土壤中有許多種類的微生物，如細菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物，它們與其周圍環(huán)境構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)，在大自然的物質(zhì)循環(huán)中，擔負著碳循環(huán)和氮循環(huán)的一部分重要任務。從廣義上說，污泥無論是對大氣還是對水體的影響，最終必然會造成土壤環(huán)境的污染和破壞。

污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有機質(zhì)，同時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，美國城市污泥中平均含有有機質(zhì)31%、總氮3%、總磷2.5%、總鉀0.4%。

在我國，污泥中有機質(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%，均超過國家堆肥需要的養(yǎng)分標準，可作為很好的有機肥源。污泥中有機養(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)，促進團粒結(jié)構(gòu)的形成，調(diào)節(jié)土壤pH值和陽離子交換量，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，污泥因污水的來源不同成分有所差異，但一般都含有一定量的重金屬。當前，在污泥施用對土壤污染的研究中，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、長期性和不可逆等特性，往往對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響。一般來說，施用污泥后，重金屬絕大部分在耕層聚集，其中相當一部分以有機結(jié)合態(tài)存在，重金屬的含量一旦超過土壤的自凈能力，就會破壞土壤的正常機能，從而嚴重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和性質(zhì)。對于施用污泥后，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，而且重金屬進入植物體內(nèi)，主要分布在根系，其次是葉系，果實或籽粒內(nèi)含量往往最低。因此對果實類蔬菜和大籽粒作物施用污泥相對較安全。

1.2.2 病原菌

污泥中含有多種致病細菌、原生動物、寄生蟲以及病毒等有害物，這些有害物質(zhì)可以通過各種途徑進行傳播，污染空氣和水源，并通過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所，也在一定程度上加速植物病蟲害的傳播。國內(nèi)污水處理廠污泥衛(wèi)生指標實測值（以干泥計):大腸桿菌群約2×108個/g，細菌總數(shù)約5×108個/g，蛔蟲卵0.2×108個/g。這些病原物質(zhì)對外界環(huán)境具有很強的抵抗能力，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，所以對污泥的土地利用要嚴格控制。