生物质炭（biochar）致密的孔隙结构和表面特性有利于水体重金属吸附、络合或形成碳酸盐等沉淀,降低污染物有效态浓度和毒性,是水体重金属污染修复领域的热点材料,对其表面改性有助于提高对重金属的吸附性能。本研究选取病死猪炭作为供试生物质炭,并进行硝酸和超声改性,对比分析改性前后,猪炭基本性质、元素含量、比表面积及孔隙、表面官能团等的变化;将猪炭和改性猪炭作为吸附材料,选取Pb²⁺和Cd²⁺作为目标离子,通过批量吸附实验,考察pH、时间、吸附剂投加量、温度及离子初始浓度对吸附性能的影响,采用Largenren准一级、准二级动力学方程、颗粒内扩散方程,Freundlich和Langmuir等温吸附方程,以及热力学方程进行拟合,探究了生物质炭吸附Pb²⁺和Cd²⁺的机理。主要研究结果如下:（1）猪炭呈强碱性（pH>10）,CEC、灰分（>50%）和P（>7%）含量较高,含Ca、Mg、K等离子,中大孔隙丰富,成年猪炭pH和CEC高于幼年猪炭,幼年猪炭表面积更大,硝酸改性降低了生物质炭CEC、pH和碱度,超声改性减少了CEC含量。硝酸改性降低C、S含量,增加N、H、O、P和灰分含量,超声改性增加猪炭C、N、P含量,减少了H、O和灰分含量。硝酸改性后H/C与（O+N）/C增大,稳定性减弱,芳香化增强,极性减小,硝酸和超声改性降低了其比表面积和孔容,增加表面无机盐含量和羧基、酚羟基等含氧官能团,超声改性猪炭表面官能团变化较硝酸改性小。（2）生物质炭吸附Pb²⁺和Cd²⁺的过程符合准二级动力学模型,成年猪炭、幼年猪炭、硝酸改性猪炭、超声改性猪炭对Pb²⁺的吸附速率为0.0038、0.0037、0.0043、0.0038 g×mg^-1×min^-1,对Cd²⁺的吸附速率为0.0091、0.0331、0.0074、0.0110 g×mg^-1×min^-1,吸附为表面化学吸附配位过程,颗粒内扩散模型表明反应为快速吸附、穿透液膜、粒内扩散平衡三个步骤,且颗粒内扩散并不是该吸附反应进行唯一的控速步骤还包括膜扩散的控制。以上四种生物质炭在离子不同初始浓度下对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,Langmuir模型拟合度更高,对Pb²⁺最大吸附量为81.30、77.52、90.09、81.30 mg×g^-1,对Cd²⁺最大吸附量2.72、2.68、3.15、2.76 mg×g^-1。吸附Pb²⁺和Cd²⁺的过程以表面的化学吸附为主,硝酸改性猪炭对Pb²⁺吸附量提高了1.1倍,对Cd²⁺吸附量提高了1.15倍,超声改性猪炭对Cd²⁺吸附量提高了1.01倍,而超声改性前后对Pb²⁺吸附量相同。成年猪炭含氧官能团、磷元素及交换性阳离子较多,对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附量大于幼年猪炭,硝酸和超声改性提高了猪炭磷含量,促进Pb²⁺和Cd²⁺形成磷酸盐等沉淀。（3）成年猪炭、幼年猪炭、超声改性猪炭利于Pb²⁺吸附的pH范围在3⁵.5,有利于Cd²⁺吸附的pH范围为3.5⁵.5,当pH=5.5时,吸附量最大,硝酸改性猪炭在pH=7和6.5时,对Pb²⁺和Cd²⁺吸附量最大,硝酸显著降低了猪炭pH值,减小了pH升高对吸附的影响,提高了pH适用范围。对20 m L浓度为8 mg×L^-1的Cd²⁺溶液,投加量分别为硝酸改性猪炭25 mg、超声改性猪炭120 mg、未改性的猪炭60 mg吸附去除效果最好;对20 m L浓度为200 mg×L^-1的Pb²⁺溶液,四种生物质炭投加量为200 mg时,吸附量最大,且硝酸改性猪炭在吸附过程中吸附量均大于其它三种炭,且去除率最高,生物质炭得到充分利用。（4）吸附热力学结果表明当T在283.15K³03.15K时,生物质炭对Pb²⁺和Cd²⁺的反应属于自发吸热,且为熵增的过程,升温有利于吸附剂的吸附。