随着工农业的迅速发展,我国农业土壤重金属污染状况日益严重。重金属具有难降解性,一旦进入土壤易在土壤中富集并经过食物链危害人类健康。因此选择合适的重金属钝化材料对修复重金属污染土壤显得尤为重要。生物炭作为一种新型的修复剂,因其良好的理化性质能够作为土壤修复剂被广泛应用在重金属污染土壤中,达到改良土壤环境、提升土壤肥力的目的。本文以淮南矿区农田土壤为供试土壤,以稻草秸秆为原料在550℃热解条件下制备生物炭,通过生物炭元素分析、比表面积分析、扫描电镜和傅里叶红外光谱等表征生物炭的理化性质;通过模拟自然环境下生物炭—土壤培养试验探讨生物炭施入对矿区污染土壤重金属的化学形态和生物有效性的作用效果;通过模拟降雨条件下生物炭—土壤淋溶试验探讨添加生物炭对矿区农田土壤中重金属吸附固定效果的影响。经过试验分析,得出以下结论:(1)与淮南市土壤背景值相比,土壤中所有重金属含量超标,其中Cd和Cu含量分别是淮南土壤背景值的9.51倍和2.56倍,且各元素含量均显著高于我国土壤元素背景值。结合三种重金属污染风险评价方法,综合评估淮南矿区农田土壤重金属的污染水平为Cd>Cu>Zn>As。(2)通过模拟自然环境生物炭—土壤培养试验,结果表明土壤pH值显著提高,且效果随着生物炭添加量的增加而越明显。通过BCR四步法,其结果表明土壤中Zn和As主要以残渣态形式存在,Cu和Cd主要以可还原态和残渣态存在。培养试验结束后Cd、Cu、Zn和As的残渣态所占比例增加,而酸溶态所占比例减少,表明生物炭对Cd、Cu、Zn和As具有稳定作用。生物炭施入后污染土壤中的有效态Cu、Zn、Cd和As含量均有所下降,但As的效果没有其它三种测试元素明显。(3)通过模拟降雨土柱淋溶试验,结果表明淋滤液的pH值和电导率值均随着生物炭添加量的增加而增加,但第1次的淋滤液pH值除外。添加生物炭能有效固定污染土壤中Cd、Cu和Zn,其中BC-10处理的固定效率最高,且各处理对重金属的固定效率表现为Zn>Cd>Cu。而生物炭的施入在模拟降雨的条件下几乎不吸附As,反而能促进土壤中As的释放。同时与对照组比较,施入生物炭后,土壤淋滤液中的重金属累积淋失量均有不同程度的降低,表明添加生物炭能有效固定土壤重金属Cd、Cu和Zn,且随着生物炭添加量的增加其效果越显著。但是各处理的淋滤液中As淋失量远远大于对照组中As淋失量,且随着施入量的增加其释放量越高。