本发明公开了一种去除基材表面污染物的水凝胶的制备方法及应用，属于环境保护领域。将浓度为1–4wt％的海藻酸钠(SA)水溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均匀喷洒1–4wt％的氯化钙(CaCl2)溶液，促使SA组分交联形成水凝胶膜。表面污染物可以通过溶解、吸附等方式进入到水凝胶膜中，随后将水凝胶膜从表面剥离，实现基材表面污染物的有效去除。同时，可以在上述SA溶液中添加氧化石墨烯(GO)或乙二胺四乙酸(EDTA)等活性吸附组分混合制备均一分散的稠溶液，然后进行表面涂覆并喷洒CaCl2溶液诱导形成水凝胶膜，利用GO或EDTA提供的强吸附作用提高水凝胶膜对污染物的去除效果。