油污泥的长期堆放会对周围的土壤、空气、水体都造成严重的污染，甚至危害到附近居民的身体健康。
被油污泥污染的土壤可能会出现营养不足的现象，并且油污泥会限制农作物生长，阻碍农作物种子发芽，甚至会直接导致农作物的枯萎。由于油污泥的粘度较高，它会吸附在土壤的矿物组织表面，终导致土壤的保水能力越来越差，并且油污泥中的大部分有害成分无法被自然降解，会长期存在于土壤中。
油污泥污染土壤后，其中的有机组分会逐渐迁移渗透到地下水中，随着地下水的流动进而污染江河湖泊等其他水资源，并逐步累积。
如果附近的居民饮用了被污染的水质或食用了被污染的鱼虾，会对自身健康造成严重的影响。尤其是油污泥中的多环芳烃，一旦通过食物和饮用水进入人体，会引起肾脏和肝脏的病变，并诱导癌症。
由于油污泥对环境和人体的潜在危害，早在1996年1月，国家在颁布的《中华人民共和国固体废物环境污防治法》和《国家清洁生产促进法》中就明确规定油污泥必须进行无害化处理。
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