地下水重金属污染是一个颇受关注的环境问题,污染修复技术和污染风险管控技术是地下水重金属污染防控的常用方法。与地下水污染修复技术成本高、效率低的局限性相比,污染风险管控技术因具有处理效率高、速度快等优势被广泛应用。阻隔技术作为风险污染管控的技术之一,在地下水重金属污染控制方面具有广阔的应用前景。因此,开展阻隔墙对地下水中重金属的阻隔机理及其应用研究,对防控地下水重金属污染、推广阻隔墙的应用具有重要意义。论文依托地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室课题《灌浆墙对场地地下水污染物的阻隔性能及机理研究》（SKLGP2016Z008）,以课题组所研究的粉煤灰-膨润土阻隔墙为基础,选择镉、铅为代表性重金属,开展粉煤灰-膨润土对镉/铅的阻隔机理及其应用研究。主要研究内容及结论如下:（1）粉煤灰-膨润土阻隔材料对镉/铅的吸附特征研究。通过开展吸附试验,利用SEM、XRD表征技术,研究了阻隔材料对镉/铅的吸附动力学、等温吸附模型和吸附机理。结果表明:阻隔材料对Cd²⁺的吸附符合准一级动力学、对Pb²⁺的吸附遵循准二级动力学,Cd²⁺、Pb²⁺的等温吸附均符合Freundlich模型。Cd²⁺与阻隔材料中的铝硅类矿物的水解产物通过离子交换作用生成CdSiO₃,并与高岭矿物在阻隔材料表面形成络合物;Pb²⁺会与阻隔材料中碳酸盐生成PbCO₃（s）沉淀,与石英的水解产物在黏土矿物内层表面带永久电荷的点位形成稳定的络合物。（2）镉/铅在粉煤灰-膨润土阻隔墙中的迁移特征研究。通过开展扩散试验和穿透试验,研究了阻隔墙的有效扩散系数、不同溶液在阻隔墙中渗流速度、镉和铅污染液的穿透曲线、镉和铅在阻隔墙中的形态转化特征。结果表明,阻隔墙的有效扩散系数为4.47×10^-10 m²/s。阻隔墙中溶液的渗流速度随着渗透时间的增长而逐渐降低,稳定渗透速度的数量级为10^-9（m/s）。不同溶液在阻隔墙的稳定渗流速度大小关系为:Pb²⁺<Cd²⁺<NaCl溶液<蒸馏水;Cd²⁺、Pb²⁺在阻隔墙中穿透时间先后关系为:Cd²⁺>Pb²⁺。穿透过程中,在阻隔墙的浅表层Cd²⁺、Pb²⁺主要以弱酸提取态存在;随着迁移深度的增加,Cd²⁺、Pb²⁺还原态、氧化态和残渣态的相对含量均逐渐增加。（3）离心试验用于研究镉/铅在阻隔墙中迁移特征的可行性分析。N g离心试验（其中N=25、50,g为重力加速度）的结果表明,离心试验时间为柱试验时间的1/N²,离心试验中获取的溶液在阻隔墙中渗流速度为柱试验渗流速度的N倍。离心试验中Cd²⁺、Pb²⁺在阻隔墙表面的含量存在差异,迁移深度越大,Cd²⁺、Pb²⁺累计含量的相似比接近于1。将离心试验方法运用于研究镉/铅在阻隔墙中迁移特征是基本可行的。（4）粉煤灰-膨润土阻隔墙的工程特性研究。通过颗粒分析、抗压试验、坍落度试验等研究了阻隔墙的基本工程特性,并计算了阻隔墙的击穿时间。结果表明,阻隔墙的孔隙率为0.17、干密度为1.75 g/cm³、坍落度为11.3 cm。经过28 d最佳养护龄期后,阻隔墙的最大抗压强度为149.92 kPa。在相同的渗流条件下,根据不同的击穿浓度标准值计算的阻隔墙击穿时间差异较大。阻滞因子和阻隔墙厚度都能明显延长击穿时间,击穿时间随着厚度和阻滞因子呈线性增长。（5）粉煤灰-膨润土阻隔墙在污染场地的应用研究。结合污染场地的水文地质、工程地质条件和地下水中镉污染现状,设置漏斗导水门式垂直阻隔墙,利用Modflow模拟了设置阻隔墙前后地下水中镉的迁移情况。结果表明,设置阻隔墙前,地下水中镉迁移1000 d和4566 d后,最大迁移距离分别为628 m、859 m,影响范围分别为0.022 km²、0.089 km²;设置阻隔墙后,地下水中镉向下游迁移距离在阻隔墙的有效控制范围内,镉迁移1000 d、4566 d后,污染羽上游扩散距离分别为200 m、310 m,阻隔墙可以实现对地下水中镉的有效阻隔。