生物炭具有比表面积大、孔隙丰富、富含多种含氧官能团等特点,已引起众多科研工作者的关注。本研究以巨菌草(Pennisetum giganteum z.x.lin)为生物炭原材料,在氮气条件、较高热解温度(600℃)下热解2 h,制得原始生物炭材料(BC),再以高锰酸钾和硝酸铁浸渍BC,然后在氮气环境下600℃热解0.5 h制得铁锰氧化物生物炭(FMBC)。通过溶液吸附实验探究各影响因素对FMBC在溶液中吸附Cd(Ⅱ)的影响,结合表征结果分析FMBC对Cd(Ⅱ)的吸附机理。将FMBC添加到实际镉污染土壤,进一步研究FMBC对土壤中镉的钝化效果,并探讨土壤p H值、镉形态、阳离子交换量、铵态氮、速效钾、有效磷等的变化。本文的主要结论如下:(1)FMBC对Cd(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,表明吸附过程以化学吸附为主;两种材料对Cd(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型,其最大吸附量分别为:95.23 mg/g(FMBC)>30.58 mg/g(BC)。(2)SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS分析结果表明:铁锰氧化物成功负载在了BC表面,且FMBC具有更大的比表面积(8.8030 m~2/g)和孔体积(0.0205 cm~3/g);吸附到FMBC中的Cd(Ⅱ)存在形式有,,和;FMBC吸附Cd(Ⅱ)后羧基和羟基下降,Mn Ox峰几乎消失,羟基和羧基与Cd(Ⅱ)形成络合物,锰氧化物与Cd(Ⅱ)形成沉淀;FMBC吸附Cd(Ⅱ)后出现Cd-O基团,并且和Cd O各占63.9 wt%和36.1 wt%。离子交换、沉淀、络合和阳离子-π键作用是FMBC吸附镉的主要机理。(3)添加FMBC后,土壤p H值从6.79增加至7.44,土壤阳离子交换量(CEC)从4.75 cmol/kg增加至17.20 cmol/kg。土壤酸性环境明显改善;同时,土壤中有机碳含量增加4.34%,土壤速效钾含量是空白对照的3倍。土壤有效磷和铵态氮无明显变化,有效态镉明显下降,下降幅度为7.24%-42.50%。镉形态分析结果显示FMBC处理组土壤中可交换态镉含量下降57.31%,铁锰氧化物结合态镉和残渣态镉含量分别增加了52.02%和76.48%。FMBC对土壤可交换态镉含量随培养时间增加下降幅度变大:90d(57.31%)>60d(32.42%)>30d(18.01%)。