我国矿区土壤由于采矿和工业废物处理等人类活动遭受到严重的重金属复合污染,其中砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）是主要污染物,可通过直接或间接接触对人类的生命健康造成严重威胁。因此,开发这三种重金属的同步修复技术和方法十分迫切。本文采用一步合成法制备了镁铝改性生物炭（MABs）,并将其应用于甘肃矿区土壤中As、Pb、Cd的同步修复,探究了合成温度、降雨以及老化时间对As、Pb、Cd修复性能的影响,并成功揭示其同步修复机理。本研究结果证明MABs具有良好的应用前景,也为矿区土壤中As、Pb、Cd的同步修复提供了理论依据,主要结论如下:（1）通过一步合成法在不同煅烧温度下（300℃、500℃和700℃）制备了MABs,扫描电镜-能谱（SEM-EDS）结果表明Mg、Al元素成功附着在生物炭表面,X射线衍射（XRD）结果表明其主要存在形式为镁/铝氢氧化物（Mg/Al-OH）和镁/铝氧化物（Mg/Al-O）,Mg/Al-OH随着煅烧温度升高逐渐转变为Mg/Al-O,N2吸附-解吸结果说明煅烧温度的升高导致MABs的比表面积和孔体积增大。（2）通过优化材料合成条件,确定生物质与去离子水的最佳比例为1:60（m:v）;材料最佳投加量为2%（wt）;500℃制备的MABs（MAB 500）对As、Pb、Cd综合修复效果最好,修复效率分别约为50%、97%、66%。草酸抑制As、Pb、Cd的修复;腐植酸同样抑制Pb的修复,对Cd的修复表现为促进,对As的修复无影响。单一与复合污染修复效果表明,As-Pb、Pb-Cd表现出相互促进,As-Cd表现出相互抑制。动力学和表征结果揭示材料对As、Pb和Cd的修复机制主要包括静电吸引、沉淀/共沉淀、表面官能团络合和离子交换。（3）通过模拟不同pH（pH=4、7、8）条件下降雨淋溶实验发现,MAB 500抑制了土壤中As、Pb、Cd的纵向迁移。MAB 500处理组淋出液中As和Cd的浓度分别降低了 34-86%和21-28%;淋出液中As的累积释放最适模型由一级动力学模型变为更复杂的双常数速率模型,说明MAB 500限制了 As在土壤中的迁移;与对照组相比,处理组中更多As、Pb、Cd被锁定在表层土壤。（4）通过评估MAB 500对三种重金属的修复效果发现,处理后As、Pb、Cd的浸出毒性浓度均降到标准规定限值以下,且从可交换态转变为更稳定的碳酸盐结合态和残渣态。干湿循环28次后MAB 500对As、Pb、Cd的修复效果比循环7次后降低了 17-28%,而冻融循环28次后MAB 500对三种重金属的修复效果比循环7次后增强了 11-18%。MAB 500在以上过程中均被氧化且晶体结构转变为水滑石结构。