氢氧化物、水合氧化物和羟基氧化物是土壤中含量较低的天然组分之一，它们主要以晶体态、胶膜态等形式存在，粒径小、溶解度低，在土壤化学过程中扮演着重要作用。金属氧化物通过表面吸附、共沉淀途径完成对土壤重金属的钝化固定。土壤中有机、无机配位体（胡敏酸、富里酸、磷酸盐）及与重金属的复合反应影响着其在氧化物表面的吸附。当有机配体与重金属形成难溶复合物时，促进了氧化物对重金属的吸附，当形成可溶复合物时，抑制了重金属在氧化物上的吸附。

  零价铁、硫酸亚铁是常用的两种含铁物质。硫酸亚铁在砷污染土壤中固定效果明显，但其引起的土壤酸化问题不容忽视，可使土壤中被固定的 Cd、Cu、Zn 等重新释放出来，须通过施用石灰控制土壤 pH 变化。与 FeSO ₄ 相比，零价 Fe 在土壤中转化成氧化物的过程较慢，但生成氧化物的量较多，从修复效果长期稳定性看，零价 Fe 更可取，也不会引起土壤酸化。不同含 Fe 物质对As 的固定修复效果存在差异，修复效果分别为：三价硫酸铁盐>二价硫酸铁盐>单质铁。

  铁氧化物从水合态到晶体态的转化促进了土壤 As 的解吸，土壤 pH、Eh、温度、共沉淀金属是影响转化过程的关键因素，在修复效果的长期稳定性评价中必须考虑。As（III）随土壤 pH 升高在氧化物上吸附增加，As（V）随 pH 降低在氧化物上的吸附增加，但含铁物质的施用会降低土壤作物营养如磷的有效性，通常将含铁物质和肥料配合使用。在淹水状态下，土壤中 Fe 含量是影响水稻吸收累积 Cd 的一个重要因素。其主要原因为1）土壤无定形氧化铁含量越低，越有利于淹水后土壤镉形态由高活性向低活性转化；2）水稻根表铁膜影响水稻吸收累积 Cd。当根表铁膜较厚时将阻碍Cd ²⁺ 在水稻根系的吸收和向地上部转移；3）Fe ²⁺与 Cd ²⁺ 竞争水稻根际吸收。植物根系对 Cd ²⁺ 的吸收借助于 Fe ²⁺ 的运输蛋白，而淹水条件下大量的Fe ²⁺ 与 Fe 的运输蛋白优先结合，将及大地降低Cd ²⁺ 与其结合的几率，从而减少水稻对镉的吸收累积。

  锰氧化物表面积较大、pH ZPC 较低，在土壤中通常带负电荷，对金属阳离子有较强的吸附能力。锰氧化物的添加可明显降低土壤中溶解态铅的浓度，磷的存在促进了锰氧化物对金属的吸附固定。富含铁铝的工业副产品赤泥，它的施用促使土壤重金属由可交换态向氧化物态转变，因其对土壤pH 的提升作用，对作物生长、土壤微生物也有积极影响。

  氧化物的施用总体上可以增加土壤生物活性。人们在利用零价铁和棕闪粗面岩修复污染土壤的试验中发现，除酸性磷酸单酯酶活性下降外，碱性磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、蛋白酶活性都有提高。