本论文选用菠萝皮渣为原材料,采用限氧持续升温法,分别于350、500和650℃条件下,热解制得3种生物质炭(BL350、BL500和BL650),并借助多种表征方法对其理化性质进行分析。试验以土霉素为目标污染物,研究生物质炭对土霉素在土壤中吸附-解吸和降解作用,及其对蔬菜种子萌发的影响。本文旨在拓宽农业废弃物资源化利用的途径,同时揭示菠萝皮渣生物质炭对土壤中土霉素的去除效应及机理,为高效治理土壤中抗生素污染提供科学依据。当前论文主要取得以下结论:(1)菠萝皮渣生物质炭的热解是一个芳香化程度提高,极性和亲水性减弱的过程。随制备温度的升高,生物质炭的灰分含量、C元素、pH值和阳离子交换量增多,比表面积和孔容体积增加,表面粗糙程度和微孔率增大;而产率、H和O元素减少,平均孔径减小。菠萝生物质炭可作为一种无污染的环境功能材料,其多环芳烃(16种PAHs)含量均在欧盟、美国环境保护署和国际生物炭组织规定的限度范围内。(2)土霉素在3种生物质炭上的吸附经历了先快速后缓慢,最后至24 h时基本达到平衡的过程。平衡时间与吸附量的关系可较好地由伪二级动力学方程描述;Langmuir和Temkin模型均能较好地拟合生物质炭对土霉素的吸附-解吸过程。生物质炭对土霉素的吸附是自发进行和熵推动的吸热过程,其吸附等温线均呈非线性,且随生物质炭热解温度的升高,对土霉素的吸附能力逐渐增强,即表现为BL650>BL500>BL350,但解吸过程中存在明显滞后效应,高温制备的生物质炭较难解吸出土霉素。溶液的pH值为3时,生物质炭对土霉素的吸附效果最好,其次为pH=7;而当pH>7时吸附量逐渐下降。生物质炭对土霉素的主要吸附机理包括孔隙填充、氢键、偶极键力和静电作用等。(3)生物质炭对土壤中土霉素的动力学过程同样包括三个阶段,即快速吸附、缓慢吸附和吸附平衡。伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学过程;Freundlich、Langmuir和Temkin模型均能拟合等温吸附数据。生物质炭对土霉素在土壤中的吸附是一个复杂的自发吸热过程,吸附量随外界反应温度、炭含量和炭化温度的升高而增大。土霉素在不同生物质炭含量土壤上的吸附与解吸过程并非可逆,存在明显的滞后效应,且滞后效应随炭化温度和炭添加量的增加而增强。该吸附过程主要机制有孔隙填充、静电作用、氢键、配位键、单分子层和多分子层吸附作用。(4)土壤中施入生物质炭可影响土霉素降解过程。随土壤中生物质炭热解温度降低和炭含量增大,土霉素的降解速率加快、半衰期降低以及降解率增大。土壤中添加1%-BL350对土霉素的降解效果最佳,土霉素半衰期由13.03天降至8.29天,第14和60天的降解率分别由38.55%和94.86升至84.95%和98.84%。各生物质炭-土壤pH值的变化规律大致一样,pH均在第1天时下降,此后随时间增长而逐渐上升;在同等炭添加量和培养时间条件下,土壤pH值随炭化温度的升高而增大。(5)小白菜和黄瓜种子芽对土霉素的敏感性均较小于根;黄瓜种子对土霉素的耐受性较强于小白菜。随土霉素浓度的升高,小白菜和黄瓜种子根及芽伸长均呈先促进,后抑制的趋势。土壤中添加生物质炭,对小白菜种子发芽起促进作用,其中炭土比为0.1%时促进效果最佳,而对黄瓜种子的发芽率无明显影响。此外,生物质炭均可促进小白菜和黄瓜种子的根及芽伸长,同时减弱土霉素对种子根及芽伸长抑制效应,不同炭土比降低抑制率的能力表现为1%>0.5%>0.1%>CK。