本发明公开了一种用于处理溢油污染土壤的泥炭吸附剂及处理方法，属于石油污染土壤治理技术领域，解决了目前泥炭吸附剂在治理溢油污染土壤中存在的吸油量少、用量大以及治理速度慢的技术问题。该处理溢油污染土壤的泥炭吸附剂包括改性壳聚糖交联水藓泥炭和膨胀蛭石，通过充分利用膨胀蛭石的微米级孔隙结构将改性壳聚糖交联水藓泥炭半互穿引入其大孔结构中，制备成疏水亲油性的复合吸附剂，从而使其不仅具有吸附能力极强的半互穿多微孔结构，还具有微米级大孔捕捉传质结构，以能够快速捕捉渗入土壤中的石油分子，可有效避免土壤中的石油分子持续性地扩散渗透，同时能够有效延缓吸附能力衰减，提高了对石油分子的吸附及降解能力。