石油污染土壤的现状与修复技术研究一直是生态、环境工程领域关注的热点。生物质炭被广泛应用于修复石油污染土壤,改性生物质炭可以增大其孔隙结构和吸附特性,提高生物质炭的综合性能。本研究对棉花秸秆生物质炭（BC）进行硝酸和芬顿改性,通过测定生物质炭元素组成、扫描电镜、能谱分析及叶红外光谱等探究了生物质炭改性前后微观结构与物理化学性质的变化特征。采用室外盆栽试验,将生物质炭（BC）、硝酸改性生物质炭（HBC）和芬顿改性生物质炭（FBC）应用于人工模拟含油率为4%的石油污染土壤中,生物质炭添加量为2%和4%（炭土质量比）,测定不同处理下苏丹草生长指标和光合生理指标,土壤环境指标和总石油烃的降解率,开展改性生物质炭及联合苏丹草对石油污染土壤修复效应研究,为修复石油污染土壤及农业用地技术提供理论和实践参考。主要研究结果如下:（1）通过硝酸和芬顿改性后,生物质炭p H下降呈酸性,C、H、N、O含量均显著增加,芳香性和极性有所增大,改性后生物质炭表面元素除了原有的元素存在外,还出现了P、S、Fe和Au等元素,比表面积增大,总孔容大小表现为:FBC﹥BC﹥HBC,且表面含氧官能团增加。硝酸和芬顿改性生物质炭使其具有更好的表面结构和吸附性能。（2）不同生物质炭促进了苏丹草的株高生长、生物量和叶绿素含量。在苏丹草的苗期和分蘖期,不同生物质炭处理下,植物的光合生理作用如净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、光能利用率（Eu）和水分利用率（WUE）增加,随生物质炭添加比例增大;而在苏丹草的拔节期和抽穗期,生物质炭促进植物光合性能的作用与添加量呈反比,且降低了苏丹草叶片中胞间二氧化碳浓度（Ci）。添加生物质炭显著促进了石油污染土壤中苏丹草的生长和光合作用,表现为:HBC﹥BC﹥FBC。（3）添加不同生物质炭均对石油污染土壤理化性质具有显著影响。BC提高了土壤p H,HBC和FBC降低了土壤p H,三种生物质炭均提高了土壤SOM、AN、TN、TP和TK。三种生物质炭对土壤中总石油烃的降解率为HBC﹥FBC﹥BC,对土壤中总石油烃的降解效果HBC优于FBC。在含油率为4%的石油污染土壤条件下,仅施用生物质炭处理对土壤总石油烃的降解效果优于联合种植苏丹草修复处理组;改性生物质炭比未改性生物质炭更有助于土壤中石油烃的降解,硝酸改性生物质炭更为适合作为土壤改良剂和污染修复材料。生物质炭联合苏丹草对石油烃降解效果没有单独施用生物质炭好,但在修复过程中可以实现对污染土壤的边修复边利用,因此根据具体的修复要求也可作为一种可选的修复途径。