随着世界各国对石油的需求和海上石油开采运输的增加,海洋溢油事故频繁发生,对海洋环境和生态安全造成严重的威胁。生物炭（Biochar,BC）由生物质材料限氧热解制得,具有材料来源广泛、制备工艺简单和价廉等优点,同时还因其孔隙多,比表面积大,官能团丰富而具有较强的吸附能力,可用于修复海洋石油污染。本研究首先以玉米芯（corncob）、松木屑（pine sawdust）和玉米秸秆（maize straw）等三种生物质为原材料制备生物炭,然后采用盐酸和铁盐对其改性,比较了生物炭和改性生物炭对海水中石油的去除效果,并通过比表面积、扫描电镜、表面官能团及零点电荷等分析手段对生物炭进行表征;研究了材料来源、热解温度和改性剂的种类和浓度对生物炭吸油性能的影响,利用吸附动力学和等温吸附模型,探究改性生物炭对石油的吸附作用机制。为去除生物炭中吸附的石油,以改性生物炭为载体固定石油烃降解菌,并明确了固定化菌剂的最优工艺条件;通过对比土著菌、富集菌、生物炭、固定菌的生物炭、土著菌与固定菌的生物炭联合等5种方式处理海水中的石油,确定了去除海洋溢油的最优条件;通过对比固定菌和非固定菌两种条件下BC/水相中细菌群落结构及多样性,探究生物炭的加入对细菌群落和多样性的影响。研究得出以下主要结论:（1）以玉米芯、松木屑和玉米秸秆生物质为原料,在300℃、400℃和500℃下热解2h,共制得9种生物炭;以盐酸和铁盐为改性剂,共制得57种改性生物炭;改性生物炭相比生物炭的孔隙结构更复杂,凹凸不平,出现新的微孔,且比表面积和孔容发生不同的变化,表面含氧官能团数量减少,零点电荷降低。（2）热解温度、材料来源和改性剂对生物炭的吸油性能影响显著。对三种生物炭进行改性发现改性生物炭吸油性能明显提高,其中盐酸改性对玉米芯生物炭和松木生物炭的吸油性能影响较大,但吸油能力没有随着盐酸浓度的增加而增加,铁盐改性对玉米秸秆生物炭的影响最大,改性后三种生物炭的最大吸附量分别为2.12 g/g（10H400-CCBC）、2.18 g/g（5H400-PSBC）和2.17 g/g（Fe500-MSBC）。（3）改性生物炭对海水中石油的吸附符合准二级动力学和Freundlich等温模型,吸附过程主要由化学反应、表面扩散和颗粒内扩散共同控制,且在20℃下吸附最有利于进行。（4）以5H300-CCBC、5H400-PSBC和Fe500-MSBC作为微生物载体,对石油烃降解菌的固定率分别为42.75%、63.31%和51.66%。对固定化条件进行优化,结果表明,摇床转速和固定时间对生物炭固定微生物的效率影响较大,微生物接种量对其影响最小;得到最佳组合为:以5H400-PSBC为载体、微生物接种量10%、摇床转速180 r/min条件下固定4 h。对比土著菌、富集菌、生物炭、固定菌的生物炭、土著菌和固定菌生物炭联合对海水中石油的去除率,结果表明,土著菌和固定菌生物炭联合吸附降解石油的效率高达93.05%,其去除效果远高于土著菌和富集菌的去除效果。（5）Alpha多样性分析数据表明,该结果可真实反映测定样品中微生物的丰富度和多样性,投加固定菌BC会改变环境微生物的群落多样性,BC相比水相中细菌群落的丰富度降低,但均匀性升高。Bac@BC、Bac@W、N@BC和N@W共有的OTUs在属水平上进行分类,丰度较高的优势菌主要有不动杆菌属Acinetobacter（76.65%）、交替赤杆菌属Altererythrobacter（10.25%）、假单胞菌属Pseudomona（2.83%）、食碱菌属Alcanivorax（2.11%）、鞘脂单胞菌属Sphingopyxis（1.11%）。（6）对BC/水相中细菌群落结构组成进行分析,结果表明,在门和纲水平上差异性较小,但在属水平上差异较大,其中Bac@BC的优势菌依次为Acinetobacter（82.04%）、Altererythrobacter（5.77%）、Pseudomonas（4.59%）和Sphingopyxis（2.22%）,Bac@W的优势菌依次为Acinetobacter（71.39%）、Altererythrobacter（11.17%）;而N@BC的优势菌依次为Acinetobacter（84.92%）、Altererythrobacter（9.35%）,N@W的优势菌依次为Acinetobacter（68.37%）、Altererythrobacter（14.07%）和Alcanivorax（4.46%）。这些细菌均为海洋中的石油烃降解菌,对海水中的石油烃有较好的去除效果。其中Bac@BC中Pseudomonas的丰度相比N@BC高,说明生物炭可以为多环芳烃降解菌提供适宜的生存空间,促进其繁殖,从而提高了对石油的降解率。