镉大米不仅是粮食安全问题，更是环境保护问题。稻米产品的镉元素，主要来自农田土壤中富集的镉。而农田土壤中的镉元素，则主要来自于两个渠道。其一，我国当代农业种植大量使用含磷肥的复合肥料，而我国磷矿中又大量存在伴生镉成分的现象，磷矿石制成磷肥后，其中镉元素未能剔除，于是磷肥中的镉，通过施肥，进入土壤。另一方面，湖南、江西、湖北等稻米主产区的灌溉水系，如湘江、赣江、汉江等河流，沿岸城市的有色金属开采和冶炼业都比较发达，导致整个水系的重金属污染情况异常严重，其中的镉成分，通过灌溉的方式，进入土壤并富集。

我国农田重金属污染触目惊心。据国土资源部资料，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元，而这些粮食足以每年多养活4000多万人。

有调查显示，我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷，占全国总耕地面积的1/6。专家指出，污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康。

占全国粮食总产五分之一的东北黑土区是我国最重要的商品粮基地，但一个并不为多数人了解的严峻事实是，支撑粮食产量的黑土层却在过去半个多世纪里减少了50%，并在继续变薄，几百年才形成一厘米的黑土层正以每年近一厘米的速度消失。照此速度，部分黑土层或将在几十年后消失殆尽，东北这一中国最大粮仓的产能也将遭受无法挽回的损失。

环保部指出，不仅重金属污染严重，而且农药、化肥污染同样严重。我国农药需求量在世界范围内排第一，农药使用量达130万吨，然而施用只有35%，65%都是作为污染物排入在环境中，而所有的污染物最终都归到土壤中。

地下水污染直接影响土壤生态，有关部门对118个城市2-7 年的连续监测显示，中国约有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的城市地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3% 。