将农林废弃物制备成生物炭施加在农田土壤中,能够明显改良土壤性质,并能有效控制有害元素的生物利用度及迁移行为,如吸附固定重金属（镉、铜、铅等）。然而长时间曝露在自然环境中的生物炭会经历多种表生地球化学作用（包括氧化、酸化、降雨等）,即“老化过程”。这些老化作用会影响生物炭的理化性质。目前各种老化过程对生物炭的理化性质影响、特别是对吸附特性影响及作用机制尚不明确,因此,本文重点研究三方面工作:淋滤、酸化、氧化这三种老化过程对生物炭的理化性质影响;不同老化过程对生物炭吸附重金属Cd²⁺的影响;老化作用对生物炭-Cd²⁺迁移行为的影响。本文通过开展:（1）制备秸秆生物炭,并进行不同老化过程培养,运用多种测试手段（元素分析、SEM-EDS、FTIR、XPS以及Zeta电位等）对新鲜和老化生物炭样品进行表征,对比不同老化作用生物炭的性质差异;（2）批实验进行不同老化方式的生物炭对Cd²⁺的吸附性质及环境因子（pH、背景液、共存离子）的影响,并揭示吸附机制;（3）土柱淋滤实验研究获得不同老化方式生物炭对Cd²⁺的迁移行为影响。研究结果表明:（1）不同裂解温度生物炭理化性质差异较大,低温生物炭含有大量含氧官能团,高温生物炭包含较多无机组分。淋滤老化过程引起生物炭的可溶性物质大量流失,酸雨和氧化老化过程则促进生物炭表面含氧官能团的形成和积累;（2）高温生物炭对Cd²⁺具有较大吸附量,矿物共沉淀起主导作用,老化作用会降低高温生物炭的吸附性能。低温生物炭对Cd²⁺的吸附性能取决于表面络合和离子交换,酸化和氧化老化会促进低温生物炭吸附能力;（3）溶液pH、共存离子和背景溶液性质均会对生物炭吸附Cd²⁺产生影响。酸化和氧化老化作用提高了低温生物炭在酸性条件（pH=2⁴.5）的吸附性能,Pb²⁺、Cu²⁺的存在会抑制生物炭对Cd²⁺的吸附;（4）施加生物炭能够显著提高土壤的持水性并提高pH值;生物炭可以有效固定褐土中的Cd²⁺,但在红土中会显著增大Cd²⁺的暴露风险。