近年来,人们不合理生产、生活等引起过量氮磷营养盐流入自然水域,使得水体富营养化现象更为严峻,这已成为当前全球性的环境问题。随着探索研究的不断拓宽,较多学者发现水生植物修复技术具有简单易操作、治理成本小、净化效果好、能耗低、对环境影响小等特点,是较为生态环保的环境治理手段。但是,若没能及时切割收获水生植物,随着植物枯枝落叶进入水体,会引起植物自身体内污染物的再度释放,影响水体净化效果,也存在二次污染的危害,因此,及时切割收获植物、科学处理植物残体显得尤为重要。当前,切割收获的水生植物主要用于动物饲料以及沼气、生物乙醇、生物质炭等的生产原料,其中的生物质炭,因其独特的表面特性,能有效吸附去除水体中各类污染物,在农业、环保、能源等多个领域均发挥着重要的作用。因此,本研究选取大薸、狐尾藻、水葫芦、浮萍四种净化能力较好的水生植物,通过室外静态实验,研究不同植物对模拟富营养化水体的净化效果,综合比较分析选出最优植物物种,并在此基础上,选用新尝试运用的浮水植物大薸为生物质原料,采用H₂SO₄、KOH、Mg Cl₂化学改性,制备了相应的改性生物质炭,研究其对水体中氨氮（NH₄⁺）、硝态氮（NO₃^-）、总磷（TP）等污染物的吸附净化效果,并就其影响因素、吸附机理展开一系列更为深入地探讨。第一,分别采用H₂SO₄、KOH、Mg Cl₂活化处理生物质原料,以不同的制备方式（包括炭化温度、热解时间）生产出不同植物生物质炭,通过其得率、吸附效果等因素探究其最佳生产条件,发现H₂SO₄改性生物质炭、KOH改性生物质炭、Mg Cl₂改性生物质炭的最佳制备温度、热解时间分别为450℃,1 h;450℃,2 h;550℃,1 h,分别命名为HPS-450-1、KPS-450-2、MPS-550-1。第二,以最佳生产条件制备了相应的改性生物质炭,研究其对水体TP、NO₃^-、NH₄⁺的吸附净化效果,并就其温度、p H等影响因素展开相关研究。结果发现,MPS-550-1对TP、NO₃^-、NH₄⁺的综合吸附能力较强,其最大吸附量分别高达4.685、0.988、26.325 mg/g,其次是KPS-450-2,其最大吸附量分别为4.897、1.208、25.641 mg/g,最后是HPS-450-1,其最大吸附量分别为4.361、0.796、27.521 mg/g。内扩散动力学模型能够较好地描述HPS-450-1、KPS-450-2对TP的吸附过程,KPS-450-2、MPS-550-1对NH₄⁺的吸附规律,但是其他吸附数据无法利用准一级、准二级、内扩散动力学模型进行拟合,说明已有的三种模型都不能很好地描述其吸附规律,可能吸附规律比较复杂。KOH改性生物质炭、H₂SO₄改性生物质炭、Mg Cl₂改性生物质炭分别在p H为7、7、11时吸附效果最佳,p H的波动能明显改变改性生物质炭的吸附效果。温度过低会抑制各种改性生物质炭吸附去除水体中的NH₄⁺、TP、NO₃^-,室温、高温条件下均有利于各种改性生物质炭吸附反应的进行。第三,利用比表面积、孔径孔容情况、红外光谱、扫描电镜等技术获取改性前后生物质炭的特性情况,进一步深入研究其吸附机理。H₂SO₄、KOH活化处理可形成更为丰富且发达的孔隙结构,有效提高生物质炭的比表面积,其比表面积高达331.1884、331.8988 m²/g,总孔容可达0.192805、0.263105 cm³/g;Mg Cl₂活化处理能起到一定的造孔作用,在生物质炭表面可形成Mg O颗粒,其总孔容为0.264877 cm³/g。与相应未改性生物质炭相比,经H₂SO₄、KOH、Mg Cl₂活化处理后,生物质炭的表面更为粗糙,其表面空隙更为密集,孔隙率更大,使吸附NH₄⁺、TP、NO₃^-的空间结构得到增多。大薸生物质炭表面存在相对丰富的含氧官能团,主要包括醚、羰基、羧基、羟基等,经H₂SO₄、KOH、Mg Cl₂改性处理后,明显丰富了生物质炭的孔隙结构、表面含氧官能团种类与数量,增加其表面活性吸附位点,有效提高生物质炭的吸附性能。