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本论文主要选取海河干流8个典型断面作为研究对象,分别研究河流上覆水总磷污染、河流底泥总磷污染及底泥磷形态分布特征；并在不同位置采集底泥柱状样,分析磷的垂直分布特点；探讨上覆水和底泥磷的平衡关系,研究天然及改性沸石和粉煤灰对水中磷和铜的去除效果,对底泥磷及铜释放的抑制等。
现场采样分析表明：海河干流各断面上覆水TP含量为0.11-0.59mg/L,多数断面TP含量超过《地面水环境质量标准》V类标准,磷污染严重。海河排污沟渠各断面上覆水TP范围为0.20-5.0mg/L,且大多数支流的含磷量高于相应干流的含磷量。海河干流表层沉积物八个断面OM含量为5.07-10.5％,TP含量为968.0-2017 mg/kg。海河干流表层沉积物TP含量属于较高水平。
海河干流表层沉积物各形态磷的平均含量顺序为HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P。可交换态磷(NH4Cl-P)含量范围为6.70-26.6 mg/kg,可还原态磷(BD-P)含量范围为54.5-90.2 mg/kg,铁铝结合磷(NaOH-P)含量范围为185.2-382.5mg/kg,钙结合态磷含量为252.3-425.5 mg/kg。柱状沉积物各形态磷的平均含量顺序为HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P。且随着深度增加,各形态磷含量逐渐减少。
底泥与上覆水的平衡特性研究表明：静态实验条件下,海河底泥中的磷向上覆水释放,释放量在十天前后达到最高值,其后逐渐缓慢下降并维持动态平衡。微生物活动、温度、pH的变化是影响海河底泥磷释放的主要因素；较高的温度、碱性pH和有微生物存在等环境条件会促进海河底泥磷的释放。
海河底泥磷的形态与释放量(溶解态)的相关分析表明,海河底泥中NH4Cl-P、BD-P和NaOH-P是比较容易释放到上覆水中的磷形态；这三种形态的磷在海河底泥总磷中的相对含量为21％-33％,说明在自然状态下,海河底泥总磷中大概有1/3的磷有较大的生态风险。
利用天然及改性沸石和粉煤灰对水中及底泥中磷进行控制实验研究,结果表明：
改性可以提高沸石和粉煤灰对磷酸盐的吸附量。天然及改性沸石和粉煤灰对磷酸盐的吸附等温线均符合Freundlich方程；其吸附容量由大到小依次为：改性粉煤灰>原状粉煤灰；有机改性沸石>无机改性沸石>天然沸石。沸石与磷酸盐反应速度很快,半小时内即可达到吸附平衡,粉煤灰对磷酸盐的吸附1小时内基本可达平衡；随着温度增加,沸石和粉煤灰对磷酸盐的吸附量稍有增加；吸附剂用量为10g/L时可达较高的吸附量；粒径对吸附量影响较小,随着粒径减小,吸附量稍有增加。
厌氧状态下富营养化底泥会释放大量磷,沸石及粉煤灰覆盖层可以有效降低磷的释放速率。覆盖材料粒径越小,其控制底泥磷释放速率的效果越好；覆盖材料用量越大,其覆盖效果越好；覆盖材料对磷的抑制效率随着温度升高而降低。改性沸石和改性粉煤灰覆盖层控制底泥磷释放的效果好于天然沸石及原状粉煤灰覆盖层。
天然沸石及粉煤灰对水中及底泥中铜的控制实验表明：天然沸石及粉煤灰对铜都有较好的吸附能力。两者吸附等温线均符合Freundlich方程；其吸附容量顺序为：粉煤灰>天然沸石。
底泥铜的批量及柱淋滤释放结果表明：底泥中铜释放量很低,在酸性条件下的释放大于碱性条件下的释放；中性条件下释放量最低。释放前后铜的形态分布发生一定变化。
对于底泥的柱淋滤释放,沸石和粉煤灰能在短时间内有效控制铜的释放。二者的效果都很好,抑制率高于90％。
在底泥静态模拟释放中,底泥中的铜能缓慢持续释放到上覆水中,对上覆水有长期潜在风险。沸石和粉煤灰覆盖层能有效控制沉积物Cu2+的释放。粉煤灰对铜的释放控制率为84.9％,天然沸石对铜的释放控制率为82.7％。粉煤灰沸石覆盖层控制底泥Cu2+释放的效果稍好于天然沸石覆盖层。