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  水体和土壤是人类赖以生存的重要自然资源，但是近年来由于人类的过度开发和污染，许多污染物质进入水体和土壤，包括重金属污染。重金属污染主要来源于金属矿资源的不合理开采和冶炼排污、电镀排污等化工产业，还有农业上的大量化肥农药的过度使用，都造成了水体和土壤中的重金属含量超标[1-2]。这些重金属会随着水/土壤-水/土壤生植物-动物/鱼类-人生物链循环最终进入人体内，人体内重金属含量超标最直接的影响是神经系统，已经有研究证明，铅含量超标会造成老年痴呆发病率上升，铝超标可能造成新生儿智力障碍，而汞超标直接导致更严重的生命危险[3-4]。

针对水体重金属污染的治理修复技术发展较早，早先利用稀释法或换水法减轻已经被污染的水体浓度，但是这种方法治标不治本。后来有发展起来较为常用的吸附法，利用金属螯合、离子吸附、离子交换等原理，清除水中过量的金属离子。先进的治理技术是生物修复，利用藻类、鱼类、水生细菌等生物本身代谢特点，优化水体质量，是一种新兴技术，但未得到广泛应用。和水体污染的治理手段类似，土壤重金属污染可以在原有土壤上填铺新土或者直接换土，但是不能治理根本原因。常用的是生物炭等吸附剂进行吸附固定，还可以利用微生物、苔藓类、草本地被等方法进行生物修复，需要的时间周期比较长；比较特殊的是生物修复可以采用农作物因地制宜种植，或者农作物轮作的方式，但是这些农作物是否还具备食用价值值得探讨[5-7]。

重金属的吸附法是指利用一些多空结构的吸附材料，将重金属吸附，多用于水中重金属的清除。常见的吸附剂有活性炭，活性炭的优势是价格低廉，吸附能力较强，属于性价比较高的吸附剂，但是活性炭几乎不能重复利用，再生效率低，应用中受到一定的限制。随着环保理念的深入和生物炭研究技术的进步，很多改性的矿物材料，甚至废弃的农作物、污泥、动物粪便都能进一步加工制成重金属吸附剂材料。例如海泡石、贝壳粉、秸秆发酵物等。生物炭与活性炭相比来源广泛，不需要煤、化学燃烧等原材料，生产成本低，不仅有良好的吸附能力，而且废物利用，减少环境污染。

由上述简单总结我们可以知道，对于环境的重金属污染，吸附技术是最常用的治理技术之一，操作简便，节省人力物力成本。生物炭（biochar）吸附是吸附手段之一，生物炭原材料是含炭资源，可以是农作物秸秆、海洋废弃物贝壳，还可以是畜牧业废弃物粪便，经过缺氧高温的煅烧，碳化形成生物炭[8-9]。因生物炭的生产利用过程变废为宝，优良的生物炭具有丰富的孔隙结构和比表面积，表面能高；表面层结构的羧基、羰基等集团增强了吸附力、生物安全性高；生物炭表面还带有大量的负电荷，能吸附带有正电荷的金属离子，近年来被许多研究者和环境工作者采用。

我国幅员辽阔，自古以来就以农耕畜牧为主要产业，而畜牧业产生的粪便具有很大的应用价值，比如用作绿色肥料、制备沼气、来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766 作为燃料等等[10]，而牛粪由于产量多，占可利用废物的较大比例，有很大的潜力开发成生物炭变废为宝。蚯蚓发酵作为畜禽粪便资源化利用的技术之一，也普遍被人们所利用[11]。利用蚯蚓对畜禽粪便粪进行充分处理后即可获得相应的蚓粪，有研究表明，蚯蚓粪具有多孔性、表面积大、吸附能力强等特点，可对水或土壤中重金属离子如Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+等进行吸附、富集等，有效降低土壤中重金属的含量，对水土溶液中重金属溶液污染控制具有重要的参考价值[12-13]。本课题以牛粪、蚓粪极其生物炭为研究对象，探究不同温度和质量浓度下，这四种吸附材料对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+重金属离子的吸附特性差异。