L'azote et le phosphore, qui proviennent surtout des eaux des égouts, favorisent la prolifération des algues et stimulent artificiellement la chaîne alimentaire. Ce phénomène d'eutrophisation est surtout gênant aux Pays-Bas, où les eaux sont lentes et où les algues forment parfois des masses épaisses qui entravent la navigation et bouchent les pompes. En outre, quand les algues meurent en automne, leur décomposition absorbe l'oxygène de l'eau, asphyxiant les poissons et les autres organismes aquatiques(...).

Le retraitement des eaux usées et l'utilisation de détergents sans phosphates ont progressivement réduit la quantité de phosphore dans le fleuve. En 1992, la concentration moyenne en phosphore mesurée à la frontière germano – hollandaise était inférieure aux concentrations des années précédentes, mais restait dix fois supérieure à la concentration mesurée dans le lac de Constance(...).

Au cours des 20 dernières années, le traitement des eaux usées a ramené la concentration en ion ammonium à environ 0,27 mg par litre, mais la concentration en nitrates a augmenté; en 1992, elle atteignait 3,8 mg par litre. La plupart des nitrates semblent provenir des engrais utilisés dans les cultures voisines du fleuve. Diverses mesures devraient lutter contre l'accroissement de la concentration en nitrates. L'Union Européenne, par exemple, octroie des primes aux agriculteurs qui mettent des terres en jachère. L'Allemagne, d'autre part, subventionne les fermiers qui évitent d'utiliser des engrais dans les zones proches du fleuve et qui réduisent globalement leur usage d'engrais.