磷是控制有害藻类生长的限制因素,因此减少淡水中磷的过量输入对控制水体富营养化至关重要。淡水水体上覆水中磷的来源主要分为外源磷和內源磷。众所周知,当外源磷得到有效控制后,內源磷也会延缓富营养化水体的自我修复。近几年,原位覆盖/添加技术即使用材料去覆盖沉积物或混合沉积物,是一种能有效控制沉积物内源磷释放的技术。该技术控制沉积物中磷释放的关键是选取经济、有效地钝化剂材料。为此,本研究首先制备和表征磁性炭,然后先通过批量实验来确定磁性炭对磷的吸附/解吸行为,再通过沉积物培养实验来评估磁性炭覆盖和添加对沉积物中磷的影响。结果表明,活性炭覆盖沉积物和添加沉积物均能有效地降低上覆水中水溶性磷浓度（SRP）以及上层沉积物中通过扩散梯度薄膜所测定的不稳定磷浓度(P_DGT),从而促进表层沉积物中静态层的形成。并且磁性炭结合的磷形态主要是氧化还原敏感态磷(P_BD)、金属氧化物结合态磷(IP_{Na OH})和P_HCl,分别占总磷的47.2%,18.5%和32.9%。由于磁性炭所吸附的磷中近乎一半以不稳定磷的形式存在,导致其在缺氧条件下容易释放出一部分磷。所以,磁性炭应用于水体后的回收是十分有必要的。有趣的是,在覆盖条件下上覆水中水溶性磷浓度（SRP）和扩散梯度薄膜在上覆水-沉积物界面测定的不稳定磷浓度(P_DGT)均显著低于添加条件。因此,相比于磁性炭添加,磁性炭覆盖更能有效降低磷在水-沉积物界面的表观扩散通量。以上结果说明磁性炭覆盖和添加技术均能有效地钝化从沉积物释放至上覆水中的磷,并且磁性炭覆盖相比于磁性炭添加更能有效地控制沉积物中磷的释放。接着,采用Fe³⁺、Fe²⁺、溶解性锆盐、膨润土和碱液作为原料制备得到磁性锆铁改性膨润土（M-Zr Fe BT）,并将其作为控制淡水水体中内源磷的活性覆盖材料。研究了M-Zr Fe BT覆盖对沉积物中内源磷向上迁移的影响以及M-Zr Fe BT吸附沉积物中磷的性能和机制。结果显示,M-Zr Fe BT对磷具备良好的吸附能力,其最大单层吸附能力为8.02 mg P/g。M-Zr Fe BT吸附水中磷的关键是Fe/Zr结合羟基与磷发生配位体交换,在其内层形成Fe-O-P键和Zr-O-P键。并且使用M-Zr Fe BT覆盖不仅显著降低上覆水中的SRP和P_DGT浓度还显著降低上层沉积物中的P_DGT浓度。而回收的M-Zr Fe BT所结合的磷以金属氧化物结合态磷(IP_{Na OH})、P_HCl和残渣态磷(P_Res)形式存在,其在一般的p H值和缺氧条件下很难释放至水体中。M-Zr Fe BT控制沉积物中SRP释放至上层水体的关键是M-Zr Fe BT覆盖层对水溶性磷（SRP）的吸附导致上层沉积物孔隙水中的SRP和P_DGT减少。以上结果说明M-Zr Fe BT覆盖能有效抑制沉积物中磷的释放。然后,通过沉积物培养实验考察了M-Zr Fe BT添加对沉积物中磷迁移与形态转化的影响。结果发现,在缺氧条件下,河道沉积物中磷释放进入间隙水中,继而扩散进入上覆水中,而M-Zr Fe BT添加可以极大地降低沉积物中磷向间隙水迁移的通量,最终导致上覆水中磷浓度显著下降。此外,添加M-Zr Fe BT不仅促使沉积物中弱吸附态磷(P_Labile)和氧化还原敏感态磷(P_BD)这2种易释放态磷向较为稳定的金属氧化物结合态磷(IP_{Na OH})和非常稳定的残渣态磷(P_Res)转变,而且降低了沉积物中水溶性磷（WSP）、易解吸磷（RDP）、Na HCO3可提取磷（Olsen-P）、藻类可利用磷（AAP）和铁氧化物-滤纸提取磷（Fe O-P）这5种不同类型的生物有效态磷（BAP）含量,从而降低了沉积物中磷的释放风险。从沉积物中分离出来的M-Zr Fe BT中潜在活性磷(P_Labile+P_BD)占总磷的26%左右,且含一定数量的Fe O-P和Olsen-P含量（分别为161 mg/kg和127 mg/kg）,因此及时采用磁分离的方式从沉积物中将吸附磷后的M-Zr Fe BT回收回来,是非常必要的。M-Zr Fe BT添加控制河道沉积物中磷释放的机制是:钝化剂通过对沉积物中潜在活性磷和生物有效态磷的钝化作用,以及通过对间隙水中磷的吸附作用,降低了沉积物中磷向间隙水释放的风险,导致间隙水中磷浓度下降,进而降低了沉积物-上覆水界面磷的扩散通量,最终导致上覆水中磷浓度下降。以上结果说明,磁性锆铁改性膨润土添加能有效控制河道沉积物中磷的释放。最后,通过沉积物培养实验,研究了织物包裹的磁性锆铁改性膨润土覆盖对沉积物中内源磷向上迁移的影响。结果表明织物包裹的磁性锆铁改性膨润土不仅显著降低上覆水中SRP和P_DGT浓度还显著降低上层沉积物中的P_DGT浓度。回收的织物包裹覆盖层中M-Zr Fe BT所结合的磷以IP_{Na OH}、P_HCl和P_Res形式存在,其在一般的p H值和缺氧条件下很难释放至水体中。以上结果表明,织物包裹的M-Zr Fe BT覆盖层可以极大地抑制SRP从沉积物释放至孔隙水中。这可能主要是由于M-Zr Fe BT覆盖层有很强的磷吸附能力,导致孔隙水中的SRP被吸附到织物包裹的M-Zr Fe BT覆盖层上。总得来说,磁性炭和磁性锆铁改性膨润土对沉积物中的磷均有很强的吸附能力。而为了防止活性覆盖层受到强烈水动力扰动和生物扰动的影响,使用可渗透织物包裹材料来提供侵蚀保护是一种能保持活性覆盖层完整的可行办法。