利用城市污水或工業廢水灌溉農田、草地、樹林或觀賞植物園地。
沿革 污水灌溉有悠久的歷史，早在西元前雅典就曾用污水灌溉農田，以利用水和其中的肥分。1559年德國開始用灌溉法處理污水，後來發展成為汙水處理和利用相結合的一種措施。20世紀以來，蘇聯、美國、澳大利亞等國進一步發展瞭污水灌溉。中國用人糞尿澆灌田地有悠久的歷史，50年代初中國已有很多城市用污水灌溉土地。1958年中國國務院科科學規劃委員會確定污水灌溉為國傢重點研究項目。1961年頒佈瞭《污水灌溉農田衛生管理試行辦法》。1964年中國科學技術協會在北京召開有44個國傢和地區參加的關於污水灌溉的國際科學討論會。1979年底，中國農林部頒佈瞭《農田灌溉水質標準》。
效益 城市污水一般含有植物營養物質氮15～60毫克／升，鉀10～30毫克／升，磷9～18毫克／升，還有多種為植物生長所必需的微量元素。污水灌溉既可利用水資源，節約農業用水，又可利用其營養物質，促進農作物、牧草增產。一些污水灌溉地區農作物增產超過60％。
污水灌溉同時還是一種經濟而節省能源的污水處理方法。通過灌溉，一般可去除污水中生物能降解的有機物及氮、磷等90％以上，一些有毒、有害物質也可以被氧化分解，有利於防止水體污染和水體的富營養化。
污染物在土壤中的遷移和轉化 有機和無機污染物隨污水進入土壤後發生一系列的遷移和轉化。主要作用有：①物理化學吸附和吸附交換作用。土壤作為一個松散的多孔結構，一般具有很大的活性表面，砂壤土約為10～14米2／克，粘土約為150～250米2／克，能吸附污水中的有機和無機污染物，使污染物脫離食物鏈，或失去活性，或被微生物降解。土壤膠體還對離子有吸附－交換作用，當吸附一部分離子時，就解析出等當量的其他同電荷離子，這是呈離子態的污染物遷移轉化的重要過程之一。②生物氧化作用。土壤作為一個復雜的生態系統，每克耕作土壤往往含有幾億個細菌、幾十萬個真菌和多種微型動物，這些微生物可以氧化分解多種有機物質。土壤顆粒表面的吸附作用又為生物氧化作用提供瞭條件。在微生物的作用下，有些污染物得到降解，有些污染物失去毒性，但也有些污染物生成毒性更大的代謝產物。如環狀有機物因芳香環被破壞而降解；對硫磷和馬拉硫磷農藥因酰胺鍵和脂鍵水解而失去毒性；稻瘟醇則生成毒性更大的代謝產物三氯苯甲酸和四氯甲酸。③化學降解和光化學降解作用。土壤作為一個化學體系，污染物受土壤中化學過程的控制，水解、氧化、異構化等作用，使一些化學污染物降解。土壤表面受太陽光輻射，特別是紫外線輻射能使DDT、除草劑發生光化降解。④植物的吸收和代謝作用。不同種屬的植物對不同的污染物有一定的吸收作用，對有些污染物吸收後還具有代謝降解作用。在植物體內酚可以形成酚糖甙，最後經代謝分解成為二氧化碳；植物可將進入體內的氰化物轉化為絲氨酸等氨基酸，水稻可以將根系吸收的苯並(a)芘輸往莖葉，並把它轉化為二氧化碳和有機酸。
污水灌溉的條件 土壤的凈化能力是有限度的，而灌溉的污水水質大多很復雜。有的污水含病原體，如沙門氏菌，在土壤中可存活35～70天。工業廢水中含有多種有毒、有害物質，特別是重金屬，生物不能降解。有些有毒化學物質的性質很穩定，如氯代烴類，生物也不能降解。不經適當處理，直接用工業廢水或城市污水灌溉農田，會造成嚴重後果：作物的產量和質量下降，土壤鹽堿化，水源受污染，環境衛生惡化，傳染病和寄生蟲病傳播等。污水灌溉必須具有一定條件，主要是:①污水，尤其是工業廢水應經過預處理，對其中的污染物特別是重金屬和生物難以降解的化學物質加以回收利用或作適當處理，使其達到污水灌溉水質標準。②醫院、生物制品廠、獸醫站等含有病原體的污水必須嚴格消毒後才能用於灌溉。③應根據作物及其他灌溉對象的特性、土質、地下水位、氣象等情況進行合理規劃，確定科學的灌溉方式和管理制度。④控制灌溉水量，防止污水外溢和灌渠滲漏。⑤在水源衛生防護帶含水層露頭處，地層有裂隙和溶巖地區、易受淹的澇區不能用污水灌溉。⑥污灌區要同居民點保持一定距離。