近年来,土壤镉污染导致的食品安全事件频出不穷,寻求一种安全可靠的修复镉污染土壤的修复剂迫在眉睫。生物炭作为一种对环境友好,效果显著的改良剂受到广泛关注。但关于不同改性生物炭理化性质,对镉吸附特性的研究尚有不同结论,这可能与生物炭的性质有关。本论文选取玉米芯、玉米秸秆和木屑作为原料,选取400℃、500℃、600℃和700℃作为热解终温,并采用NaOH溶液改性和微波改性两种不同的改性方法制备生物炭,进而研究不同种类生物炭的理化性质、吸附性能及机制等研究,筛选出对镉吸附效果好的生物炭品种进行盆栽试验,从而研究改性生物炭对土壤理化性质的影响、降低土壤中镉含量的效果研究以及降低作物吸收镉的量。主要研究结果如下:1.不同热解温度制备的生物炭理化性质不同,升温速率、热解温度、改性方法等均会影响制备生物炭的理化性质。生物炭的产量随热解温度的升高而降低,其中的C含量、灰分含量、比表面积以及孔隙度却随着温度的升高而升高,温度升高导致生物炭的pH也随之增大。在相同原料和热解温度条件下,微波改性后的生物炭C、H、N、S等元素含量均高于其他处理。经氢氧化钠改性后的生物炭在产量、孔径、碱性基团等指标相比未改性生物炭均有提升,由于NaOH颗粒附着在生物炭的表面,导致比表面积减小。700℃玉米秸秆生物炭较其他35种生物炭,具有较大的比表面积(131.57 m2/g)和最小的孔径(2.08 nm)。经NaOH改性后,生物炭碱性基团总数较其他方法有103.51~418.37%的提升,内酯基数量则相差不大,羧基数量有30.27%~133.73%的下降,酸性基团总数有1.77%~35.56%的减少。2.本试验研究发现,经过NaOH溶液改性后的生物炭吸附效果较好,其中600℃条件下的玉米秸秆生物炭经NaOH改性后对Cd吸附效果最好,可达78.7 mg/g,改性后生物炭吸附Cd量较未改性的生物炭有2.3~7.6倍的增加;当吸附时间达到50 min后,生物炭对Cd的吸附基本达到平衡;溶液pH在7左右时,生物炭对Cd的吸附率可达80%。因此,B-6-Na生物炭具有吸附量大,吸附速率快的特点,能较好的处理被污染的水体。3.土壤中施加生物炭不但可以改良土壤,提高土壤养分,降低土壤中镉含量,还能够提高作物产量,降低作物所以吸收的镉的量。经生物炭处理后,小白菜地上部分鲜重随着生物炭的添加而增加,增长率为1.4~25.3%,添加质量比5%的600℃经NaOH改性的木屑生物炭提高作物鲜重效果最好,增长率达到25.3%;小白菜地上部分所含Cd的量随生物炭添加量的增加而显著降低,相比对照组,降幅达25.3%,对照组小白菜中所含Cd的量为0.76 mg/kg;此外,生物炭的添加导致土壤中速效钾、碱解氮、有效磷、有机质含量增加,还可以提高土壤CEC和用于改良酸性土壤。NaOH改性的600℃木屑生物炭在5%的添加量时,能够有效抑制作物吸收Cd,提高作物产量,改良土壤方面相比其他处理具有较好的效果。