化肥一般包含一種或多種植物所需的主要營養元素——氮、磷、鉀。
（1）氮肥氮肥的絕大部分是氨的衍生物，如硝酸銨（NH4NO3）、硫酸銨［（NH4）2SO4］及尿素［CO（NH2）2］等。氮肥過多地施入土壤後，土壤和作物體中積累較大量的硝酸鹽（施氮肥過多的蔬菜中硝酸鹽含量是正常情況的20～40倍）。這種積累對作物本身無害，一般情況下食用是安全的。但作物在采摘、運輸、存放、烹飪以及食用後，硝酸鹽在細菌及酶等作用下還原成有毒的亞硝酸鹽，並蓄積到較高的濃度時對人體會產生毒害作用。此外未被作物吸收的氮素隨地表徑流和灌溉水淋洗進入水體，成為水體富營養化的主要汙染源之一。另外氮肥中的銨離子在土壤中會在硝化細菌作用下釋放氫離子，導致土壤酸化，而且銨離子會置換土壤膠體上的鈣離子，破壞土壤的結構。
不同蔬菜內的硝酸鹽積累不同，據報道，蔬菜種類中的硝酸鹽含量由高到低的順序為：根菜類＞薯蕷類＞綠葉菜類＞白菜類＞蔥蒜類＞豆類＞瓜類＞茄果類。此積累還與天氣條件、氮肥的形態等因素有關。蔬菜是人們食用較多且硝酸鹽含量較大的食品，世界各國都在研究和篩選低富集硝酸鹽的蔬菜品種，並通過控製氮肥的施用量和時間、調節營養元素平衡、製定標準和改變食用方式等措施，以減輕硝酸鹽積累對人體的危害。
（2）磷肥磷肥大多為磷酸鹽，主要成分是氟磷灰石［Ca3（PO4）2·CaF2］。過量的磷肥會對果蔬中有機酸、維生素C等成分的合成以及果實形狀、大小、色澤、香味等帶來不良影響。另外，超量施用磷肥會造成少量磷肥流失進入水體，而磷是大多數水體富營養化的主要元素。
（3）化肥中的其他汙染物在化肥使用中產生的另一個環境問題是化肥中含有的其他汙染物，隨化肥的施用進入土壤，造成土壤和作物汙染。
重金屬元素是肥料中報道最多的汙染物質。肥料中重金屬含量一般是磷肥>複合肥>鉀肥>氮肥。磷肥中含有較多的有害重金屬，複合肥的重金屬主要來源於母料及加工流程所帶入。如磷石灰中除含銅、錳、硼、鉬、鋅等植物營養成分外，還含有砷、鎘、鉻、氟、汞、鉛、鈰、釩等對植物有害的成分。據日本調查，一些磷肥中砷的含量很高，平均達24mg/kg，過磷酸鈣中砷的含量達104mg/kg，重磷酸鈣高達273mg/kg。又如以硫酸為生產原料的化肥，在硫酸的生產過程中帶入大量的砷，以硫化鐵為原料製造的硫酸含砷量達490～1200mg/kg，平均為930mg/kg；鉛室法製硫酸的含砷量也較高。由此引起以硫酸為原料的化肥如硫酸銨、硫酸鉀的含砷量也較高。此外，磷肥含鎘量為10～20mg/kg，含鉛10mg/kg左右。因此長期施用磷肥會引起土壤的鎘、鉛積累。
化肥中的氟和釩也值得注意，如磷礦石或過磷酸鈣中含氟達2%～4%，長期施用會導致土壤中氟的積累；茶樹具有積累氟的特性，大量施用過磷酸鈣肥料，會使茶葉中含氟量增高。釩在過磷酸鈣中的含量也較高，每千克可達數十至數千毫克，造成土壤和作物中的含釩量增高。
有些肥料中還含有一些有機汙染物，如氨水中往往含有大量的酚，特別是利用焦化廢氣生產的氨水，含酚量可達每升數千毫克，施用後，會造成土壤的酚汙染，同時，造成農產品的品質下降，食品中含酚量較高且有異味。
2.農藥
化學農藥是消滅畜植物病蟲害的有效藥物，在農林牧業的增產、保收和保存等方麵起了很大作用。迄今農藥的品種已發展到上千種，農藥的使用量也急劇增加，成為決定現代化農業生產效率和提高產量的重要因素。但某些農藥及其代謝物的理化性質穩定，在土壤中長期殘留積累，當積累到一定程度，與土壤的自淨效應產生脫節、失調，危及農業環境生物時，就會致使農作物及畜產品中出現微量的殘留農藥而汙染食品，危害人體健康。
農藥除了在生產過程中因“三廢”的排放而汙染環境外，還可在運輸、貯藏、分裝、零售等過程中發生汙染。農藥汙染土壤主要是在農田噴施農藥時。如農田噴粉劑時，僅有10%的農藥附著在植物體上，噴施液劑時，僅有20%的農藥附著在植物體上，其餘部分，有40%～60%降落於地麵，有5%～30%漂浮於空氣中。落於地麵上的農藥又會隨降雨形成的地表徑流而流入水域或下滲進入土壤。噴施農藥的作物是直接受汙染者，動物是間接受汙染者，動物的富集能力越強，受汙染程度越嚴重。環境中的農藥通過各種渠道進入人體，其中通過食物進入人體的農藥量占約85%，其餘通過呼吸和飲水進入人體。
進入土壤中的化學農藥受到各種化學、物理和生物作用，並以多種途徑進行反應或降解，不同類型的農藥其降解速度和難易程度不同，因此農藥在土壤中存留時間不同。農藥在土壤中的存留時間常用兩種概念來表示：半衰期和殘留量，所謂半衰期是指施入土壤中的農藥因降解等原因使其濃度減少一半所需時間；殘留量指土壤中的農藥因降解等原因含量減少而存留在土壤中的數量，單位是mg/kg。許多學者對農藥在土壤中的持續性進行了測定，多數結果認為，有機氯類農藥在土壤中半衰期最長，一般都有數年至數十年；其次是取代脲類和苯氧乙酸類等除草劑，一般在數月至一年左右；有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑以及一般殺菌劑的殘留時間隻有幾天或幾周，土壤中很少有積累，但也有少數的有機磷農藥在土壤中的殘留期較長，可達數月之久。