农田中氮素无效损失和重金属污染问题并存，兼顾土壤中氮持留和重金属固定，对于减少营养盐损失、控制面源污染、降低土壤重金属污染风险具有重大意义。本研究制备了新型的层状双氢氧化物-生物炭复合材料，用于强化土壤氮持留和重金属固定。研究表明，层状双氢氧化物-生物炭复合材料（Mg/Fe-LDH@KOH-BC）可同时吸附NH₄⁺−N、NO₃^-−N和重金属，再释放能力为NO₃^-−N（42.33 ± 6.87%） > NH₄⁺−N（1.42 ± 0.78%） > 重金属（< 1.0%）。生物炭复合材料通过范德华力、静电引力、氢键等弱作用力与氮素结合，通过离子键、配位键等强作用力与重金属结合，从而可以达到强吸附-缓释放氮素和强吸附-弱释放重金属的双重效果。层状双氢氧化物-生物炭复合材料可同时减少土壤中氮素和重金属的淋出。在降雨过程中，生物炭复合材料投加土壤中氮素有一定迁移性，可缓释再利用；而重金属则难以迁移，会被长期固定。这些主要与材料的物理吸附作用有关。另外，因为材料的物理吸附、电子传递等作用，生物炭复合材料可影响土壤微生物群落结构，通过减弱或者强化好氧氨氧化、生物固氮等微生物功能进一步改善土壤氮循环和强化重金属固定。
 

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