Los residuos orgánicos (excrementos humanos y animales, restos de la producción agrícola, etc.) aunque biodegradables, son peligrosos cuando alcanzan elevadas proporciones como ocurre en las aguas residuales procedentes de áreas urbanas. El peligro reside por un lado, en el alto contenido en microorganismos patógenos que transporta y por otro lado, en la acumulación de materia orgánica en las aguas sobre todo en las no corrientes (lagos, acuíferos), debido a su menor capacidad de autoreciclaje.
Normalmente, la materia orgánica del agua va a ser degradada por los microorganismos en un proceso natural, pero cuando la cantidad de ésta es excesiva, se produce la eutrofización del agua. Como se conoce un parámetro para medirla es la DBO (demanda biológica de oxígeno) que es la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los microorganismos para degradar la materia orgánica. Una agua limpia y oxigenada tendrá una DBO baja, pero cuando hay un aporte excesivo de materia orgánica, las poblaciones microbianas se disparan requeriendo, en consecuencia mayor cantidad de oxígeno. La primera afectada es la piscifauna, los peces mueren por falta de oxígeno.
Las actividades agrícolas y ganaderas, así como los grandes asentamientos urbanos, son las principales fuentes de residuos orgánicos, siendo su volumen tal que no se puede confiar en su degradación natural, siendo necesarios ciertos tratamientos.
En zonas de ganadería intensiva, el amoníaco procedente del estiércol, en parte se libera a la atmósfera y en parte se convierte en nitratos solubles por acción de los microorganismos del suelo, siendo los principales contaminantes del agua subterránea.
En la agricultura moderna está extendido el uso de fertilizantes y plaguicidas que pueden ser causa de contaminación de los recursos hídricos. Los nitratos de los fertilizantes producen eutrofización. Los plaguicidas (insecticidas, fungicidas y herbicidas) son, muchos de ellos, sustancias altamente tóxicas, pero inestables, de tal forma que pueden producir efectos negativos pero bastante localizados temporal y especialmente. Sin embargo, hay algunos, como es el caso del DDT, que son menos tóxicos pero son más estables. Estos al no ser metabolizados por los organismos se acumulan en los tejidos de reserva de los animales pudiendo alcanzar concentraciones letales.
