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重金属和多环芳烃是土壤中广泛存在的持久性有毒污染物,可在作物中累积并通过食物链给人类健康造成危害。而生物炭具有高含碳比、多孔结构、巨大的比表面积以及丰富的养分等特点,这使得生物炭具备良好的环境污染修复潜力和农用价值。目前关于生物炭对重金属和多环芳烃污染土壤的修复研究引起了国内外学者广泛的关注。通过研究探明生物炭对重金属和多环芳烃复合污染土壤修复效果的影响具有十分重要的意义。本研究以小麦、玉米、大豆、棉花和茄子秸秆为原材料制得的生物炭作为土壤重金属镉（Cd）和多环芳烃芘复合污染土壤修复材料,通过性质表征和对比不同原料生物炭对土壤中Cd和芘的吸附效果,选取性能更好的生物炭材料,探究其对Cd和芘纵向迁移行为的影响。通过模拟培育试验,研究生物炭对Cd-芘污染土壤特性的影响,比较不同生物炭材料对污染土壤理化性质和土壤Cd生物有效性的影响,并开展生物炭对植物修复Cd-芘复合污染土壤影响的盆栽试验,明确生物炭对植物去除和吸收土壤Cd和芘的影响特征。此外,还通过高通量测序技术分析生物炭在修复污染土壤过程中所引起的微生物群落变化特征。主要研究结果如下:（1）生物炭性质表征。制得的小麦秆炭（WSB）、玉米秆炭（MSB）、大豆秆炭（SSB）、棉花秆炭（CSB）和茄子秆炭（ESB）5种生物炭均表现为碱性,红外光谱显示5种生物炭表面官能团种类大致相同,均含有羟基、羧基、醇羟基等含氧官能团,而且具有高度芳香结构,X射线衍射图谱发现WSB和ESB生物炭中有碳酸钙的特征峰。分析5种生物炭的比表面积及孔结构,得出ESB生物炭BET表面积最大,且孔结构发达。通过扫描电镜观察和元素组成分析,ESB孔隙直径最大,大孔隙数量最多,且含有较高比例的K、Ca和Fe等营养元素。生物炭对土壤Cd和芘的吸附试验得出,在Cd和芘浓度为16.8 mg·kg-1与71.04 mg·kg-1条件下,WSB、ESB生物炭对于土壤中Cd和芘具有较好的吸附效果,其中ESB生物炭效果最优,经过60d培养,ESB对Cd和芘的吸附值分别达到69.57 mg·kg-1、104.62 mg·kg-1,使土壤中Cd和芘含量分别降低达20.9%、24.4%。（2）生物炭对Cd-芘复合污染土壤特性及污染物纵向迁移的影响。生物炭可提高Cd-芘复合污染土壤的p H值、电导率和养分含量,并且5种生物炭均使土壤中有效态Cd含量显著降低,施用CSB和ESB下降幅度最大,分别可达到14.7%和16.3%。土柱淋溶试验得出,在淋溶动力下土柱内Cd总量明显减少,部分Cd迁移出土柱。施用生物炭可稳定Cd污染土层,抑制土壤Cd的纵向迁移,生物炭在3%投加量下对土壤Cd迁移的抑制作用更为明显,在60%的淋溶量下生物炭可将93.8%的Cd保留在土柱内。芘被土壤或生物炭吸附后能够稳定在土层之中,在土柱内纵向迁移现象不明显。（3）生物炭对植物修复Cd-芘复合污染土壤的影响。在Cd浓度(16.8mg·kg-1)和芘浓度(71.04 mg·kg-1)污染土壤中,生物炭在3%投加量范围内能够促进黑麦草生长,而在5%投加量时会产生抑制作用。生物炭对黑麦草去除土壤Cd和芘的效果随生物炭添加呈先增加后减小趋势,在生物炭投加量3%及黑麦草种植密度为13.5 mg/cm2条件下,土壤Cd和芘的去除率最高可分别达到22.78%、86.66%。生物炭对黑麦草吸收Cd和芘会产生影响,黑麦草内Cd浓度随生物炭投加量增加而减少,芘浓度随生物炭投加量呈先增加后减少趋势。（4）生物炭对污染土壤微生物群落特征的影响。Cd-芘能够使土壤微生物群落丰富度降低,使原始土壤微生物群落结构产生明显的变化,生物炭的输入对土壤微生物群落丰富度有显著的提高作用,并能够减少Cd-芘污染物对土壤微生物结构变化的影响。Cd-芘致使土壤微生物在门、科和属的水平上优势菌的相对含量均有所减少,其中鞘氨醇单胞菌属下降近17.9%,芽单胞菌属下降近20%,而施用生物炭能够使耐Cd菌和高效降解芘菌鞘氨醇单胞菌的相对含量提高近8%,另外,生物炭可使植物根际芘降解菌绿脓杆菌属和肠杆菌属相对含量分别提高近159倍与414倍,为促进植物修复芘污染土壤可提供有利条件。