a等元素含量高于原始生物质材料10。陈再明等11使用限氧裂解法在100～700℃温度下制备了秸秆生物炭，结果表明，水稻秸秆生物炭的灰分组分含量非常高，造成秸秆生物炭中的有机碳含量相对比较低；炭化温度越高，芳香性越大，非线性越强。图1为水稻秸秆生物炭在电子显微镜下的表面形态，图2为水稻秸秆生物炭中各元素的能谱。
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122生物炭的pH吴诗雪等12通过试验测定污泥和水稻灰分的含量变化，得出的结论是生物炭表面含有丰富的碱性阳离子（K、Ca、Na、Mg），并且具有较高的水溶性，导致污泥和水稻秸秆生物炭具有较强碱性。侯艳伟等13将生物炭添加到郴州和龙岩土壤中，结果土壤的pH显著提高，偏酸性的龙岩土壤pH提升幅度较大，可见生物炭的pH呈碱性。在植烟的土壤中施入一定量的生物炭可以显著提高土壤有机碳的含量，提高酸性土壤pH，从而改良土壤14。将酒糟生物炭添加到四川平原的水稻土壤中，不但提高了土壤pH，还降低了土壤可交换重金属含量，促进了重金属转化为残渣15；并且随着热解温度的升高，生物炭的pH也增加16。偏碱性或中性的土壤不宜施用生物炭肥料，那会造成土壤板结、肥力下降；但偏酸性的土壤可以适量添加生物炭以调节土壤pH水平。
123生物炭的比表面积、持水性通过图1观察到，生物炭的表面含有较多疏松多孔的结构，这些多孔结构共同组成了生物炭的比表面积。生物炭的比表面积与热解温度有关，温度越高，有机碳的含氧官能团分解就越多，形成更多的孔隙结构，因此增大了比表面积。生物炭由于具有较多的孔隙结构，且表面化学结构稳定，为微生物的生存和重金属的吸附提供了良好的环境，增加了细菌的多样性17，对于水分的保持有一定的作用；生物炭孔隙还可以吸附储存养分，使营养缓慢地释放到土壤中，提高养分的利用率，进而影响植物的生长发育。
2土壤重金属污染的现状
根据2015年《中国耕地地球化学调查报告》，全国被污染的耕地约760万hm2，占调查耕地面积（调查量占全国耕地面积的68）的82，其中重金属中重度污染或超标的覆盖面积233万hm2，主要分布在南方的一些地区。在工业加快发展的背景下，大量工业废弃物和工业肥料进入土壤，产生了一系列的环境污染问题，土壤和地下水均有不同程度的污染，近几年出现的一系列蔬菜中残留化学农药、大米的重金属含量超标等问题直接威胁到人类的健康和生命，因此土壤重金属污染问题亟待解决。但是据统计，中国每年受土壤重金属污染的粮食有1200r