Es la presencia o acumulación de un agente químico, físico o biológico con efecto nocivo en el entorno natural, salud y bienestar de las personas. Son sustancias ajenas al entorno que afectan la calidad del aire, agua y/o suelo. La magnitud de su impacto depende de la cantidad, tipo de contaminante, vía de ingreso y tipo de medio al que se incorporan.
El agua se contamina cuando contaminantes repercuten en su calidad para consumo humano, uso posterior o bienestar de ecosistemas. Es la contaminación que ocurre en cualquier espacio que alberga agua, ríos, lagos, acuíferos, mar. La contaminación por proceso natural como arrastre de hojarasca, partículas, o gas atmosférico llevado por la lluvia, es mínima con la que genera el ser humano. Al ser molécula polar, el agua realiza enlace de hidrógeno con otras moléculas, por lo que diluye sustancias, es el disolvente universal, lo que hace que contaminantes químicos vertidos o por arrastre, alteren en forma significativa su calidad.
El agua participa en un proceso natural de depuración de contaminantes en los cuerpos de agua, pero cuando la concentración o cantidad excede cierto nivel, la capacidad natural de autodepuración no revierte la afectación. Al año se vierten a los cuerpos de agua, millones de metros cúbicos de agua residual, municipal, industrial y agrícola, tratada de forma inadecuada o sin tratamiento.
En México, la descarga de agua residual es municipal (abastecimiento público) y no municipal (industria autoabastecida) Se trata 53% del agua municipal y 32% de agua no municipal. Hay un volumen indeterminado de agua contaminada que no es colectada, que se pierde en las redes de desagüe o se descarga de manera ilegal al medio. El costo económico de la contaminación por agua residual no tratada fue 57 403 millones de pesos en 2015. Reducirla requiere inversión en infraestructura y es ahorro en atención médica por tratamiento de enfermedades diarreicas por agua y productos agrícolas contaminados.
La Zona Metropolitana Valle de México requirió infraestructura para agua potable, alcantarillado y saneamiento de 9 173 millones de pesos, 26% de la inversión hídrica del país, producto del Centralismo que afecta el interés social. El uso de agua residual tratada cierra la brecha entre oferta y demanda de agua potable. En 2030 habrá 9.2 mil millones de metros cúbicos de agua residual que de ser tratada y reusada reducirá 40% la demanda. Hay dos tipos de sistemas de tratamiento por proceso biológico, aerobio y anaerobio. El primero es con oxígeno. Las bacterias degradan materia orgánica de desechos, requieren energía, generan lodo y poco gas resultante. El segundo, utiliza bacterias que descomponen la materia orgánica sin oxígeno, produce menos lodo, libera más gases (metano y dióxido de carbono, amoniaco y ácido sulfúrico) que se usa como combustible.
El uso de agua residual tratada genera ahorro al liberar agua para limpieza y riego, disminuye sobreexplotación de acuíferos y previene contaminación de cuerpos de agua y enfermedades diarreicas, lo cual tiene efecto positivo en el ambiente y en el bienestar de las comunidades. Después de Brasil, México es la nación más afectada por Ozono (supera 15% la cifra que OMS señala) y Dióxido de Carbono, Ciudad de México y Guadalajara destacan por su alta concentración.