现代垃圾填埋场中的渗滤液包含大量有毒、有害物质,其中包括重金属。这些重金属可能污染垃圾填埋场下面的地下含水层,进而对人类的健康造成威胁。为了保护地下水资源免遭污染,垃圾填埋场底部通常建有黏土衬垫系统。同时向衬垫中添加强吸附性的材料诸如活性炭、腐植酸等可以有效地阻止渗滤液中重金属的迁移。这些材料大多比较昂贵,在垃圾填埋场中不具有广泛的应用性。本文采用低渗透性的天然黏土和膨润土材料作为垃圾填埋场衬垫材料,主要工作包括以下两个部分:第一部分采用静态平衡吸附试验对作为垃圾填埋场衬垫的黏土和膨润土及其改性材料对重金属的吸附特性进行了研究,考察了振荡时间及频率、重金属离子浓度、pH值、温度和黏土材料用量等因素对吸附性能的影响,同时分析了吸附过程中的动力学和热力学特征。动力学结果表明,黏土和膨润土及其改性材料对重金属离子的吸附过程符合二级动力学方程,属于内扩散和膜扩散共同控制的过程;热力学计算显示材料对重金属离子的吸附行为为吸热、熵增、自发进行的过程。第二部分主要是土工学实验。通过实验确定膨润土材料的最优含水量,在此条件下与其它复合材料压实制备衬垫,测定衬垫的渗透系数及抗压强度。衬垫包括不同成份的两部分,当衬垫遇水之后,上下两层的成分会在交界处发生反应,形成一种坚实的膜,主要是硅酸盐、碳酸盐。该衬垫具有优良的防渗效果,并且当膜破裂的时候,可以继续反应,重新成膜,从而具有自愈的功能。通过监测通过衬垫的离子浓度,可以考察重金属离子在衬垫中的迁移过程。