土壤重金属污染是一个全球性的环境问题。据2014年《全国土壤污染状查询公报》显现，全国土壤无机污染物的超支点位数占悉数超支点位数的82. 8%，首要的无机污染物元素为镉、镍、砷、铜、汞、铅、铬和锌，其点位超支率分别为7. 0%、4. 8%、2. 7%、2. 1%、1. 6%、1. 5%、1. 1% 和0. 9%。土壤重金属会经过作物吸收和食物链传达等方法损害人体健康，因而，土壤重金属的修正与管理成为确保我国粮食安全的重要战略。土壤重金属的固化安稳化技能具有本钱较低，简略易操作，见效快，合适大面积推行的优势，在土壤重金属管理中具有无法代替的效果。

  生物炭是生物质能质料(包括植物根茎、作物秸秆、木屑、动物骨头、动物粪便等有机废物)经热裂解之后得到的一种富碳物质，具有比外表积大、阳离子交换量高、官能团丰厚、化学和生物学安稳性高级特色，能大大下降土壤中重金属的迁移性和生物有用性，是当时土壤重金属修正范畴的研讨热门之一。

  生物炭之所以能有用“降”住土壤中的重金属，在于它具有多种身手，最重要的包括阳离子–π效果、离子交换、络合反响、共沉积反响、氧化复原效果和静电吸附等。

  阳离子–π效果强度受生物炭外表芳香化程度的影响，π共轭芳香结构越丰厚，电子供应才能越强。生物炭的芳香程度随裂解温度的升高而增强，当裂解温度500 ℃时，生物炭的π共轭芳香结构更为丰厚。

  生物炭外表存在很多羟基、羧基等酸性官能团，这些官能团可提供H+与重金属离子进行离子交换。离子交换的实质为生物炭外表带负电荷基团与带正电荷的金属离子产生静电效果，归于非专性吸附，吸附才能会比较低。该反响通式可表达为：

  生物炭外表富含的羧基、磷酰基、羟基、硫酸酯基、氨基和酰胺基，它们中的氢、氮、氧、磷、硫可作为配位原子与重金属离子配位络合，其间参加外表络合的官能团首要是含氧官能团，尤其是羧基和酚羟基，其反响通式可表达为：

  静电吸附在生物炭吸附重金属机理中占比小于化学沉积。与生物炭产生静电吸附的重金属离子遭到环境pH值的影响。当介质pH大于生物炭的零电荷点时，生物炭外表带着负电荷，可与带正电荷的重金属产生静电吸附效果; 当介质pH小于生物炭的零电荷点时，生物炭则与带负电荷的重金属产生静电吸附效果，详细反响机制为生物炭外表的羧基、羟基等官能团与H+产生质子化效果，构成带正电的官能团–OH2+、–COOH2+，它们再经过静电效果与带负电荷的重金属结合。氧化复原效果

  生物炭还可经过影响土壤氧化复原电位来改动重金属的溶解度和价态，使其产生沉积或下降其生物毒性。例如，在Cr污染土壤中增加生物炭可将Cr(Ⅵ)复原为Cr(Ⅲ)下降Cr的生物毒性。

  正是因为生物炭具有以上“吸金”，因而成为一种在重金属管理方面具有巨大潜力的新式有机吸附资料。并且，生物炭的广泛应用还有望处理我国工农业废弃物资源化再利用问题。