污水灌溉就是利用工业污水和生活污水来灌溉农田。工业废水主要来自工业生产过程中产生或排放的水。生活污水指从家庭、机关、学校、医院、服务行业及其他非工业部门排放的污水。
根据统计，污水灌溉旱田一般情况下可增产50%～150%，水稻可增产30%～50%，水生蔬菜可增产50%～300%。废污水中一般含有大量的有机物，以蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮、氮、磷、钾等为多，废污水中还含有钙、镁、锰、铜、锌、钼等多种微量元素。在全球水资源日趋紧张的情况下，污水灌溉有特殊的意义，许多国家都把废污水作为重要的灌溉水源。
国外污水灌溉发展较快，目前欧美各国污水灌溉主要用于园林、牧草、饲料作物，也有用于果树、棉花、甜菜等作物，而对蔬菜和粮食作物应用较少。曾令芳，吴小亮.国外污水灌溉新技术.节水灌溉，2002.3.
最初，污灌多源自生活污水，是一种方便、省钱的灌溉方式。相比清水灌溉，生活污水灌溉既能提高农业水资源利用效率，也能为农作物提供氮、磷等养分，节约肥料。
我国的污水灌溉发展的相对较早。早在1940年，北平周边地区已开始尝试利用生活污水进行农田灌溉。1957年的“大跃进”后，中国开始大面积、大规模污灌。当时的建工部联合农业部、卫生部，将污灌列入国家科研计划，大兴污水灌溉工程。
根据全国污水灌区环境质量状况普查统计数据，仅1976—1980年4年间，全国污灌面积便从18万公顷跃至133.3万公顷，主要集中在海、辽、黄、淮四大流域，约占全国污水灌溉面积的85%。其后十年，该数字继续翻倍。杨飞、蒋丽娟.浅议污水灌溉带来的问题及对策.节水灌溉.2000.2.
在华北缺水地区，水资源缺乏已经成为制约经济发展和影响人们生活的重要因素，在水资源几乎都被城市所占用的情况下，一些的农业灌溉只能使用污水。将废污水开辟为第二水源、使废污水资源化，势在必行。
然而，污水中除含有各种营养物外，还含有大量有害的传染病菌、寄生病毒等，用未经处理的污水灌溉，可能会造成有害物质污染粮食和蔬菜等农产品、污染土壤和污染地下水的危害。
国家在1972年就提出“积极慎重”的发展方针，并制定了污水灌溉暂行水质标准，却因为节肥的诱惑和缺水的压迫，难以阻挡污灌面积的迅速扩大。
目前的情况是，很多地方对污水的处理不够重视，对污水灌溉的认识存在着误区，采取“拿来就灌”，也不管污水从何而来，水质如何，是否适合灌溉。不同水源的污水水质及污染物的含量差异较大，甚至在不同季节同一来源的废污水水质也不同。对废污水所含的有效成分认识不足，污水灌溉后就不再施肥，结果作物减产，造成经济损失。作物在不同生长季节对废污水的适应能力不同，如棉花、小麦等作物，在成熟阶段用富含养分的废污水灌溉后，会使作物徒长，易感染病虫害，造成减产。废污水中的养分并不是含量越高就越好，也不是灌得越多越好，用养分含量高的废污水灌溉，可能造成“烧苗”，降低作物产量，使其品质变差，严重的会使作物绝产。
因为监管不力，工业污水也成为污灌的水源，随着“变废为宝”的污灌，最终涌入农田。而工业污水的重金属超标等风险，一直未得到足够重视。
这种情况其实早就引起了学者们的注意。以河北为例，在20世纪80年代末、90年代初，河北当地学者已意识到这种潜在的危险。在一份名为《河北省农田土壤镉污染研究》的论文中，分析当地小麦镉超标，是因为周围农民明知有害，但天旱无雨的情况下，仍沿用污水灌溉。而灌溉污水中的重金属镉，则源自农田周围的化工、造纸、机械、冶炼等工业财经国家周刊，2011年05月30日。。
研究显示，当时这些污灌区的重金属含量虽未超过国家土壤环境质量标准，但典型污灌区的长期污灌，使得土壤中的重金属呈明显累积势态。目前河北省典型污灌区主要分布在石家庄、保定、邯郸、沧州等地，其中越是靠近市郊与工业密集处，重金属累积现象就越突出。
2010年河北省两会期间，九三学社河北省委发布了一份调查报告，认为污灌对河北省粮食作物及蔬菜的产量、质量都有较大的影响。报告通过对污灌区小麦玉米籽粒进行重金属含量分析，发现污灌区农作物均出现一定程度的重金属积累，并有不同程度超标：除玉米中汞的检出率较低以外，其余检出率均在80%以上；小麦最高超标率达42.4%，超标因子为铬，仅砷一项没有超标，但检出率也达到了82.1%；玉米中最高超标率为33.3%，超标因子为铅，汞和砷没有出现超标，检出率分别为52.1%和90%。河北农林科学院张国印认为，污灌导致的重金属超标，与三聚氰胺等食品安全问题并无本质性区别，在土壤中的污染过程具有长期性、隐蔽性和难降解性特征。
土资源部曾公开表示，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3 250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济较发达地区。中国每年有1 200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。而这些粮食足以每年多养活4 000多万人。如果这些粮食流入市场，后果将不堪设想。土地污染带职业病、重症疾病正呈高发和扩大态势，面临着极其艰巨的防控任务。
在污灌区，当地农民已不种植极易出现重金属超标的叶类、根茎类蔬菜，而基本改种相对影响较小的玉米和小麦，“本地人不吃本地菜”已成常态。
土壤是天然的净化器，但是土壤的净化和缓冲能力是有一定限度的。直接引用过量的未经任何处理且不符合排放标准的废污水灌溉农田，会造成土壤污染，引起土壤环境恶化、重金属及有毒物质在土壤中积累，作物发育生长不良，农产品品质变差。
污水灌溉的另一个危害是污染地下水。天津利用北京排污河的污水作为水源，发展了较大面积的污灌区。研究表明，污灌对地下水水质有直接的影响，污灌区地下水水质差于非污灌区，灌溉季节差于非灌溉季节。污水灌溉不是对任何地区都适用的，在喀斯特地区或活动含水层低的沙地就不宜用废污水灌溉，以避免污灌污染地下水。
发展污水灌溉有其现实需要和价值，但污水灌溉也存在风险。因此，对污水灌溉既要提倡又要慎重。在污水灌溉前和灌溉中，必须进行周密的研究、论证、监测。一是选择并控制合适的污水水源，保证水源水质可控；二是用在合适的地区、土地、作物，控制作物、土壤、地下水污染的风险；三是要对水源、农产品品质、土壤质量、地下水水质进行及时的动态监测，及时预警和防范风险。
水污染引起的水产品安全问题
2012年开始，中国的远洋捕捞国际冲突事件频发，仿佛一夜之间我国渔民的生存状况突然恶化。事实上，追根溯源，渔民担惊受怕地远洋捕捞虽然有不同海域渔业资源不同的原因，更多的还是因为我国近海过度捕捞和海洋环境的持续恶化，导致渔民在近海根本就捕捞不到鱼，只好铤而走险。
2011年5月13日，国家海洋局在京召开新闻发布会，发布《2010年中国海洋环境状况公报》。公报中显示，近岸局部海域富营养化、海洋环境灾害频发和海岸带环境破坏是影响我国海洋环境质量的突出问题。虽然我国海洋环境质量总体维持在较好水平，主要海洋功能区环境质量基本满足海域使用要求，赤潮和绿潮灾害有所减轻，但江河污染物入海量增加，溢油等突发环境事故灾害对海洋生态环境的损害严重。在我国，有4.8万平方千米的近岸海域水质劣于第四类海水水质标准。
近年来，随着对入海口排污的重视，2010年入海排污口的污染物排海量比上年下降25%，主要污染物如总磷、化学需氧量、氨氮等要素达标率均有所提高，总体排污状况有所改善。但主要河流携带入海的污染物量仍然较大，江河携带污染物入海和陆源入海排污口排污仍是影响我国近岸海域环境质量的主要原因。入海排污口的达标排放次数比率仅为46%。受长期排污影响，入海排污口邻近海域环境质量状况较上年没有明显改善，部分排污口邻近海域环境质量仍较差。受入海径流量增大的影响，2010年河流携带的化学需氧量、氨氮和总磷入海量较上年明显增加。
2010年，全海域发现赤潮69次，累计面积10 892平方千米；赤潮发现次数与2009年基本持平，累计面积减少3 208平方千米；赤潮高发期集中在5—6月份，多发区主要集中在东海近岸海域。
除了海洋污染导致原有的天然渔场被破坏，随着中国化工产业逐渐往沿海搬迁，海上溢油事故风险加剧，对人工海产品养殖也造成了极大的威胁。
2010年7月，一艘属于新加坡太平洋（601099）石油公司的30万吨油轮“宇宙宝石”号，满载原油从委内瑞拉驶到中国，在大连大孤山半岛东南面海域的中石油国际储运有限公司原油储备库卸油。三天后的7月16日，由于原油储备管陆地管线在加催化剂作业时发生爆炸，引起火灾，导致部分原油泄漏入海。虽然有相关部门说事件影响已经完全消除。可是，直到2011年9月，大连的部分海岸边的岩石上依然可以看见若隐若现的黑色斑块，而原来富产海藻的石滩上已经有一年多没有看见海藻绿色的身影了。
大连海域有产量巨大的海产养殖场，然而一份SGS瑞士通用公证行（SGS Société Générale de Surveillance Holding S.A.），是从事检验、测试、质量保证与认证的知名国际机构。所作的检测报告显示，2011年出产的海参石油含量的检测结果是每升157.9毫克，而国家标准GB17378.6-2007规定的检出限值是每升15毫克，该检出值是国家标准的10倍以上。这次事故后，部分村庄养殖的海参死亡率为80％，鲍鱼和海胆死亡率为100％，夏夷贝死亡率20％，从2005年开始投入的水产养殖几乎全军覆没。黎光寿.7？16事故附近海域时有沉油泛起渔业补偿迟迟不到.每日经济新闻，2011年09月23日.
中国在世界上属于海水养殖发达的国家，无论从养殖面积（1 579千公顷，2008年）还是总产量均居世界首位。世界粮农组织（FAO）的统计资料显示，我国海水养殖业总产量1955年仅10万吨，此后逐步提高。近30年里得到了快速发展，1990年超过300万吨，2008年上升到1 340万吨，占国内海洋水产品产量的51.6%，约占世界海水养殖总产量的2/3。
海洋生态环境关系着我国巨大的水产市场，随着近海海洋水环境的变坏，不管是海洋捕捞业还是海水养殖业都感受到了巨大的压力，海洋生态环境保护与建设工作任重而道远。