造成地下水水质恶化的各种物质都称为地下水污染物。地下水污染物的种类按理化性质可分为:物理污染物、化学污染物、生物污染物、综合污染物;按形态可分为:离子态污染物、分子态污染物、简单有机物、复杂有机物、颗粒状污染物;按污染物对地下水的影响特征可分为:感官污染物、卫生污染物、毒理学污染物、综合污染物。

一、　病原微生物污染

　　受生活污水、医院污水及垃圾等污染的地下水中,常含有各种病原菌、病毒和寄生虫,其所产生污染的特点是数量大、分布广、存活时间长、繁殖速度快、易产生抗药性,传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物仍能大量存活。因此,当人类饮用了含此类污染物的地下水后,极易引起疾病。

二、　耗氧有机物污染
　　当生活污水及部分工业废水中含有的碳水化合物、蛋白质及脂肪和木质素等有机物进入地下水中后,在生物化学作用下易于分解而消耗水中的溶解氧,并提供病原微生物所需的营养,从而使地下水水质变差。地下水中耗氧有机物愈多,耗氧愈多,水质愈差,地下水污染愈严重。

三、　无机有害物污染
　　主要指亚硝酸根、硝酸根、硫酸根、磷酸根等对地下水造成的污染。亚硝酸根被吸入人体血液后,能与血红蛋白结合形成失去输氧功能的变形血红蛋白使组织缺氧而中毒,重者可因组织缺氧而导致呼吸循环衰竭。另外,亚硝酸根在人体内还可与仲胺作用生成亚销胺,亚销胺有强烈的致癌作用,同时还有致畸胎和致遗传变异的可能。硝酸根是亚硝酸根进一步氧化的产物,因此它可以被还原成亚硝酸根。硫酸根主要来源于硫酸制造选矿场、矿坑水、钢铁酸洗厂、煤加工厂等。硫酸镁和硫酸钠对胃、肠有刺激作用,可引起肠道机能失调,也可以使水味便坏。当人类饮用了上述无机有害物含量较高的地下水后,极易对人体造成损害,并产生诸如白血病、高血压、动脉硬化及损伤神经系统。

四、　无机有毒污染
　　主要指氟离子、氰离子、硫离子等对地下水的污染。氟及其化合物主要来源于磷肥工业、电解制铝、硫酸、冶炼及制造含氟农药、塑料等工业废水。如果长期饮用含氟量过高的水,将会引起人体骨骼改变等全身慢性疾病,致人残废。氰化物主要来源于含氰工业废水,包括电镀废水、焦炉和高炉的煤气洗涤液等。氰化物是剧毒物质,经人体消化道或呼吸道进入肌体后,迅速被吸收,与高铁型细胞素氧化酶结合,变成氰化高铁型细胞色素氧化酶,失去传递氧的作用,引起组织缺氧而导致中毒。硫化物污染主要有甲硫醇、二甲硫、硫化氢等。硫化氢有刺激性,进入血液后部分与血红蛋白结合,生成硫化血红蛋白而使人出现中毒症状。

五、　金属有害物污染
　　主要指钙、镁、锰等金属离子对地下水的污染。钙、镁在水中的含量是构成水硬度的主要成分。饮用高硬度的水,特别是永久高硬度的水,不仅有苦、涩味,而且还可引起消化功能紊乱、腹泻。锅炉用永久硬水易结垢,使导热系数减小,能耗成倍增加,并易造成爆炸。锰是人体必须元素之一,但锰也有毒性,人体吸收过多锰会产生慢性中毒,可能引起震颤麻痹、肺炎、记忆力下降、心动过速等病症。

六、　重金属有毒物污染
　　主要指汞、铬、铅、砷等对地下水的污染。由于重金属污染的特点是不能被生物分解去毒,只有形态变化,而水体中通常被生物富集,这样,即使很低的浓度也能通过动、植物的食物链作用,产生极高的浓度。当人类饮用重金属有毒物浓度较高的地下水时,易产生肢体麻木、骨骼软化萎缩、毒害中枢神经、皮肤癌等并可影响神经系统。

七、 易分解有机毒物污染
　　主要指酚类污染物。低浓度的酚主要来自粪便和含氮有机物在分解过程中的产物,高浓度的酚主要来自焦化厂、煤气站、炼油厂、制药厂等工业废水。分类属高度污染物,为细胞原浆毒物,低浓度能使蛋白质变性,高浓度能使蛋白质沉淀,对各种细胞有直接损害,对皮肤和粘膜有强烈的腐蚀作用。长期饮用被酚污染的水,可引起头昏、出疹、贫血及各种神经系统症状,甚至中毒。

八、 难分解有机毒物
　　主要包括有机氯农药、合成洗涤等。有机氯农药具有剧毒、高效、难分解、易残留等特性。有机氯农药通过食物链进入人体和动物体,能在肝、肾、心脏等组织中蓄积,造成慢性中毒,影响神经系统,破坏肝脏功能,产生心理障碍。当饮用水中浓度过大时对人体有害,同时由于不易被氧化和被生物分解,易自生活污水或工业废液中进入水源地。