重金属污染是世界各国普遍关注的环境问题,其主要通过土壤、水等介质进入动植物与人体系统中,对人类健康与生态环境产生了严重危害。黏土矿物是一种有特殊分层结构的天然非金属矿物,具有获取容易、价格低廉等优点,多被用于吸附污染场地中的重金属。四川盆地由于地表多出露紫红色砂页岩,又称“紫色盆地”,是全国紫色土分布最集中的地方,更具有中国最肥沃的自然土壤。以往研究重金属在土壤中的吸附行为多集中在黄壤、红壤等类型的土壤之间,对于在紫色土中的吸附迁移行为研究较少。因此,研究黏土矿物作用下紫色土中重金属的吸附迁移行为,对阐明重金属在紫色土中的迁移、转化以及归趋具有重要意义。本研究以铜、镉为研究对象,探讨其在黏土矿物作用下的紫色土中吸附迁移转化规律,并探究多个环境因子影响下的最佳反应条件;研究三种黏土矿物（海泡石、膨润土、凹凸棒石）作用下的紫色土对铜、镉的吸附作用影响;通过淋滤实验探讨黏土矿物作用下紫色土中铜、镉的迁移转化规律。以期为评估铜、镉在紫色土中的潜在环境风险,并对其污染防治办法提供一定的理论依据。论文主要结论如下:（1）静态吸附实验分别考察了pH、初始浓度、反应温度及吸附时间对紫色土吸附铜、镉的影响。随着pH值的升高,紫色土对铜、镉的吸附量逐渐增加;初始浓度增加时,紫色土对铜、镉的吸附量增加,但吸附效率逐渐降低;反应温度的增加会加速土壤颗粒与铜、镉反应,吸附量随之增加;随着吸附时间的延长,紫色土对铜、镉的吸附量短期内迅速增加,在反应一段时间后趋于平稳。（2）响应面优化设计考察了pH、初始浓度、反应温度、吸附时间四种因素之间的交互作用,得到最优的实验因素组合:铜在紫色土的吸附反应中,最佳反应pH值为8.78;最佳初始浓度为69.99 mg/L;最佳反应温度为25℃;最佳反应时间为120 min。镉在紫色土的吸附反应中,最佳pH值为8.99;最佳初始浓度为69.99 mg/L;最佳反应温度为45℃;最佳反应时间为120 min。对铜、镉最优条件进行验证实验,分别得到铜、镉的吸附效率为93.13%、76.33%。其结果均与模型预测值接近,证明实际值与预测值拟合度较高。（3）等温吸附研究表明紫色土中铜、镉的吸附过程更加符合Langmuir吸附等温方程。动力学吸附研究表明Elovich动力学更符合紫色土吸附铜的实际吸附量,准二级动力学方程更符合紫色土吸附镉的实际吸附量。（4）添加黏土矿物吸附实验表明,不同初始浓度的条件下,当铜初始浓度为5mg/L时,膨润土与紫色土对铜去除效果最优,去除效率达到94.7%;当镉初始浓度为5 mg/L时,海泡石与紫色土对镉的去除效果最优,去除效率达到83.1%。不同矿物配比条件下,三种黏土矿物吸附铜的最佳投加量比例为1%膨润土、1%海泡石、1%凹凸棒石;吸附镉的的最佳投加量比例为2%膨润土、2%海泡石、1%凹凸棒石。（5）对紫色土中铜、镉进行淋滤实验结果表明:随着淋滤时间的延长,淋滤液的pH逐渐增大;淋滤液的电导率逐渐降低;淋滤液中铜、镉的浓度变化总体趋势呈现为先上升而后下降,最终趋于平稳。淋滤液中检出铜的总体浓度值不高,表明土壤颗粒对铜的固定能力较强。淋滤液中检出的镉浓度较高,表明镉的迁移能力表现更强。总体变化趋势表明镉在紫色土中的迁移较铜更加容易。（6）淋滤实验后,黏土矿物作用下的淋滤柱中铜、镉主要以残渣态的形式存在,且所占总体比例都高于对照组。表明在紫色土中添加黏土矿物有助于对铜、镉产生固持作用;重金属环境风险评估表明:铜的迁移变化主要表现在上层土壤中,而镉的迁移变化在上层、中层、下层中均有表现。此结果与淋滤实验中铜、镉的固持结果相一致。总体来说重金属镉在紫色土中的环境风险远远大于铜。通过研究不同黏土矿物作用下的紫色土中铜、镉的吸附迁移转化规律,为评估铜、镉的潜在环境风险与对其防治办法提供一定的理论研究依据。