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当前的《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)是我国土壤污染评价的重要依据，在我国土壤环境的管理上起到了巨大作用。面对日益严重的农田土壤环境污染和新形势下人们对土壤、食品和环境安全性的要求，95标准凸显诸多不足。我国土壤类型多种多样，土壤理化性质变异很大（如pH4.0～9.0），不同地区元素背景值也有显著性差异，而且在标准的制定过程中也没有充分考虑作物类型和品种。这些都制约着当前标准在土壤环境污染的评价和治理上的应用。当前，相关基础研究依旧十分薄弱，监管体系不健全，也明显地影响到我国的可持续化发展进程因此，有必要分地区、分土壤或作物类型研究并建立地方土壤环境质量基准或标准。 我国贵州省土壤资源稀缺，部分地区又具有典型的高Cd背景特征。毕节赫章县延续上百年的土法炼锌历史，已经对当地的生产安全和人体健康造成了威胁和伤害。本文以贵州省典型地带性土壤以及典型污染区土壤为研究对象，开展了农田Cd、Pb的有效态评价方法的筛选以及有效态重金属预测模型的建立，其中分析了Cd和Pb在不同污染类型和程度的土壤上的不同形态分布。进一步通过贵州典型作物如油菜，小麦，白菜和烤烟的盆栽试验，研究影响贵州土壤Cd、Pb有效性的主要因素及作物对Cd和Pb富集特征，并通过建立Cd和Pb在土壤-植物系统迁移模型，结合食品卫生标准，或人体健康风险评价推导出基于贵州典型作物的农田土壤重金属限值，其中在推导过程中使用了Monte Carlo方法计算各个参数的分布，进而考虑模型的不确定性，并最终得出推导的Cd/Pb限值的分布。本研究为我国地方土壤环境质量标准的修订积累基础数据，并供方法学和实践经验。本研究得到的主要结论有: 1)贵州典型污染区土壤中Cd和Pb的直接有效库（0.01M CaCl2提取态重金属表示）占全量比例分别是人工污染土壤1/5和1/223，然而历史污染土壤Cd和Pb的反应活性库（0.43M HNO3提取态重金属表示）占全量比例要高于相应人工污染土壤中的比例。拓展Freundlich形式吸附方程能够准确描述各提取态表征的Cd和Pb活性库与土壤全量Cd和Pb的关系，尤其0.43M HNO3提取方法能够克服土壤理化性质对土壤Cd和Pb提取的影响而与总量建立极显著的相关关系。pH依附性Freundlich吸附方程准确描述了Cd和Pb的反应活性库分别与土壤Ph以及土壤溶液Cd和Pb的关系，对于Pb而言，还要考虑土壤有机质和有效磷。 2)基于人工Cd、Pb污染的酸性土壤上油菜的盆栽试验，在应用重金属的土壤-植物迁移模型推导农田土壤环境基准时，须模型具有很高的预测性才能降低不确定性。使用全量Cd，HNO3，HCl或DTPA等提取态Cd进行建模时须兼顾pH的影响。0.01M CaCl2提取态能够最直接地指示油菜籽粒Cd浓度且不受土壤理化性质如pH的影响。基于本研究所有模型，利用土壤-作物迁移模型推导的SEQS50值是SEQS95值的1.1倍。采用SEQS95来保证作物在酸性土壤上的生产安全较为合理。采用95％预测上限推导土壤Cd限值，能够降低土壤Cd达标（95环境质量Ⅱ级标准）而作物Cd超标（污染物在食品中的限量，2012）的可能性(40～50％)因而优于模型中位值的使用。 3)以大白菜为例，逐步研究土壤中重金属（Cu，Zn，Pb，Cd和Ni）沿土壤→土壤溶液（或化学提取）→根表→根→地上部的迁移特征，pH依附性Freundlich形式方程能够准确描述重金属在根表的吸附行为以及重金属从根到地上部的转运特征，并验证了由于植物的生理调节而导致植物对重金属的非线性吸收是很多情况下普通化学提取态重金属浓度不能与作物可食部分重金属含量建立显著关系的原因之一。 4)根据白菜在25种历史污染土壤和20种人工污染土壤上的盆栽试验，基于污染物在食品中污染物限量标准(GB2762-2012)，结合Monte Carlo模拟方法，根据土壤-作物迁移模型反推得到安全种植白菜的农田土壤Cd和Pb限值，比如，在pH=6.5时，基于全量Cd，0.43M HNO3提取态Cd，0.005M DTPA提取态Cd，低分子量有机酸(LWMOAs)提取态Cd以及0.01M CaCl2提取态Cd的限值分别为0.66、0.38、0.057、0.029和0.032mg/kg;基于全量Pb，0.43M HNO3提取态Pb，0.005MDTPA提取态Pb，LWMOAs提取态Pb以及0.01MCaCl2提取态Pb的限值分别为204.2、145.7、9.01、0.003和0.089mg/kg;我国现行土壤环境质量标准中Ⅱ级Cd标准在酸性土壤(pH＜6.5)偏松，而在微酸性和碱性土壤上Cd的定值偏严;对于Pb而言，在土壤pH＜6.5时，现行标准定值偏松，而在6.5≤pH≤7.5条件下，与本试验结果相近。然而，由于本研究涉及土壤、作物类型种类较小，推导的Cd、Pb限值有待进一步验证。 5)根据小麦在20种历史污染土壤和20种人工污染土壤上的盆栽试验，基于污染物在食品卫生标准的限量，结合Monte Carlo模拟方法，经土壤-作物迁移模型反推得到安全种植白菜的农田土壤Cd和Pb限值，比如，在pH=6.5时，基于全量Cd、0.43M HNO3提取态Cd、0.005M DTPA提取态Cd、0.1M HCl提取态Cd、LWMOAs提取态Cd以及0.01M CaCl2提取态Cd的限值为0.47、0.28、0.13、0.12、0.001和0.032mg/kg;基于全量Pb、0.43M HNO3提取态Pb、0.005M DTPA提取态Pb、LWMOAs提取态Pb、0.1M HCl提取态Pb、土壤溶液-Pb、DGT-Pb以及0.01M CaCl2提取态Pb的限值为245.5、202.3、8.18、0.003、0.054、0.028、0.007和0.056mg/kg;我国现行土壤环境质量标准中Ⅱ级Cd标准在酸性土壤(pH＜6.5)偏松，而在微酸性和碱性土壤上Cd的定值偏严;对于Pb而言，在土壤pH＜6.5时，现行标准定值偏松，而在6.5≤pH≤7.5条件下，与本试验结果相近。然而，由于本研究涉及土壤、作物类型种类较小，推导的Cd、Pb限值有待进一步验证。 6)基于白菜和小麦的盆栽试验，土壤重金属全量，尤其是全量Cd以及0.43M HNO3提取态Cd能够与pH一起建立起显著的土壤-作物迁移模型，对于Pb而言，还要考虑土壤总磷或有效磷的影响才能建立高预测性的土壤-作物迁移模型;其中，DGT和原位土壤溶液采样技术(Rhizon-SMS)测定Cd和Pb浓度能分别显著地与小麦籽粒Cd和Pb建立简单线性关系，在评价Cd和Pb的生物有效性上具有优势。 7)基于贵州典型历史污染土壤和人工污染土壤上的典型烤烟的盆栽试验，同时采集并测定了贵州当地土壤-烤烟成对的重金属含量数据，收集文献报道中贵州当地数据，使用水晶球软件中的Monte Carlo模拟方法确定了贵州当地烟草Cd和Pb含量的分布，富集系数的分布，以及分别建立了Cd和Pb的土壤-作物迁移模型;收集文献有关重金属从烤烟到烟气流的迁移率的相关数据等，并确定了各自的数据分布;最后，采用风险评估的方法评价了贵州当地烤烟Cd和Pb的致癌和非致癌效应，并推导了烟草Cd的限值，烟植土壤的Cd和Pb限值。由此，得到以下结论:贵州种植烤烟多为酸性土壤，烟草Cd和Pb的富集系数分别在5和0.08左右。土壤pH和有机质是影响Cd和Pb从土壤向烤烟烟叶迁移的主要影响因素，并以此建立起十分显著的pH依附性的Freundlich形式方程，田间数据验证方程合理。 贵州烟植土壤重金属暴露途径为:土壤→烟草植株→烟叶→再加工→卷烟→烟气流→人体;中间各级暴露过程存在较大不确定性，本研究基于贵州独特的地理条件（土壤偏酸）和烤烟的特殊性（品种间富集重金属如Cd的差异性小）以及重金属从烟丝到烟气流相对稳定的迁移率等试探性地研究贵州烟植土壤重金属限值。人体健康风险评估表明，贵州烤烟Cd和Pb的致癌和非致癌效应已超过相应参考值;同时，风险评估敏感性分析表明，重金属从烤烟向烟气流的转移率以及吸烟者每日吸食烤烟的量决定了烤烟重金属对人体的实际风险。基于人体健康风险评估，推算出了烟草Cd的限量参考值为3.75 mg/kg，并进一步地结合重金属在土壤-烤烟系统迁移模型，推导出烟植土壤Cd的限值参考值分布(0.21～0.97mg/kg)，烟植土壤Pb的限值参考值分布(93.8～744.5 mg/kg)。