Τα τελευταία χρόνια η μη σημειακή ρύπανση των νερών έχει αναδειχθεί σε μεγάλο πρόβλημα καθώς απειλεί τους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες από όπου αντλούνται τα κύρια αποθέματα πόσιμου νερού στη χώρα μας. Αν και έχει γίνει πρόοδος στον έλεγχο των σημειακών πηγών ρύπανσης, η μη σημειακή ρύπανση είναι δύσκολο να ελεγχθεί και να αντιμετωπιστεί κυρίως λόγω του ότι προέρχεται από πολλές και διαφορετικές πηγές (π.χ. εκπλύσεις αγροτικών εκτάσεων).

Τα υπολείμματα φυτοφαρμάκων στα επιφανειακά νερά έχουν εντοπιστεί σαν πρόβλημα ήδη από την δεκαετία του 40, και, ενώ οι κύριες ανησυχίες κατά τη δεκαετία του ’70 αφορούσαν τις οργανοχλωριομένες ενώσεις, σήμερα είναι εκατοντάδες οι ενώσεις που ανιχνεύονται στα επιφανειακά νερά (Albanis et al 1998). Διάφορες έρευνες έχουν δείξει ότι η συνολική ποσότητα φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιείται στον κάμπο της Θεσσαλονίκης αντιπροσωπεύει περίπου το 7% της συνολικής κατανάλωσης στη χώρα (Albanis 1990). 

Τα γεωργικά απόβλητα προέρχονται από την έκπλυση των υπολειμμάτων λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων (ζιζανιοκτόνων, εντομοκτόνων και μυκητοκτόνων). Οι ουσίες αυτές είναι είτε διαλυμένες στο νερό είτε απορροφημένες στα σωματίδια του εδάφους κι έτσι παρασύρονται με τη ροή του νερού οπότε και στις δύο περιπτώσεις μεταφέρονται μέσα από ρέματα, κανάλια και αντλιοστάσια στα ποτάμια και στον Θερμαϊκό. Επίσης μπορούν να «κινηθούν» κάθετα, καθώς απορροφούνται από το έδαφος, και να φτάσουν προς βαθύτερα υδροφόρα στρώματα. 

Φυτοφάρμακα και άλλες οργανικές ενώσεις μπορούν επίσης να μεταφερθούν μέσω της ατμόσφαιρας σε μεγάλες αποστάσεις και να μολύνουν υδάτινες κι εδαφικές επιφάνειες σε άλλες περιοχές. Μια μεγάλη ποικιλία υπολειμμάτων γεωργικών φαρμάκων βρέθηκαν διαλυμένα στο νερό της βροχής τόσο των αγροτικών όσο και των αστικών περιοχών της λεκάνης του Αλιάκμονα (Albanis et.al. 1998). 

Οι επιπτώσεις της ορυζοκαλλιέργειας στην ποιότητα των επιφανειακών και υπογείων νερών της λεκάνης του Αξιού είναι ανεπιθύμητες, υποβαθμίζοντας σημαντικά την ποιότητα τους (Papadopoulou – Mourkidou et al 2004). Στην περιοχή υπάρχει μία σχεδόν ομοιογενής διασπορά των υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων που οφείλεται στην καλλιέργεια ρυζιού (σύστημα καναλιών και κατάκλυση χωραφιών με νερό), ενώ παρατηρήθηκε μία καθολική μόλυνση του εδάφους γεγονός που δείχνει ότι πιθανότατα είναι μολυσμένος και υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας (Papadopoulou – Mourkidou et al 2004). Συγκεντρώσεις Carbofuran μεγαλύτερες από 1μg/l μετρήθηκαν πολλές φορές στον φρεάτιο ορίζοντα αποκαλύπτοντας ότι αυτό το φυτοφάρμακο μεταφέρεται σχετικά εύκολα δια μέσου του εδάφους και αποτελεί κίνδυνο για τη μόλυνση των υπεδάφειων νερών (Papadopoulou – Mourkidou et al 2004).
 
Ένα σημαντικό ποσοστό του προβλήματος της ρύπανσης των υπογείων νερών οφείλεται σε καθημερινές δραστηριότητες των γεωργών όπως το γέμισμα και ξέπλυμα των ψεκαστικών μηχανημάτων δίπλα στις γεωτρήσεις παροχής νερού, η απόρριψη στην ύπαιθρο των συσκευασιών από τα λιπάσματα και τα φυτοφάρμακα. 

Έχει επίσης καταγραφεί σημαντικό μικροβιακό φορτίο που προέρχεται από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οικιακά απόβλητα, βιομηχανικά απόβλητα, κτηνοτροφικές μονάδες και γεωργικά απόβλητα από έκπλυση. Η άρδευση καλλιεργειών με νερό μολυσμένο με μικρόβια και παθογόνους ιούς είναι δυνατόν να προκαλέσει μόλυνση των φρούτων και λαχανικών και κατ’ επέκταση μπορεί να προκαλέσει πρόβλημα υγείας και στον άνθρωπο ως τελικό καταναλωτή. Έρευνες για το μικροβιακό φορτίο των ποταμών Αξιού, Λουδία και Αλιάκμονα έχουν δείξει ότι η κατάσταση είναι κάτι περισσότερο από ανησυχητική (Karanis et al 2005).