随着城市化和工业化的迅速发展,重金属污染等环境问题越发严重,因其具有高毒性、致癌性和潜在的生物积累性,因此被人们广泛关注。吸附剂是最常见的重金属修复材料,能够高效去除水和土壤中的重金属。生物炭作为一个可再生、廉价的吸附剂,在重金属废水处理中被广泛应用。传统生物炭对重金属的吸附去除效率不高,且制备工艺复杂耗能,限制了其在环境修复领域的应用。因此,通过制备低成本高吸附性能的改性生物炭以增强其去除重金属污染物的能力成为本研究的主要目标。本研究以猕猴桃树枝为原材料,制备并研究了猕猴桃枝生物炭（KB）和改性猕猴桃枝生物炭在水溶液中对镉的吸附效果及吸附机理,探讨了改性生物炭浓度、吸附时间、溶液离子等因素对改性生物炭去除镉的影响。开展了镉在砂柱中以猕猴桃枝生物炭与壳聚糖改性猕猴桃枝生物炭两种吸附材料为主的镉动态过滤去除研究,进一步探索了生物炭填装方法、石英砂粒径、吸附剂添加比例、流速、溶液离子等因素在砂柱动态迁移模拟过程中对镉的去除机制。同时,以小白菜为研究对象进行盆栽试验,研究了不同生物炭施用比例对污染土壤中镉的固定效果及其在植物中的积累作用,为改性生物炭的实际运用提供一定的科学依据及技术基础。主要研究结果如下:（1）通过金属异位调控的方式设计并制备了Mg-Fe层状双金属氢氧化物功能化的猕猴桃枝生物炭（KB/LDH）,进一步深入研究了其对Cd2+的吸收动力学、吸收等温线以及离子强度（IS）和共存离子对吸附能力的影响。Langmuir模型拟合得到KB/LDH复合材料对Cd2+的最大吸附量为17.3 mg g-1,而猕猴桃枝生物炭对Cd2+的最大吸附量为1.51 mg g-1。KB/LDH复合材料对Cd2+的吸附随IS的减小而增大,且K+、Cl-和NO3-共存离子对其吸附影响较小。KB/LDH吸附Cd2+的主要机理包括离子交换、沉淀反应和络合作用等。（2）通过非金属异位调控方式制备不同改性猕猴桃枝生物炭并对其进行重金属吸附筛选试验,其中壳聚糖改性猕猴桃枝生物炭（CHKB）具有低成本且能高效率去除水溶液中Cd2+的优势。批量吸附和表征试验表明,壳聚糖改性后的猕猴桃枝生物炭吸附性能显著提高。结果表明,CHKB的吸附能力较高主要得益于其丰富的孔隙结构,以及大量的表面官能团（-OH、-NH、C=O等）。离子交换、静电作用、表面络合和沉淀反应是CHKB吸附Cd2+的主要机理。CHKB对Cd2+的等温吸附符合Langmuir模型,且拟二级动力学模型能够很好地拟合其吸附动力学,说明了该吸附过程为化学单分子层吸附。Langmuir模型拟合得到CHKB对Cd2+的最大吸附量为128.21 mg g-1,高于KB和KB/LDH对Cd2+的最大吸附量。因此可对高吸附性能的CHKB做进一步的深入研究分析从而为CHKB修复镉污染环境提供指导。（3）采用猕猴桃枝生物炭和壳聚糖改性猕猴桃枝生物炭填充砂柱对废水中Cd2+进行过滤去除研究,通过固定床砂柱试验考察了生物炭添加比例、流速、石英砂粒径、溶液离子和填充方式等对Cd2+迁移的影响及机理。结果表明,随着CHKB含量的增加,Cd2+的回收率降低。回收率受溶液流速的影响,随着流速的增加,CHKB砂柱中Cd2+的回收率增加。CHKB填充砂柱中石英砂粒径减小和溶液离子价态降低,使得回收率下降。混合CHKB填充砂柱中Cd2+的回收率低于夹层CHKB填充砂柱。结果表明,生物炭用量大、流速低、溶液离子价态低、石英砂粒径小及混合填充有利于Cd2+的过滤和去除。CHKB丰富的表面官能团及较大的比表面积提高了CHKB对Cd2+的去除能力,在相应的处理条件下,CHKB填充砂柱对Cd2+去除性能均优于KB填充砂柱。（4）研究了猕猴桃枝生物炭和壳聚糖改性猕猴桃枝生物炭对土壤中Cd的吸附固定化效果,并研究了在Cd污染的塿土中使用KB和CHKB后,土壤中DTPA-Cd的变化及对小白菜中Cd生物积累的影响。结果表明,与对照和KB相比,CHKB对Cd有较好的吸附固定化效果。施用CHKB显著提高了小白菜产量和土壤有机质含量,但土壤中DTPA-Cd含量和小白菜中Cd的积累量均随KB和CHKB添加水平的增加而显著降低,其中以2%（w/w）的施用量最为显著。不同污染程度土壤(1、5和10 mg kg-1Cd)中施用2%（w/w）CHKB能显著降低小白菜地上部Cd含量（15.12%、45.06%和65.44%）。这可能是因为CHKB是一种结构相对稳定、孔结构丰富、官能团与土壤接触良好的高效生物炭吸附剂,有利于Cd污染土壤的修复。生物炭的生产及使用既可以达到对环境中废弃物的处理和再利用,同时又对水和土壤中重金属产生了吸收稳定效应。生物炭的孔隙度、官能团种类及内部结构等共同决定了对重金属的吸附固定性能。该研究结论可为生物炭在重金属污染水与土壤修复以及农业发展方面的应用提供理论依据。