在对土壤重金属污染进行风险识别与评价、控制与修复时,都离不开对土壤环境质量标准的依据。确定农田土壤重金属安全阈值,是科学准确地对重金属进行风险评估和管控的关键,是土壤环境质量标准制定和修订的科学依据。锌作为一种重要的生态风险元素,建立其以维持生态系统稳定性为目的的生态阈值至关重要,而基于我国土壤锌的生态安全阈值的研究较少。本研究利用我国土壤的锌毒理学数据,基于物种敏感性分布法并结合锌的毒性预测模型,建立了我国土壤锌的生态安全阈值。同时还为了解决高背景地区污染土壤的风险评估问题,将生物有效态作为评价重金属风险的依据,采用化学浸提方法表征土壤中锌的有效剂量,建立了有效态安全阈值,旨在为重金属风险管控和重金属环境质量基准提供更加科学的理论依据和数据支持。主要研究结果如下:(1)搜集了基于我国土壤的19个物种的锌毒理学数据,并利用锌的毒性预测模型,老化模型和淋洗因子对数据进行归一化处理,以减少或消除土壤性质的差异以及人工试验与田间实际污染的差异所造成的影响。然后利用BurⅢ函数对数据进行方程拟合,建立了不同土壤条件下的锌物种敏感性分布曲线,通过设定保护一定比例(100-x)%的物种推导出锌的毒害浓度HCx,即生态阈值,并建立其与土壤性质的量化关系。从物种敏感性分布曲线可看出:叶菜类蔬菜如大白菜、生菜和包菜等对锌毒害较水稻、大麦、小麦等单子叶粮食作物类植物更敏感。我国四种典型土壤情景下锌的HC5值可相差约7倍,分别为38.3(酸性土)、142.7(中性土)、263.3(碱性石灰性土)和262.2(碱性非石灰性土)mg/kg。土壤性质对锌生态阈值有重要影响,双因素(pH和OC)模型和三因素(pH、OC和CEC)模型均能较好地依据土壤性质参数预测锌的HCx值,预测模型的决定系数(R2)分别为0.941～0.959和0.978～0.982。pH是影响锌生态阈值的最主要因素,锌的HCx值随着pH的增加而显著增加,且pH的影响作用随着保护水平(100-x)的增加而增加。(2)采用 0.05 mol/L Na2-EDTA(EDTA-Ⅰ)和 1%NaHCaEDTA+1 mol/L NH4O-Ac(EDTA-Ⅱ)两种提取剂对全国范围内20种不同性质土壤的外源添加锌的浸提态含量进行研究,比较了两种浸提剂的浸提效果,并通过逐步回归评价了土壤性质对浸提量的影响。结果发现,EDTA-Ⅰ和EDTA-Ⅱ两种浸提剂对20种土壤的浸提率分别为(83.4±2.2)%和(62.1±3.5)%。仅以全量为自变量,就能够解释70%以上的可浸提锌含量的变异(解释90%以上EDTA-Ⅰ浸提态含量的变异),土壤性质在浸提量的预测模型中解释变量变异的百分比很小。(3)利用浸提态锌浓度和外源全量锌浓度的关系,将基于我国土壤的19个物种的锌毒理学数据转换成可浸提态锌的毒理学数据。并利用浸提态锌浓度和外源全量锌浓度的关系将我国16种代表性农田土壤上的锌剂量浓度数据转换为可浸提剂量-浓度数据,建立了基于土壤性质的可浸提态锌的生物毒性模型。然后结合可浸提态锌的生物毒性模型、淋洗因子和老化模型,利用物种敏感性分布法推导了不同土壤性质条件下的可浸提态锌生态安全阈值,并建立了基于土壤性质参数的可浸提态锌的生态阈值预测模型。结果发现,在酸性、中性、碱性非石灰性和碱性石灰性土壤中,基于EDTA-Ⅰ浸提态锌含量的HC5值分别为33.5、118.1、216.8和223.5 mg/kg;基于EDTA-Ⅱ浸提态锌含量的HC5值分别为24.9、75.9、149.2和130.4 mg/kg。土壤pH、OC和CEC是影响土壤可浸提态锌生态安全阈值的主要因子,可决定HCx变化的96%以上;基于EDTA-I浸提的HCx预测模型中pH的系数均大于EDTA-Ⅱ浸提。