基于土壤的截留、过滤等作用，地下水中常见的生物污染物为细菌和病毒，企事业单位直接向地下水注入污水也可能会引起寄生虫的污染。
地下水中曾发现并引起水媒病传染的致病菌有霍乱菌（霍乱病）、伤寒门氏菌、志贺氏菌等；地下水中病毒则主要包括脊髓灰质炎病毒、甲型肝炎病毒、胃肠病毒等，且每种病毒有多种类型，对人体危害较大；地下水中的寄生虫主要包括原生动物、蠕虫及真菌。
地下水中的细菌和病毒来源主要包括生活污水、医院污水及垃圾渗滤液等，未经消毒的污水中含有大量细菌和病毒，通过污灌、渗坑（井）的渗透进入包气带和饱水带，将对地下水造成生物污染。
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