Загрязнение воды – это нарастающий глобальный кризис, последствия которого непосредственно сказываются на здоровье, экономическом развитии и продовольственной безопасности. И хотя основными виновниками здесь являются другие антропогенные факторы, в частности застройка населенных пунктов (урбанизация) и промышленность, во многих странах главным источником загрязнения стало сельское хозяйство. Ухудшение качества воды представляет серьезную угрозу для безопасности пищевых продуктов и продовольственной безопасности.
По оценкам, в настоящее время в окружающую среду ежегодно сбрасывается порядка
2 520 км3 сточных вод в год, из них 330 км3/год – это городские стоки, 660 км3/год – промышленные (включая охлаждающую воду) и 1 260 км3/год – сельскохозяйственные.
Антропогенное воздействие на почвы пахотных земель и пастбищ достигло таких масштабов, что они уже не справляются со своей задачей по удержанию и разложению переносимых с водой загрязнителей, в результате чего в пресной воде часто повышены содержание азота, соленость и биологическая потребность в кислороде (БПК).
Объемы сельскохозяйственного использования искусственных удобрений, содержащих реактивные формы азота, растет с 2000 года, когда они составляли порядка 81 млн тонн; пик был достигнут в 2017 году (110 млн тонн), а в 2018 году наметилось небольшое снижение. На долю промышленного производства удобрений и биологической фиксации азота в сельском хозяйстве приходится 80 процентов антропогенной фиксации азота. Глобальные темпы роста использования фосфора в сельском хозяйстве невелики: в 2000 году объемы использования составляли 32 млн тонн,
в 2016 году они достигли пика в 45 млн тонн, после чего началось заметное снижение. По оценкам, общий объем поступления фосфора в водные объекты в результате антропогенного использования составляет порядка 1,47 млн тонн в год, при этом 62 процентов приходится на точечные источники (бытовые и промышленные), а 38 процентов – на диффузные (сельское хозяйство). Сельскохозяйственное использование калия достигло пика в 2018 году, составив почти 39 млн тонн (в 2000 году – 22 млн тонн). Его влияние на эвтрофикацию пресной воды не так выражено, как в случае с азотом и фосфором, хотя и усиливает засоление из стока.
Особую озабоченность вызывают новые химические загрязнители, такие как пестициды, фармацевтические препараты для животноводства и частицы пластика, а также возможное развитие устойчивости к противомикробным препаратам, в отношении которых регулирование и мониторинг в настоящее время практически отсутствуют. На карте S.11 показаны регионы мира, проблемные с точки зрения загрязнения пестицидами.