Pollution d'un lac par des composés organiques persistants

Les matières organiques ont longtemps été les principaux polluants des milieux aquatiques. Elles proviennent des déchets domestiques (ordures ménagères, excréments), agricoles (lisiers) ou industriels (papeterie, tanneries, abattoirs, laiteries, huileries, sucreries...), lorsque ceux-ci sont rejetés sans traitement préalable. Une ville de 100 000 habitants par exemple déverse environ 18 tonnes de matière organique par jour dans ses égouts.

Certaines substances organiques sont facilement biodégradables et peuvent donc être décomposées et éliminées grâce aux capacités naturelles d'auto-épuration des milieux aquatiques. Mais, lorsqu'elles sont en excès, leur décomposition peut entraîner l'asphyxie de la faune aquatique (voir le chapitre Écosystèmes aquatiques continentaux). Ce sont les poissons qui souffrent le plus du manque d'oxygène, les invertébrés étant moins affectés, et les bactéries encore moins. En cas de forte pollution, la vie végétale aussi tend à disparaître.
Les hydrocarbures par exemple, comme le pétrole, sont des composés organiques biodégradables. Ils peuvent cependant avoir des effets toxiques importants sur la flore et la faune aquatiques lorsqu'ils sont présents en fortes quantités. Or, les fortes pollutions ponctuelles aux hydrocarbures ne sont pas rares, non seulement en mer notamment lors des fameuses " marées noires " provoquées par les accidents de pétroliers géants, mais aussi sur les milieux continentaux. Dans le Bassin Parisien par exemple, 40 % des pollutions seraient dues à des hydrocarbures.

Le caractère biodégradable d'une substance dépend de sa structure moléculaire. Ainsi, si les sucres simples sont facilement dégradés, d'autres sucres comme la cellulose et la lignine, aux molécules plus complexes, ou encore les acides humiques, peuvent persister longtemps dans les hydrosystèmes. Les PCB (polychlorobiphényles), des composés organiques voisins du DDT par leur structure chimique, sont également très persistants. Ils ont été utilisés dès les années 1930 par de nombreuses industries (électrotechnique, peintures, matières plastiques...). Liposolubles, ils peuvent s'accumuler dans les graisses des organismes vivants. Détectés dans l’environnement dans le courant des années 1970, leur usage a été restreint dans les pays industrialisés. Leur production a même cessé en France depuis 1987. Ils perdurent néanmoins dans les eaux à des concentrations non négligeables, du fait de leur adsorption par les sédiments et de leur grande stabilité.

La pollution microbiologique est une autre forme de pollution organique. Les déchets organiques, en particulier les excréments, contiennent des germes pathogènes (virus, bactéries ou parasites) véhiculés par l’eau. Ces germes peuvent provoquer des maladies aussi graves que le choléra, la typhoïde, la dysenterie... (voir le chapitre Eau Potable). Ils ont été jadis responsables d’épidémies dramatiques dans nos pays. Aujourd’hui, cette pollution des eaux continentales a fortement diminué dans les pays industrialisés grâce à la mise en service de stations d’épuration qui assurent le nettoyage des eaux usées avant leur rejet dans la nature. Mais cela n’est pas le cas des pays en développement où elle provoque encore des morts innombrables.