Microorganismos
Las bacterias
Las bacterias gramnegativas (como Pseudomonas, Azotobacter, Neisseria, Maraxella y Acinetobacter) se encuentran ampliamente en el sistema de aguas subterráneas. Balkwill (1989) estudió las bacterias aerobias, quimioheterotróficas en acuíferos profundos y otros sedimentos subterráneos en un sitio en Carolina del Sur. Descubrieron que el 95% de las colonias de placas contenían bacterias no estreptomicetas, más del 80% de las cuales eran bacilos gramnegativos. Las bacterias grampositivas no son abundantes en los sistemas de aguas subterráneas; sin embargo, las bacterias grampositivas incluyen muchos patógenos humanos importantes como Micrococcus, Staphylococcus y Streptococcus.
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Virus
Se estima que el 65% de las enfermedades transmitidas por el agua son causadas por virus entéricos. Por ejemplo, el norovirus (también conocido como agente de Norwalk) causa aproximadamente el 90% de los brotes epidémicos de gastroenteritis no bacterianos en todo el mundo. La hepatitis infecciosa es la enfermedad más intensamente estudiada que es causada por el virus transmitido por el agua. La adsorción de virus a los suelos y otros sólidos podría prolongar la supervivencia de los virus en el agua subterránea. La investigación demostró que los virus que se originan en las unidades de infiltración de aguas residuales pueden migrar horizontalmente en el agua subterránea durante cientos de metros y verticalmente hasta 67 metros.
Eukarya
Los eucariotas de agua subterránea están compuestos por muchas especies, que van desde nanoflagelados y hongos heterotróficos unicelulares hasta crustáceos anfípodos. La ubicación de los eucariotas del agua subterránea puede estar cerca de la zona vadosa (no saturada), el suelo o los sedimentos del fondo de las aguas superficiales.
Archaea
Se han encontrado arqueas subterráneas en profundidades de varios miles de metros. Las arqueas oxidantes de amoníaco y las arqueas metanogénicas son dos grupos principales en el agua subterránea.