重金属污染物由于具有来源广泛,污染面积大等特点,已日益引起人们的重视。重金属污染土壤修复方法中,稳定/固定化技术由于具有经济有效,操作简单,适用范围广,可对污染土壤进行大面积修复等优点,被广泛应用于污泥、矿渣、沉积物及生活垃圾等固体废弃物中重金属的固化/稳定与重金属污染土壤的修复,但人们仍在不断寻求更加经济有效环保的重金属稳定剂。活性炭具有对环境友好、化学性质稳定、吸附性能优良等特点,已被广泛用于气相体系和液相体系的重金属吸附,而用于对土壤体系重金属的吸附比较少。活性炭对重金属的吸附性能主要依靠其表面孔隙结构和表面基团性质,后者提供的活性位点能够对重金属发生结合力较强的化学吸附。本文通过对活性炭进行表面改性以增强其表面化学性质,用于对含铅土壤的稳定化修复,探讨活性炭对铅的稳定机理。通过对商品活性炭(记为AC)进行硝酸氧化、氨气还原、赋硫改性三种手段分别制备出表面主要含O、N、S官能团的活性炭(记为OAC、NAC和SAC),利用Boehm滴定、元素分析、比表面孔径、FT-IR、XPS和零电荷点(pHP ZC)测定等分析手段对改性前后活性炭的理化性质进行了表征分析。结果表明,活性炭经过硝酸氧化改性后,比表面积增加27.06%,平均孔径基本不变,活性炭表面羧基(-COOH),酚羟基(-OH)等含氧官能团增加,其中羧基增加了27.60%;活性炭经过氨气还原后,比表面积增加了20.21%,平均孔径基本不变,活性炭表面引入了吡啶氧化物、吡啶和吡咯等基团;活性炭经过赋硫改性后,比表面积降低了34.60%,平均孔径基本不变,生成-SO3、S=O、O=S=O和砜等含硫基团。利用BCR连续浸提法分析改性活性炭对土壤中铅赋存形态的影响,发现改性活性炭对土壤中铅的吸附稳定效果由大到小为OAC>SAC>AC>NAC,添加质量分数为1%的OAC对含铅土壤进行处理,可使土壤中铅的残渣态含量从11.74%提高至49.42%,可交换态含量从75.27%降到25.33%。对添加活性炭的含铅土壤进行动态淋滤,发现OAC、SAC、AC和NAC都能够抑制土壤中铅的浸出,降低浸出液中铅的浓度,其效果由大到小为OAC>SAC>AC>NAC。为进一步研究活性炭对土壤中铅的生物有效性影响,以OAC和氨气改性生物炭(NBC)为添加剂,采用辣椒作为指示植物进行盆栽实验,分析辣椒各器官铅的分布以及种植后土壤中铅形态分布。分析结果显示,铅超过90%累积于辣椒的根部,添加活性炭使铅在土壤中可迁移性和生物有效性降低。Langmuir、D-R、Freundlich和Temkin四种模型可以用来描述OAC、SAC、AC和NAC对Pb(II)的等温吸附,拟二级动力学模型和Elovich模型(较高温度下)可用来描述这四种炭对Pb(II)的动力学吸附特性。对各模型参数的分析结果表明这四种炭对Pb(II)的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的过程,结合XPS分析技术对活性炭吸附铅前后的表面官能团结构以及铅形态的变化的分析表明活性炭通过表面改性引入的官能团(如-COOH、砜、吡咯等)参与对溶液中Pb(II)的吸附过程,强化了活性炭对铅的化学吸附作用。