生物炭作为一种有效的固碳和土壤重金属污染修复材料,越来越受到人们的重视。然而,生物炭颗粒,特别是纳米尺度的生物炭颗粒在运移过程可能携带着污染物移动,对地下水构成潜在的危险。本文首先通过苎麻杆制备苎麻生物炭并以纳米零价铁改性,将生物炭和改性生物炭通过机械球磨法制备纳米级的生物炭,探究纳米生物炭对镉的吸附性能,解析了纳米生物炭吸附镉的机制;其次通过柱实验研究在不同的理化条件下对纳米生物炭在异质介质中的运移行为,揭示了纳米生物炭在异质介质中的运移特征;最后通过研究纳米生物炭与镉在异质介质中的协同运移行为,阐明了纳米生物炭与镉在异质介质中的运移规律。本文研讨了纳米生物炭与镉在环境中运移行为的影响,对于生物炭的应用具有重要的理论和实践指导意义。（1）通过生物炭对镉的吸附研究结果表明:零价铁改性纳米生物炭（n ZVI-BC）对于Cd²⁺的吸附量44.64 mg g^-1大于纳米生物炭（MNBC）对Cd²⁺的吸附量40.82 mg g^-1。生物炭对于Cd²⁺的吸附属于快速吸附过程,且符合准二级动力吸附模型,纳米生物炭对Cd²⁺的吸附为物理-化学复合过程。MNBC与n ZVI-BC的Langumir方程拟合度（R>0.99）均明显高于Freundlich方程,说明MNBC与n ZVI-BC对镉的吸附过程为单分子层吸附。（2）通过探究不同理化条件下纳米生物炭在异质介质中的运移,发现增大流速和低离子强度对纳米生物炭的运移都有促进作用。MNBC在异质介质中的出流量要高于n ZVI-BC,同时因为粘土矿物本身的结构不同,使得其在异质介质中的滞留量从小到大依次为:纯石英砂<高岭土涂覆石英砂<伊利石涂覆石英砂<蒙脱石涂覆石英砂。（3）通过MNBC与n ZVI-BC对镉协同运移的研究表明:Cd²⁺在石英砂柱中单独运移时具有较高的迁移能力,但在粘土矿物涂覆的石英砂中运移能力受到减弱,利用不同类型的生物炭冲洗镉污染砂柱时,均对Cd²⁺具有促进释放进一步运移的作用,MNBC对Cd²⁺的促进作用要强于n ZVI-BC。根据MNBC及n ZVI-BC对镉协同运移实验发现,MNBC对于Cd²⁺的促进作用要强于n ZVI-BC。这是由于n ZVI-BC的Zeta电位高于MNBC,对Cd²⁺的吸附能力下降。另外不同类型的生物炭运移方式对于Cd²⁺的运移作用中,共同运移实验中Cd²⁺的出流量要高于冲洗污染砂柱的总出流量。这是因为共同运移时生物炭纳米颗粒占据了介质中吸附位点,有利于Cd²⁺的迁移。