水体富营养化是当前面临的主要环境问题，它不仅严重破坏了水体的自然功能，还直接影响着人类对水资源的开发与利用。N、P等营养成分的富集是造成水体富营养化的根本原因，而与N相比，藻类等水生生物对P更为敏感。粘土矿物资源在自然界储量丰富，由于它具有可控及可有效改造的结构特征和相应的物化特性，因而粘土矿物吸附法成为治理水体富营养化极具前景的方法之一。本文以我国丰富而相对廉价的粘土矿物为供试材料，研究其对水体磷的吸附性能，开发提高其对磷污染水体净化能力的改性工艺，研制基于粘土矿物的水体磷吸附新型材料。　　 论文比较了凹凸棒石粘土(凹土)、膨润土、高岭土和蛭石等环境矿物材料对不同程度磷污染水体的吸附净化性能。结果发现，上述4种粘土矿物对磷污染水体均有一定的吸附净化作用，但针对不同程度磷污染水体存在较大差异，且同一种粘土矿物的吸附净化能力也会因矿物组分差异而有所不同。3种天然凹凸棒石粘土中，以白云石质凹土对磷的吸附净化能力最强，不同膨润土对磷的吸附能力也与其化学组成密切相关。　　 比较了不同改性方法对提高白云石质凹土磷吸附性能的影响，通过粘土矿物晶体结构和理化性质等的变化探讨磷吸附性能产生差异的机理。结果发现，700℃煅烧和双层状氢氧化物(LDH)负载均能提高天然白云石质凹土对磷的吸附净化能力，改性凹土的吸附过程符合Freundlich等温方程，同时还提高了天然凹土对磷的吸附速率。热改性提高白云石质凹土对磷的吸附性能主要是由于煅烧处理使凹凸棒石的晶体结构发生改变，活化了矿物中的钙、镁及铝铁等化合物，活化的矿物元素与磷结合生成磷酸钙和磷酸铁铝沉淀吸附固持溶液中的磷。LDH负载提高白云石质凹土对磷的吸附性能主要是由于LDH的晶体表面带正电，能够吸附在带负电的凹凸棒石晶体的外表面，改变了天然凹土的物理化学性质，从而提高其对磷的吸附净化性能。在同等试验条件下，以700℃煅烧对提高凹土的磷吸附能力效果更佳。　　 比较了不同改性方法对提高膨润土磷吸附性能的效果，进一步探讨了影响其对磷吸附净化性能的作用机制。结果发现，铁、羟基铁(铝)负载及LDH改性均能提高膨润土对磷污染水体的吸附净化能力，改性膨润土的磷吸附过程同时符合Freundlich和Langmuir等温方程，相关性可达显著水平。不同形态铁铝与膨润土的结合方式有2种，一种是部分水解生成低聚物插入膨润土层间，另一种是生成水合氧化物负载在膨润土表面，从而提高了天然膨润土的磷吸附能力。LDH可与带相反电荷的膨润土发生絮凝反应，除了附着在膨润土的外表面外，同时也会插入到膨润土的层间形成LDH/膨润土复合体，大大提高天然未改性膨润土对磷的吸附能力。在同等试验条件下，以LDH/膨润土复合体对磷污染水体的吸附净化性能更好。　　 以凹土为例，运用机械力铸模-煅烧方法将粉末天然白云石质凹土制成颗粒，探讨了不同条件对颗粒凹凸棒石磷吸附能力的影响。结果发现，颗粒凹凸棒石具有良好的磷吸附性能，不仅对磷浓度较高的畜禽废水具有一定的净化能力，而且对磷水平低至0.005 mg·L-1的水体仍具有较好的吸附净化能力。颗粒凹凸棒石在水体中不易分散崩解，具有水稳性，便于二次处理，且吸附饱和后的颗粒样品能循环二次利用，可作为水体除磷的过滤净化材料。　　 综上研究，白云石质凹凸棒石粘土以及膨润土可以作为一种低成本的吸附剂用于磷污染水体的吸附净化，在实际处理磷污染废水时应根据不同粘土的矿物特性、资源有效性以及经济可行性等，充分发挥粘土矿物资源在环境治理上的应用潜力，并通过改性研制新型、高效、环保的废水治理材料。