还原屏障是指强化了微生物厌氧反应的人工防渗层,在废弃物处置设施中主要用来阻隔和包封重金属污染物,它将环境工程与岩土工程相结合,拓宽了环境岩土工程的研究领域。本研究旨在研究微生物引起的氧化还原作用对垃圾填埋场中重金属自然衰减的影响,并进一步阐述还原屏障控制重金属的生物地球化学作用的机理。垃圾填埋场渗滤液中含有大量的有机物,可以作为微生物的营养物质,从而引起一系列的氧化还原反应。微生物引起的氧化还原反应强烈影响着从填埋场渗滤出重金属的行为。但是,至今为止,有关生物地球化学作用对重金属活动性的影响的文章发表的很少。为了达到这个研究目的,本文通过改良的批式吸附试验,培养污泥中的原生微生物并分析微生物作用对土悬液中Eh和pH的影响,以Fe,Zn和Cd作为目标重金属,研究微生物作用导致的厌氧环境对重金属活动性的影响,并分析相关作用机制。临界氧化还原电位的概念可以把理论氧化还原电位和实测氧化还原电位联系起来,并通过比较实测氧化还原电位与临界氧化还原电位来确定土悬液中发生的主导氧化还原反应类型。根据试验数据和理论分析,表明微生物的活动对土悬液的Eh和pH会产生较大的影响;微生物作用导致的厌氧还原性条件可明显降低重金属的活动性;在不同的氧化还原阶段,控制重金属活动性的作用机制是不同的。文献综述揭示,微生物活动引起的氧化还原反应对垃圾渗滤液中重金属的活动性有很大的影响,特别是厌氧还原环境,给填埋场、粘土衬垫层以及垃圾渗滤液污染羽中重金属的有效衰减提供了一个总体框架。试验研究结果表明,还原屏障中的微生物厌氧活动可以提高许多重金属的自然衰减进程,从而降低填埋场对环境的威胁。