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近几十年来,随着我国经济社会的快速发展,地下水污染问题日益加剧。地下水污染的风险管理已成为国内外环境工作者共同关注的热点。地下水污染的风险管理包括制度控制、工程控制和主动修复,其中污染的预防和控制具有非常重要的意义。地下水污染的修复包括对污染源进行去除和控制、污染羽扩展控制和污染地下水的修复等,其中地下水污染的阻截在地下水污染的修复中具有重要的作用,它能在一定时间内有效地限制污染物的扩散,为地下水污染修复提供了经济有效的方法。地下水污染阻截常用的材料有膨润土系、水泥系和粘土系,国内外对于地下水污染垂直阻截墙材料的研究中存在的关键问题在于:（1）阻截材料能否在极端酸碱、高盐和非水相液体（NAPL）污染物环境下保持规定要求的较低渗透系数;（2）阻截材料适用于什么样的污染物（污染物类型、污染程度）及环境条件（pH等）;（3）如何评判阻截材料与污染物是否兼容,能否适用于该污染物环境。基于此,本论文以膨润土系、水泥系和粘土系垂直阻截墙材料为研究对象,结合不同的垂直阻截墙技术开展研究。首先研究三类阻截材料的防渗性能,确定不同岩性地层为达到防渗阻截要求所需注入的膨润土浆液浓度及体积、不同配比改性水泥的渗透系数以及粘土、膨润土投加量对粘土系阻截材料渗透系数影响和改性剂投加量对改性粘土系阻截材料渗透系数的影响;其次研究三类阻截材料在重污染负荷环境（酸性、碱性、盐和有机污染）下的兼容性能,通过监测不同污染物渗透时阻截材料渗透系数和渗透率的变化规律直观地评价阻截材料与污染物的兼容性能,阐明阻截材料与污染物相互作用机理,针对改性的阻截材料进行了改性效果分析;最后对三类阻截材料在不同环境中的适用性进行综合评价。主要研究成果如下:（1）膨润土浆液可以高效快速地对地下水污染进行阻截,注入含水层后可在注入区附近立即形成低渗透区域。细砂、中砂和粗砂含水层为达到垂直阻截墙渗透系数要求所需注入的膨润土浆液浓度为6%,7%和10%,对应的体积为:0.6PV、0.8 PV和0.6 PV。膨润土系阻截材料适用pH范围是:2.0～13.0,适用于无自由相溶解性有机污染环境,不适用于10～1000 mM CaCl2盐环境和可流动自由相有机污染环境。（2）水泥系阻截材料的渗透系数随着水化时间呈现线性下降趋势（在对数坐标系下）且水泥含量越大,渗透系数下降越快。在一定时间内,水泥系阻截材料渗透系数可降低至1.0×10-77 cm/s。水泥系阻截材料不宜在对应钙盐为可溶性的强酸环境（pH=1.0）以及强碱环境（pH=13.0）附近注入,可在其上游或一段距离的下游注入,适用于硫酸盐环境、无自由相溶解性和可流动自由相有机污染环境。（3）膨润土添加量为5%和6%的粘土系阻截材料渗透系数基本相同,可达10-88 cm/s数量级。粘土系阻截材料适用pH范围是:2.0～13.0,适用于CaCl2浓度小于等于100 mM的盐环境,但钙离子能够穿透粘土系材料;适用于无自由相溶解性有机污染环境,但部分有机污染物仍能穿透粘土系材料;不适用于可流动自由相有机污染环境。（4）焦磷酸钠的添加降低了粘土系阻截材料的渗透系数,增加了粘土系阻截材料对钙离子的吸附能力。焦磷酸钠改性粘土系阻截材料适用于CaCl2浓度小于等于100 mM的盐环境;活性炭的添加增加了粘土系阻截材料对有机污染物的吸附能力,活性炭添加量为0%～5%的活性炭改性粘土系阻截材料适用于苯酚污染环境。（5）提出了一种地下水污染垂直阻截墙兼容性能的判定方法,构建了阻截材料与地下水污染环境的适用性评价方法。本论文的主要创新体现在:明确了膨润土/水泥/粘土系阻截材料与不同污染物的兼容性能和作用机理,确定了不同阻截材料在重污染负荷环境（酸性、碱性、盐和有机污染）的阻截效果及适用范围;证明了污染地下水与阻截墙介质相互作用导致阻截墙介质渗透率发生变化;提出了地下水污染垂直阻截墙兼容性能的判定方法,构建了阻截材料与地下水污染环境的适用性评价方法。综上所述:本论文为地下水污染阻截技术应用中,污染物与阻截墙材料的兼容性能评估奠定了理论和应用基础,为地下水污染垂直阻截墙长期有效性评价提供了依据。