在湿地系统中，起主要除磷作用的是基质的吸附、离子交换、螯合作用和化学沉淀作用，其中吸附和沉淀是湿地基质最主要的除磷途径。尽管吸附和沉淀作用是两种完全不同的除磷方式，但是在人工湿地中，这两种作用是同时存在的，而且二者在除磷过程中所处的地位也是同等重要的。因此，人们对基质除磷作用的这两种途径一般也不加以区分，统称为吸附除磷作用。
有研究表明，通过基质吸附与沉淀作用去除的磷含量可占到总去除量的90%以上。同时，由于基质表面电荷和表面电势的存在，基质表面具有静电作用，能吸附水中的一些离子。因此，水体中带负电的磷酸盐受基质表面所带正电荷的吸引而被吸附到基质表面。当污水流经人工湿地基质时，其中的磷通过扩散作用被吸附到基质表面，并可沿基质表面空隙进一步向内部迁移。这种吸附作用有一部分是可逆的，当污水中磷浓度较低时，基质上吸附的部分磷就被重新释放到水中。因此，基质在某种程度上是作为一个“磷缓冲器”来调节污水中磷浓度的。
基质对磷的吸附及基质与磷酸根离子的化学反应因基质的不同而存在差别。若基质中存在较多的铁、铝氧化物，有利于生成溶解度较低的磷酸铁或磷酸铝，使得基质除磷能力大大提高；若以砾石为基质，其中的钙元素会和磷酸盐生成难溶性的磷酸钙得以沉淀下来，因而砾石也是除磷效果较好的基质。(www.xing528.com)
随着人工湿地研究的进步，不断有新型基质被研发和应用，取得了较好的除磷效果。王文东等（2014）采用化学混凝污泥制备具有高效除磷功能的新型人工湿地基质，并对该基质的比表面积、强度、溶出特性和吸附性能等进行了系统评价，发现该新型陶粒对总磷的去除率可达95%以上。郭露等（2015）采用水热共沉淀法在碱性条件下对人工湿地中常用的生物陶粒基质进行了层状双金属氧化物覆膜改进，发现改性后的生物陶粒均能有效提高人工湿地的磷去除率。
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