冰体自然冻结过程中,由于排入水流等因素的影响,冰下水体会不同程度上的受到扰动,所以在冷冻过程中,利用数显式搅拌器对水样进行了搅拌扰动,结果显示,在相同冷冻温度下,加入搅拌条件可改善融冰水中污染物的去除率,以TN、TDS和F-三种物质为例去除率可分别提高至15%、9.5%和12%。具体表现在洁净层中污染物浓度随搅拌转速的增加而减小,过渡层中污染物的浓度无明显变化,浓缩层中污染物的浓度随搅拌转速的增加而增加,但当转速达到1000r/min之后,继续增加转速并不会明显提升洁净层中污染物的去除率。总之,实验室实验结果表明,配合其他修复技术,冷冻浓缩法很可能成为用于有效去除寒区湖泊污染物的水生态环境修复技术之一。