镉是一种有毒的人体非必需元素,对人类健康构成严重威胁。在中国,水稻的食用是人体镉暴露的主要来源。土壤作为镉向水稻转移的主要介质,可以作为预测人体内镉元素含量的有效指标。然而,前人研究中较少有将土壤-水稻转移模型与人体毒代动力学模型结合,考虑镉暴露对人体造成的健康风险并进行评价。本文介绍了土壤-水稻-人体的动态迁移模型以评估镉污染造成的人体健康风险。本文提出的模型包含了三个基本步骤:(1)建立与验证基于189组实测数据的土壤-水稻迁移模型;(2)采用全国监测和调查结果对人体每周镉暴露量进行模拟;(3)将暴露模型与优化的Kjellstrom and Nordberg生物动力学模型耦合,从而动态预测人体尿液的镉含量。而尿液的镉含量是评估人体健康风险的重要生物指标。结果表明,本文提出的土壤-水稻-人体迁移模型能很好地预测人体在不同年龄和镉暴露情况下的尿液镉含量。同时,本文也对影响模型输出的输入参数进行了敏感性分析。主要得出了以下几点结论:(1)模型计算得到尿液的镉含量随年龄和水稻中镉含量增加而增加。根据本文模型计算得出,在70岁时男性最大肌酐含量为0.71 μgg-1,女性为1.53 μgg-1。同岁女性的尿液镉的排泄为男性的两倍,表明女性具有更高的健康风险。(2)水稻和蔬菜是镉的主要食物来源,分别占71.9%和21.9%;面粉、肉类、豆类、鱼和水果的占比较低,占总镉摄入量的6.3%。(3)尿液镉含量的克里格插值的结果表明,研究区域人体的健康风险在研究区域的西南地区较高,呈西南到东北逐渐降低的趋势。女性尿镉浓度的空间分布类似于男性,而尿镉浓度高于男性,最大达到3.24μgg-1肌酸肝。此外,对于水稻第50百分位的镉浓度,不同年龄男性尿镉排泄的范围为0.28μgg-1-0.69μgg-1,女性为 0.60 μg g-1-1.49 μg g-1。(4)敏感性分析的结果表明,镉的肾-尿路迁移、每周镉摄入量和胃肠道吸收相关的参数的调整,对尿镉排泄的输出产生了更大的影响。本文首次提出一种快速、有效的健康风险评价方式,有助于预测在不同年龄和镉暴露情况下的人体镉元素含量,并根据土壤属性迅速识别出风险区域。为今后土壤镉污染对人体风险的评价和镉污染评价标准的确定提供了参考。