焦化工业是我国区域经济发展必不可少的支柱产业。然而,焦化工业也是重要污染源。长期炼焦过程排放的污染物附着在颗粒物上,最终降落到地面使焦化场地及其周围大面积的土壤遭受长期严重污染。多环芳烃(PAHs)污染是焦化场地最为严重的有机污染,并且PAHs是具有致畸、致癌和致突变效应的持久性有机污染物。因此,遭受长期严重污染的焦化场地土壤中的PAHs对人体健康和生态环境构成巨大的潜在威胁,亟需对其进行有效的修复治理。但现有的修复方法都存在各自的局限性,比如物理方法成本高、化学法存在二次污染风险、生物法见效慢,使其推广应用受到限制。本论文以农业废弃物(核桃壳、玉米秸秆、玉米轴和水稻秸秆)于250℃、400℃和600℃下缺氧热解制备生物质炭,将生物质炭以2.5%的比例添加到污染土壤中,利用生物质炭改善土壤性质和刺激微生物生长的策略,开展实验室模拟修复土法炼焦污染土壤(PAHs浓度较低)和机焦污染土壤(PAHs浓度较高)的实验研究,探究生物质炭对焦化污染土壤中PAHs微生物降解的影响机制,以寻求经济、有效且环境友好的技术方法用于修复焦化场地PAHs污染。研究结果表明:(1)通过表征生物质炭的理化性质发现,生物质炭的性质与制备原料和热解温度有关。在原料方面,水稻秸秆来源生物质炭的灰分显著高于其他生物质来源的生物质炭。在热解温度方面,随热解温度升高,脂肪碳减少,芳香碳增多,炭化程度增强,灰分不断积累,比表面积增大。(2)对于土法炼焦土壤中较低浓度PAHs(低于0.5 mg/kg),生物质炭的热解温度对微生物数量(细菌和真菌)具有强烈的影响。微生物量与生物质炭中的脂质碳有显著的正相性(p<0.01),但与生物质炭中的芳香碳有显著的负相性(p<0.01)。本研究结果表明生物质炭中芳香碳增多不利于该土壤中微生物的生长。PAHs的生物降解率与某些特定的细菌和真菌有关,而不是微生物数量。具体来说,低分子量的PAHs(如萘和菲)的生物降解与厚壁菌(细菌)有关,而高分子量的PAHs(如芘和?)的生物降解主要与土壤中的真菌有关。其中,生物质炭使土壤中?的微生物降解率提高了2.50%～45.00%。此外,PAHs的苯环数和分子结构也影响了生物质炭处理土壤中PAHs的生物降解率。(3)对于机焦厂污染土壤中较高浓度PAHs(高达200 mg/kg),生物质炭对细菌群落的影响主要表现在属水平,而对真菌群落的影响不仅表现在属水平,还表现在门水平上。主成分分析(PCA)结果表明,生物质炭中的无机矿物在刺激机焦厂污染土壤中微生物(细菌)丰度和多样性(细菌和真菌)过程中发挥了关键作用。生物质炭中的无机矿物含量(灰分)与PAHs的残留浓度之间具有显著负相关性(p<0.05)。这些结果进一步表明,生物质炭中的无机矿物具有刺激微生物生长的作用,这可能有助于机焦厂污染土壤中PAHs的微生物降解。生物质炭使土壤中PAHs的微生物降解率提高了3.0%～60.3%。其中,水稻秸秆生物质炭(热解温度为600℃,RS6)最为显著地促进了土壤中PAHs的微生物降解,使PAHs的微生物降解率提高了40.00%～58.84%。这一结果可能是由于在RS6处理土壤中检出了一些与酸杆菌相关的属,进而有助于PAHs的微生物降解。因此,推荐使用含有较高矿质营养素的原料,在较高的温度下热解的生物质炭,用于修复PAHs污染严重的土壤。