生活污水和工业废水中含有重金属、酚、氰化物、氟化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒有害的物质带至农田，污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
污染土壤常以水中重金属的污染较为严重。重金属镉会在人体内形成镉硫蛋白，有选择地富积于肾和肝中，易引发肾病，且易阻碍骨骼代谢，造成骨质疏松，萎縮，变形等症状;六价铬有很大毒性，能引起肾和肝受损，胃肠受刺激，溃疡，痉挛甚至死亡，长期大量接触六价铬，接触部位易现溃疡等不良反应;砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，慢性中毒会诱发肺癌，皮肤癌，膀胱癌，急性中毒会导致人在数天甚至数小时内死亡;汞被食入后直接沉入肝脏，对大脑，神经，视力破坏极大;铅伤害脑细胞，特别是伤害胎儿的神经系统，可造成先天智力低下，另外容易致癌，致突变。
另外，水体中的重金属还可以经过食物链的生物放大作用，在水生生物体内富集。由于生物放大作用，进入环境中的毒物，即使是微量的，也会使生物尤其是处于食物链上级的生物受到毒害，甚至威胁人类健康。
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