Mūsdienās ievērojama daļa zemes virszemes ūdeņu ir piesārņota, un dzert tīru ūdeni ir arvien grūtāk atrast. Vislielāko kaitējumu ūdens vides stāvoklim nodara cilvēka ekonomiskā darbība.
Vielas, kas piesārņo ūdenstilpes, ūdens vidē nonāk gan no antropogēniem, gan no dabiskiem avotiem. Pēdējie ietver iežu, vulkāniskās aktivitātes un ūdens organismu atkritumu iznīcināšanu. Antropogēnie avoti ir iedzīvotāju skaita pieaugums, lauksaimniecības un rūpniecības ražošanas attīstība. Sadzīves, rūpniecības un lauksaimniecības notekūdeņi tiek novadīti apkārtējās ūdenstilpēs.
Antropogēno piesārņojumu iedala primārajā un sekundārajā. Primārā gadījumā ūdens vides kvalitāte pasliktinās tieši tāpēc, ka ūdenstilpēs nonāk piesārņojošās emisijas. Sekundāro izraisa pārmērīga mirušu ūdens dzīvnieku sadalīšanās produktu koncentrācija, kas radusies ekoloģiskā līdzsvara pārkāpuma rezultātā.
Galvenie piesārņojuma avoti ir drenāžas ūdens, sadzīves un rūpnieciskie notekūdeņi, vētras kanalizācija, notekūdeņi no lopkopības saimniecībām, laukiem un apdzīvotām vietām, mežu pārvadājumi gar upēm un ūdens transports.
Cilvēku veselībai īpašu bīstamību rada ūdens piesārņojums ar organiskām vielām ar augstu toksicitāti - pesticīdiem. Cilvēks tos izmanto savas dzīves procesā. Ja lielas meža un lauksaimniecības teritorijas ar lidmašīnām apstrādā ar pesticīdiem, vējš simtiem kilometru garumā pārvadā līdz 70% šo toksisko vielu, piesārņojot notekas un ūdenstilpes. Pēc nokrišņiem pesticīdi iekļūst augsnē, gruntsūdeņos un pēc tam ezeros un upēs.
Starp izmantotajiem pesticīdiem visbīstamākie ir noturīgi hlororganiskie savienojumi, kas uzkrājas dažādu organismu audos. Piedaloties, piemēram, ūdens organismu pārtikas ķēdē, šie savienojumi tiks pārnesti no viena trofiskā līmeņa uz otru. Piemēram, ja zvejnieks noķēra un ēda zivis, kuras pārtiek no planktona vēžveidīgajiem, kas dzīvo ar pesticīdiem piesārņotā dīķī, viņa ķermenī nosēdīsies inde. To ir gandrīz neiespējami izņemt no ķermeņa, un liela indes koncentrācija var izraisīt vēzi. Arī sintētiskajiem mazgāšanas līdzekļiem - mazgāšanas līdzekļiem - ir augsta bioķīmiskā stabilitāte. Atrodoties ūdenstilpēs ar toksiskām notekūdeņiem, tie arī uzkrājas ūdens iedzīvotāju organismos un pēc tam nonāk cilvēka ķermenī.
Lielas briesmas rada radionuklīdu iekļūšana ūdenstilpēs kopā ar elektrostaciju, dažu rūpniecības nozaru un kodolkuģu atkritumiem. Toksiskākie minerālu savienojumi ir svins, arsēns, cinks, dzīvsudrabs un varš. Viņi nonāk ūdenī ar atmosfēras nokrišņiem, kur tie atkal uzkrājas cilvēka darbības dēļ (emisijas no rūpniecības uzņēmumiem). Arī raktuvju notecēs ir daudz smago metālu. Ir grūti atbrīvoties no naftas un tās atvasinājumiem. Un tikai daži ūdens organismi spēj apstrādāt un iznīcināt eļļas suspensiju.
