يستخدم المزارعون المبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات والأسمدة مباشرة في المزرعة التي تعمل على تلوث المياه وتسبب ترسبًا في الغلاف الجوي، وأن الجريان السطحي من المزارع هو السبب الرئيسي لتلوث المسطحات المائية، كما أن مياه الأمطار تتيح تصريف رواسب المزارع إلى المسطحات المائية القريبة مثل البحيرات والأنهار، ويمكن أن يؤدي وجود الكثير من الرواسب إلى انسداد المياه، ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى انسداد خياشيم الأسماك.
عادةً يستخدم المزارعون الأسمدة في المزارع، والتي بدورها تحمل الفوسفور والنترات والبوتاسيوم، ومن ثم يتم نقلها إلى المسطحات المائية التي يمكن أن تسبب تكاثر الطحالب، مما يفسد فرصة السباحة للكائنات المائية ويخلق رائحة كريهة، كما يمكن أن يؤدي الرعي المفرط للماشية إلى تآكل التربة، والذي يتم نقله إلى المسطح المائي القريب، وبالتالي نقل العناصر الغذائية والمبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة.
إن استخدام المبيدات الحشرية في الزراعة هو الذي يتسبب في أكبر قدر من تلوث المياه، فعند مقارنة استخدام بعض المبيدات الحشرية في دول مختلفة مثل كندا وأيسلندا ولوكسمبورغ وبلجيكا فهذا يشير إلى حقيقة أن استخدام المبيدات يؤدي إلى أكبر قدر من تلوث المياه من الأنشطة الزراعية – بصرف النظر عن عدد قليل من البلدان التي تتأثر بالتلوث الناتج عن الزراعة، وهو أمر لا يحتاج إلى تفسير.
تعتبر النترات والفوسفات في الأسمدة من أسباب مساهمة التلوث في المياه من الزراعة، حيث استنتج ما يقرب من حوالي خمسين بالمائة من دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية أن تركيز المبيدات الحشرية والمغذيات في المياه الجوفية وسطح المياه بالقرب من الأراضي الزراعية مرتفع للغاية.
كما أن التلوث عبر مصبات الأنهار والأراضي الزراعية الساحلية مرتفع بشكل ملحوظ بسبب تكاثر الطحالب، حيث يدمر المد الأحمر والمناطق الميتة الحياة البحرية التي تشمل مصايد الأسماك التجارية عبر المياه الساحلية في دول مثل أستراليا وكوريا واليابان والولايات المتحدة ودول البحر الأبيض المتوسط والبلطيق وبحر الشمال.
تشمل الأنشطة الزراعية إثراء الأرض بجعلها صالحة لزراعة النباتات، فكلما أخذنا أكثر من الأرض يجب إعادته في شكل مغذيات، والآن يجب إضافة بعض العناصر الغذائية لجعل المزرعة قادرة على زراعة المحاصيل مرة أخرى، حيث أن بعض هذه المكونات قد تعتبر نفايات تستخدم في المزرعة، وفيما يلي بعض أنواع مخلفات تلوث المياه المرتبطة بالزراعة:
يحدث نمو المحاصيل بسبب الاستخدام المكثف لمبيدات الآفات التي يبلغ سوقها العالمي أكثر من 35 مليار دولار في السنة، حيث شهدت بلدان مثل الأرجنتين وجنوب إفريقيا وماليزيا وباكستان إنجازات مضاعفة في المحاصيل بسبب استخدام مبيدات الآفات، وفي معظم البلدان المرتفعة الدخل التي لديها اقتصاد ناشئ استحوذ التلوث الزراعي على المسطحات المائية الساحلية والداخلية.
النترات من الزراعة هي الملوث الكيميائي الأكثر شيوعًا للأجسام المائية، حيث يؤدي تراكم الرواسب والتغذيات إلى تشويه مصايد الأسماك والتنوع البيولوجي في البحيرات والمياه الساحلية أيضًا، وقد لوحظ ضياع ما يقرب من ربع إجمالي إنتاج الغذاء، والسبب هو أن حوالي 23 بالمائة من المياه المستخدمة في المحاصيل تتأثر باستخدام الأسمدة والمبيدات، كما يتأثر حوالي 38 في المائة من المسطحات المائية حول الاتحاد الأوروبي بالتلوث الناجم عن الزراعة.
خلال مراحل مختلفة من عملية الإنتاج عادة ما تتلامس الفواكه والخضروات الطازجة مع الماء، حيث يمكن أن تؤدي المياه الملوثة المستخدمة أثناء إنتاج المحاصيل والحصاد والمعالجة إلى مشاكل صحية. تشمل نقاط تلوث إنتاج الغذاء المحتملة المختلفة ما يلي:
عندما يمكن إدارة المحاصيل والماشية والأشجار والأسماك بشكل فعال يمكن أن نوفر أفضل الحلول، حيث يمكن استخدام مخرجات الماشية للنباتات للتحكم في تلوث المسطحات المائية، ويمكن أن تساعد هذه الطريقة أيضًا في تقليل التلوث واستخدام الموارد بأفضل طريقة ممكنة