大气沉降是地表重金属的重要来源，弄清这部分重金属在表生环境中的生物地球化学过程将有助于预测其环境归趋和风险。目前研究主要关注农田土壤“新”来源镉的输入通量，缺乏对其土壤环境行为和对作物富集贡献的研究，严重制约了对“新”来源镉的风险评估。不同于其它污染来源，大气沉降会对土壤和作物产生双重效应：大气沉降即可增加土壤总镉和有效态镉含量，促进作物根系吸收，也可沉降至作物叶面被叶片直接吸收，然而目前对叶片的吸收方式、过程、机制和生物效应缺少认识。本研究结合土壤置换、镉稳定同位素示踪、同步辐射等技术，弄清大气“新”沉降镉在土壤‒水稻中的迁移、形态转化以及生物富集的制约因素。本研究量化了大气“新”沉降镉对水稻籽粒贡献高达27%‒45%，而这部分大气沉降只占土壤Cd库的的0.8-5.5%，说明大气镉严重制约粮食安全。通过同步显微镜X射线荧光(SR-μXRF)观测和镉稳定同位素示踪发现水稻茎和籽粒中的镉主要来自根吸收的土壤原有镉和大气“新”沉降镉，因为水稻节点阻碍了叶片吸收的“新”沉降镉向籽粒转运。
 

镉同位素,大气沉降,水稻污染,环境地球化学