The Basics of Water Pollution 1
The Basics of Water Pollution
The Basics of Water Pollution
Cooperative Extension
Bringing the University to You
Audiovisual – 05-11
S. Donaldson
The Basics of Water Pollution
Susan Donaldson
Melody Hefner
University of Nevada Cooperative Extension Audiovisual-05-11
Portions of this presentation were adapted from Linking Land Use to Water Quality, NEMO Project,
University of Connecticut Cooperative Extension System and Why Watersheds, Center for Watershed
Protection, 1999.
The Basics of Water Pollution 2
N
N
onpoint
onpoint
E
E
ducation for
ducation for
M
M
unicipal
unicipal
O
O
fficials
fficials

of sources
of sources
¾
¾
NPS pollutants to expect from various
NPS pollutants to expect from various
types of land uses
types of land uses
The Basics of Water Pollution 4
Point source pollution
Point source pollution
¾
¾
Pollution from
Pollution from
a single,
a single,
identifiable
identifiable
source
source
¾
¾
We have done
We have done
a good job of
a good job of
controlling or
controlling or
eliminating

¾
¾
This water and the
This water and the
contaminants it
contaminants it
carries
carries
end up in our waterways
end up in our waterways
–
–
with no treatment!
with no treatment!
S. Donaldson
H. Segale
The other broad category of contaminants is known as nonpoint source (NPS)
pollution because it doesn’t come from an easily identifiable point, such as a
discharge pipe. Instead, it comes from everywhere else − from our yards,
driveways, streets, parking lots, construction sites, agricultural fields, pastures,
litter, spills, illegal dumping, improperly maintained septic tank systems, and any
form of soil disturbance that can accelerate soil erosion. Nonpoint source pollution
is now America’s largest unregulated water quality problem and is estimated to
represent more than 50 percent of the nation’s remaining water pollution problems.
Each year our storm drains, creeks, ditches and riverbanks convey millions of
pounds of pollutants of all types to the nation’s water bodies and to our groundwater
aquifers.
The Basics of Water Pollution 6
What causes polluted runoff?
What causes polluted runoff?

στορµωατερ.
Μαναγινγ µιχροβεσ φροµ υρβαν ωατερσηεδσ
χαν βε α δαυντινγ τασκ, ασ βαχτερια αρε υσυαλλψ
πρεσεντ ιν ηιγη χονχεντρατιονσ δυρινγ στορµσ,
χοµε φροµ µανψ διφφερεντ σουρχεσ, ανδ φολλοω
µανψ χοµπλεξ πατηωαψσ το ρεαχη ρεχειϖινγ
ωατερσ.
Τηε ρεϖιεω χονχλυδεσ τηατ χυρρεντ
στορµωατερ πραχτιχεσ, στρεαµ βυφφερσ ανδ
σουρχε χοντρολσ ηαϖε α µοδεστ ποτεντιαλ το
ρεδυχε φεχαλ χολιφορµ λεϖελσ, βυτ χαννοτ ρεδυχε
τηεµ φαρ ενουγη το µεετ ωατερ θυαλιτψ
στανδαρδσ ιν µοστ υρβαν σεττινγσ. Ιτ ισ αλσο
αργυεδ τηατ χυρρεντ ωατερσηεδ πραχτιχεσ ηαϖε
εϖεν λεσσ χαπαβιλιτψ το ρεµοϖε προσ ιν
στορµωατερ.
Ωατερσηεδσ αρε ιµπορταντ το ανψ χοµµυνιτψ
βεχαυσε τηεψ εµβοδψ ουρ σενσε οφ πλαχε ιν τηε
λανδσχαπε, ανδ τηειρ ωατερσ αρε ιµπορταντ ιν
ουρ δαιλψ λιφε. Σοµε οφ τηε µανψ ιντεραχτιονσ
βετωεεν ουρσελϖεσ ανδ υρβαν ωατερσηεδσ αρε
δεσχριβεδ. Ιν αν ιµπορταντ σενσε ωατερσηεδσ αρε
τηε γεογραπηιχ αδδρεσσ φορ ουρ χοµµυνιτψ, ανδ
προϖιδε α χοµµον ανδ υνιφψινγ γοαλ το ραλλψ
αρουνδ.
Χοµµυνιτιεσ θυιχκλψ φινδ µανψ ρεασονσ το
προτεχτ λοχαλ ωατερσηεδσ  ωηετηερ ιτ ισ
βεχαυσε οφ εχονοµιχ βενεφιτσ, ρεχρεατιον, φλοοδ
πρεϖεντιον, σχενερψ ορ τηε οϖεραλλ θυαλιτψ οφ
λιφε. ∆ιφφερεντ γρουπσ οφ πεοπλε οφτεν ηαϖε

Ιν α ρεχεντ συρϖεψ ρελεασεδ βψ τηε Ενϖιρονµενταλ Προτεχτιον Αγενχψ
σχιεντιστσ φουνδ αν αλαρµινγ δεχρεασε ιν τηε νυµβερ οφ τρουτ. Ονε οφ τηε
λεαστ υνδερστοοδ χονσεθυενχεσ οφ υρβαν γροωτη ισ τηε γραδυαλ βυτ
σεεµινγλψ ινεϖιταβλε λοσσ οφ ηυµαν υσεσ οφ συρφαχε ωατερσ. Εϖενα
σµαλλ αµουντ οφ ωατερσηεδ δεϖελοπµεντ χαν λεαδ το αλµοστ χοντινυουσ
ϖιολατιονσ οφ βαχτερια στανδαρδσ φορ δρινκινγ, σωιµµινγ, σηελλφιση
ηαρϖεστινγ ορ ρεχρεατιον δυρινγ ωετ ωεατηερ, ανδ οφτεν δυρινγ δρψ ωεατηερ
ασ ωελλ.
Ιν α ρεχεντ συρϖεψ ρελεασεδ βψ τηε Ενϖιρονµενταλ Προτεχτιον Αγενχψ
σχιεντιστσ φουνδ αν αλαρµινγ δεχρεασε ιν τηε νυµβερ οφ τρουτ. Ονε οφ τηε
λεαστ υνδερστοοδ χονσεθυενχεσ οφ υρβαν γροωτη ισ τηε γραδυαλ βυτ
σεεµινγλψ ινεϖιταβλε λοσσ οφ ηυµαν υσεσ οφ συρφαχε ωατερσ. Εϖενα
σµαλλ αµουντ οφ ωατερσηεδ δεϖελοπµεντ χαν λεαδ το αλµοστ χοντινυουσ
ϖιολατιονσ οφ βαχτερια στανδαρδσ φορ δρινκινγ, σωιµµινγ, σηελλφιση
ηαρϖεστινγ ορ ρεχρεατιον δυρινγ ωετ ωεατηερ, ανδ οφτεν δυρινγ δρψ ωεατηερ
ασ ωελλ.
Swimming
in River
Banned
Χοµµυνιτιεσ αχροσσ τηε νατιον αρε φινδινγ τηατ
τηειρ ωατερ ρεσουρχεσ αρε δεγραδινγ ιν ρεσπονσε το
γροωτη ανδ δεϖελοπµεντ. Τηεψ αρε αλσο δισχοϖερινγ
τηατ τηεψ χαν ονλψ προτεχτ τηεσε λοχαλ ωατερ
ρεσουρχεσ βψ τηινκινγ ον α ωατερσηεδ−λεϖελ. Τηε
σεττινγσ οφ λοχαλ ωατερσηεδ µαναγεµεντ εφφορτσ αρε
ινδεεδ διϖερσε. Φορ εξαµπλε, σοµε χοµµυνιτιεσ αρε
τρψινγ το σαϖε σαλµον ηαβιτατ ιν τηε Παχιφιχ
Νορτηωεστ.
Ψετ οτηερ χοµµυνιτιεσ ωορκ ατ τηε ωατερσηεδ
λεϖελ το συσταιν τρουτ ποπυλατιονσ ιν τηε Γρεατ

ωατερσ.
Τηε ρεϖιεω χονχλυδεσ τηατ χυρρεντ
στορµωατερ πραχτιχεσ, στρεαµ βυφφερσ ανδ
σουρχε χοντρολσ ηαϖε α µοδεστ ποτεντιαλ το
ρεδυχε φεχαλ χολιφορµ λεϖελσ, βυτ χαννοτ ρεδυχε
τηεµ φαρ ενουγη το µεετ ωατερ θυαλιτψ
στανδαρδσ ιν µοστ υρβαν σεττινγσ. Ιτ ισ αλσο
αργυεδ τηατ χυρρεντ ωατερσηεδ πραχτιχεσ ηαϖε
εϖεν λεσσ χαπαβιλιτψ το ρεµοϖε προσ ιν
στορµωατερ.
Τηε τερµσ ωατερσηεδ ανδ συβωατερσηεδ αρε
νοτ ιντερ−χηανγεαβλε. Ρεαδερσ ωιλλ οβσερϖε
τηατ τηρουγηουτ τηισ ηανδβοοκ, τηε τερµ
ωατερσηεδ ισ υσεδ ωηεν ρεφερρινγ το βροαδερ
ωατερσηεδ µαναγεµεντ ισσυεσ αχροσσ αν εντιρε
ωατερ Τηισ ισ
µαναγινγ µιχροβεσ φροµ υρβαν ωατερσηεδσ χαν
βε α δαυντινγ τασκ, ασ βαχτερια αρε υσυαλλψ
πρεσεντ ιν ηιγη χονχεντρατιονσ δυρινγ στορµσ,
χοµε φροµ µανψ διφφερεντ σουρχεσ, ανδ φολλοω
µανψ χοµπλεξ πατηωαψσ το ρεαχη ρεχειϖινγ
ωατερσ.
Τηε ρεϖιεω χονχλυδεσ τηατ χυρρεντ
στορµωατερ πραχτιχεσ, στρεαµ βυφφερσ ανδ
σουρχε χοντρολσ ηαϖε α µοδεστ ποτεντιαλ το
ρεδυχε φεχαλ χολιφορµ λεϖελσ, βυτ χαννοτ
ρεδυχε τηεµ φαρ ενουγη το µεετ ωατερ θυαλιτψ
στανδαρδσ ιν µοστ υρβαν σεττινγσ. Ιτ ισ αλσο
αργυεδ τηατ χυρρεντ ωατερσηεδ πραχτιχεσ ηαϖε
εϖεν λεσσ χαπαβιλιτψ το ρεµοϖε προσ ιν

τ ισ αλσο αργυεδ τηατ χυρρεντ ωατερσηεδ
π
ραχτιχεσ ηαϖε εϖεν λεσσ χαπαβιλιτψ το ρεµοϖε
π
ροσ ιν στορµωατερ. Χοµµυνιτιεσ χαν χρεατε α
σ
ινγλε αυτηοριτψ φορ αν εντιρε ωατερσηεδ ορ α
σεριεσ οφ σµαλλερ αυτηοριτιεσ ατ τηε.
Driver Swept Away by Flash Flood
Water Bills to
Rise 20%
Next Year
Φορ ωηατεϖερ ρεασον, βαχτερια χοντινυεσ το βε
ηιγηλψ ρεσισταντ το α ωατερσηεδ αππροαχη. Τηισ,
ηοωεϖερ, ωιλλ χηανγε ραπιδλψ οϖερ τηε νεξτ φεω
ψεαρσ ασ νεω ορ ρεχψχλεδ ρεγυλατορψ προγραµσ αρε
πηασεδ ιν. Περηαπσ τηε µοστ σιγνιφιχαντ ρεγυλατορψ
δεϖελοπµεντ ωιλλ βε ΕΠΑσ Τοταλ Μαξιµυµ ∆αιλψ
Λοαδ προγραµ. Χοµµυνιτιεσ χαν χρεατε α σινγλε
αυτηοριτψ φορ αν εντιρε.
Center for Watershed Protection
Center for Watershed Protection
Why should you care?
Why should you care?
The impacts of water pollution affect everyone in the community, from water
purveyors to recreationists. The bottom line is that both polluted runoff and its
management are likely to affect you and your community now and into the future.
The Basics of Water Pollution 8
The pollutants in polluted runoff
The pollutants in polluted runoff

• Toxic chemicals (or toxic contaminants)
•Debris
• Thermal stress (temperature pollution)
The Basics of Water Pollution 9
· Nutrients
·
·
Nutrients
Nutrients
Sources: animal and yard wastes, fertilizers,
septic systems, auto emissions, car washing
Sources
Sources
: animal and yard wastes, fertilizers,
: animal and yard wastes, fertilizers,
septic systems, auto emissions, car washing
septic systems, auto emissions, car washing
UCONN Coop. Ext. NEMO
Nutrients, such as nitrogen and phosphorus, are substances needed for plant growth,
but elevated levels can cause a health hazard in drinking water and stimulate
excessive aquatic plant growth, which can ultimately lower dissolved oxygen
levels. Nutrients are found in a variety of products and wastes. You’re probably
aware that fertilizers are sources of nutrients, as are animal wastes. Most people,
however, would not think of their septic systems as potential sources of nutrient
pollution.
When levels of nutrients in ponds and lakes increase, one visible effect may be
bumper crops of algae or other aquatic weeds. As these plants decay, they consume
oxygen, resulting in decreased dissolved oxygen levels. This increases the potential
for fish and other aquatic organism deaths.
The Basics of Water Pollution 10

leaking sewer
leaking sewer
lines, animal
lines, animal
waste, marine
waste, marine
sanitation devices
sanitation devices
UNCE
FISRWG
Pathogens are disease-causing bacteria and viruses associated with the presence of
fecal matter from humans or animals. You may be familiar with shellfish bed and
beach closures that result from pathogen problems. Other pathogens, such as
giardia, E. coli, or cryptosporidium, can contaminate our drinking water supplies
and may cause serious illness and even death.
The presence of excessive numbers of harmful pathogens also affects the use of
water for direct contact recreation (swimming and fishing).
The Basics of Water Pollution 12
Impacts of pathogens
Impacts of pathogens
worldphoto.com
worldphoto.com
Pathogen pollution:
•Increases public health risks.
•Increases water treatment costs for drinking water supplies.
•Closes recreational areas.
•Introduces harmful, disease-bearing organisms to aquatic life and the food chain.
•Results in the loss of wetland recreation areas.
The Basics of Water Pollution 13
· Sediment

The Basics of Water Pollution 15
Impacts of sediment
Impacts of sediment
M. Hefner
M. Hefner
NRCS photo gallery
NRCS photo gallery
Sediment pollution:
•Damages water treatment equipment, increasing water treatment costs.
•Decreases water clarity, affecting health and public safety and recreational
enjoyment.
•Alters stream flow.
•Reduces retention/detention pond storage and increases peak discharges.
•Decreases the availability of healthy aquatic habitat by reducing water clarity,
clogging fish gills and smothering spawning grounds.
The Basics of Water Pollution 16
· Toxic chemicals
·
·
Toxic chemicals
Toxic chemicals
Sources: industrial, commercial, household
and agricultural chemicals; auto emissions
Sources
Sources
: industrial, commercial, household
: industrial, commercial, household
and agricultural chemicals; auto emissions
and agricultural chemicals; auto emissions
UCONN Coop. Ext. NEMO

Debris (a.k.a. junk)
Debris (a.k.a. junk)
Sources: illegal dumping, street litter
Sources:
Sources:
illegal dumping, street litter
illegal dumping, street litter
UCONN Coop. Ext. NEMO
Debris includes plastics and other trash that threaten aquatic life and detract from
recreational and aesthetic values. Debris such as shopping carts disrupts flow
patterns and can result in accelerated erosion. Plastic trash, such as six-pack straps,
can injure and even kill wildlife. And, trash is just plain ugly - and expensive to
clean up! This source of pollution is easily avoidable. Never dump wastes of any
sort into a water body.
The Basics of Water Pollution 19
Impacts of debris
Impacts of debris
eces.org
worldphoto.com
Debris pollution:
•Interferes with our enjoyment of water resources.
•Threatens the health of aquatic life and other wildlife. Examples include
Styrofoam and plastic waste.
•Disrupts flow patterns and can lead to increased erosion or flooding.
•May also include toxic chemicals.
The Basics of Water Pollution 20
· Thermal stress
·
·
Thermal stress

In this photo, the banks of Steamboat Creek are lined with tall whitetop, an example
of invasive vegetation that does not protect the streambank or provide shade.
The Basics of Water Pollution 21
Impacts of temperature pollution
Impacts of temperature pollution
Berkeley Library
NRCS photo gallery
Snohomish County
Public Works
Temperature pollution:
•Impacts health and reproductive cycles of aquatic life.
•Promotes increased biological activity, producing odors and poor taste.
•Creates a more favorable environment for pathogens.
•Stimulates growth of algae and aquatic plants, reducing water clarity and aesthetic
value.
The Basics of Water Pollution 22
Nonpoint source pollutants
Nonpoint source pollutants
are tied to land use
are tied to land use
¾
¾
Agricultural
Agricultural
¾
¾
Forested
Forested
¾
¾

Toxics:
Pesticides
Pesticides
Thermal:
Thermal:
Removal of streamside
Removal of streamside
vegetation, shallow
vegetation, shallow
water impoundments
water impoundments
NRCS photo gallery
NRCS photo gallery
NRCS photo gallery
NRCS photo gallery
Common pollutants associated with agricultural land uses include:
•Nutrients - fertilizers, animal manure
•Pathogens - feed lots, manure piles
•Sediment - erosion from fields
•Toxic chemicals - pesticides
•Thermal stress - irrigation canals, removal of streamside vegetation,
shallow water impoundments
The Basics of Water Pollution 24
Forested land uses
Forested land uses
Sediment:
Sediment:
Erosion from clear
Erosion from clear
-

Acid rain, car exhaust
Pathogens:
Pathogens:
Portable toilets
Portable toilets
Sediment:
Sediment:
Construction, road
Construction, road
-
-
side
side
sand, erosion
sand, erosion
Toxics:
Toxics:
Auto emissions, industrial
Auto emissions, industrial
wastes
wastes
Debris:
Debris:
Litter, illegal dumping
Litter, illegal dumping
Thermal:
Thermal:
Heated runoff, removal of
Heated runoff, removal of
streamside vegetation