Au cours de son cycle, l'eau est polluée deux fois. Premièrement elle se charge des déchets organiques traditionnels: les excréments d'origine humaine et animale, ainsi que les restes des fibres végétales cultivées (...). Deuxièmement elle accumule les rejets industriels et des déchets libérés lors de la destruction des produits manufacturés plus ou moins anciens.

Les déchets industriels contiennent parfois des métaux lourds et des quantités notables de produits chimiques de synthèse comme les pesticides. Ces substances toxiques et très stables, ne sont facilement dégradées ni dans la nature ni dans les stations d'épuration traditionnelles.

Bien que les déchets organiques soient totalement biodégradables, ils posent un problème important, voire crucial par endroit: une biodégradation excessive épuise l'oxygène de l'eau des lacs et des rivières; en outre, les excréments humains contiennent des contaminants particulièrement toxiques, comme certains micro-organismes pathogènes véhiculés par l'eau et vecteurs du choléra, de la fièvre typhoïde, de la dysenterie...

De nombreux polluants organiques s'infiltrent jusqu'à la nappe phréatique par la fuite des égouts et des citernes souterraines d'essence, le lessivage des décharges, des terres cultivées et des surfaces bitumées des zones urbaines.

Comme l'oxygène n'atteint pas les eaux souterraines, leur capacité d'auto épuration est très faible.

Les déchets qui se déversent dans les lacs et les rivières proviennent de sources localisées, comme les systèmes d'égouts ou d'écoulement des eaux usées, ou de sources plus diffuses, comme les pesticides et les engrais entraînés par les eaux de ruissellement (...) : l'eau qui lessive les sols contaminés emporte les polluants; les substances chimiques toxiques entreposées dans des décharges polluent les nappes phréatiques et les eaux de surface.