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Eutrophierung, unerwünschte Anreicherung von Seen, Reservoirs, Flüssen und Küstengewässern mit Nährstoffen sowie einer erhöhten Menge von Wasserpflanzen. „Eutroph” bedeutet „gut nährend”. Ökologen verwenden diesen Ausdruck, um relativ fruchtbaren Lebensraum und Lebensgemeinschaften mit guter Nährstoffversorgung zu beschreiben und diese von unfruchtbaren, „oligotrophen” Gemeinschaften zu unterscheiden, die sich durch einen Nährstoffmangel auszeichnen. 1919 fand der schwedische Limnologe Einar Naumann heraus, dass oligotrophe Seen im Allgemeinen tief und transparent sind sowie in gebirgigen Einzugsgebieten widerstandsfähiger Felsen liegen. Ihr Wasser beheimatet nur wenig Pflanzen und Tiere und weist eine Überzahl an Salmoniden wie Lachs und verschiedenen Forellenarten auf. Eutrophe Seen sind dementsprechend flach und befinden sich oft im Tiefland. Sie werden von Wasser gespeist, das durch den Kontakt mit erodierendem Gestein und erodierenden Böden verändert ist. Sie bieten Lebensraum für eine Vielzahl mikroskopisch kleiner Pflanzen (hauptsächlich für die Algen und Cyanobakterien, aus denen das Phytoplankton besteht) und manchmal auch für dichte Schilfsümpfe und die Randgebiete überschwemmter Pflanzungen. Oft leben hier Süßwasserfische wie Flussbarsch, Karpfen, Brachsen, Rotauge und Hecht.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass diese Merkmale entscheidend durch die biologische Verfügbarkeit von Stickstoff und vor allem Phosphor bestimmt werden. Nitrate, die Salze der Salpetersäure, entstehen hauptsächlich durch die Aktivitäten der Bakterien im Boden. Da Nitrate sehr gut löslich sind, sickern sie leicht ins Grundwasser, wenn die auf dem Land wachsenden Pflanzen diese nicht aufnehmen. Phosphate, die Salze der Phosphorsäure, sind hingegen nur schwer löslich. Die geringe Menge, die ins Grundwasser gelangt, liegt im Allgemeinen in Partikelform vor. Man nahm zunächst an, dass Seen mit der Zeit auf natürliche Weise stärker eutroph würden. Es gibt aber hinreichende Beweise dafür, dass die jüngsten Veränderungen auf die Anreicherung von Nährstoffen auf dem Land infolge menschlicher Eingriffe zurückzuführen sind (z. B. Abholzen von Wald, Pflügen und Düngen). Diese durch Menschen verursachte Anreicherung von Nährstoffen nennt man anthropogene Eutrophierung. Die Nährstoffanreicherung von Seen und Flüssen durch Phosphor steigt durch die Abwasserbeseitigung aus Haushalten und Industrie stark an, wenn es nicht aus dem abfließenden Wasser entfernt wird. Auf Polyphosphat basierende Waschmittel können ebenfalls einen beträchtlichen Anteil der Anreicherung verursachen. Mit der Trübheit des Wassers (durch schwebende Nährstoffe verursacht) nimmt auch das Phytoplankton zu: Eine stärkere bakterielle Zersetzung entfernt den gelösten Sauerstoff schneller aus dem tieferen Wasser, als er aus der Atmosphäre ersetzt werden kann. Dadurch bietet das Wasser weniger Lebensraum für Fische. Die Seen werden unattraktiv. Das Wasser aus Reservoirs erfordert eine teurere Aufbereitung zur Trinkwassergewinnung. Die verstärkte Bildung giftiger Zyanbakterien ist in einigen Fällen eine weitere Folge der Eutrophierung.

Es gibt viele Beispiele von Seen, die auf diese Weise erheblich belastet wurden. Einige der am besten dokumentierten Fälle finden sich in Schweden (Norrvikensee, Trummensee), Mitteleuropa (Zürichsee, Bodensee) und in den Vereinigten Staaten (Washingtonsee). In den schlimmsten Fällen haben die Seen ihre Klarheit und ihren Tiefwassersauerstoff verloren. Das Wasser hat einen unangenehmen Geschmack und einen üblen Geruch angenommen. Abgesehen von den ästhetischen Problemen wurden Fischfanggebiete zerstört, die Kosten für die Trinkwasseraufbereitung sind gestiegen, und die Freizeitaktivitäten sind beeinträchtigt.

Eutrophierung kann durch die Reduzierung der Phosphorbelastung – etwa durch chemisches Ausfällen mit Eisensalzen („Phosphat-Stripping”) an den Abflüssen von Kläranlagen verhindert werden. Erfolgreiche Beispiele sind u. a. der Washingtonsee, die Wahnbach-Talsperre (Deutschland) und der Windermeresee (Großbritannien). Flache Seen brauchen länger, um sich zu erholen, da sie Phosphor weitaus effektiver wiederaufbereiten als tiefe Seen. Man versucht, alternative Nahrungsnetze durch „Biomanipulation” zu stimulieren, um die Eutrophierungserscheinungen zu beseitigen. Dort, wo es zahlreiche, schwer zu kontrollierende Nährstoffquellen gibt, kann der Einsatz künstlicher Mischwassersysteme eine Maßnahme zur Reduzierung des Algenwachstums darstellen. Nach diesem Prinzip funktionieren einige Hauptspeicherreservoirs, die London versorgen und mit nährstoffreichem Wasser aus der Themse gespeist werden.