Загрязнение вод имеет отрицательные последствия для популяций человека: исчезают пищевые продукты – рыба, моллюски, отравляется питьевая вода. В более широком смысле загрязнение вод серьезно нарушает водные сообщества. В США загрязнение ставит под угрозу существование 90% исчезающих рыб и пресноводных моллюсков [Wilcove at al., 1998]. Реки, озера и океаны часто используются как открытые сливы для промышленных отходов и городских сточных вод. Пестициды, гербициды, отходы и разливы нефтепродуктов, тяжелые металлы (ртуть, свинец и цинк), детергенты, промышленные отходы поражают и убивают водные организмы. В прибрежных областях растущим источником загрязнения становятся отходы с ферм по разведению креветок и лосося в виде органических веществ и химикатов. В отличие от загрязнения наземной среды, в которой отходы сохраняются относительно локально, в водных средах токсичные вещества разносятся течениями по обширным территориям. Так, даже очень малые концентрации токсичных веществ могут накапливаться в водных организмах до летальной концентрации, так как, питаясь, они профильтровывают большие объемы воды. Птицы и млекопитающие, поедающие этих животных, подвергаются таким образом концентрированному воздействию токсикантов.
Даже минеральные элементы, необходимые для растений и животных, в высоких концентрациях могут стать вредными поллютантами. В настоящее время в результате человеческой деятельности ежегодно высвобождается и попадает в биологические сообщества столько азота, сколько его потребляется в результате естественных биологических процессов. Сточные воды, удобрения для полей и газонов, детергенты и промышленные выбросы поставляют в водные системы такое большое количество соединений азота и фосфора, что вызывают процесс, называемый эвтрофикацией. Небольшие количества этих веществ стимулируют рост растений и животных, а их высокие концентрации часто приводят к обильному “цветению” водорослей. Эти скопления водорослей могут быть настолько плотными, что вытесняют другие виды планктона и препятствуют доступу света к прикрепленным ко дну видам растений. По мере того как ковер из водорослей становится толще, его нижние части опускаются на дно и отмирают. Бактерии и грибы, разлагающие отмершие водоросли, в ответ на их дополнительный приток активно размножаются и, соответственно, поглощают весь кислород в воде. Из-за недостатка кислорода большинство животных начинает гибнуть, иногда это видно по массе мертвой рыбы, плавающей на поверхности. В результате формируются бедные простые сообщества, образованные только видами, устойчивыми к загрязнению воды и к низкому содержанию кислорода. Процессу эвтрофикации подвергаются и крупные морские системы, особенно их прибрежные территории и относительно замкнутые акватории, такие как Мексиканский залив, Северное и Балтийское моря в Европе, и моря, окружающие Японию [Malakoff, 1998].
