水体富营养化一直是全世界水环境领域的研究热点，研究认为水体富营养化的实质是由于营养物质输入输出失衡。磷作为水体富营养化和藻类生长的重要营养元素，其在水体生态系统中的转化与消长过程越来越受到重视。依据磷的来源不同，可以将磷源分为外源磷和内源磷两部分。近年来，内源磷的释放逐渐受到重视，大量研究集中在沉积物磷的迁移转化，然而绝大多数研究都是基于沉积物-水两相界面，忽略了两界面间的生物相，因此结果不可避免与实际情况有所偏差。与此同时，随着工业废水和城市生活污水等点源磷污染源得到有效控制，农业生产过程中导致的面源污染已经取代点源成为水环境磷污染的最重要的输入源，因此如何有效降低面源污水中磷的含量具有重要的理论研究意义和实际价值。　　本研究以沉积物-自然生物膜-水“三相”界面为基础，探讨磷在此三相体系中的迁移转化，结果表明自然生物膜的存在显著改变了沉积物-水界面磷的迁移转化，不仅可以显著降低水体中磷的浓度，还可以有效抑制沉积物中可交换态磷的释放，因此在研究沉积物-上覆水界面之间磷的迁移转化行为时，要充分考虑自然生物膜界面的存在。　　紧接着，将自然生物膜引入面源污水的处理中，深入探讨自然生物膜对面源污水中磷的去除过程及其机理。结果表明在48小时内，不论无机磷还是有机磷面源污水，自然生物膜可以有效降低污水中的磷浓度，在初始浓度不超过13mg P L-1时，最大去除率可高达100％。然而，随着磷浓度的不断增大，自然生物膜对磷的去除率不断降低，超过一定的磷浓度（无机磷40 mg P L-1和有机磷浓度30 mg P L-1），自然生物膜便不能正常生长，对磷的去除能力急剧降低。进一步控制实验结果表明，NaN3处理后的自然生物膜对磷（无机磷和有机磷）的去除率和对照相比无显著差异，表明自然生物膜对磷的去除在适应期主要是依靠吸附过程。同时，通过动力学和热力学模型拟合，表明自然生物膜对磷的吸附是具有物理性质的自发过程，主要可以分为三阶段:初期的外部传递(0-4h)，中期的粒子内部扩散(4-16 h)，以及后期的平衡饱和阶段(16-48 h)。　　进一步测定实验前后溶液金属含量和自然生物膜中不同形态磷的浓度，结果表明，自然生物膜对磷的吸附是间接性的吸附，吸附机制主要是由共沉降占主导（约占90％），主要包括两方面:磷酸根(PO43-)与生物膜表面形成的碳酸钙晶体之间的吸附以及磷酸根（PO43-）与金属离子结合形成沉淀在生物膜表面的吸附，是一个复杂的兼具物理吸附和化学吸附特征的混合式吸附过程。然而，环境因素如温度、光照等都显著影响自然生物膜对磷的吸附过程。