氮和磷是蔬菜所必需的大量养分元素。由于氮磷肥的大量施用，未被蔬菜利用的氮磷养分残留于蔬菜地表层土壤，在降雨或灌溉条件下，氮磷养分易发生淋溶损失。土壤—水体中氮磷等养分的转化与迁移是造成蔬菜地面源污染的主要原因。生物质炭进入土壤后，微生物对其表面进行氧化，促进土壤中含氧官能团的增加、疏水性的降低，从而减缓了养分的流失。土壤—水体中氮磷等养分的转化与迁移是造成蔬菜地面源污染的主要原因。生物质炭进入土壤后，微生物对其表面进行氧化，促进土壤中含氧官能团的增加、CEC 的提高、疏水性的降低，从而减缓了养分的流失。

生物质炭对土壤中重金属Cd 的钝化机制主要包括提高土壤pH 和对Cd 的固持作用。生物质炭进入土壤后可增加土壤pH，从而会影响土壤中重金属的水解平衡。当土壤中的重金属离子以金属氢氧化物、碳酸盐或磷酸盐的沉淀形式存在，即降低了其在土壤中的移动性；生物质炭的表面官能团在土壤中与重金属离子结合，形成的金属配合物会固持与特定配位体有较强亲和力的重金属。生物质炭进入重金属污染的土壤后，主要通过调节土壤理化性质以及与重金属发生静电、沉淀、络合等作用，促进土壤中重金属失活。最终，生物质炭的添加降低了重金属在土壤中的生物有效性和可迁移性，阻控了重金属由土壤向蔬菜的可食部分运移富集，降低了蔬菜产品中的重金属含量，减弱了重金属污染的危害。