生物质灰呈碱性具有较大的比表面积和丰富的SiO2、Al2O3等组分,对重金属具有良好的吸附能力,可用于重金属污染土壤钝化修复。为提高其修复效果,本文拟通过化学改性破坏其稳定的硅/铝氧化物结构,促进无定形硅铝化合物的形成,提高生物质灰对重金属的吸附能力。基于此,本文以生物质灰为研究对象,通过KOH及KH2PO4水热改性制备了改性生物质灰（MBA和PBA）。通过BET、SEM、XRD、FTIR及XPS表征,研究了原始生物质灰（BA）和碱改性生物质灰（MBA）的比表面积、表面形貌、矿物组成及表面官能团;结合溶液体系及土壤培养实验,考察了 BA和MBA对重金属的吸附解吸特征及其对污染土壤的重金属钝化效果。同时研究了单独添加BA以及复合添加磷酸盐（BAP）和铁氧化物钝化剂（BAPFe）对污染土壤重金属的钝化效果。主要结果如下:（1）与BA相比,相同初始浓度下,改性MBA和PBA对Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附量分别增加1.79、3.22和0.22倍,0.22、1.45和1.86倍。改性生物质灰MBA对Cu2+、Cd2+的吸附效果优于PBA,PBA对Pb2+的吸附能力远高于MBA。（2）BA和MBA对Cu2+、Cd2+、Pb2+的等温吸附均符合Langmuir等温吸附模型,符合单分子层吸附特征。MBA对Cu2+、Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为270 mg·g-1、51.6mg.g-1和227 mg.g1,较BA分别提升了 1.79、3.07和0.22倍。改性后MBA对Cu2+和Pb2+总解吸率由4.57%-6.07%和0.82%-4.25%均降低至0.02%以下,对Cd2+的总解吸率由3.63%-7.69%降低至0.62%-5.84%,表明改性不但提高了 MBA对重金属的吸附能力,还增加了其固定效果,降低已吸附重金属的再释放风险。拟二阶动力学模型能够很好地拟合BA和MBA对Cu2+、Cd2+、Pb2+的动力学吸附,表明生物质灰对Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附存在多步骤化学反应;颗粒内扩散模型拟合表明BA和MBA对Cu2+、Cd2+、Pb2+的动力学吸附均含有薄膜扩散和孔隙扩散阶段,且薄膜扩散是控制吸附速率的主导步骤,孔隙扩散是控制吸附速率的限制步骤。此外,KOH改性使得生物质灰表面更加粗糙,增加了其比表面积;FTIR分析结果显示KOH改性增加了生物质灰中Si-O-Si的振动,MBA饱和吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+的红外图谱中出现碳酸盐的结合峰;XRD分析证实MBA中出现硅铝酸盐成分,吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+后MBA中硅铝酸盐特征峰减少,并检测出Cd和Pb的碳酸盐以及Cu的氧化物结晶;XPS分析进一步证实了XRD结果。这些结果表明改性生物质灰对Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附机理除表面化学吸附外,还可能存在共沉淀作用、硅铝酸盐活性组分的螯合作用及离子交换作用等。（3）与CK相比,0.1%-0.6%添加量的BA分别使土壤中pH值增加0.14-0.64个单位,活性硅含量增加3.40-65.0 mg·kg-1,有效态 Cu、Cd、Pb 分别降低 11.1%-50.9%、4.20%-64.1%、9.81%-58.8%;0.1%-0.6%添加量的MBA分别使土壤中pH值增加0.21-1.20个单位,活性硅含量增加 6.00-84.4mg·kg-1,有效态 Cu、Cd、Pb 分别降低 8.36%-84.9%、13.6%-61.0%、13.4%-87.6%;与BA相比MBA可以更显著的降低土壤中Cu、Cd、Pb的有效性;此外,BA和MBA可以促进离子交换态Cu和Pb向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机结合态的转化;促进离子交换态Cd向有机结合态和残渣态转化。（4）与 CK 相比,0.2%-0.6%的 BA、BAP 和 BAPFe 分别使土壤中 pH 值增加 0.26-0.62、0.40-128、0.40-1.30个单位;BA添加对土壤有效磷含量无显著影响,BAP和BAPFe分别使有效磷增加1.31-3.66和1.36-3.72倍;BAP和BAPFe添加后土壤活性硅较BA处理分别降低25.2%-40.2%和27.6%-40.0%。与 BA 相比,BAP 和 BAPFe 可更显著的降低土壤中 Cu、Cd、Pb的有效性,并促进土壤中离子交换态Cu、Cd、Pb向潜在活性态和稳定态转化。本研究表明,改性生物质灰对重金属具有良好的吸附能力,且可显著降低土壤中重金属的有效性,研究结果将为重金属污染土壤修复提供一定的理论支撑。图[41]表[26]参[136]