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土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源，是自然地理要素之一，能够为人类提供食物等生产资料，是社会经济可持续发展的基础。土壤既是重金属污染的汇，也是农作物重金属的源。因此明确重金属在土壤源-作物汇中关系对于确定土壤安全基准非常重要。本研究通过对太湖流域农产品土壤及主要作物的取样调查，获得土壤样品共计2863份，主要作物粮食、蔬菜及水果样品共计604份。监测指标涵盖了8种重金属铜、锌、铅、铬、汞、砷、镉、镍，相关土壤性质分析包括了pH、有机质、CEC、土壤质地等。利用EXCEL、SPSS等数据处理工具，以及ArcGIS地统计软件，对太湖流域主要农产品产地土壤重金属含量特征、空间分布、污染水平、累积现状及主要作物重金属含量特征做了系统分析和评价。通过SPSS、CrystalBall等软件建立了太湖流域农产品产地土壤-作物典型重金属元素(Cd、Pb、As)污染剂量-效应关系模型共计32个。并研究了基于我国农产品安全标准及风险评价结果的农产品产地在不同安全需求下的Cd、As、Pb安全基准限值。主要研究结果如下：
(1)对太湖流域农田土壤8种重金属（Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、As、Cd、Ni）污染特征及空间变异性进行了系统分析。Cu、Zn、Pb、Cr、As、Ni这6项元素含量比较稳定，元素Cd和Hg的变异系数较大，表明这两种重金属元素受人为干扰的程度较高。除As外，8种重金属在不同土壤类型间含量的差异性较大，表明土壤母质对土壤重金属含量有较强的影响。采用单项污染指数法对区域内重金属总环境现状进行评价，其中土壤Cd污染最为严重。
(2)研究了太湖流域主要作物重金属污染特征，结果表明水稻对不同重金属吸收存在差异性，不同类型的稻米（早稻、中稻和晚稻）对同一种重金属吸收特性也存在不同。对不同种类的蔬菜重金属含量分析表明7大类蔬菜中Cd含量均为最低，白菜、豆类、瓜类、绿叶蔬菜、水生蔬菜及直根类蔬菜中Zn、Cu含量高，而茄果类表现出不同，其累积As含量最高。水果（柑橘）重金属含量统计分析表明：柑橘重金属平均含量的大小顺序为Zn＞Cu＞Cr＞Ni＞Pb＞As＞Cd。
(3)利用地统计技术中的序贯条件模拟值法对太湖流域农田土壤中Cu、Zn、As、Cd、Cr、Pb、Hg和Ni等8项重金属的空间变异进行了研究。研究结果表明，太湖流域农田土壤中Cu、Zn、As、Cr、Pb、Hg和Ni等7项重金属为中等程度的空间变异性，空间分布是由结构性因素和随机性因素共同作用的结果，而土壤Cd为强空间变异性，人为因素对土壤Cd空间结构和空间分布改变的影响作用较强。
(4)建立了早稻、中稻及晚稻吸收重金属Cd、As、Pb的剂量效应关系模型，结果表明，早、中、晚稻都可以通过多元线性回归分析建立土壤-稻米Cd吸收的剂量-效应关系模型，中、晚稻模型比较统一，而早稻则需根据其吸收Cd能力的大小分成两类建模；无论是早稻、中稻还是晚稻现有的监测指标都无法较好的利用多元回归方程来拟合稻米对土壤As的吸收，但研究结果表明，随着土壤As含量的增加，稻米对As的吸收系数呈指数下降，由此我们建立了基于指数模型及Monte-Carlo模型双拟合的稻米吸收土壤As剂量-效应关系模型，此模拟的模拟精度要优于单纯以指数模型计算的稻米吸收As的结果。稻米对Pb的吸收更加难以拟合，本研究采用多元线性回归模型建立了中、晚稻吸收土壤Pb的剂量-效应关系模型，采用指数加Monte-Carlo技术建立了早稻吸收Pb的拟合模型。
(5)在将蔬菜进行形态学分类的基础上，分别建立了白菜类、豆类、瓜类、绿叶类、茄果类、水生蔬菜类吸收Cd的剂量-效应关系模型，白菜类、豆类、绿叶类、茄果类、水生蔬菜类吸收As的剂量-效应关系模型；白菜类、豆类、茄果类、水生蔬菜类吸收Pb的剂量-效应关系模型。这些模型可分为两类，一类是多元线性回归模型，如白菜类、豆类等吸收Cd的剂量-效应关系模型，一类Monte-Carlo模型如豆类及茄果类蔬菜吸收Pb的剂量-效应关系模型等。
(6)建立了柑橘吸收重金属Cd、As、Pb的剂量效应关系模型，其中吸收Cd的模型为指数及Monte-Carlo双拟合模型，而As、Pb的剂量-效应关系模型则为线性多元回归模型。
(7)采用Monte-Carlo模拟优化技术研究了基于我国农产品安全标准及风险评价结果的水稻产地在不同安全需求下的Cd、As、Pb安全基准限值，结果表明，对于Cd及As而言，采用两种方法建立的安全限值其差异性不大，而对于Pb而言，基于现有监测值及稻米Pb安全标准无法合理确定产地安全基准，而采用风险评价方法则可以获得满意的结果。
(8)基于我国现行的蔬菜安全标准值，采用Monte-Carlo模拟优化技术研究建立了不同类型蔬菜产地Cd、As、Pb安全基准值，结果表明，不同类型的蔬菜其产地安全基准差异性较大，在现有监测数值条件下，部分蔬菜类型无法计算产地安全基准值。