生物质炭具有孔隙多、吸附能力强、表面官能团丰富等特点,在改善土壤物化性质、降低污染物浓度和改变形态等方面有很高的效率,业已成为土壤污染修复领域的研究热点,但生物质炭施用下土壤重金属污染的形态变化及其导致的垂向迁移规律尚不明确。通过室内土柱试验模拟生物质炭种类、土壤类型及不同淋溶条件下的水溶性有机质（WSOM）特征对土壤重金属垂向迁移行为的影响,田间试验研究生物质炭长期还田下土壤重金属的污染的形态变化及其垂向迁移规律,为生物质炭田间环境行为及其污染修复过程与机制探讨提供理论依据。主要研究内容如下:（1）生物质炭-盐碱土壤-植物系统中重金属镉（Cd）的生物吸收和垂向迁移。试验在1 m（宽）×2 m（长）×1 m（高）的箱型中试装置上进行,观察了不同蔬菜组织中镉的含量,采用欧洲共同体参考物机构（BCR）法对土壤中镉的形态和分布进行了分析。结果表明:与对照相比,施用生物质炭的处理中青椒和茄子果实中镉含量分别降低了6.8¹1.5%和15.1¹5.4%;蔬菜生物量显著增加了16.9⁵19.9%。生物质炭的施用使大白菜根中镉降低了1.6%。两季蔬菜收获后,污染土壤剖面中的镉从表层土壤（0⁶ cm）迁移到下层土壤（6¹2 cm）,迁移浓度达14.3±4.2 mg kg^-1。同时,土壤中交换态、还原态和可氧化态镉的浓度以及蔬菜对镉的吸收均降低。随着时间的推移,生物质炭的施用在表层和底层土壤中残渣态镉转化减少了0.3²0.1%。因此,生物质炭能有效防止土壤中镉的垂向迁移,减轻深层土壤镉污染。（2）不同土壤类型下镉铅污染的生物质炭修复效应。与对照相比,生物质炭处理渗滤液中的水溶性重金属含量分别降低了89.0⁹5.7%（镉）和93.2⁹9.3%（铅）。施用生物质炭可使表层2.3⁹.8%镉、铅转化为难利用的形态。施用生物质炭后,表层土壤（0⁴cm）中镉和铅的生物有效态浓度分别降低了4.5¹0.7%和11.7¹6.4%。随着粘质土壤比例的增加,镉和铅在4⁸ cm土壤中的生物有效性分别降低了13.8¹6.2%（镉）和4.0¹3.4%（铅）,表明重金属向下迁移量减少。在沙质土壤（100%石英砂）处理,生物质炭的施用有效减少了重金属的垂向迁移,其中,100.0%和95.0%可交换态镉和铅转化为13.1⁴3.9%的残渣态镉和11.6¹00.0%的残渣态铅。施用生物质炭后,土壤有机质（SOM）和pH值分别提高了1.2².3 g kg^-1和0.01⁰.31。因此,生物质炭作为土壤重金属污染改良剂具有很好的效果。随着粘土比例的升高,土壤有机质含量增加,对重金属的钝化能力强于石英砂。生物质炭的施用有效提高土壤有机质含量,钝化重金属,有效防止镉/铅迁移。经过生物质炭处理的淋溶液改变了深层土壤重金属形态。因此,生物质炭对不同土壤类型中的重金属具有良好的钝化效果,是一种环境友好土壤改良剂,具有很大的应用潜力。（3）生物质炭种类及淋溶条件下的重金属垂向迁移和形态分布。本研究在5 cm×25cm的室内土柱进行,分析了土柱中镉和铅的含量。采用BCR法对土壤中镉和铅的形态和分布进行分析。结果表明,小麦秸秆和灌木枝叶生物质炭在4⁸ cm范围内,铅的残渣态分别增加了0.4³.5%和11.7¹6.4%。总体上,灌木枝叶生物质炭比小麦秸秆生物质炭更好的改变了剖面土壤中铅的形态。模拟生物质炭老化产生的水溶性有机质溶液,在柠檬酸和腐殖酸钠淋溶时,低浓度有机质淋溶液对重金属迁移速率的影响不如高浓度。低浓度腐殖酸钠对重金属迁移没有显著影响,但是当浓度达到10 mmol L^-1的时,镉和铅的迁移速度加快,提高了下层土壤的重金属含量,增加了污染地下水的风险。但同时也在一定程度上增加了下层土壤的残渣态比例,对重金属转变为非生物利用形态有良好的作用效果。综上,镉的迁移受淋溶液浓度影响较大,而铅受淋溶液的中有机质种类影响较大。（4）生物质炭长期还田（9年）下的环境效应。生物质炭施加能有效改良酸性水稻土,提高土壤SOM含量和pH。随着生物质炭施用量的增加,土壤SOM升高了3¹3 g kg^-1,总镉、铅有呈降低的趋势,镉和铅的总含量分别下降了7.6³4.7%和6.1¹7.6%。生物质炭在修复重金属污染稻田中,铅和镉的形态在不同时期有显著变化。在小麦和水稻季,铅和镉的形态变化表明施用生物质炭能够长期固定并改变重金属形态的效应,降低重金属的生物可利用性。