土壤重金屬污染具有長期性、隱蔽性、難降解等特點，土壤一旦被重金屬污染會持續(xù)幾百或幾千年，很難恢復。

例如，根據(jù)土壤類型以及理化性質(zhì)，鎘(Cd)，銅(Cu)和鉛(Pb)達到半衰期的時間分別為15~1100年，310~1500年和740~5900年。重金屬元素在物理、化學、生物作用下，經(jīng)過吸附/解吸、溶解/沉淀、氧化/還原、絡合/螯合、質(zhì)子化等生物地球化學行為，在土壤內(nèi)部及其環(huán)境之間遷移、分散、聚集。并且污染的土壤一般不止包含一種重金屬，各重金屬元素都潛在相互影響其吸附行為。在大量離子的系統(tǒng)中存在競爭吸附，重金屬如Cd、Cu、Pb、鋅(Zn)在污染土壤中存在協(xié)同作用，能提高整體的污染程度。重金屬離子間的競爭行為導致土壤吸附少量的鎳(Ni)、Zn、Cd和更多的鉻(Cr)、Cu、Pb，同時砷(As)濃度的增加會促進Cr、Cu、Pb的吸附。

污水中存在較高濃度的重金屬等污染物元素，即使經(jīng)過處理后的再生水，其中仍含有一定濃度水平的污染物，長期進行污水灌溉可能會產(chǎn)生一定的土壤環(huán)境風險，其中，土壤重金屬污染問題最為突出。

關于污水灌溉對土壤重金屬影響方面開展了大量的研究。目前很多農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)具有較長時間的污灌歷史，有的甚至達到百年，相比于原來地下水或清潔地表河水灌溉的區(qū)域，歷史污灌區(qū)的重金屬環(huán)境影響尤其受到人們關注，尤其是目前仍有大面積歷史污灌區(qū)使用再生水進行灌溉。

隨污灌年限的增加，Cd、Cr、Pb等元素總量在土壤中累積有呈線性增加的趨勢。10年以上污灌農(nóng)田表層土壤(0~20cm)中重金屬元素要顯著高于清水灌溉區(qū)，預測再經(jīng)過5~60年灌溉后，土壤中部分重金屬元素含量會超過標準限值。污水處理工藝會顯著降低再生水中重金屬含量，但是，再生水灌溉農(nóng)田20年后，耕層土壤部分重金屬元素仍會產(chǎn)生明顯的富集，并隨灌溉年限增加存在向下遷移的趨勢。

有學者預測，再生水灌溉50~100年后，土壤中部分重金屬元素會達到環(huán)境控制限值。污灌區(qū)內(nèi)作物的重金屬含量相對于清水灌區(qū)有明顯提高，長期污灌可能會導致重金屬在土壤-植物系統(tǒng)中富集系數(shù)的升高，從而過量重金屬通過食物鏈對人體產(chǎn)生健康風險。