随着土壤重金属污染问题日益严重,寻找廉价有效的治理方法已成为当今热点话题。生物炭大多来源于固体废弃物,其微孔结构使其具有极大的比表面积、孔隙率,且有较强的离子交换能力,并对重金属有良好吸附性能,可用以固定土壤重金属。为探讨生物炭性质、土壤类型、重金属特性与生物炭固定土壤重金属能力之间的关系,本文通过向Cd和Pb污染的水稻土和黑土中分别添加2%、5%和10%的椰壳、稻秆和果木生物炭,研究了10天、1月、5个月后,Pb和Cd的生物有效性的变化。通过在处理5个月后的土壤中种植小白菜的栽培实验,探讨了35天后小白菜的生长情况以及对重金属的富集和转运情况。还通过元素分析、电镜扫描、比表面积等方法对三种生物炭进行了性质表征。对水稻土和黑土的有机碳、阳离子交换容量等性质进行了测定。得出以下主要结论:(1)从活性系数看,两种土壤本身对Pb的固定作用强于对Cd,且水稻土对Pb的固定作用远高于黑土,这主要归因于土壤中与Pb有较强结合能力的粘土矿物。但两种土壤对Cd的固定效果作用接近。添加生物炭能够不同程度地提高土壤pH值。三种生物炭都能降低污染土壤重金属的活性系数,且随着生物炭添加量的增大和处理时间延长降低效果越好。(2)三种生物炭中椰壳生物炭对重金属的固定效果最好,这个可能因为椰壳生物炭表面具有更大的比表面积和总孔容,所以它与重金属的接触面积更大,作用点位更多,更容易将其吸附固定。(3)在水稻土和黑土中Cd活性系数本相差不大,但添加椰壳生物炭5个月后,黑土的Cd活性系数下降更多,10%添加量的样品比对照样Cd活性系数下降近60%。水稻土比黑土中的Pb活性指数下降更多,10%添加量的样品比对照样Pd活性系数下降约75%。这是由于生物炭除自身对重金属有吸附作用外,还可以使原土壤结构变得蓬松,更有利于原土壤中对某重金属有结合能力点位暴露出来,促进与土壤对重金属的固定。土壤中添加生物炭对重金属的活性系数降低速率都存在先快后慢的趋势。在5个月后,低污染土壤中重金属活性系数比高污染的小,说明添加生物炭对重金属的固定量是有限的。对于重金属Cd来说,添加2%的椰壳生物炭在黑土中就能够起到很好的固定作用;而对于重金属Pb来说,水稻土本身对其固定作用就较好,添加10%的椰壳生物炭以后在第5个月可使其活性系数降至3%左右。(4)在Pb和Cd污染土壤中种植小白菜,添加生物炭的处理均能促进受污染土壤中植株的生长,其中稻秆生物炭的促进作用最明显。生物炭的添加使小白菜中(尤其是地上部分)两种重金属富集量明显低于无生物炭的污染土壤,但小白菜的重金属富集量与土壤中添加生物炭后通过化学提取法得出的重金属有效性并不一致。稻秆和果木生物炭使得两种土壤中小白菜地上部分的茎叶富集重金属较少,而椰壳生物炭仅显著降低了黑土中小白菜地上部分的重金属富集量。添加生物炭,尤其是稻杆生物炭,使小白菜对Cd的转运系数显著下降,但Pb的转运系数无显著影响。