污泥中的有毒有害物質主要是指重金屬和有機污染物，目前國內對于污泥中重金屬的監測分析較為完善，而關于有機污染物的分析數據較少。

工業廢水是污泥中汞、鎘、鉻等重金屬元素的主要來源;家庭生活的管道系統也是銅、鋅等一些重金屬元素的來源之一。在污水處理過程中，70%～90%的重金屬元素通過吸附或沉淀轉移到污泥中。當污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層，通過食物鏈，在植物、動物以及人類體內富集，對人體健康和生物種群安全產生深遠影響，成為限制污泥土地利用的重要因素。

重金屬元素在污泥中的存在形態不同，其產生的生物有效性亦有所不同。國外根據重金屬結合的組分，將重金屬在污泥中的存在形態分為五類，分別為可交換態，碳酸鹽結合態，鐵、錳氧化物結合態，有機質結合態和殘渣態，此為五態分類法。

污泥中常見的微量有機污染物主要有多環芳經(PAHs)、氯苯類化合物（CBs)、氯酚(CPs)、多氯聯苯(PCBs)、多氯代二苯并二嗯英/味喃（PCDD/Fs)、可吸附有機鹵化物(AOX)、直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS)、壬基酚（NP)、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯(DEHP)、鄰苯二甲酸酯類（PAEs)等。此外，城市污泥中還含有烷基酚、有機氯農藥、硝基苯類、氨類、鹵代經類、醚類等化合物。這些有機污染物絕大部分具有生物放大效應，并有“致癌、致畸形、致突變”的危害。

有機污染物含量較高的城市污泥如果進入土壤會給周邊環境帶來污染。污泥中的有機污染物因污水處理廠污水來源的不同而不同，同一污水處理廠在不同時期產生的污泥，其中有機污染物的種類和含量也有較大差別。目前我國對城鎮污水處理廠污泥的研究主要集中在對污泥中重金屬、病原菌防控和治理方面，其中的微量有機污染物由于對綜合指標貢獻較小而較少引起人們的關注。我國對污泥中有關有機污染物的研究還處于起步階段，缺乏深入，無法為污泥土地利用提供科學的參考。

(1）水廠污泥

水廠污泥中重金屬含量較低，一般均能滿足我國的《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284——84)。

(2）污水污泥

污水廠中的重金屬以及可能在污泥中存在的極大部分毒害性有機物都來源于污水，而污水的毒害物質主要來源于工業，因此城市污水廠工業廢水處理比例和工業廢水接入排水管道前的預處理水平成為決定污水廠污泥中毒害性物質含量的關鍵因素。

(3)疏浚污泥

疏浚污泥中重金屬的含量反映了水體受污染的歷史及程度，因此不同水體的疏浚污泥重金屬濃度相差較大。另外，顆粒物上重金屬的生物有效性和遷移性與其存在的形態密切相關。Salim等發現在污染程度比較高的沉積物中，Pb和Ni主要以碳酸鹽結合態的形式存在，Cd主要以可交換態的形式存在。Pardo等用Tessier連續提取法提取了Pisuerga河沉積物上的重金屬，結果表明Cd、Pb主要存在于可交換態和碳酸鹽結合態中，Cu、Co和Ni主要存在于鐵錳氧化物結合態和有機質結合態中。(www.wS46.com)

(4)通溝污泥

理論上，通溝污泥的重金屬和有毒有害物質含量應與污水處理廠污泥類似。

不同排水體制對通溝污泥的性質也有影響，分流制排水系統的雨水管道通溝污泥的毒害物含量與當地地面沉積物類似，合流制排水系統的管道污泥的毒害物含量介于分流制污水管道和雨水管道之間，同時與雨水管道的水力條件有關。