地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原

进入地下水的污染物有来自人类活动的，有来自自然过程的。生活污水和生活垃圾会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量的升高，有时也会造成病原体污染。工业废水和工业废物可使地下水中有机和无机化合物的浓度增加。农业施用的化肥和粪肥，会造成大范围的地下水硝酸盐含量增高。农药对地下水的污染较轻，且仅限于浅层。农业耕作活动可促进土壤有机物的氧化，如有机氮氧化为无机氮（主要是硝态氮），随渗水进入地下水。天然的咸水会使地下天然淡水受咸水污染等
硝酸盐是地下水的主要污染物质，其来源有二。一是地表污废水排放，通过河道渗漏污染地下水；城市化粪池、污水管的泄漏以及垃圾堆的雨水淋溶等。这一类污染源具有点污染的特征。二是农业面源污染，农耕区过多施用氮肥，其中约有12.5%～45%的氮从土壤中流失，造成农耕区地下水硝酸盐的含量严重超标。随着化肥的广泛使用，硝酸盐污染将成为一个世界性的问题，在美国对10多万口水井的调查发现，有6%的水井硝酸盐含量超过标准，20%的水井氨氮含量超标。中国进行调查的57座城市中，地下水氮超标的有46座。硝酸盐污染可以导致高铁血红蛋白症，婴儿畸形及癌症等疾病。对地下水构成威胁的还有石油、石油化工产品及各种有机合成化学物质。

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