湖南既是“有色金属之乡”，又是“鱼米之乡”。水稻是湖南的主要粮食作物，但是由于矿产开采和金属冶炼过程中的废水、废渣及降尘等未经处理直接排放，造成矿区和冶炼区周围的农田土壤受到不同程度的重金属污染，如砷毒田土壤中含砷量高于世界土壤的平均含砷量。稻田土壤中的砷，一方面，被水稻吸收和利用，导致水稻的产量和品质的降低；另一方面，通过秸秆、米糠和大米经食物链进入动物和人体内，直接或间接的危害人体健康。本研究通过对湖南省多个县市被广泛关注的矿区和冶炼区周围的稻田土壤和水稻样品，以及市场大米样品中砷和其它重金属污染状况做了一个初步的调查和评价，采用野外稻田实验和温室培养相结合方式，探讨水稻吸收土壤砷以及其它重金属，及其在水稻体内分布和转运，以及利用工业固体废弃物(粉煤灰、铁矿尾渣和锰矿尾渣)修复砷污染土壤的可能性。研究的主要结论如下：　　 1)矿区和冶炼区周围的稻田土壤中砷、铅、镉、铜和锌的含量都高于湖南背景值和国家土壤环境质量标准值，且呈对数正态分布。在所调查的区域中，衡阳常宁市水口山铅锌矿区和株洲清水塘冶炼区附近的水稻土受到砷、铅、镉、铜和锌的严重复合污染，具有很高的潜在风险程度；其它地区的水稻土分别受到砷、铅、镉、铜和锌不同程度的复合污染和潜在生态风险。单因子指数法和潜在风险评价表明，水稻土中镉的污染指数和潜在风险参数最高，其次是砷和铅。　　 2)湖南市场大米样品中砷、铅和镉的平均含量分别是0.20、0.20和0.28 mgkg-1，其中衡阳产的大米中砷、铅和镉的含量都很高，其次是湘潭生产的大米。矿区和冶炼区大米样品中砷、铅和镉的平均含量分别是0.24、0.21和0.65 mg kg-1，均比市场所购米样中As、Pb和Cd的含量要高，衡阳常宁市水口山铅锌矿区的稻谷样品中砷、铅和镉含量是最高的，其次是株洲清水塘冶炼区和湘潭锰矿区的稻谷。砷、铅和镉在矿区和冶炼区稻谷中的分布是：米糠＞糙米＞精米。在湖南米样的健康风险评价中，镉是影响人体健康的主要因子，株洲和湘潭污染区的相对贡献率达到90％以上，其次是砷和铅。　　 3)野外稻田土壤中砷的平均含量是64.44 mg kg-1，砷污染导致水稻稻谷的产量显著下降。不同水稻基因型的根系中砷的含量是土壤中砷含量的3.1-6.0倍。34个不同水稻基因型中砷的分布具有显著性的差异(p＜0.05)，杂交中稻糙米样品中砷的含量(0.31-0.47 mg kg-1)低于杂交晚稻基因型糙米中砷的含量(0.35-0.52mg kg-1)和常规稻中砷的含量(0.39-0.50 mg kg-1)。不同水稻基因型的糙米中无机砷的浓度都＞0.15 mg kg-1，水稻稻秆和谷壳中As含量范围分别是7.39-11.76 mgkg-1和1.40-2.10 mg kg-1。砷在土壤—水稻系统中的分布都是：根系＞土壤＞稻秆＞谷壳＞糙米＞精米。　　 4)在温室培养实验中，水稻土壤中砷、铅和镉的污染分数与稻谷产量呈显著负相关(p＜0.05)。除铅之外，稻谷中砷和镉的含量与其在土壤中的含量和土壤的基本性质有显著相关性(p＜0.05)。大约有35.7-88.1％的总砷，14.0-33.9％的总铅和11.2-33.1％的总镉富集在根表铁膜。砷、铅和镉在水稻植株中的分布是：根系＞＞稻秆＞谷壳＞糙米。Cd在土壤—水稻(地上部分)，以及在水稻体内(稻秆-谷壳，谷壳-糙米)的转运系数最大，其次是砷或铅。大米中Cd的含量超过食品卫生标准值。　　 5)向已受砷污染的土壤中添加粉煤灰、铁矿尾渣和锰矿尾渣后，土壤pH值有所上升，且有显著差异(p＜0.05)。与对照相比，锰矿尾渣的添加导致水稻产量有所降低，但是在2％锰矿尾渣处理下，谷壳和糙米中As的含量是最小的，分别为0.13和0.06 mg kg-1。水稻中Mn的含量与Fe和As是显著的负相关(p＜0.05)，而Fe与As却是显著正相关(p＜0.05)。锰矿尾渣修复砷污染的土壤效果较好，其次是铁矿尾渣和粉煤灰。