回国后，陆士新院士被分配到中国医学科学院实验医学所。1971年，他响应周恩来总理“为广大工农兵服务”的号召，奔赴食管癌高发的河南林县（现林州市），与当地人民同吃、同住、同劳动，一待就是15年。他走遍林县姚村公社的494个井，收集水样、唾液、胃液、粮食和酸菜等样品，发现其中存在大量亚硝胺类化合物及其前体物，并首次分离出能诱发食管癌的特异性亚硝胺——甲基苄基亚硝胺。这一发现被国际学术界誉为“中国食管癌病因学研究的重大突破”，奠定了中国在食管癌防治领域的国际地位。
基于这些研究成果，陆士新院士提出了食管癌的五项防癌措施：“防霉、去胺、治增生、施钼肥和改革不良生活习惯”。这些措施在林县实施后，显著降低了当地居民的食管癌发病率，成为全球癌症防治领域的典范。陆士新院士常说：“判断一个科学家的成果，不能只看论文数量，关键要看他解决了什么问题。”他的研究不仅发表在《Cancer Res.》《PANS》《J. Nat. Cancer. Inst》等国际著名刊物上，更写在了林县的土地上，刻在了人民的心中。
