Un milieu aquatique est dit pollué lorsque son équilibre a été modifié de façon durable par l’apport en quantités trop importantes, soit de substances plus ou moins toxiques, d’origine naturelle ou issues d’activités humaines, soit encore d’eaux trop chaudes.

Ces pollutions peuvent entraîner divers types de nuisances : augmenter la mortalité de certaines espèces animales ou végétales jusqu’à parfois les faire disparaître, altérer leurs capacités physiologiques, détériorer la qualité de l’eau au point de la rendre impropre à certains usages, comme l’alimentation humaine.

Tous les polluants ne présentent pas les mêmes risques pour les écosystèmes. Certains notamment sont biodégradables. Riche en espèces animales et végétales et en micro-organismes, un écosystème est naturellement capable de transformer et d’éliminer, en partie ou en totalité, les substances biodégradables qu’il reçoit et d’assurer ainsi le maintien de son équilibre et de la qualité de ses eaux. Mais, si l’abondance de ces substances dépasse un seuil critique, ses capacités d’auto-épuration ne suffisent plus : l’agent polluant ne peut plus être éliminé assez rapidement ; il s’accumule, rompant progressivement l’équilibre dynamique naturel du milieu aquatique, et peut même devenir toxique. On dit alors qu’il y a pollution.

D’autres agents polluants, comme les plastiques, les métaux et certains pesticides, ne sont pas ou peu biodégradables : le processus d’auto-épuration est alors inopérant et ces substances s’accumulent dans l’écosystème, intoxiquant les êtres vivants qui les ingèrent. Certaines de ces substances, de surcroît, comme les métaux lourds ou les pesticides, s’accumulent dans les organismes, se concentrant dans certains tissus ou organes à des doses parfois bien supérieures à celles mesurées dans l’eau, un phénomène appelé  » bio-accumulation « .

Aujourd’hui, bien rares sont les régions du monde épargnées et les milieux aquatiques continentaux non pollués.

A ce titre, on estime ainsi que la moitié des fleuves et des lacs européens et nord-américains sont gravement pollués. Moins connue, la situation dans les pays en développement ne serait pas meilleure. Pollués de leur source à leur embouchure, les fleuves déversent ensuite les produits toxiques qu’ils transportent dans les mers et les océans. D’ailleurs, environ 60 % de la population mondiale vit le long des côtes dont les rejets perturbent profondément les milieux côtiers et marins. En conséquence, si les grands océans, bien que pollués en surface, restent encore propres en profondeur, la plupart des mers sont très polluées, car dans ces milieux fermés l’effet de dilution n’est pas aussi important que dans les océans.

Les nappes phréatiques, quant à elles, bien qu’alimentées uniquement par infiltration, ne sont pas épargnées : les polluants peuvent mettre longtemps à les atteindre, mais y demeurer des dizaines d’années si la circulation de l’eau est lente. Leur pollution n’est donc pas immédiate, mais son effet est plus durable et difficilement réversible.

Avec le temps, l’ensemble des réactions physico-chimiques du milieu et l’action des organismes sont capables de détoxifier et d’éliminer les polluants chimiques. Si les sources de pollution sont taries, les populations peuvent se remettre peu à peu et se régénérer, rendant aux écosystèmes leurs fonctionnalités. C’est ce que l’on appelle la résilience des écosystèmes.

Cependant, tous les écosystèmes ne sont pas égaux face aux pollutions, certains étant plus sensibles que d’autres. Par ailleurs, plus un écosystème est dégradé et subit de pression, plus sa résilience est faible. Si certaines espèces clés sont atteintes, il peut même s’effondrer irréversiblement.

La réversibilité d’une pollution dépend donc de l’état de santé du milieu et des agressions chroniques qu’il subit. L’homme peut cependant intervenir pour favoriser et accélérer le retour à la normale en luttant contre les sources de pollution et en engageant des actions de restauration écologique et de dépollution.

Toutefois, certaines pollutions sont irréversibles, du moins à des échelles de temps humaines. C’est le cas par exemple des catastrophes nucléaires du type Tchernobyl, dont les effets sur le milieu sont extrêmement importants et durables.

Moins extraordinaires, mais tout aussi irréversibles, sont les pollutions biologiques et génétiques engendrées par les espèces invasives. En effet, une fois bien implantées, la plupart de ces espèces étrangères au milieu deviennent des membres permanents des écosystèmes. Leurs effets sont alors eux aussi permanents.

C’est le cas par exemple de la Caulerpa taxifolia en mer Méditerranée, une algue exotique que l’homme n’a su empêcher de s’installer dans les herbiers marins. Repérée pour la première fois en 1984 à Monaco, cette espèce a progressivement envahi l’écosystème méditerranéen. Elle appauvrit la biodiversité et la morphologie du milieu en remplaçant les herbiers de posidonie. Toutefois, elle semble en régression depuis 2004.