随着社会经济的发展，我国用水量逐年增加，污水处理量和污泥排放量随之增加，根据中国环境年鉴的数据，至2010年底，我国污泥排放量达到近8亿吨。如何妥善处理这些污泥是目前学者关注的焦点。一方面，污泥中含有大量的营养物可供植物利用，另一方面污泥中含有大量的病原体、有毒有机物和重金属等，限制了污泥作为植物肥料的应用。　　 生物质炭是在厌氧或者无氧条件下对生物质进行热解生成的一种含碳丰富的固体物质。生物质炭一般呈碱性，具有提高酸性土壤pH值和降低土壤酸度的潜力。生物质炭具有很高的稳定性，在土壤中不易被微生物分解，增加了土壤的固碳量。生物质的制备过程类似于热解过程，200℃以上的热解过程不仅可以杀死病原体，亦可分解污泥中的有毒有机物，并且可以利用污泥中的养分，可见，将污泥制备成生物质炭不仅达到了污泥无害化处理的要求，又保留了污泥中的养分物质，污泥生物质炭的研究具有重要的价值。　　 本文从5个生活污水处理厂采回了5种污泥，分别在300、500和700℃下将其制备成生物质炭，测定了污泥和污泥生物质炭的性质和重金属含量，研究了污泥和污泥生物质炭对酸性红壤的改良效果，并探讨了污泥炭中重金属的环境风险，以期评价污泥生物质炭在红壤地区农用的可行性。本研究主要开展了以下3个方面的工作：　　 (1)研究了热解条件对污泥生物质炭性质的影响。随着热解温度的升高，污泥生物质炭的产率、总碳和总氮下降，污泥的pH值、总磷和总钾升高，含碱量的变化趋势不仅与热解条件相关，也与污泥来源有关；随着热解温度的升高污泥中重金属的总量逐渐上升并高于污泥中的含量，说明将污泥制备成生物质炭过程中，这些重金属发生富集。实验选取的5种污泥在制备成生物质炭之后，其大部分重金属元素有效性降低，重金属活性下降。　　 (2)研究并探讨了污泥和污泥生物质炭对土壤的改良效果及环境风险。结果表明，污泥和污泥炭中含有一定量的碱，添加污泥和污泥炭均可提高红壤的pH值，但污泥中有机氮的矿化和铵态氮的硝化会引起红壤pH波动。90d培养实验结束时，添加污泥和污泥炭提高了土壤交换性钙、镁、钾和钠的含量，降低了土壤交换性铝和交换性H+含量。90d培养实验结束后，大部分添加污泥炭处理土壤有效态重金属含量与添加污泥处理差异不显著或低于添加污泥处理。因此，污泥生物质炭可以用作酸性土壤改良剂，与直接添加污泥相比，污泥生物质炭没有增加土壤重金属的活性和生物有效性。　　 (3)研究了钢渣和生物质炭单独施用及配合污泥施用对红壤酸度的改良效果，结果表明，钢渣、花生秸秆炭和污泥生物质炭均含有一定量的碱性物质，向红壤中添加钢渣和生物质炭可以中和土壤酸度，提高土壤pH，增加土壤交换性盐基阳离子含量，降低土壤交换性铝含量。钢渣与花生秸秆炭配合施用对土壤酸度的改良效果最好，单施污泥生物质炭的改良效果最小。钢渣和生物质炭含一定量的养分元素，添加钢渣和生物质炭可以同时改善土壤肥力。钢渣含丰富的钙，添加钢渣使土壤交换性钙含量增幅最大，添加花生秸秆炭使土壤交换钾增加最显著，污泥生物质炭含丰富的磷，添加污泥生物质炭使土壤有效磷增加最显著。添加钢渣和2种生物质炭均显著提高了土壤交换性镁含量，将钢渣与生物质炭配合施用，土壤交换性镁含量的增幅更大。由于钢渣和2种生物质炭的碱含量和养分含量各有特点，因此可以根据土壤酸度状况和养分含量选择将钢渣与不同生物质炭配合施用，以达到既能最大限度中和土壤酸度又能补充土壤所必须的养分的目的。