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营养废水和重金属废水是当前世界面临的两大废水体系,目前传统的处理方法较多,典型的处理方法为电解法、物理化学法和离子交换法。吸附法作为一种常见的处理方法,因其具有高效处理、操作简单和可回收利用以及能够对多种污染物进行有效吸附等优点,符合当前推行的绿色可循环理念,广大科研工作者积极投身到吸附法的研究领域。近年来,生物炭（Biochar）作为一种多孔吸附材料,受到众多研究者的关注,它是一种含碳量高,同时兼具有大量官能团的限氧热解产物,由于其原料来源广泛,常见的植物秸秆、动物粪便以及污泥等均可作为制备生物炭的原材料,而且制备成本低廉和再生性强,因而具有较好的应用前景。本研究采用氯化镁（MgCl2·6H2O）以湿式浸渍法通过浸渍改性制备6种载镁生物炭,分别为香蕉秸秆生物炭（Banana straw biochar,简称BSB）、木薯秸秆生物炭（Cassava straw biochar,简称CSB）、芋头秸秆生物炭（Taro straw biochar,简称TSB）、油茶果壳生物炭（Camellia oleifera shell biochar,简称CFSB）、玉米秸秆生物炭（Maize straw biochar,简称CSB）和杉木秸秆生物炭（Chinese fir straw biochar,简称FSB）,以氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）和重金属（Cd（II）、Cr（VI））为去除目标,利用吸附动力学方程和吸附等温模型对吸附过程进行探讨,采用扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）、X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外分析（FTIR）、X光电子衍射（XPS）、比表面积（BET）、高分辨率透射电镜（HTEM）等表征手段对吸附机制进行深入探究。本研究所制备的6种载镁生物炭具有良好的结晶情况,通过XRD分析得出颗粒物主要以MgO和Mg2（OH）3Cl·4H2O为主要晶体成分附着在生物炭表面,由FTIR分析确定6种生物炭具有相似的官能团,表面富含羟基、酚羟基和芳香环等。根据Image J统计得到BSB、FSB、MSB、CFSB、TSB和CSB的平均粒径分别为33.30 nm、6.44 nm、9.47 nm、3.27 nm、6.70 nm和5.46 nm。生物炭吸附NH4+-N和TP实验结果表明,准二级动力学方程和Langmuir模型能更好地描述6种生物炭对NH4+-N和TP的吸附过程,近似为单分子层的化学吸附。BSB等6种生物炭对离子的吸附是多步骤的过程,包括表面吸附和颗粒内扩散过程;对NH4+-N和TP吸附效果最佳的分别是CSB和BSB,理论饱和吸附量分别达到24.04 mg/g和31.15 mg/g。对载镁量、总孔容、平均孔径进行相关性分析表明:载镁量对NH4+-N和TP的吸附量表现为极强相关;总孔容对NH4+-N和TP的吸附量表现为极强相关和中等程度相关;平均孔径对NH4+-N和TP的吸附量表现为弱相关和极强相关。通过FTIR、XRD、SEM-EDS和BET分析以及生物炭溶液pH和pHPZC结果得出,生物炭对NH4+-N的吸附主要由离子交换、络合沉淀和官能团作用主导,生物炭对TP的吸附主要由静电引力和络合沉淀作用主导。生物炭吸附Cd（II）的实验结果表明,6种生物炭对Cd（II）的吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir模型,BSB、CSB、FSB、CFSB、MSB、TSB对Cd（II）的理论饱和吸附量由Langmuir模型计算所得,分别为333.33 mg/g、238.10 mg/g、75.19 mg/g、96.15mg/g、66.23 mg/g、185.19 mg/g。通过SEM-EDS、FTIR、XRD、XPS和吸附贡献结果得出:对于BSB和CSB,矿物沉淀和阳离子交换的总贡献量占总吸附量的92.40%和77.89%,Cd-π作用和官能团络合的贡献量之和仅占总吸附量的7.60%和22.11%;对于CFSB和TSB,Cd-π作用吸附贡献分别占据59.96%和50.43%,离子交换、矿物沉淀和官能团络合占比分别为13.45%、19.19%、10.41%;34.44%、8.86%、6.27%;对于FSB和MSB,各吸附机制较为均匀,矿物沉淀和离子交换贡献量之和分别为58.18%和57.07%。综合6种生物炭对Cd（II）的吸附机制,Cd-π作用、离子交换、矿物沉淀和官能团作用综合控制吸附过程,其中矿物沉淀和阳离子交换作用占主导地位。生物炭吸附Cr（VI）的实验结果表明,6种生物炭对Cr（VI）的吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir模型,近似为单分子层的化学吸附,BSB具有最大的吸附量,高达125.00 mg/g,这可能得益于BSB较大的比表面积和丰富的官能团。通过XRD分析,对比标准粉末联合会卡片库得出CFSB、CSB、TSB、FSB和MSB吸附Cr（VI）后镶嵌在生物炭表面的配合物主要以MgCrO4·7H2O的形式出现,而BSB则主要以Cr（OH）3的形式出现。通过SEM-EDS、FTIR、XRD表征,综合分析得出:静电引力、官能团键合和络合作用是生物炭吸附Cr（VI）的主要机制。