土壤和地下水是人类赖以生存的重要自然资源,对人类生存和社会发展有着重要意义。然而随着人类经济和工农业发展,产生的含有重金属的废水废渣被排放到环境中,地下水遭受污染威胁的问题也越来越严峻。本文依托青海省祁连地区典型矿山地质环境生态修复关键技术研究项目,针对矿业对当地环境造成的重金属镉污染开展治理和修复的机理研究。重金属镉一方面通过植物根系在植物体内积累,抑制植物生长,导致农作物品质下降,危害粮食安全。另一方面通过空气及食物链进入人体对人类健康构成威胁。生物质炭是一种原料来源广泛,生产工艺简单,成本低廉的新兴多功能材料,富含孔隙结构、表面含有大量负电荷和官能团以及有机质含量高等物理化学特性,使其能够改善土壤理化性质,在促进植物生长、固定土壤污染物以及促进碳循环等方面都有重要作用,是一种极具潜力的修复材料,但是其修复效果还需结合实际环境条件进行综合评估。来源于矿山开采过程排放的重金属镉,在通过地表土壤层向下迁移的过程中,大量土壤胶体也随之一同发生迁移,大量研究已发现胶体颗粒对饱和多孔介质中重金属吸附迁移转化行为会产生显著的影响。基于此前提,本文通过一系列室内模拟实验,开展土壤胶体和生物质炭共同作用下镉在多孔介质中的吸附、迁移过程研究,以期为生物质炭在该地区镉污染修复应用效果进行科学评估,并为其修复方案提出合理建议。本文取得主要研究结论如下:（1）通过室内批实验结果显示:添加生物质炭会增加土壤吸附Cd²⁺的能力,适当提高胶体溶液pH,会提高土壤胶体及生物质炭胶体吸附Cd²⁺的能力。pH=7时土壤胶体对Cd²⁺吸附量最大,添加了生物质炭胶体后,在pH=8时可以达到最大吸附量;降低离子强度,会增加土壤胶体及生物质炭胶体吸附Cd²⁺的能力,在IS=3 mM时效果最好。（2）通过对室内土柱实验结果进行数学模型拟合得到的结果是:生物质炭胶体添加后,不可逆胶体吸附在介质上的容量更多,且吸附速率较快。当pH值上升时,土壤胶体和生物质炭胶体不可逆吸附在介质上速率会下降。而离子强度升高会令土壤胶体与生物质炭胶体不可逆吸附在介质上速率上升。（3）通过室内土柱模拟实验结果显示:生物质炭胶体比土壤胶体更易吸附在多孔介质上,pH值越大,土壤胶体和生物质炭胶体在多孔介质中迁移能力增强,同时pH值越大,Cd²⁺迁移能力下降,减少了对地下水的威胁,总的来说添加生物质炭会令吸附Cd²⁺效果更好。随着离子强度升高,土壤胶体和生物质炭胶体在多孔介质中迁移能力减弱,吸附Cd²⁺量减少,使得Cd²⁺迁移能力增强,增加了重金属污染对地下水的威胁。经过实验组结果的对比,发现生物质炭胶体溶液在pH=8,IS=0时,对土壤中Cd²⁺污染固定效果最好,减少量能达到80%左右。