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水体中的重金属会对水生系统以及人类健康造成严重威胁,吸附法是处理重金属废水的有效途径之一。生物炭具有多孔结构、丰富的表面官能团,是一种廉价易得的高效吸附剂。为了实现西藏地区生物质资源的高效利用,本文选用青稞秸秆和牦牛粪便为原料,对其组成成分和热解特性进行分析,并将二者按照一定的质量比例混合,在不同环境条件下,通过热解制备生物炭。采用元素分析、SEM-EDS、FTIR、BET、TGA等技术对生物炭理化性质进行表征分析,研究吸附条件对生物炭吸附重金属Cd效率的影响规律。并结合本研究及相关文献报道,基于机器学习理论,采用DT模型、GBDT模型、XGBoost模型和Stacking模型,依据生物炭的理化性质和吸附条件等预测生物炭对于各类重金属离子的吸附效率。主要研究结果如下:（1）青稞秸秆的碳含量、挥发性有机物、固定碳含量显著高于牦牛粪便,其纤维素含量是牦牛粪便的6.5倍,牦牛粪便中则含有更多的木质素。采用热重分析仪对青稞秸秆和牦牛粪便的热解特性进行分析,生物质热转化的适宜温度在360～590℃之间。（2）秸秆生物炭的碳含量较高、比表面积较小,粪便生物炭的阳离子交换量、灰分较高,表面官能团更丰富;在较高的热解温度下,生物炭的孔隙结构更丰富、比表面积增大、碳化程度和芳香化程度增加;而在不同环境压力下热解对生物炭性质影响较小。（3）共热解生物炭具有更明显的主体碳架结构,孔隙结构更丰富。在500℃下,秸秆和牛粪以1:1混合制备的生物炭比表面积最大为27.41 m2/g,阳离子交换量最高为62.03 cmol/Kg,O/C和（O+N）/C最高,分别为0.154和0.177。这些指标的值越大对吸附过程越有利,证明共热解有利于优化生物炭结构,提高生物炭吸附性能。（4）Cd2+溶液浓度为1.0 mmol/L时,生物炭对于Cd2+的吸附容量最大为16.40 mg/g;溶液p H为8时,吸附容量最大为18.78 mg/g;生物炭用量为0.80 g时,吸附容量最大为25.34 mg/g。生物炭对于Cd2+的吸附符合Freundlich模型,属于多层吸附。（5）机器学习模型预测结果显示Stacking模型的RMSE为0.0288,R2为0.9816,MAE为0.0185,拟合效果最好,均方根误差最小。溶液温度、初始浓度比、溶液p H值、生物炭的碳含量和阳离子交换量对于吸附效率预测结果的影响权重较大。