土壤中有許多種類的微生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物，它們與其周圍環(huán)境構(gòu)成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，在大自然的物質(zhì)循環(huán)中，擔(dān)負(fù)著碳循環(huán)和氮循環(huán)的一部分重要任務(wù)。從廣義上說(shuō)，污泥無(wú)論是對(duì)大氣還是對(duì)水體的影響，最終必然會(huì)造成土壤環(huán)境的污染和破壞。

污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有機(jī)質(zhì)，同時(shí)污泥中還有許多植物所必需的微量元素，可以緩慢釋放，具有長(zhǎng)效性。因此，污泥可看作有用的生物資源，并作為土壤改良劑和肥料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)城市污泥中平均含有有機(jī)質(zhì)31%、總氮3%、總磷2.5%、總鉀0.4%。

在我國(guó)，污泥中有機(jī)質(zhì)的平均含量為37.18%，總氮、總磷、總鉀的平均含量分別為3.03%、1.52%、0.69%，均超過(guò)國(guó)家堆肥需要的養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)，可作為很好的有機(jī)肥源。污泥中有機(jī)養(yǎng)分和微量元素還具有明顯改變土壤理化性質(zhì)，增加氮、磷、鉀含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，調(diào)節(jié)土壤pH值和陽(yáng)離子交換量，降低土壤容重，增加土壤孔隙、透氣性、田間持水量和保肥能力等作用。此外，城市污泥還可以增加土壤根際微生物群落生物量和代謝強(qiáng)度、抑制腐爛和病原菌。故污泥用作肥料，可以減少化肥施用量，從而減少農(nóng)業(yè)成本和化肥對(duì)環(huán)境的污染。

1.2.1重金屬

重金屬是限制污泥大規(guī)模土地利用的重要因素，污泥因污水的來(lái)源不同成分有所差異，但一般都含有一定量的重金屬。當(dāng)前，在污泥施用對(duì)土壤污染的研究中，主要集中在汞、鎘、鉛、鉻等生物毒性顯著的重金屬元素的污染上。重金屬污染因其隱蔽性、潛伏性、長(zhǎng)期性和不可逆等特性，往往對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。一般來(lái)說(shuō)，施用污泥后，重金屬絕大部分在耕層聚集，其中相當(dāng)一部分以有機(jī)結(jié)合態(tài)存在，重金屬的含量一旦超過(guò)土壤的自凈能力，就會(huì)破壞土壤的正常機(jī)能，從而嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和性質(zhì)。對(duì)于施用污泥后，重金屬元素在農(nóng)作物體內(nèi)富集，蔬菜尤其是葉菜類蔬菜富集重金屬的能力較強(qiáng)，而且重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)，主要分布在根系，其次是葉系，果實(shí)或籽粒內(nèi)含量往往最低。因此對(duì)果實(shí)類蔬菜和大籽粒作物施用污泥相對(duì)較安全。

1.2.2 病原菌

污泥中含有多種致病細(xì)菌、原生動(dòng)物、寄生蟲(chóng)以及病毒等有害物，這些有害物質(zhì)可以通過(guò)各種途徑進(jìn)行傳播，污染空氣和水源，并通過(guò)直接接觸或食物鏈危及人類和畜牧的健康，并且為其他有害生物的滋生提供了場(chǎng)所，也在一定程度上加速植物病蟲(chóng)害的傳播。國(guó)內(nèi)污水處理廠污泥衛(wèi)生指標(biāo)實(shí)測(cè)值（以干泥計(jì)):大腸桿菌群約2×108個(gè)/g，細(xì)菌總數(shù)約5×108個(gè)/g，蛔蟲(chóng)卵0.2×108個(gè)/g。這些病原物質(zhì)對(duì)外界環(huán)境具有很強(qiáng)的抵抗能力，常規(guī)的滅菌方法只能起到大量減少病原體的作用，不能完全滅活，所以對(duì)污泥的土地利用要嚴(yán)格控制。