Sự di chuyển của các chất gây ô nhiễm dưới mặt đất bị ảnh hưởng bởi độ ẩm trong vùng chưa bão hòa vàø lượng nước ngầm chảy trong cùng bão hòa dưới mặt nước ngầm. Hai yếu tố này do điều kiện khí hậu, địa hình quyết định.
Các chất gây ô nhiễm không mang tính phóng xạ, di chuyển chủ yếu theo nguyên tắc của quá trình khuyếch tán vàø đối lưu. Đối lưu là bộ phận cấu thành sự chuyển dịch các dung chất bởi các dòng chảy ngầm. Còn khyếch tán thủy động học là kết quả của sự pha trộn cơ học vàø khuyếch tán phân tử.
Yù tưởng có tồn tại lớp đất đá chứa nước ngầm đồng nhất mà trong đó tính chất địa chất vàø thủy vàên không đổi theo không gian chỉ là sự đơn giản hóa mội trường hợp có thực trong tự nhiên. Sự không đồng nhất trong các lớp đá aquifer sẽ tạo ra một kiểu di chuyển dung chất khác với những gì người ta tiên đoán bởi lý thuyết vàät chất đồng nhất.
Các chất phóng xạ di chuyển cũng tương tự như các chất không mang tính phóng xạ nhưng chúng có thể chịu được thay đổi về nồng độ do các phản ứng hóa học gây ra.
Các phản ứng hóa học hay phản ứng sinh hóa có thể thay đổi nồng độ các chất gây nhiễm trong nước ngầm là phản ứng axit-bazơ, phản ứng kết tủa, phản ứng oxy hóa khử, phản ứng ion hóa, các quá trình hòa tan các chất gây ô nhiễm trong nước ngầm.
chất vàø xuất hiện ở lớp aquifer không đồng nhất thì hình thái bề ngoài của ô nhiễm sẽ rất phức tạp: kết quả là rất khó tiên đoán được lớp ô nhiễm này là gì. Trong môi trường gấp khúc đặc tính của lớp đất đá aquifer thay đổi theo không gian vàø được quyết định bởi hướng vàø tần số các vết nứt. Thông tin liên quan tới sự di chuyển các chất gây ô nhiễm trong ớp đá gấp khúc có hạn. Thông thường khi điều tra nó người ta xem như nó trong môi trường hạt.
Qua nhiều nghiên cứu cho thấy, ô nhiễm trong lớp đá gấp khúc, nồng độ các chất gây ô nhiễm được biểu diễn theo hình dốc giữa lớp nước cơ động trong lớp đá gấp khúc vàø lớp nước tính trong lớp đá kế tiếp. Với điều kiện này một phần của khối đất gây ô nhiễm sẽ di chuyển nhờ khuyếch tán phân tử từ lớp đá gấp khúc vàøo địa tầng vàø đồng thời đẩy nó ra khỏi dòng chảy của nước ngầm.
Nguồn gây ô nhiễm Đặc tính các chất gây ô nhiễm
Hố rác tự hoại Chất rắn lơ lửng 100-300mg/l
Mưa axit H2SO4, HNO3, HCl
Nước thải công nghiệp Kim loại năng: Cu, Fe, Hg, Cd…
Hố xí, nhà vệ sinh, nước sinh hoạt BOD, mầm bệnh, Nitrat, Nitrit, Anononia, coly, trứng giun sán, H2S, CH4
Dầu tràn, ô nhiễm dầu trong đất Dầu nhớt Các hydrat cacbon cao phân tử Nhiễm phèn Al3+, Fe2+, SO42-, pH thấp