随着社会经济的发展,环境污染问题越来越突出。治理环境污染及资源的再利用已成为社会关注的热点问题。水体富营养化是引起水环境的主要原因之一,导致水体富营养化的关键营养元素是磷。磷的淋失不仅给生产造成巨大损失,而且对生态环境带来潜在威胁。因此去除磷酸盐对水体净化有重要意义。人工湿地是目前一种新型的处理水污染问题的生态技术。湿地系统每年会产生大量的湿地植物,这些湿地植物若得不到好的利用,将很容易造成环境污染和资源浪费,寻求有效的利用湿地植物的措施,并且使得植物能够“变废为宝”在经济角度、资源利用方面都有重要的意义。本文以湿地植物再力花为材料,采用高温限氧法制备了不同碳化温度下的再力花秸秆生物炭(BH、200BH、350BH、500BH和650BH,BH代表再力花生物质,BH后的数字表示碳化温度),进行生物质和生物炭的性质表征分析;并利用500ml1.0mol/L的FeSO4·7H2O浸泡50g再力花生物炭,对生物炭进行负载铁的改性处理(BHFeBH、200FeBH、350FeBH、500FeBH和650FeBH)制成改性炭;使用磷酸二氢钾模拟水体中的磷酸盐,通过 BH、200BH、350BH、500BH 和 650BH,BHFeBH、200FeBH、350FeBH、500FeBH和650FeBH对磷酸二氢钾的吸附量,确定最佳吸附量的生物炭;将最佳的生物炭与人工湿地基质土壤进行不同质量的配比混合(土样、1%200FeBH、2%200FeBH、5%200FeBH和10%200FeBH)制备不同比例的土样添加炭,通过吸附动力学实验和吸附等温实验找出最优的配比量;分析pH、不同反应时间、不同初始浓度和不同温度,对磷酸盐吸附量的影响;将最优配比的土样添加炭添加入人工湿地小试系统中,采集人工湿地小试系统中的水样并使用AA3流动分析仪测定水质中磷的含量。主要结论如下:(1)随着碳化温度的升高,再力花秸秆生物炭的产量逐渐减少,灰分含量逐渐增加,其比表面积和微孔体积随碳化温度的升高而增加。(2)通过生物炭的产率、灰分以及预实验测得磷酸盐的吸附数据结果,表明最佳生物炭为二价铁改性后的生物炭,具有经济价值和理想吸附效果。(3)准二级动力学模型更适合拟合土样以及土样添加炭对磷酸盐的吸附过程,且R2在0.95以上更接近1,属于快速反应的化学过程;Langmuir等温吸附模型更好的拟合添加炭对磷酸盐的吸附,R2接近1,表明是固体表面的单分子层的化学吸附过程。5%与10%炭添加量在吸附量结果上相趋近,从经济角度考虑应推广应用5%的炭添加量。(4)不同的pH值能影响生物炭的表面电荷情况以及与表面官能团发生作用,进而影响对磷酸盐的吸附过程。随着pH值的增加,改性炭对磷酸盐的吸附性均呈现出先增加再降低的趋势。在pH6.0～10.0之间有比较大的吸附量,对应的最佳吸附量分别为1.05mg/g、1.4mg/g和1.5mg/g,25℃是溶液最佳反应温度,吸附量数据结果对比最大。(5)将最佳炭即200FeBH生物炭与湿地土样按照5%质量配比运用到湿地基质中,测定湿地水质磷含量。添加5%200FeBH生物炭的湿地基质,观察一个月,每一周采集一次水样共计5次,测定其磷吸附量分别是未添加炭的30.39、23.52、32.87、40.96和42.70 倍。