洱海河口湿地沉积物对磷的吸附特征及影响因素

顾艳林, 宝冬润, 侯 磊, 梁启斌

西南林业大学生态与环境学院, 云南 昆明 650224

农业面源污染的生态治理是污染治理领域的研究热点，作为陆地和水域过渡带的湿地对面源污染的截留效果受到广泛关注，一些针对湖滨湿地、入湖河口湿地削减氮磷的研究表明，悬浮颗粒物沉淀、水生植物吸收、沉积物吸附等作用能够有效去除流经湿地水体中的氮磷等营养盐物质[1-4]. 磷作为水体富营养化的限制性因子[5]，其在湿地沉积物中的吸附容量、吸附强度及影响因素等是判断沉积物磷的“源汇”特征和准确评价湿地截留磷能力的基础[6-11]，相关研究工作的开展对于高原湖泊水环境保护具有重要意义.

磷的固水界面过程是农业面源污染控制基础研究中的关键环节，国内外学者们通过野外监测与室内模拟相结合的方式，从农田排水沟渠到面源污染经过的水域(包括自然河流、城市运河、湿地、水库、湖泊、河口、海湾等)，探索了沉积物磷形态分布特征及磷在沉积物-上覆水界面分配的影响因素等[6-7,12-19]. 在沉积物吸附磷的领域重点开展了吸附动力学与吸附等温线两方面的研究：①吸附动力学特征涉及吸附速率随时间的变化规律，基于准一级、准二级、Weber-Morris动力学模型等的拟合结果，探讨磷在沉积物上吸附的快慢过程及影响因素[16,20-21]；②吸附等温线特性的研究需要分别按照低或高磷起始浓度，采用线性或Freundlich、Langmuir、Dubinin-Radushkevich等吸附等温模型，基于反映吸附特征各参数的拟合结果，讨论沉积物性质与磷的吸附容量、亲和力及作用力属性的关系[15,20,22]. 结果显示：沉积物对磷的吸附速率在30 min内达到最大值，5 h左右达吸附平衡，吸附过程受到磷在沉积物颗粒表面和内部扩散过程的共同控制[6,15,20]；沉积物对磷的饱和吸附容量(Qmax)随深度的增加而增大，同时受沉积物pH、质地、可交换态钙含量、铁铝氧化物含量等因素的影响，对于不同研究区的沉积物，各因素对磷吸附的影响程度差异较大[7,12-13,20,23].

目前针对高原湖泊入湖河口湿地沉积物对磷吸附特征的研究鲜见报道. 洱海是云南九大高原湖泊的典型代表，其所在流域是高原特色农牧业密集分布区域[24]. 研究[2]发现，罗时江河口湿地在截留氮磷污染物方面具有重要作用，但湿地沉积物对磷的吸附特征并不明晰，相应的吸附机制与影响因素也不清楚. 为此，该研究通过吸附动力学与吸附等温线相结合的手段，借助模型拟合，探讨罗时江湿地沉积物对磷的吸附特征、主要吸附机制及影响因素，以期为准确评价入湖河口湿地沉积物截留磷效果提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 研究区概况

洱海是云南九大高原湖泊的典型代表，流域面积 2 579.9 km2，2017年总人口90万，近年来高原特色农业成为流域的主要经济支柱[24]. 洱海北部是农业面源污染的主要来源，分布有邓川、洱源等县城，随着奶牛养殖业和大蒜种植业的迅速发展，畜禽粪尿排泄量、作物化肥用量随之增加，洱海水环境面临严峻的农业面源污染风险[25-26]. 作为洱海北部3条主要入湖河流之一的罗时江，发源于云南省大理市洱源县右所镇，全长18.29 km，占洱海总来水量的13%[27]. 为借助自然条件，充分削减入湖污染负荷，当地环境保护部门通过农田、鱼塘的改造以及人工栽种湿地植物等措施，于2009年建成占地面积约48.5 hm2的罗时江河口湿地，并设立专人定期管理[2]. 罗时江湿地所处区域属北亚热带高原季风气候区，年均气温15.6 ℃，该区域干湿季分明，5—10月为降雨集中期(湿季)，11月—翌年4月为干季，湿地植被主要有香蒲、芦苇、荷、睡莲等[27].

1.2 样品采集与指标测定

基于现场调查和前期研究结果，在罗时江湿地具有代表性的位置，沿水流方向共布置3个采样点，S1(25°57′24.78″N、100°06′05.99″E)、S2(25°57′15.99″N、100°05′58.81″E)和S3(25°56′51.20″N、100°05′57.85″E)分别位于罗时江湿地主要入水口、湿地内部和出水口. 分别于2019年2月(干季)和6月(湿季)采用柱状分层采样器在各采样点采集柱状沉积物样品，并按照5 cm间隔将沉积物分为3层，即0～5 cm为表层、5～10 cm为中层、10～15 cm为底层，装入聚乙烯塑料袋中带回实验室. 经风干、挑出石块和植物残体、研磨过筛(2 mm)处理后备用. 根据NY/T 1377—2007《土壤pH的测定》测定pH；根据GB/T 7173—1987《土壤全氮测定法(半微量开氏法)》测定全氮(TN)含量；根据GB/T 9837—1988《土壤全磷测定法》测定全磷(TP)含量；根据LY/T 1237—1999《森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算》测定有机质(OM)含量；参考Zhang等[28]报道的方法去除沉积物有机质后，使用马尔文激光粒度仪(Mastersizer 3000，Malvern，英国)测定沉积物质地；借助能量色散X射线荧光光谱仪(Epsilon 3XLE，Malvern Panalytical，荷兰)测定沉积物中矿物元素的相对含量(以氧化物占比计).

1.3 试验方法

1.3.1吸附动力学试验

称取0.15 g各采样点的表层沉积物样品置于16个15 mL EPA样品瓶中，加入0.01 mol/L NaCl溶液和一定体积的50 mg/L KH2PO4储备液使得溶液初始磷浓度(C0)为1 mg/L，盖紧瓶盖摇匀后放于摇床中控温振荡〔(23±1)℃，230 r/min〕并开始计时，每隔一定时间(0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、24.0、48.0、72.0 h)取出2个样品瓶，2 500 r/min下离心15 min. 取一定体积上清液，用GB 11893—1989《水质总磷的测定 钼酸铵分光光度法》测定该时间点游离态磷浓度(Ct，mg/L)，绘制ln(C0/Ct)随t变化的吸附动力学曲线. 另外，根据式(1)计算两个取样时刻间沉积物对磷的吸附速率〔vt，mg/(kg·h)〕. 每个时间点做2个平行，相对偏差<5%.

vt=(Ct-1-Ct)×V/[m×(Tt-Tt-1)]

(1)

式中：Ct和Ct-1分别对应t时刻和t-1时刻的游离态磷浓度，mg/L；V为溶液体积，mL；m为沉积物质量，g；Tt和Tt-1分别对应t时刻和t-1时刻距离动力学试验开始的时间，h.

1.3.2吸附等温线试验

采用批试验方法获得各采样点各层沉积物对磷的吸附等温线. 称取0.15 g各采样点的沉积物样品置于12个15 mL EPA样品瓶中，加入0.01 mol/L NaCl溶液和一定体积的50 mg/L KH2PO4储备液，使得磷起始浓度分别为0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg/L，盖紧瓶盖摇匀后放于摇床中控温振荡〔(23±1)℃，230 r/min〕72 h. 待吸附平衡后，取出样品瓶，使用与动力学试验相同的方法测得吸附平衡时游离态磷浓度(Ce，mg/L)，根据质量平衡原理计算得到各起始浓度下沉积物对磷的吸附容量(Qe，mg/kg). 每个起始浓度做2个平行，相对偏差<5%.

1.4 数据处理与模型拟合

采用准一级动力学模型〔(见式(2)〕和Weber-Morris模型〔见式(3)〕对吸附动力学数据进行拟合，分别使用线性模型〔见式(4)〕、Langmuir等温吸附模型〔见式(5)〕、Freundlich等温吸附模型〔见式(6)〕和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型〔见式(7)～(9)〕对吸附等温线数据进行拟合. 线性模型拟合使用低磷起始浓度(0～0.5 mg/L)吸附数据，Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合使用高磷起始浓度(0.5～5.0 mg/L)吸附数据，而Dubinin-Radushkevich等温吸附模拟拟合使用所有浓度数据. 模型拟合、绘图使用SigmaPlot 10.0和Origin 2021软件完成；使用SPSS 19.0软件进行相关性分析和回归分析.

ln(C0/Ct)=kt+b

(2)

Qt=Kidt0.5+c

(3)

Qe=mCe-NAP

(4)

Qe=QmaxCe/(A+Ce)

(5)

Qe=KFCen

(6)

Qe=Qmexp(-KDε2)

(7)

ε=RTln(1+1/Ce)

(8)

(9)

式中：k为吸附速率常数，min-1；b为截距；Qt为t时刻沉积物对磷的吸附量，mg/kg；Kid为沉积物粒子内扩散速率常数，mg/(kg·h0.5)；c为常数，mg/kg；m为吸附速率常数；NAP为沉积物对磷的本底吸附量，mg/kg；Qmax为饱和吸附容量，mg/kg；A为半饱和常数，mg/L；KF为吸附系数，Ln·mg1-n/kg；n为非线性指数；Qe〔见式(7)〕为平衡吸附量，mol/g；Qm为饱和吸附量，mol/g；KD为与吸附过程平均自由能有关的吸附常数，mol2/J2；ε为吸附势，J/mol；R为理想气体常数，8.314 J/(mol·K)；T为吸附反应温度，K；Ce〔见式(8)〕为吸附平衡溶质浓度，mol/L；E为吸附自由能，kJ/mol. 基于拟合参数，使用式(10)计算吸附-解吸平衡浓度(EPC0)，mg/L；使用式(11)计算沉积物对磷吸附的最大缓冲容量(MBC)，L/kg.

EPC0=NAP/m

(10)

MBC=Qmax/A

(11)

2 结果与讨论

2.1 沉积物理化指标变化情况

干湿季各采样点沉积物5项基本理化指标的变化情况见图1. 由图1(a)可见，各层沉积物pH呈弱酸性，变化范围为6.35～6.97，湿季(6.73±0.12)高于干季(6.42±0.06)，表层沉积物pH波动更大，其变异系数(3.46%)较中层(2.69%)和底层(2.27%)更高. 图1(b)显示，干湿季各采样点沉积物的质地分布差异较大，黏粒、粉粒和砂粒的含量分别为10.71%±6.54%、47.32%±18.76%和41.97%±20.87%，类型均为壤土. 图1(c)(d)显示，干湿季各采样点沉积物TN和TP含量的变幅较大，范围分别是0.56～1.21 g/kg和0.27～1.17 g/kg. TN和TP两种营养盐均在表层沉积物富集，其含量分别达(1.01±0.19)g/kg和(0.66±0.29)g/kg，随深度增加，其含量逐渐降低，底层沉积物TN和TP含量较表层分别降低了18.6%和30.3%；湿季TN含量〔(0.95±0.15)g/kg〕大于干季〔(0.86±0.19)g/kg〕，TP含量无明显干湿季规律. 图1(e)显示，不同深度沉积物OM含量差异较大，变化范围为6.9～112.6 g/kg，变异系数高达48.57%. 表层沉积物OM富集明显，达(64.5±21.6)g/kg，随深度增加，其含量逐渐下降，底层沉积物OM较表层下降了34.4%，干湿季各采样点无明显变化规律.

由图2可见，所有采样点沉积物中矿物元素均以SiO2为主，其占比为32.86%～50.55%，Fe2O3和Al2O3占比均在20%左右，各采样点CaO占比差异较大，变化范围为4.97%～29.96%，其他矿物元素占比均在3%以下. 干季沉积物矿物元素中Al2O3和Fe2O3的占比(分别为18.61%±3.04%和18.23%±2.02%)高于湿季(分别为16.39%±1.72%和17.09%±0.78%)，其他矿物元素占比则呈相反趋势. 干湿季各采样点沉积物在垂直方向(即表层、中层和底层沉积物)上具有相似的矿物元素组成特征. 罗时江湿地沉积物的各项理化指标均具有显著的空间和时间异质性，这与已有研究[27,29-30]在罗时江湿地开展沉积物氮、磷和有机质时空分异规律所得结果相一致.

图2 干湿季各采样点沉积物矿物组成的变化情况

2.2 吸附动力学特征

罗时江湿地表层沉积物对磷的吸附速率随时间的变化规律如图3(a)所示，结果表明，所有采样点沉积物对磷的吸附速率均在0～30 min内达到最大，其中干季出口处最高〔85.1 mg/(kg·h)〕，30 min后迅速下降，600 min后均小于0.5 mg/(kg·h)，干湿季各采样点沉积物对磷的吸附速率差异随吸附时间的延长而逐渐减小. 沉积物对磷的累积吸附量在0～240 min内超过吸附平衡的60%，故以240 min为分界点将吸附动力学过程分为快吸附(0～240 min)和慢吸附(240～4 320 min)阶段，使用准一级动力学模型进行分段拟合〔见图3(b)〕，模型拟合结果较好，R2在0.8以上(快吸附阶段干季S2采样点和湿季S1采样点除外)(见表1). 快吸附阶段的速率常数(k1)较慢吸附阶段速率常数(k2)高1个数量级，说明吸附两阶段的划分合理. 干季两个吸附阶段的吸附速率常数均高于湿季(快吸附阶段S2采样点除外). 反映吸附强弱的拟合参数b1和b2均表现为干季大于湿季，表明两个吸附阶段相同采样点沉积物对磷的吸附能力表现为干季强于湿季. 使用Weber-Morris动力学模型对整个吸附时段数据进行拟合，R2均在0.8以上，说明磷在沉积物上的吸附动力学过程符合该模型关于溶质分子向固相颗粒转移的两阶段假设，即包括了颗粒外部和内部的扩散过程[31-32]. 反映固相粒子内扩散速率的Kid常数显示，磷酸盐在沉积物颗粒内部的扩散速率表现为干季大于湿季.

图3 表层沉积物对磷的吸附动力学特征

表1 吸附动力学模型拟合参数

磷在湖泊或湿地沉积物上吸附动力学特征的报道[7,15,22]显示，吸附速率均在30 min内达到最大，而后迅速下降，在5 h左右达吸附平衡. 例如，会仙湿地沉积物对磷的吸附速率在15 min时最高，为393.3 mg/(kg·h)，该时刻已完成吸附平衡量的86.6%[6]；洱海沉积物对磷的吸附速率在30 min时达到最大，为178.1 mg/(kg·h)[15]，是笔者所得最大吸附速率的2.1倍. 吸附起始时刻，沉积物颗粒表面可供磷吸附的点位数量充足，吸附速率由磷自溶液相扩散至沉积物颗粒表面的速率决定，因此，快吸附阶段沉积物对磷的吸附速率能较快达到极大值[20]. 随着沉积物颗粒表面磷浓度的不断升高，可供吸附的点位数量逐渐下降，吸附速率由磷自颗粒物表面向内部扩散的速率决定，因此慢吸附阶段的吸附速率大幅降低，且缓慢接近平衡[16,20]. 该研究测得的吸附速率随时间的变化规律与其他研究结果[15-16,20,22,33-34]一致，但达到吸附平衡所需时间更长，可能是罗时江湿地沉积物的物理结构或化学组成与其他区域沉积物差异较大，导致磷在颗粒内的扩散速率更慢. 干季沉积物对磷的吸附速率更快、吸附更强，可能与干季沉积物含有更多的Fe、Al矿物元素有关，Zhu等[35-36]的研究结果支撑了这一推测，他们发现复合材料中Fe或Al含量的增加，可显著提高材料对磷的吸附速率.

2.3 吸附等温线特征

罗时江湿地沉积物对磷的吸附等温线如图4所示：①低磷起始浓度(0、0.1和0.5 mg/L)下，各层沉积物对磷的吸附在对数坐标中仍显示出极强的非线性趋势(与高磷起始浓度数据不在一条直线上)，且干湿季各采样点无明显规律；②中等和高磷起始浓度(≥1.0 mg/L)下，各层沉积物对磷的吸附规律不同，表层沉积物对磷的吸附强度较为接近，中层和底层沉积物对磷的吸附规律表现为干季大于湿季(S2采样点除外). 为此，将吸附数据分为低磷起始浓度和高磷起始浓度两部分，使用相适应的吸附模型分别进行拟合. 对于低磷起始浓度(0、0.1和0.5 mg/L)吸附数据，采用线性模型拟合，并按照垂直分层、干湿季和采样点位置分别计算各类别沉积物对应的吸附-解吸平衡浓度(EPC0)，结果如图5(a)所示.

图4 沉积物对磷的吸附等温线

注： 1) 和2) 数据分别来自文献[14]和[15].

罗时江湿地沉积物的EPC0值为(0.037±0.010)mg/L，其中湿地出口位置(S3采样点)、干季以及表层沉积物对磷的吸附-解吸平衡浓度(EPC0)数值更大. 王圣瑞等[14-15,21-22]的一系列研究报道指出，EPC0数值越小，沉积物对磷的吸附潜力越大，向上覆水释放磷的趋势越弱. 由此，低磷浓度条件下，湿地入口和内部位置、湿季以及底层沉积物对磷的吸附能力更强. 将该研究所得EPC0数据与王圣瑞等[14]、何宗健等[15]分别在洱海和长江中下游浅水湖泊得到的EPC0数据进行对比发现，罗时江湿地沉积物的EPC0值略低于洱海，与太湖相当，大于巢湖和鄱阳湖，但远小于洪泽湖、玄武湖和月湖〔见图5(b)〕. 与已报道的大多数湖泊数据相比，罗时江湿地沉积物对磷的EPC0数值属于中等偏低水平，同时略低于其下游的洱海沉积物，说明该湿地沉积物在截留上覆水磷、削减输入洱海的磷方面仍在发挥作用.

对于高磷起始浓度(0.5、1.0、2.0、5.0 mg/L)数据使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行拟合，结果(见表2)显示，两个模型均能较好地拟合吸附数据，大多数采样点数据拟合的R2均在0.96以上. 吸附等温线数据符合Langmuir等温吸附模型，说明磷在沉积物上的吸附符合该模型单分子层吸附的假设. 从综合反映沉积物对磷的吸附容量和吸附亲和力的最大缓冲容量(MBC)来看，干季〔(720±236)L/kg〕大于湿季〔(582±279)L/kg〕，底层〔(726±333)L/kg〕大于中层〔(679±297)L/kg〕和表层〔(529±98)L/kg〕，湿地内部位置〔(711±267)L/kg〕大于入口〔(647±232)L/kg〕和出口位置〔(576±313)L/kg〕. Freundlich等温吸附模型拟合的非线性指数n均小于1，说明沉积物表面分布着磷的高能吸附点位，可能是已有研究提出的黏土矿物的铁、铝氧化物表面[37]. 反映沉积物对磷吸附亲和力的参数KF拟合结果的变化规律与MBC一致.

对所有磷起始浓度数据(不包括0 mg/L)使用Dubinin-Radushkevich等温吸附模型进行拟合，并计算吸附能(E)，结果(见表2)显示，该模型能够较好地拟合吸附数据，拟合的R2均大于0.873. 文献报道指出，可根据吸附能判断吸附的性质，若E为8～16 kJ/mol，属于离子交换吸附；若E<8 kJ/mol，属于物理吸附；若E>16 kJ/mol(介于20～40 kJ/mol之间)，属于化学吸附[38]. 该研究中沉积物对磷的吸附能变化范围为8.65～12.79 kJ/mol，说明罗时江湿地沉积物上磷的吸附属于离子交换(化学吸附)，与其他类似研究报道的物理吸附过程[20]不同，这可能与沉积物性质的差异有关，同时吸附性质的差异可能也是该研究中吸附动力学过程达到平衡需要更长时间的原因.

表2 吸附模型拟合和参数计算结果

2.4 沉积物性质与磷酸盐吸附特征的关系

将沉积物指标与表征沉积物吸附动力学和等温线特征的模型拟合参数进行相关性分析，结果(见表3)显示，沉积物指标与动力学参数间的相关关系均未达到显著水平，而与等温线参数间的相关关系仅有3个达到显著水平，未达显著水平的参数不列出. 表3所示结果呈现出3类相关关系：未达显著性水平的正相关或负相关关系(P>0.05)，达显著性水平的正相关关系(P<0.05)以及达显著性水平的负相关关系(P<0.05). 未达显著性水平的相关关系中，3个吸附参数与pH和TP间的负相关关系都体现了沉积物指标对其吸附磷特性影响的规律，与文献报道的pH越低、沉积物TP含量越低，其对磷的吸附能力越强的结论[13,20,39]相符合. 3个吸附参数与黏粒含量间的负相关关系显示的黏粒对沉积物吸附磷的影响与白军红等[7]发现的规律不一致，可能是由罗时江湿地沉积物黏粒矿物组成不同所致.

表3 沉积物吸附特征参数与理化指标间的相关性

反映沉积物对磷的吸附容量、吸附亲和力及吸附综合性能的3个吸附参数(Qmax、KF和MBC)均表现出与Mg相对含量的显著负相关性，其中两个吸附参数(KF和MBC)与K相对含量也存在显著负相关关系，部分吸附参数与Fe和Al的相对含量呈显著正相关.

这些关系反映了沉积物矿物元素组成对吸附磷贡献的重要性. 研究[37,40-41]发现，黏土矿物中游离态的钙、胶体态的氧化铁和氧化铝，可与磷酸根离子化合分别生成磷酸钙、磷酸铁和磷酸铝沉淀；同时，组成黏土矿物的硅氧四面体和铝氧八面体片状结构，其配位离子为羟基离子，磷酸根可与羟基离子发生离子交换反应；通过以上两种方式黏土矿物对磷表现出极强的吸附能力. 笔者研究发现，3个吸附参数与矿物元素K和Mg的相对含量呈负相关，可能是构成沉积物矿物的硅氧四面体和铝氧八面体层状结构间，存在可发生“同晶取代”的K+和Mg2+，与之配位的羟基离子越多，磷酸根进行离子交换越困难，进而沉积物对磷的吸附能力越弱. 3个吸附参数与Fe和Al的相对含量呈正相关，反映沉积物含Fe、Al矿物比例越高，对磷的吸附能力越强. 同时，试验发现，罗时江湿地沉积物对磷的吸附速率、吸附强度以及磷在沉积物颗粒内的扩散速率均表现为干季高于湿季，可能也与干季沉积物中矿物元素Fe和Al的相对含量更高有关[35-36]. 此外，该研究未发现3个吸附参数与矿物元素Ca相对含量之间的显著相关性，可能是罗时江湿地沉积物中游离态钙浓度较低，未能对磷的吸附产生影响.

在相关性分析基础上，使用容易表征且影响磷吸附的沉积物基本理化指标(包括pH，碳、氮、磷全量，矿物元素相对含量及黏粒含量)对磷吸附参数进行回归分析，结果见式(12). 反映磷吸附亲和力的参数KF的回归方程达到显著性水平(P<0.05)，相关系数达0.942，即对于罗时江湿地沉积物，通过快速测定其基本理化指标，借助该回归方程可相对准确地预测沉积物对磷的吸附亲和力.

KF=0.605[pH]-0.068[TN]-0.098[TP]-

0.153[OM]-0.856[Mg]-0.543[Al]+

0.799[Si]-1.207[K]+0.685[Ti]+

0.143[Mn]-0.094[Fe]-0.264[clay]

(12)

式中：[pH]为pH；[TN]、[TP]和[OM]分别为TN、TP和OM含量；[Mg]、[Al]、[Si]、[K]、[Ti]、[Mn]和[Fe]分别为Mg、Al、Si、K、Ti、Mn和Fe的相对含量；[clay]为黏粒含量.

3 结论

a) 罗时江湿地沉积物呈弱酸性，质地类型为壤土，TN、TP和OM均在表层沉积物富集，矿物元素Fe和Al的相对含量均表现为干季高于湿季；沉积物基本理化指标具有明显的时间和空间异质性.

b) 表层沉积物对磷的吸附速率在30 min内达最大值〔85.1 mg/(kg·h)〕，快吸附阶段(0～240 min)吸附速率常数较慢吸附阶段(240～4 320 min)高1个数量级；磷在表层沉积物上的吸附过程由颗粒外部和内部的扩散过程共同控制，磷在颗粒内部的扩散速率表现为干季高于湿季.

c) 低磷起始浓度下测定沉积物的吸附-解吸平衡浓度(EPC0)为(0.037±0.010)mg/L，与下游洱海及其他浅水性湖泊相比处于中等偏低水平；高磷起始浓度下，最大缓冲容量(MBC)分析结果显示，沉积物对磷的吸附能力表现为干季大于湿季，且随深度的增加而不断增强，湿地内部采样点高于入口和出口位置；Dubinin-Radushkevich等温吸附模型模拟得到吸附能(E)为8.65～12.79 kJ/mol，磷在罗时江湿地沉积物上的吸附属于离子交换.

d) 沉积物中矿物元素Fe和Al的相对含量与吸附特征拟合参数Qmax和KF均呈显著正相关(P<0.05)，可通过基于沉积物基本理化指标的回归方程对罗时江湿地沉积物吸附磷能力进行准确预测(P<0.05，R2=0.942).