Contaminazione dell'acqua causata dall'immissione di sostanze estranee (microrganismi, prodotti chimici, scarichi industriali e urbani, rifiuti di altro genere) che ne alterano la qualità, tanto da renderla inadatta agli usi normali.

Tra i principali inquinanti idrici si hanno: le acque di scarico contenenti materiali organici che per decomporsi assorbono una notevole quantità di ossigeno; gli agenti patogeni (parassiti e batteri); i fertilizzanti e tutte le sostanze che favoriscono una crescita eccessiva di alghe e piante acquatiche; i pesticidi e svariate sostanze chimiche organiche (residui industriali, tensioattivi contenuti nei detersivi, sottoprodotti della decomposizione dei composti organici); il petrolio e i suoi derivati;

metalli, sali minerali e composti chimici inorganici; sabbie e detriti dilavati dai terreni agricoli, dai suoli spogli di vegetazione, da cave, sedi stradali e cantieri; sostanze o scorie radioattive provenienti dalle miniere di uranio e torio e degli impianti di trasformazione di questi metalli, dalle centrali nucleari, dalle industrie e dai laboratori medici e di ricerca che fanno uso di materiali radioattivi.

Anche il calore liberato nei fiumi dagli impianti industriali e dalle centrali elettriche attraverso le acqua di raffreddamento può essere considerato un inquinante, in quanto provoca alterazioni della temperatura che possono compromettere l'equilibrio ecologico degli ecosistemi acquatici.

Le sostanze contaminanti contenute nell'acqua inquinata possono provocare innumerevoli danni alla salute dell'uomo e all'equilibrio degli ecosistemi. La presenza di nitrati (sali dell'acido nitrico) nell'acqua potabile, provoca una particolare condizione patologica nei bambini che in qualche caso può condurre alla morte. Tra gli inquinanti più nocivi per l'uomo vi sono alcuni metalli pesanti, come il mercurio, l'arsenico, il piombo e il cromo.

L'eccessivo apporto di fertilizzanti dilavati dai terreni agricoli può avviare un processo di eutrofizzazione, cioè di crescita smodata della flora acquatica. La grande quantità di alghe e di piante acquatiche che si viene a formare deturpa il paesaggio, ma soprattutto, quanto si decompone, produce odori sgradevoli, consuma l'ossigeno disciolto nell'acqua e rende asfìttici gli strati più profondi del lago. Per rimuovere sedimenti che si depositano nei laghi e soprattutto per rimediare alla mancanza di ossigeno causata da scarichi biologici e detersivi, alcuni anni fa è stato messo a punto, in Belgio, un sistema di riossigenazione denominato "Limno". Esso si avvale di un'insieme di tubi che vengono ancorati al fondo del lago ed immettono aria compressa in una camera di ossigenazione; l'aria viene così mescolata all'acqua del lago ed è possibile risorgeranno l'ambiente e smuovere i sedimenti. Nelle acque avvengono reazioni chimiche che mutano l'equilibrio e la composizione dell'ecosistema. Un’altra fonte di inquinamento idrico è costituita dalle cosiddette piogge acide, che hanno già provocato la scomparsa di ogni forma di vita da molti laghi dell'Europa settentrionale e orientale e del Nord America.

Le acque di scarico urbane e industriali rappresentano una delle fonti principali di inquinamento idrico. Finora l'obbiettivo primario dei programmi di smaltimento degli scarichi urbani è stato quello di ridurre la concentrazione delle sostanze solide in sospensione, dei materiali organici, dei composti inorganici disciolti (soprattutto quelli contenenti fosforo e azoto).

Nei moderni depuratori i liquami passano attraverso tre fasi distinte di trattamento. La prima, detta trattamento primario, comprende una serie di processi fisici o meccanici di rimozione dei detriti più grossolani; nel trattamento primario vengono, inoltre, fatti depositare i sedimenti in sospensione e si separano le sostanze oleose. Nella seconda fase, detta trattamento secondario, si ossida la materia organica dispersa nei liquami per mezzo di fanghi attivi o filtri biologici. La terza fase, detta trattamento terziario, ha lo scopo di rimuovere i fertilizzanti per mezzo di processi chimico- fisici.

Gli scarichi industriali contengono una grande varietà di inquinanti. Spesso le sostanze tossiche contenute in questi scarichi rinforzano reciprocamente i propri effetti dannosi e quindi il danno complessivo risulta maggiore della somma dei singoli effetti. La concentrazione di inquinanti può essere ridotta limitandone la produzione all'origine, recuperando, sostanze che possono essere reintrodotte nei processi produttivi.

I fertilizzanti chimici usati in agricoltura e i liquami prodotti dagli allevamenti sono ricchi di sostanze organiche (contenenti soprattutto fosforo e azoto) che, dilavate dalla pioggia, vanno a riversarsi nelle falde acquifere o nei corpi idrici superficiali. In questo caso, per limitare l'impatto degli inquinanti si possono adottare semplici soluzioni, come l'uso di bacini di decantazione o di vasche per la depurazione dei liquami.

'inquinamento del mare è dovuto alle immissioni accidentali o intenzionali di petrolio e oli combustibili, all'apporto di sostanze inquinanti trasportate dai corsi d'acqua e agli scarichi degli insediamenti costieri. Questi ultimi, in particolare, contengono ogni sorta di contaminanti (metalli pesanti, sostanze chimiche tossiche, materiale radioattivo, agenti patogeni) e spesso sono all'origine di epidemie di tifo, colera, salmonellosi e altre malattie infettive. Gli inquinanti vengono trasportati dalle correnti marine lungo le coste e in alto mare, a media e lunga distanza. La contaminazione dei mari varca le frontiere delle acque territoriali e per questo motivo è spesso oggetto di trattati internazionali che mirano a limitarne l'entità.

Il petrolio e gli oli combustibili formano sulla superficie del mare pellicole oleose che, impedendo l'assorbimento dell'ossigeno atmosferico, provocano morie di organismi marini. La fonte dell'inquinamento, e data dai riversamenti di grandi quantità di greggio dalle petroliere coinvolte in incidenti.dal deliberato rilascio di piccole quantità di derivati del petrolio da navi di vario tipo e dalle perdite di petrolio che si verificano nel corso delle operazioni di trivellazione presso le piattaforme petrolifere marine.

Si calcola che per ogni milione di tonnellate di petrolio trasportate via mare, una tonnellata vada dispersa a causa di riversamenti di varia natura.

I 240.000 barili di greggio riversati dalla Exxon Valdez nella baia di Prince William, nel marzo 1989, si estesero in tutta l'insenatura formando una macchia oleosa di ben 6770 Km² che compromise l'esistenza di molte specie marine e danneggiò gravemente non solo gli ecosistemi locali, ma anche l'attività di pesca nella zona. I milioni di barili di petrolio scaricati nel golfo Persico nel corso della guerra tra Iran e Iraq, nel 1983, e della guerra del Golfo, 1991, hanno causato gravi danni all'intero bacino e compromesso l'esistenza di interi ecosistemi marini.