利用农业剩余物等生物质材料吸附去除水中铅（Pb）、镉（Cd）等重金属污染物具有材料来源广、成本低、操作简单等优点,是当前重金属污染修复的研究热点之一。但是,如何提高吸附去除效率、如何安全处置吸附重金属后的生物质材料是制约该技术推广应用的两个主要问题。为此,本文选用水稻秸秆、花生壳、芹菜等生物质为原料,首先以提高对Pb和Cd的吸附为目标,将生物质热解制备生物炭,研究了生物炭对Pb和Cd的吸附性能,探讨了吸附机理;其次以安全处置吸附重金属后的生物质为目标,分别采用直接热解和磷酸盐预处理后热解等方法,尝试将吸附Pb和Cd后的生物质转化为稳定的热解炭,同时将重金属固定在热解炭中。主要研究结果如下:花生壳和水稻秸秆生物炭对Cd²⁺的吸附性能较高,采用Langmuir模型拟合得出的最大吸附容量(Q_max)分别为13.3 mg/g和15.8 mg/g。根据XRD、FT-IR和SEM-EDX分析,生物炭对Cd²⁺的吸附以沉淀作用为主,且生物炭中的酸溶组分（AS）对Cd²⁺的吸附占主导地位。研究了花生壳和水稻秸秆生物质对Cd²⁺的吸附,然后将吸附Cd²⁺后的生物质采用热解处理以固定其中的Cd。研究结果表明,直接热解处理可以显著降低Cd的浸出率（TCLP法）和提取率（DTPA法）,提高Cd的稳定性。采用磷酸盐以摩尔比为n[PO₄^3-]/n[Cd²⁺]=5:1和10:1预处理含Cd生物质,可以将热解炭中Cd回收率提高至90%以上,DTPA提取率可降至1%以下。Tessier连续提取分析结果表明,磷酸盐预处理后热解炭中Cd的赋存形态向更稳定的有机物结合态和残渣态转化,XPS分析结果表明其中形成了稳定的C-O-P或C-P键。芹菜生物炭中含有大量的K、Ca、Na、Mg金属元素,对Pb²⁺的最大吸附容量(Q_max)可以达到304 mg/g,高于文献报道的其它生物炭。通过水洗、酸洗分离出生物炭各组分,发现芹菜生物炭的水溶部分对吸附Pb²⁺的贡献比例达到60%,结合XRD、SEM-EDX和FT-IR分析发现,芹菜生物炭对Pb²⁺的吸附主要由于沉淀作用。芹菜生物质对Pb²⁺的最大吸附容量(Q_max)达到132 mg/g。直接热解吸附Pb²⁺后的芹菜生物质可以将Pb的DTPA提取率由68.1%降至29.3%,采用磷酸盐预处理后热解可以进一步将DTPA提取率降至2%以下。Tessier连续提取分析结果表明,磷酸盐预处理后热解炭中Pb的赋存形态向有机物结合态和残渣态转化,XRD分析结果表明其中形成了稳定的磷酸铅类物质。