城镇工业企业大量搬迁导致遗留的污染场地数量不断增加,使得大量重金属污染物释放到土壤环境中,引起土壤质量下降,同时使生态环境逐渐恶化,严重威胁居民的生命健康。本论文以重金属Cd为目标污染物,开发了新型薄膜扩散梯度技术（Diffusive gradients in thin-films technique,DGT）,通过水溶液和土壤环境介质,研究Cd浓度、p H及溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）浓度对新型Biochar-DGT（B-DGT）和传统Chelex-DGT（C-DGT）提取有效态Cd浓度的影响;通过技术比较,揭示B-DGT在污染土壤重金属生物有效性预测中的优势,以期构建适用于不同性质土壤中典型重金属生物有效性的测试方法。取得主要研究结果如下:（1）B-DGT和C-DGT技术预测有效性受水溶液中不同浓度的Cd影响:水溶液中的Cd在较低浓度(<5 mg·L^-1)时,B-DGT与C-DGT提取的重金属有效态浓度相差不大。当水溶液中Cd浓度增加时,B-DGT提取的Cd有效态浓度不断升高,呈现出良好的正相关;而C-DGT提取有效态Cd的浓度有降低的趋势,且逐渐趋于平稳。因此,C-DGT对高浓度Cd溶液(>5 mg·L^-1)的有效态预测优势低于B-DGT。因为C-DGT的结合膜很容易到达吸附饱和,而生物炭结合膜吸附容量大。所以,B-DGT适用于高浓度重金属污染下的生物有效性预测。（2）C-DGT提取有效态Cd受p H影响的敏感阈值范围为p H<7。当水溶液中Cd浓度为5,10 mg·L^-1时,p H变化对B-DGT提取有效态Cd的影响极小。当Cd浓度为20 mg·L^-1时,B-DGT在p H=7的溶液中,有效态Cd提取率最高。（3）在土壤环境介质中,B-DGT和C-DGT分别提取的有效态Cd的规律和水体中的趋势一致。同一土壤中DGT提取的有效态Cd浓度与重金属初始浓度之间呈正相关,B-DGT提取的有效态Cd浓度显著高于C-DGT,在与BCR方法提取的有效态含量进行线性拟合时显示出更好的准确性,且B-DGT提取有效态Cd浓度的变化趋势同土壤中有效态Cd的浓度变化显著相关（R²=0.9997）,特别在预测高浓度重金属污染土壤生物有效性时优势更为明显。此外也说明对于B-DGT而言,其生物炭材料本身含有的Cd的量较少,在提取土壤中有效态Cd浓度时对预测结果无影响。（4）B-DGT和C-DGT对11种不同类型土壤Cd有效性预测研究得出:C-DGT提取土壤中有效态Cd的浓度同土壤中阴离子浓度之间的相关性系数r=0.514,p>0.05,说明两者间具有较弱的相关性,但相关性并不显著;而对于B-DGT而言,其提取土壤中有效态Cd的浓度同土壤中阴离子浓度之间的相关性系数r=0.009,p>0.05,说明两者间不具有相关性。C-DGT和B-DGT提取土壤中有效态Cd的浓度同土壤中阳离子浓度之间的相关性系数分别为r=0.223,r=-0.215,p>0.05,说明两者与同土壤中阳离子浓度之间不具有相关性。即C-DGT预测土壤中重金属有效性时在一定程度上受土壤中阴离子浓度的影响,而B-DGT则几乎不受土壤中阴离子浓度的影响,可以广泛用于不同阴、阳离子浓度土壤中重金属生物有效性的预测。（5）土壤溶解性有机质（DOM）对B-DGT和C-DGT预测土壤Cd有效性的影响研究发现:C-DGT和B-DGT提取土壤中有效态Cd的浓度与土壤中DOM浓度之间不具有相关性,即C-DGT和B-DGT预测土壤中重金属有效性而不受土壤的DOM浓度的影响。因此,开发的B-DGT可以适用于不同DOM类型土壤中重金属生物有效性的预测。综合考虑以上研究结果,B-DGT可以有效预测不同类型污染土壤中重金属Cd的生物有效性,并且相较于传统DGT技术得到的结果更为准确。