Cd是环境中毒性较强的重金属元素,土壤中重金属Cd会对粮食安全和人体健康造成危害,但如何表征Cd的生物有效性,从而以此为基础建立起土壤-稻米Cd传输模型一直是难以解决的科学问题。薄膜梯度扩散(DGT)是一种新型的重金属有效态提取技术,能有效反应稻米从土壤中吸收重金属的情况。本文在大量前期工作的基础上进一步探究,改进自主材料纳米Mg-Al-DTPA-LDHs(以下简称DTPA-LDHs)的生产工艺,深入研究DTPA-LDHs的材料性能。并以DTPA-LDHs为结合相,制成DTPA-LDHs-DGT(以下简称新型DGT)。通过新型DGT的研制研究和新型DGT应用于土壤-稻米镉传输模型构建研究,得出以下结论:1.DTPA-LDHs材料具有饱和吸附量大、吸附可持续时间长、pH适用范围宽、吸附过程不受电解质影响等特点。DTPA-LDHs结合相在显微镜下表现均匀,说明纳米级材料DTPA-LDHs的性能远高于颗粒性材料Chelex 100,适用性更好。2.根据不同厚度扩散膜DGT对金属络合易解离态解离性能存在差异这一原理,提出了一套计算金属解离动力学及有效态组分的方法,并将其应用于水体Zn、Ni、Fe、Cu、Cd、Mn、Pb等金属形态及解离动力学特征差异计算中。且计算结果更好地体现出有效态中络合易解离部分的贡献,计算公式假设参数少,避免了金属价态、有机质组分构成差异性等因素对有效态含量计算的影响。3.采用Cubist多元混合线性回归技术构建土壤-稻米Cd传输模型,预测值与检测值一致性明显好于常规回归分析。说明Cubist技术是构建土壤-稻米Cd传输模型最有效的方法之一。4.DGT技术可以溶合影响稻米富集Cd的土壤环境因子。再次构建Cubist模型,规则由7个减少为4个,参数由6个减少为5个,检测参数减少、参数指征更加明确,模型精度提高。