肥料中營養元素很多，有大量元素、中量元素和微量元素。究竟哪一種元素容易污染地下水呢？能污染地下水的元素，它的特性，應該是流動性較強而且用量比較大的元素，只有具備這個特點，才有可能流人地下污染地下水源。在大量的農田作物中，使用的營養元素，主要還是氮、磷、鉀三要素。
根據這三種元素的特性，哪一種隨水往下淋溶，通過土層進人地下水，造成地下水污染的可能性呢？根據專家試驗研究的結果，鉀素進人地下水，對人、畜不會造成危害。磷元素在淋溶的過程中，根據磷素的特性，它在經過土層中遇到鈣、鎂、鋁等離子時，它就會變成磷酸鹽，這種鹽就會被固定在土壤中，很少移動，因此也就較少進入地下水。而肥料中的氮元素和磷不一樣，當施入土壤中的氮素過量時，剩余的氮遇上土壤微生物，在微生物的作用下，使它形成硝酸態氮。這種硝態氮元素很活躍，它不會被土壤離子吸附。
因此容易隨水漂流，也因土而異，沙質土流入的量多，黏質土流入的量少。這也是水田不讓用硝酸態氮肥的原因。一般說硝態氮本身是沒有毒的。可是當它還原成亞硝酸鹽時就不一樣，就有了毒性，尤其是對嬰兒有毒性反應。
因為這種鹽是亞硝酸的原料（亞硝銨是致癌物質）。這就可想而知，如果地下水硝酸鹽含量過高，人、畜飲用后，這些硝酸鹽在人體內有可能還原成亞硝酸鹽，并和人體內的仲胺作用成為亞硝胺，從而引起癌變，嚴重威脅人類健康。
因此，地下水的硝酸鹽含量一定要引起人們注意。世界衛生組織制定的飲用水硝酸鹽標準是：值小于50毫升/升，允許值是50—100毫升/升，超標準是大于100毫升/升。