第九届青年地学论坛

砷镉是有毒且不易降解的金属污染物，对人体健康构成严重威胁。我国稻田砷镉共污染问题十分普遍，水稻作为全球重要的粮食作物，因其长期生长在还原淹水环境而易于吸收积累砷，并通过食物链进入人体。前人研究普遍关注于土壤、水稻本身砷、镉的迁移转化，对于土壤-地下水系统中砷镉的相互作用机制研究不足，此外，含砷镉土壤或粉尘进入人体后的释放行为及其生物有效性尚不明确。
本工作以水文地球化学理论为指导，采用野外调查-模拟试验-综合研究等方法，研究了水稻全生命周期土壤-地下水系统中砷镉的时空分布规律，明确了砷镉在土壤-地下水系统中迁移的主控因素，揭示了稻田土壤-地下水系统中砷镉的相互作用机制，并构建土壤水砷生物有效性预测模型。另外，结合体外模拟消化胃肠液实验，研究了稻田土壤砷镉的生物有效性及释放机制。主要结论如下：
（1）苗期及分蘖期是土壤水砷镉浓度上升的主要时期，抽穗期及扬花期是水稻植株和稻米砷镉转运的关键时期。砷镉在稻田中的迁移与 pH、EC、氧化还原条件有明显相关性。
（2）土壤水砷镉浓度可以有效预测稻米中的砷镉含量，根系吸收的逐步分析法具有更高的模型预测精度。利用模型结合稻米砷的国家安全标准，能得出研究区稻田土壤在抽穗期及扬花期的土壤安全阈值。
（3）研究了模拟胃肠液中砷个的生物有效性及形态转化机制。结果表明，胃蛋白酶和胰酶作为电子供体将As(V)还原为毒性更强的As(III)。合理摄入含钙、含硒膳食补充剂可有效降低砷镉暴露人群健康风险。斑马鱼体内实验结果表明，砷镉暴露会导致斑马鱼出现心包水肿、脊柱侧弯、运动频率下降等现象。
本研究为稻田系统砷镉的迁移机制提供了科学理论，对于调控土壤-地下水体系中砷镉暴露风险及生态修复具有实际意义。
 

砷,镉,健康风险