近日，上海市農(nóng)科院生態(tài)所在Environment International期刊上發(fā)表研究成果。上海市農(nóng)科院楊湜煙副研究員為該論文的第一作者，薛永研究員和浙江科技大學李章濤副教授為論文共同通訊作者。

課題組前期通過全球30多個代表性國家土壤-稻米安全閾值保護效能的Meta分析已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行農(nóng)田土壤砷（As）的限值可能過寬松，而土壤中銅（Cu）、Cd和鋅（Zn）的限值可能過保護?；诖?，課題組進一步以上海市奉賢稻米產(chǎn)區(qū)為例，采集108對城郊農(nóng)田土壤-稻米配對田間樣本，分析了土壤-稻米中Cd累積水平與遷移特征，結(jié)合傳統(tǒng)化學提取與體外胃腸模擬方法評估了土壤Cd的生物可及性，揭示影響區(qū)域土壤Cd生物可及性的關鍵驅(qū)動因子；進一步表征了土壤-水稻-人體系統(tǒng)中Cd污染所致生態(tài)風險、人體致癌和非致癌風險；最后，耦合生物可及性與多層次風險，綜合考慮區(qū)域土壤特性，更新推導基于稻米安全生產(chǎn)與人體健康的土壤Cd安全閾值。

耦合多層次風險與生物可及性的農(nóng)田土壤Cd安全閾值推導框架

研究發(fā)現(xiàn)：CaCl?和HNO?提取的土壤Cd平均百分比為0.44%和47.35%。HNO?對Cd的提取率優(yōu)于CaCl?。土壤pH、電導率（EC）和有機質(zhì)（SOM）是影響土壤中植物可吸收態(tài)Cd的關鍵因素。CaCl?-Cd (-0.69，p＜0.01)、HNO?-Cd (-0.40，p＜0.01)、稻米Cd富集系數(shù)（Cd-BCF）均與土壤pH呈顯著負相關關系。進一步借助體外胃腸模擬法，Cd生物可利用率在胃相平均為51.07%（UBM）和62.87%（PBET），在腸相下降為2.86%（UBM）和1.43%（PBET）。

潛在生態(tài)風險評估方法表明，土壤樣點中56%和41%處于低度和中度生態(tài)風險，僅有3%為較高的生態(tài)風險。將體外UBM和PBET模擬的土壤生物可及Cd濃度納入人體健康風險評估，成人非致癌風險值分別降低了55.56%和44.44%。兒童分別降低53.45%和41.38%，兒童風險始終高于成人。

我國食品安全標準（GB2762-2022）規(guī)定稻米中Cd的最大允許限量為0.20 mg kg?1。根據(jù)研究區(qū)土壤理化特性與稻米Cd富集系數(shù)建立多元回歸方程，將稻米Cd限制為0.2時，通過對預測方程進行反演，可得出保護區(qū)域稻米安全生產(chǎn)的土壤Cd安全閾值。當僅考慮EC時，土壤總Cd閾值為1.098 mg kg?1。根據(jù)不同的pH梯度（5.5、6.5、7.5）調(diào)整后的閾值從1.193 mg kg?1逐漸增加到1.875 mg kg?1。對于植物可提取態(tài)Cd組分，安全閾值分別為0.070 mg kg?1（CaCl2-Cd）和0.602-0.621 mg kg?1（HNO3-Cd）。基于稻米安全生產(chǎn)反演的不同土壤pH梯度下的土壤總Cd閾值顯著高于中國現(xiàn)行土壤Cd風險篩選值，表明現(xiàn)行風險管控標準可能對研究區(qū)過保護。當限制人體致癌及非致癌風險為最大可接受風險水平1及1E-04時，體外生物可利用Cd組分（UBM和PBET提取Cd）的土壤Cd閾值始終高于總Cd。例如，在pH 5.5條件下，UBM可提取Cd的成人和兒童閾值分別為1.544和1.392，約為基于總Cd推導出的閾值濃度（HQ：0.832與0.751）的2倍。