底泥是水生生态系统的基本要素,也是重要的内污染源。在一定条件下底泥中的污染物可以通过解吸、溶解、生物分解等作用,向水体释放各种污染物,是水体二次污染的重要来源,对人类健康和环境构成严重威胁。因此,治理污染底泥也是河流、湖泊等水体污染综合治理的重要途径之一。底泥原位修复技术由于投资小、操作容易、不易产生二次污染等优点,成为解决水体沉积物污染的一个重要方向。采用固定的方法阻止污染物从底泥向水体迁移,是实现底泥原位修复的重要途径之一。本文采用ICP-MS、HPLC、FTIR、SEM等技术手段,研究了有机质、pH值、磺胺甲恶唑(SMX)等对底泥吸附解吸镉(Cd)的影响,比较了两种生物质炭对Cd和SMX的吸附能力的差异,在此基础上,探讨了生物质炭对底泥吸附和固定Cd和SMX的影响。取得的主要研究结果如下：1.采用批量平衡法研究底泥Cd吸附解吸的特性,以及有机质、溶液pH值和磺胺甲恶唑(SMX)三种因素对底泥Cd吸附解吸的影响。结果表明,Freundlich(R2=0.91)比Langmuir模型(R2=0.64)更适合用于描述底泥对Cd的吸附过程,表明底泥对Cd的吸附位点是异质的。根据Freundlich模型参数推断,自然风干底泥(RS)对Cd的吸附容量(Kf=457.05L/kg)高于去有机质底泥(RS)(Kf=359.13L/kg),且有机质的存在有效减少了Cd从底泥上的解吸量,表明有机质对底泥固定Cd非常重要。底泥对Cd的吸附量随着溶液pH值的升高而增加,解吸量随之降低,这表明,高pH值有利于底泥对Cd的固定,低pH值则会促进底泥中Cd的释放。磺胺甲恶唑(SMX)的存在显著抑制底泥对Cd的吸附,并促进Cd从底泥上的解吸,这意味着复合污染条件下,底泥中Cd的环境风险将有所提高。2.采用批量平衡法,研究了再力花(Thalia dealbatar)生物质炭(TD600)和水稻秸秆生物质炭(RS400)去除溶液中Cd和SMX的能力。相比Freundlich, Langmuir模型更适合用来描述RS400和TD600对Cd和SMX的吸附过程,表明生物质炭对Cd和SMX的吸附位点为均质。两种生物质炭对Cd和SMX的吸附显著不同,RS400对SMX的最大吸附量远高于TD600,而TD600对Cd的最大吸附量高于RS400。复合条件下,镉的存在显著促进了两种生物质炭对SMX的吸附,而SMX的存在对Cd的吸附没有显著影响。热力学参数显示,Cd和SMX在RS400和TD600上的吸附均为自发性物理过程。在pH3-9条件下,Cd在RS400上的吸附随着pH的增加先增加后降低,最大吸附值出现在pH5,而TD600对Cd的吸附受溶液pH的影响没有RS400明显。随着pH的升高,RS400对SMX的吸附逐渐降低,而TD600对SMX的吸附量呈现先升高后降低的趋势。生物质炭的粒径对SMX的吸附有显著影响,均以d250对SMX的吸附量最大,而对镉的吸附没有影响。结合SEM和FTIR技术分析,我们推测生物质炭对Cd的高吸附量可能是由于沉淀作用和表面络合物的形成,而RS400对SMX的吸附能力强于TD600,主要由于其具有更大的SA,更高的O/C比和更多的含氧功能团。3.采用连续淋洗法研究了添加生物质炭对底泥固定Cd和SMX的影响,结果显示,不同生物质炭添加比例(0%、2.5%、5%和10%)条件下,底泥中添加5%RS400生物质炭对溶液中污染物的去除效果最优。相比高浓度污染物水平,底泥中添加5%RS400后对低浓度污染水平下Cd和SMX的去除效率最高。淋洗实验结果表明,添加5%RS400对污染底泥中的Cd的固定效果非常显著,优于SMX。这可能因为生物质炭对Cd的吸附即有外表面又有内部微孔,而SMX的吸附只有外表面,从而较易被洗脱。研究结果表明,RS400能有效强化底泥固定重金属和抗生素污染物,在底泥修复中具有很大的应用潜力。