Les macropolluants, appelés ainsi par opposition aux micropolluants, regroupent les matières en suspension, les matières organiques et les nutriments, comme l’azote et le phosphore. Ils peuvent être présents naturellement dans l’eau. Toutefois, l’activité humaine en accroît les teneurs par ses rejets d’eaux usées, industrielles ou domestiques, ou par ses pratiques agricoles.

Les macropolluants perturbent le fonctionnement des milieux aquatiques ou présentent des risques pour la santé humaine à des concentrations plus élevées que les micropolluants (pesticides, produits chimiques, métaux) qui sont toxiques à très faibles doses.

L’azote et le phosphore sont majoritairement présents dans les milieux aquatiques sous forme de nitrates (NO₃-) et de phosphates (PO₄³-). Leurs teneurs en excès dans les eaux superficielles peuvent provoquer une prolifération végétale, phénomène dit d’eutrophisation, qui, en appauvrissant le milieu en oxygène, asphyxie la faune aquatique.
Mesurés à de fortes concentrations dans tous les milieux aquatiques, cours d’eau, plans d’eau et eaux souterraines, les nitrates sont devenus les plus emblématiques des macropolluants. Ils proviennent essentiellement des activités agricoles, alors que l’origine des phosphates est plus partagée entre agriculture, rejets domestiques et industrie.

Les matières organiques sont également issues des rejets urbains, agricoles et industriels. Elles peuvent être biodégradables ou non. Elles posent problème quand, en excès dans l’eau, elles génèrent une consommation d’oxygène accrue au détriment de la faune et de la flore.
Le taux d’oxygène dans les eaux superficielles constitue donc un bon indicateur de la qualité de l’eau. Il est estimé par la mesure de 3 paramètres : l’oxygène dissous, la demande chimique en oxygène (DCO) et de la demande biochimique en oxygène (DBO).

Les directives européennes, directive « Nitrates » instaurée en 1991 et directive-cadre sur l’eau (DCE) en 2000, imposent un cadre réglementaire afin de protéger les milieux aquatiques, notamment contre ces macropolluants. Ces deux directives sont accompagnées de réseaux de suivi de la qualité des eaux afin de contrôler l’efficacité des mesures prises pour enrayer, puis inverser les tendances de dégradation des eaux. Elles fixent notamment des seuils de qualité à respecter.