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土壤中重金属易累积而不易分解,导致农田土壤肥力下降,影响农作物的安全生产,甚至会通过食物链传递进入人体,从而威胁人体健康。生物炭是农林废弃物经热解得到的富含碳的固体物质,具有比表面积大、吸附能力强等特点。生物炭添加到土壤后,能与土壤中的重金属发生一系列反应,如吸附、沉淀、络合、离子交换等,来钝化土壤中重金属,可用于修复土壤环境污染。本研究以废弃的猕猴桃修剪枝为原材料制备生物炭,首先采用静态吸附法研究了其对模拟废水中重金属离子Cd2+、Pb2+、Zn2+的吸附性能,探究了溶液不同初始浓度、吸附时间、pH值及生物炭投加量对溶液中Cd2+、Pb2+、Zn2+吸附效果的影响,同时采用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对吸附前后的生物炭结构进行了表征,并研究了其对实际生活废水中Cd2+、Pb2+、Zn2+的吸附能力,为研究猕猴桃木生物炭对土壤中重金属的钝化效果奠定基础;其次,通过土壤培养和盆栽试验,设置不同的生物炭添加量(1%、2%、4%),以未添加生物炭的土壤作为对照,研究了施用生物炭对土壤理化性质、重金属有效性、浸出毒性、重金属Cd、Pb、Zn形态、土壤酶活性、芥菜生长及吸收重金属的影响,旨在为猕猴桃修剪枝的资源回收利用及猕猴桃木生物炭对矿区污染土壤的修复潜力提供理论依据。主要研究成果如下:(1)猕猴桃木生物炭呈碱性,pH为11.4,比表面积达15.7m2·g-1,呈多孔结构,表面官能团丰富。Cd2+、Pb2+、Zn2+的最佳吸附条件是pH为4～6,120 min吸附达到平衡,最佳投加量分别为4.0、3.0、4.0g.L-1,最大吸附量分别为9.35、65.9、36.8mg·g-1。(2)吸附动力学试验表明,猕猴桃木生物炭对Cd2+、Pb2+和Zn2+的吸附遵循准二级动力学模型;等温吸附试验表明,在25℃条件下,Langmuir方程更适于生物炭对Cd2+的吸附过程,其理论最大吸附量达13.1mg·g-1,生物炭对Pb2+和Zn2+的吸附更符合Freundlich方程。猕猴桃木生物炭可作为处理轻度重金属复合污染废水的吸附剂。(3)随着生物炭添加量的增加,FX和TG 土壤的pH值、CEC、有机质和酶活性(脱氢酶、脲酶和蔗糖酶)均增加,重金属Cd、Pb、Zn有效性及浸出毒性降低。BCR分析表明,与对照土壤相比,在4%生物炭添加水平下,FX 土壤中Cd、Zn和Pb的酸可溶态最大降幅分别为11.1%、13.3%和24.7%,TG土壤中分别为7.67%、22.8%和7.89%。同时,FX 土壤中Cd、Zn和Pb的残渣态含量分别提高了了 55.9%、7.14%和11.0%,TG 土壤中分别增加了 23.7%、5.86%和10.0%。(4)盆栽试验表明,随着生物炭施用量的增加,芥菜根际土壤中Cd、Pb、Zn有效态含量降低,芥菜产量显著增加,芥菜对重金属的富集量显著下降。当施用4%的生物炭时,FX和TG 土壤生物量分别较对照提高了33%倍和38%,显著提高了芥菜植株的叶绿素含量及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的酶活性,减少了丙二醛(MDA)含量。因此,制备猕猴桃木生物炭,一方面,有利于农业废弃物资源的循环利用;另一方面,可用于修复土壤环境中重金属污染。