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生物炭由于其性质和结构,多用于土壤重金属修复。但是,受到外界环境影响,生物炭性质可能受到影响,从而影响生物炭修复重金属的效率。本研究先将生物炭分别进行高温老化、冻融循环老化和自然老化,并利用扫描电镜(SEM-EDS)和傅立叶红外(FTIR)研究生物炭表面结构和组成的变化,通过等温吸附实验,对生物炭老化前后对Cd和Pb的吸附,研究老化作用对生物炭吸附重金属Cd、Pb的影响。再将新制备的生物炭分别饱和吸附Cd和Pb,将吸附重金属的生物炭进行高温老化、冻融循环老化、自然老化,使用TCLP提取法提取生物炭中的重金属,研究老化作用对生物炭吸附重金属的稳定性影响。最后将生物炭施入含有Cd和Pb的污染土壤中,将土样分别进行高温老化、冻融循环老化和自然老化,使用TCLP提取法提取生物炭中的重金属,研究老化作用对生物炭修复土壤重金属污染的稳定性影响。主要研究结果如下:(1)在老化作用下生物炭结构和元素组成组成均发生了变化。其中秸秆生物炭表面孔道结构并未发生显著变化,但是在高温老化和冻融循环老化后,秸秆生物炭表面出现破碎现象;生物炭表面的C含量减小,O含量增加,O/C比增加,而且呈现高温老化>冻融循环老化>自然老化的规律;秸秆生物炭表面含氧官能团发生了显著变化,羟基数量减少,但是C=O、-COOH、P-O、Si-O-Si增加,并出现了CoC键。浮萍生物炭表面蜂窝结构未发生显著变化,但是经过高温老化、冻融循环老化和自然老化后,浮萍生物炭表面蜂窝结构更为清晰;浮萍生物炭在冻融循环和高温老化的作用下,生物炭表面C含量减小,O含量增加,O/C比增加,且高温老化作用>冻融循环老化,但是自然老化对浮萍生物炭表面的O、C含量的影响不大;浮萍生物炭在高温老化作用下,-OH减少,同时-COOH、-C=O和P-O键增加,冻融循环老化使浮萍生物炭表面-OH增加,-COOH、-C=O和P-O键也增加,自然老化作用下P-O键增加,其余官能团无显著变化。(2)老化后,生物炭对重金属Cd和Pb的吸附能力均增强了,冻融循环老化、高温老化、自然老化后的秸秆生物炭对Cd最大吸附量分别增加了27.77%,60.65%,12.89%。冻融循环老化、高温老化、自然老化后的浮萍生物炭最大吸附量分别增加了32.67%,83.17%,15.97%。且Cd的最大吸附量均为高温老化>冻融循环老化>自然老化。冻融循环老化、高温老化、自然老化后的秸秆生物炭对Pb的最大吸附量分别增加了54.48%,44.67%,17.73%。冻融循环老化、高温老化、自然老化后的浮萍生物炭最大吸附量分别增加了53.69%,32.30%,15.77%。且最大吸附量均为冻融循环老化>高温老化>自然老化。(3)老化作用后,生物炭对重金属的吸附稳定性增强了,在三种老化条件下,秸秆生物炭和浮萍生物炭对Cd的吸附稳定性随着时间的增加而增强,高温老化、冻融循环老化、自然老化分别使饱和Cd的秸秆生物炭TCLP-Cd下降了49.23%、26.09%和18.58%;分别使饱和吸附Cd的浮萍生物炭TCLP-Cd下降了26.16%、21.25%、15.10%;均呈现高温老化>冻融循环老化>自然老化的规律,浮萍生物炭对Cd的吸附稳定性要强于秸秆生物炭。同时,秸秆生物炭和浮萍生物炭对Pb的吸附稳定性随着时间的增加而增强,高温老化、冻融循环老化、自然老化分别使饱和Cd的秸秆生物炭TCLP-Pb下降了75.40%、37.84%和13.65%;分别使饱和吸附Cd的浮萍生物炭TCLP-Pb下降了77.80%、68.74%、28.58%;均呈现高温老化>冻融循环老化>自然老化的规律,秸秆生物炭对Pb的吸附稳定性要强于浮萍生物炭。(4)老化作用增强了生物炭修复重金属污染土壤的稳定性。冻融循环老化使秸秆生物炭的TCLP-Cd下降了19.97%,TCLP-Pb下降了25.77%;高温老化使秸秆生物炭的TCLP-Cd下降了25.38%,TCLP-Pb下降了35.28%。冻融循环老化使浮萍生物炭的TCLP-Cd下降了33.32%,TCLP-Pb下降了10.12%;高温老化使浮萍生物炭的TCLP-Cd下降了40.87%,TCLP-Pb下降了22.39%,且均呈现出高温老化>冻融循环老化>自然老化。