生态风险评价(Ecological Risk Assessment，ERA)以化学、生态学、毒理学为理论基础，应用物理学、数学和计算机等科学技术，预测污染物对生态系统的有害影响。我们从事的多目标生态地球化学调查的立足点和最终目的就是要在搞清楚该地区土壤中各元素化合物迁移转化规律的基础上，评价其进入农作物、水体最终进入人体从而对人体产生的潜在危害。 本文以江汉平原冲积带农田系统作为研究对象，探讨镉等重金属元素在该系统的迁移和富集规律，最终对各金属元素对人体产生的生态风险做出预测。这要求我们首先要从研究区域的土壤入手，结合项目调查所得的数据简单地介绍冲积带土壤和源区基岩之间，表层土壤和深层土壤之间的元素富集关系；同时举例介绍这四种重金属元素在研究区域中的水平分布和垂直分布特征，阐明元素变化和土壤学以及其他理化指标之间的相关性，发现重金属的分布和有机碳表现出较好的正相关性，与pH值以及其他的土壤学指标呈显著的负相关性；根据地质累积指数对全区土壤进行污染等级划分，发现镉元素和汞元素中等污染分别占全区43.8％和20％，其他两种元素污染范围较小。 对大宗农作物籽实中重金属元素富集调查发现，各元素的富集程度为：镉>砷>汞>铅；在植物体不同部位富集程度为：根>茎叶>籽实(水稻)，根>茎叶>麦壳>籽实(小麦)；对水稻根系土的研究表明：砷元素超过国家一级标准的为20％，镉元素超过国家一级标准的为60％，汞和铅元素整体上含量低，在39件样品中分别只有3件和2件样品超过了国家一级标准。 建立土壤重金属全量—农作物籽实富集系数之间的方程，利用该方程对全区农作物籽实中重金属的分布做出预测。发现水稻籽实重金属的预测值中，镉元素0.1～0.2mg/kg占总数的8.9％，>0.2mg/kg占总数的2.1％，主要分布在长江和汉江冲积带两侧，0～0.1mg/kg占总数的89％，其他三种元素在研究区整体上呈现低值，未超过各元素规定的标准值。对研究区重金属元素间的交互作用进行研究表明重金属元素间、重金属和其它元素间存在协同或拮抗作用，可能增强农作物的耐重金属能力。 在清楚土壤和农作物中重金属的分布和富集特征后，以水稻和小麦为研究对象，按照国家和国际上有关规定对研究区水稻和小麦进行食品安全性划分，水稻籽实超标率：砷为5％，镉为10％，其他元素未超标；小麦籽实超标率：汞为4％，铅为4％，其他元素未超标，整体上食品属于绿色食品。最后通过水稻和小麦籽实中重金属生态风险评价研究发现：长江和汉江水系居民砷元素健康风险指数>1，桐柏山和大别山水系居民镉元素健康风险指数>1，其他元素健康风险指数小于1，不存在风险。对全区水稻籽实中重金属元素预测值的生态健康风险评价如下：汞和铅元素的健康风险指数均小于1，不存在生态风险；其中砷元素风险指数<1的占全区的91％，1～1.98占9％；其中镉元素风险指数<1的占全区的63.9％；1～3占34.9％。