随着经济的发展和城市化进程的推进,我国各大城市构建了大量人工湖和人工河道等景观水体,这些景观水域已成为城市居民观光、休闲的理想场所。景观水体通常具有水动力条件差和水环境容量小的特点,污染物一旦进入景观水体将极有可能造成景观水体生态环境的恶化,例如水体黑臭和水体富营养化问题。磷是造成水体富营养化的关键营养元素之一,景观水体的磷主要来源于外源磷的输入和底泥内源磷的释放。底泥通常是水体污染物的重要归趋,当水体物理、化学和生物学过程发生改变时,底泥中蓄积的这些污染物将向上覆水中释放,严重影响景观水体修复工作的效果。因此,有效控制底泥中污染物的释放是景观水体修复工作的重要保证,更是实现景观水体“长治久清”的重要保障。目前,底泥内源磷释放的控制技术包括底泥疏浚、惰性材料（如沙子）原位覆盖、Ca（NO₃）₂添加、Al盐或Fe盐等絮凝剂添加、原位氧化作用、活性吸附材料薄型覆盖（活性覆盖）和活性吸附材料改良（活性改良）技术等。底泥活性覆盖技术和底泥活性改良技术具有控制底泥内源释放的高效性、操作简单等优点,引起了越来越多的学者的关注。活性吸附材料的选择是影响底泥活性覆盖技术和底泥活性改良技术非常关键的因素之一。锆活化沸石是一种对磷酸盐具有很高的吸附能力且无毒、环保的吸附材料,课题组前期的研究已经表明锆活化粉末沸石对水中磷酸盐呈现出高效的吸附性能,对于底泥内源磷的释放亦具有高效的控制效果,并探讨了锆活化粉末沸石覆盖或改良控制底泥内源磷释放的作用机制。但是,粉末状锆活化沸石容易受到水流的冲刷作用而出现流失的现象。研发较大粒径的锆活化沸石,并揭示其覆盖和改良调控底泥内源磷迁移转化的效应及机制,仍然是非常必要的。为此,本研究将锆负载到颗粒天然沸石上制备得到锆活化颗粒天然沸石（ZMGZ）,通过批量吸附实验考察锆活化颗粒天然沸石及其改良底泥对水中磷酸盐的吸附特征,并考察被锆活化颗粒天然沸石所吸附磷酸盐的形态分布特征,通过底泥培养实验研究锆活化颗粒天然沸石覆盖和改良对底泥内源磷迁移转化的调控效应和机制,以期为应用锆活化颗粒天然沸石作为底泥覆盖材料和改良剂控制水体内源磷释放提供科学依据。（1）确定了锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的吸附性能。以八水合氧氯化锆作为改性药剂,通过加热水解法对天然颗粒沸石进行活化式改性制备得到锆活化颗粒天然沸石,并采用SEM和EDS对锆活化颗粒天然沸石进行表征,通过批处理实验考察了锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的吸附性能。研究结果表明,锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐具有较好的吸附能力。锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的等温吸附行为可以用Langmuir等温吸附模型进行拟合,由Langmuir等温吸附模型计算得出的锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的最大单层吸附容量达到6.87 mg/g(以PO₄^3-表示)。锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的吸附动力学过程满足准二级动力学模型。锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的吸附能力随着pH值的增加而降低。当pH=10时,锆活化颗粒天然沸石仍然有很高的吸附能力（4.45 mg/g）。溶液共存的Na⁺、K⁺、SO₄^2-和Ca²⁺不影响锆活化颗粒天然沸石对磷酸盐的吸附,而溶液共存的HCO₃^-则显著抑制了锆活化颗粒天然沸石对磷酸盐的吸附。锆活化颗粒天然沸石浓度影响锆活化颗粒沸石去除水中磷酸盐的效果,当锆活化颗粒天然沸石浓度为2⁵ g/L的范围时,磷的去除率由57.4%显著提高到98.5%,当锆活化颗粒天然沸石浓度高于5 g/L时,吸附剂浓度吸附磷酸盐的效果则没有显著提高。（2）明确了锆负载量对锆活化颗粒天然沸石吸附水中磷酸盐的影响。选择不同剂量的八水合氧氯化锆作为改性药剂,通过加热水解法对天然颗粒沸石进行改性制备得到不同锆负载量的系列锆活化颗粒天然沸石,采用SEM、EDS和零点电荷点等表征对同锆负载量的系列锆活化颗粒天然沸石进行表征,通过批处理实验考察了锆负载量对锆活化颗粒天然沸石吸附水中磷酸盐的影响。研究结果表明,锆活化颗粒天然沸石对水中磷酸盐的吸附过程,可采用准二级动力学模型描述吸附动力学过程,吸附等温实验数据可以采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行拟合。当pH值位于4-9时,ZrGZ-1对磷酸盐的吸附能力影响很小,但是继续增加pH值时吸附能力则急剧下降。ZrGZ-2和ZrGZ-3对磷酸盐的吸附能力随着pH值的增加而逐步下降。1 mol?L^-1 NaOH溶液对吸附磷酸盐后ZrGZ-1、ZrGZ-2和ZrGZ-3的解吸率分别为75.5%、66.2%、65.0%,解吸性能良好。根据Langmuir模型确定ZrGZ-1、ZrGZ-2和ZrGZ-3对水中磷酸盐的最大单层吸附容量分别为5.32、8.65和10.3 mg?g^-1(以PO₄^3-计),并进一步计算得到单位质量锆所吸附的最大磷酸盐量分别为96.2、64.4和37.1 mg?g^-1(以PO₄^3-计)。从吸附容量的角度来看,利用锆负载量越高的改性沸石去除水中磷酸盐更为合适。从降低成本和提高锆氧化物吸磷利用率的角度来看,利用锆负载量越低的改性沸石更为合适。（3）研究了锆活化颗粒天然沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附行为。通过研究批量吸附实验考察了锆活化颗粒天然沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附特征,并采用分级提取法分析了被改良底泥中锆活化颗粒天然沸石所吸附磷酸盐的形态分布特征。结果发现,与Freundlich和Dubinin-Radushkevich模型相比,Langmuir模型可以更好地用于描述改良底泥对水中磷酸盐的吸附等温行为。改良底泥对水中磷酸盐的吸附动力学过程可以较好地采用准二级动力学模型和Elovich模型加以描述,膜扩散和颗粒内扩散共同构成了缓慢吸附阶段速率的限制步骤。溶液共存的SO₄^2-和HCO₃^-降低了改良底泥对水中磷酸盐的吸附,而共存的Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺却增强了对磷酸盐的吸附,且Ca²⁺的增强效果大于Mg²⁺,后者的增强效果又大于Na⁺和K⁺。改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显强于未改良底泥,前者的最大单位吸附量为336 mg·kg^-1,明显高于后者的最大单位吸附量(215 mg·kg^-1)。被改良底泥中锆活化颗粒天然沸石所吸附的磷酸盐主要以较为稳定的NaOH-P和最为稳定的Res-P形态存在,不容易被重新释放出来。上述的研究结果显示,向底泥中添加锆活化颗粒天然沸石可以显著增加底泥对水中磷酸盐的吸附能力,锆活化颗粒天然沸石是一种有希望的可以用于底泥内源磷释放控制的底泥改良剂。（4）明确了锆活化颗粒天然沸石（ZMGZ）作为活性覆盖材料和活性改良材料对控制底泥磷释放的效果及机制。研究结果结果表明,ZMGZ覆盖不仅可以降低上覆水中SRP的浓度,而且可以降低间隙水中SRP的浓度,被ZMGZ覆盖层所吸附的大部分磷会以相对稳定和非常稳定的磷形态存在,很难被重新释放进入水体中,且被ZMGZ覆盖层所吸附磷的生物可利用性很低。ZMGZ改良不仅可以降低上覆水中SRP的浓度,而且可以降低间隙水中SRP的浓度;ZMGZ的存在会使底泥中P-NH₄Cl、P-BD、IP-NaOH和P-HCl向P-Res形态转化,使得底泥中的磷更加的稳定,发生释放的风险降低;被ZMGZ所吸附的大部分磷会以相对稳定和非常稳定的磷形态存在,很难被重新释放进入水体中,且被ZMGZ所吸附磷的生物可利用性很低。