1. 研究目的与意义
随着矿产开采、冶炼等工业活动以及污水灌溉、施用污泥和劣质化肥等农业活动的进行，有害重金属不断进入土壤环境中，对农田、菜地等造成污染。生物炭是在缺氧或者无氧的条件下对生物质进行热解，生成的含有丰富空隙、含碳量高无污染的固体产物。生物炭在污染土壤修复、减少污染物的生态危害、废弃生物质资源化等方面表现出巨大的潜力。甘文君[1]等人发现，生物炭施加入土壤中会使土壤的ph显著上升并对污染土壤有稳定化作用，其中对铬作用最大，铜和镍次之，而对锌几乎没有影响。对于金属总量来说，添加生物炭能明显稳定土壤中的金属使得金属的残渣态含量较大。
张千丰，王光华[2]发现向土壤中施加生物炭能减小土壤的抗张力强度和土壤密度，而抗张力减小能使种子易发芽，土壤密度减小有利于土壤保持更多的水分、空气和养分。生物炭混施n、p、k 肥能够提高土壤盐基离子的饱和度，从而能提高土壤的ph 值。他们还发现土壤的cec与生物炭施加量呈正比，即生物炭在生物和非生物的作用下氧化产生诸如羧基等类的官能团，使生物炭的电荷量或cec 增大，从而土壤的cec 显著增大[3]。除此以外，生物炭对土壤的腐殖质含量、土壤呼吸、土壤微生物等都有一定的影响。王萌萌、周启星[4]也发现生物炭能增加土壤的ph、cec和有机质含量，并且能降低重金属带来的生态危害。他们还发现生物炭对有机污染物表现出强烈的吸附，可以对它们的环境行为产生强烈影响。刘国成[5]发现花生壳生物炭和中药渣生物炭对铅的吸附由多种化学作用共同决定的，吸附机制主要包括：含氧官能团络合作用、pb2 -π作用和共沉淀作用。生物炭吸附剂制备成本较低，在完成吸附后不必活化，直接合理处理即可。生物炭对铅的吸附具有很好的稳定性，可作为修复剂原位修复重金属污染土壤。曾爱、廖允成、张俊丽[6]等认为，施用较多的生物炭有利于提高土壤含水量、土壤有机碳和速效钾含量，但在生物炭施加较少时，土壤碱解氮和有效磷含量显著增高。可能是因为高生物炭量增加了土壤的孔隙度和土壤团聚体的形成，从而显著增大土壤比表面积，使得土壤保水能力提高。
上述反映的都是生物炭对土壤环境的影响，基本都提到了生物炭能提高土壤的ph和cec并能降低重金属的活化量起到稳定重金属的作用。而这一作用主要是通过生物炭的吸附和其中官能团的络合作用完成的。生物炭作为一种由废弃生物质制得的材料，其原料来源广泛，容易制得成本较低，并且有较好的重金属稳定性和提高土壤ph和cec以及增加土壤含水量和养分含量的能力。因此，生物炭可以被用来作为一种较为低廉的土壤修复剂。然而生物炭并不是一成不变的，当生物炭施加到环境中时便会受到环境因素的影响。这可能使原本生物炭吸附的污染物再次释放到环境中造成二次污染。因此，选择生物炭吸附后铅的再迁移的影响因素这一课题，以探究生物炭修复后影响污染物再迁移的的因子和其影响的程度，最终为更好地使用生物炭修复工作服务。
2. 研究内容和预期目标
现阶段对生物炭的研究主要有两方面：一是生物炭本身对环境的影响，主要体现在生物炭颗粒在土壤介质中的迁移机理和影响过程的研究；二是生物炭中污染物在环境中的迁移，主要体现在重金属、有机污染物被生物炭吸附后在环境中的迁移转化的过程和机理的研究。
生物炭可改变土壤中重金属形态，来降低重金属的生物可利用性。生物炭对铅的吸附具有很好的稳定性，可作为修复剂原位修复重金属污染土壤。但污染场地修复后土壤环境会发生改变，可能引起已固定重金属的再次活化。本课题通过生物炭对重金属pb的吸附解吸实验，研究生物炭修复后pb的再迁移行为及关键驱动因子。
主要的研究内容有：
3. 研究的方法与步骤
1.生物炭表征，拟采用以下方法：
（1）元素分析仪法
（2）贝母滴定法
4. 参考文献
[1] 甘文君,何跃,张孝飞,张胜田,林玉锁. 秸秆生物炭修复电镀厂污染土壤的效果和作用机理初探[j].生态与农村环境学报,2012,28(3):305-309.
[2] 张千丰,王光华. 生物炭理化性质及对土壤改良效果的研究进展[j].土壤与作物,2012,1(4):219-226.
[3] cheng c h,lehmannj,thies j e,et al. oxidation of black carbon through biotic and abioticprocesses [j]. organic geochemistry,2006,37 ( 1) : 1477-1488.
5. 计划与进度安排
（1）2022年2月1日~2022年3月1日 接受毕业设计任务书，查阅资料，撰写开题报告，完成外文翻译，形成初步的实验方案。
（2）2022年3月2日~2022年3月27日 确定实验方案。
（3）2022年3月28日~2022年5月10日 开展相关实验，编写毕业论文初稿。
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