针对小规模、老龄和废弃垃圾填埋场生物炭改良土壤覆盖层存在的防水和促进CH4吸附氧化之间的矛盾,本研究制备了疏水性生物炭并优化其制备条件;通过批式吸附试验,考察了土壤、（疏水性）生物炭及其改良土壤的CH4吸附行为及其机理。采用疏水性生物炭替代普通生物炭形成疏水性生物炭改良土壤覆盖层（RH）,采用无机陶瓷材料替代生物炭,形成无机陶瓷材料改良土壤覆盖层（RC）,并与普通生物炭改良土壤覆盖层（RB）的CH4氧化性能进行了对比研究;借助高通量测序技术分析覆盖层微生物群落结构的变化规律,揭示生物炭促进CH4氧化的机理。主要结论如下:（1）当改性剂硅烷偶联剂KH-570的质量分数为7%,生物炭的投加量为7g,改性温度为60℃时,制得的改性生物炭表面疏水性能最好,对水的接触角为143.99°,室内常温24h吸湿率为0.10%。（2）在吸附动力学试验中,随着CH4初始浓度的提高,（疏水性）生物炭及其20%改良土对CH4的吸附量都相应增加。添加（疏水性）生物炭显著提高了土对CH4的吸附量,其中添加生物炭的效果尤为显著。在等温吸附实验中,同温等压条件下疏水性生物炭对CH4的吸附量最高,且随着（疏水性）生物炭添加量的增加,（疏水性）生物炭改良土对CH4的吸附量也随之提高。准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型更适合描述不同添加量的（疏水性）生物炭改良土对CH4的吸附过程。（3）当模拟填埋气中CH4浓度为35%时,RB、RH和RC对CH4的总去除率分别为95.80%、99.50%和64.98%。RB和RH对CH₄都表现出了较好的氧化效果,但是以RH最佳。相比于RB,RC对CH4的去除效果较差。RB和RH去除CH4的最适温度均为30℃,且RH对模拟填埋气通入速率增大的缓冲能力较好。（4）在模拟降水条件下,RB和RH的总CH4去除率分别为71.59%和77.01%,RB和RH的含水率分别为31.22%和22.68%,渗透系数分别为1.15×10^-7m·s^-1和7.68×10^-8m·s-1。RH对CH4的氧化能力比RB好,且防水能力更强。（5）RB、RH和RC中不同深度相对丰度最大的细菌门类均为Proteobacteria,优势甲烷氧化菌属均为Methylobacter。RH上层的总甲烷氧化菌属的相对丰度比RB高13%以上,中层较RB低,下部相差不大,但RH使菌群在覆盖层中的分布更加均匀,且更有利于维护细菌群落多样性和丰度免受环境变化的影响。RC与RB的上层和中层差异不大,RC下层的总甲烷氧化菌属相对丰度比RB低10%以上。结合CH4的去除效果推测,RB较高的甲烷氧化效率是生物炭多孔结构和营养物质共同作用的结果。