随着工农业的持续发展,重金属和有机污染日益加重,重金属污染、有机污染以及重金属--有机复合污染土壤的修复和综合治理迫在眉睫,治理形式相当严峻,已成为环境科学领域研究的热点。生物质炭(Biochar, BC)具有的多孔性和巨大比表面积,使其具有良好的吸附能力,能有效降低土壤重金属和有机污染物在土壤和污水中的活性。此外,其本身含有丰富的营养元素可以供土壤微生物利用,还可以促进有机污染物在土壤中的生物降解。因此,生物质炭在环境领域的应用得到广泛关注。本研究选用广西特色有机废弃物甘蔗叶、木薯秆、水稻秸秆以及蚕沙为原材料,分别在300℃和700℃下制备生物质炭,利用SEM扫描电镜、红外(FTIR)光谱分析、Boehm式滴定定量分析、碘吸附测定等,对不同生物质炭进行表征,对比不同原材料制备的生物质炭之间的性质差异。采用批量法研究生物质炭在不同吸附时间、初始浓度和pH值对溶液中重金属镉(Cadmium, Cd)和除草剂阿特拉津(Atrazine,AT)的吸附特征。然后选用差异较大的甘蔗叶生物质炭和蚕沙生物质炭作为土壤添加剂,考察了施用生物质炭对镉--阿特拉津复合污染土壤中镉生物有效性及阿特拉津消解的影响,以期为治理与修复重金属--有机复合污染土壤提供理论依据。主要研究结果如下：1、热解温度显著影响生物质炭的产率、灰分、孔隙结构。同种原材料,与低温(300℃)热解相比,高温(700℃)热解的生物质炭产率降低,灰分得到累积,生物质炭中孔、微孔更丰富,表面孔隙结构更明显。四种原材料制备的生物质炭在同一热解温度下的产率和灰分含量均表现为：蚕沙生物质炭(BCse)>水稻秸秆生物质炭(BCrs)>木薯秆生物质炭(BCcs)>甘蔗叶生物质炭(BCst)。2、生物质炭的pH值均大于7,且高温炭的pH值高于低温炭。同一热解温度下,不同原材料制备的生物质炭的pH值为：BCse>BCrs>BCcs>BCst。此外,生物质炭表面含有丰富的含氧官能团,且低温炭表面的含氧官能团总量多于高温炭,其中,官能团种类和数量较多的是BCst-300和BCse-300。低温条件制备的生物质炭表面含有酸性官能团较多,BCst-300、BCcs-300、BCrs-300和BCse-300的酸性含氧官能团总量分别为3.22、3.00、2.561.73mmol/kg,其中甘蔗叶炭以酚羟基和羧基为主,而其他炭以酚羟基和内酯基为主。高温热解条件,生物质炭表面酸性官能团所占比例下降,碱性官能团比例上升。3、生物质炭能有效吸附水溶液中的镉和阿特拉津,且高温炭的吸附量大于低温炭,其中,BCrs-700和BCse-700对Cd的吸附量较大,BCst-700对AT的吸附量较大。生物质炭对Cd和AT的吸附效果受溶液pH值和初始浓度的影响,偏中性条件(pH值=6)下,更利于生物质炭对Cd的吸附,而酸性条件(pH值=4)更利于对阿特拉津的吸附；并且溶液的初始浓度越高,生物质炭的吸附量越大。阿特拉津和镉在四种原材料制备的生物质炭上的吸附过程可很好的用准二级动力学模型拟合。4、添加甘蔗叶生物质炭和蚕沙生物质炭均有效提高了土壤pH值、有机碳含量和阳离子交换量,从而显著降低土壤有效态镉的含量。其中,添加蚕沙生物质炭对提高土壤pH值和阳离子交换量的效果优于添加甘蔗叶生物质炭；而对提高土壤有机碳的效果却稍微低于添加甘蔗叶生物质炭。对比四种生物质炭对土壤有效镉的影响,BCse-300的修复效果最好,土壤有效态镉含量比对照降低了47.72%,其次是BCse-700,再次是BCst-700(?)BCst-300处理,其有效态镉含量分别比对照下降了38.55%、31.28%和22.86%。5、添加生物质炭能有效吸附土壤中的阿特拉津,降低阿特拉津的活性,减少其对土壤微生物的毒害,使土壤微生物得以繁殖生长,土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量增加,间接促进阿特拉津在污染土壤中的消解。其中,添加蚕沙生物质炭的效果优于甘蔗叶生物质炭,而效果最佳的仍是添加BCse-300的处理。综上所述,生物质炭对镉-阿特拉津复合污染土壤具有较好的修复效果。添加四种生物质炭均显著降低了土壤中有效镉含量,同时降低阿特拉津在土壤中的残留量,其中,以添加300℃制备的蚕沙生物质炭的效果最佳,其有效态镉含量和阿特拉津残留量分别比对照降低了47.72%和84.51%。