農藥、肥料、廢水與洗衣粉中，含有豐富的硝酸鹽與磷酸鹽，當含磷酸鹽物排放到水中時，水草、藻類獲得大量養分而大量繁殖，導致水中氧分不夠，生物因而死亡。
優養化（Eutrophication），是生態名詞，原意是營養好。生態學上，則特指受污染的水體「瀕死」或邁向「死亡」的現象；或指過量的營養物質進入水體，造成藻類大量的繁殖、死亡，並因其腐敗分解的大量耗氧，導致水中溶氧耗盡，生物也因缺氧而「悶」死。
在自然界，「優養化」是指一片水域所涵容的養分，隨著時間逐漸增加的一種現象和過程。換句話說，優養化本來是水域自然生態系必然的演替過程。
優養化可分為兩大類
天然性優養化
（Natural Eutrophication）：指湖泊於自然生態系中，由於自然營養鹽之沈降與累積，造成湖泊水質逐漸優養化。
人為性優養化
（Artificial Eutrophication）：指湖泊或水庫由於集水區或水體上之人為活動增加，如：蔬果栽種、遊憩活動等，將大量營養鹽帶入湖泊或水庫中，導致水體中浮游動植物大量繁殖，造成水體生態系急遽變化。通常此種變化情形極快，往往只在短短數年時間內即可形成。
水體優養化將造成藻類大量繁殖，一般而言，影響藻類生長之主要因素有營養鹽、日照、氣候、滯留時間等，其中最重要為營養鹽。隨著人們增加農藥、肥料、大量廢水與洗衣粉的使用，造成人為加速優養化現象。
由於農藥、肥料、廢水與洗衣粉中，含有豐富的硝酸鹽與磷酸鹽；硝酸鹽經分解後可成為植物所需養分。在自然界中，氮及磷是稀有的成分，為植物成長中的一種限制因素。
當含磷酸鹽物排放到湖水中時，水草、藻類獲得大量養分因此增生，藻類大量繁殖後，因光合作用及呼吸作用造成水體溶氧量晝夜變化差異大，於夜間常致使溶氧量太低，呈缺氧狀態，造成魚類等水中生物無法生存，因而死亡，水體也產生惡臭，這就是「 優養化」的現象。
自然的優養化
湖泊在剛剛形成的時候，水中的各種礦物鹽類很少，因此限制了藻類的生長。慢慢地，雨水自上游集水區的山坡上沖蝕和溶解各類鹽類，匯聚成溪流，再流至湖泊累積，時間一久，湖水中的氮化物和磷酸鹽的濃度愈來愈高，藻類因而得以大量的繁殖。這些植物新陳代謝的產物以及集水區淤沙不斷淤積的結果，使得湖泊逐漸演變為沼澤，最後完全消失。
在自然狀態下，高山溪流中的氮、磷等營養元素不太容易累積，因此藻類的數量原本很少，主要是以附著在岩石上的小型矽藻為主，綠藻和藍綠藻都很少。在這種溪流環境生活的水生或草食性昆蟲，多半是以腐爛的植物葉子以及附著在石頭上的矽藻為食物。當溪水高度優養化之後，矽藻的比例大大的降低，而逐漸以絲狀的綠藻和藍綠藻為主。這時原來的水生昆蟲或濾食性的魚類沒辦法以那些絲狀藻類為食，所以可能導致水生昆蟲相的變化，以及某些魚類族群的滅亡。
這種水體的老化過程，本來需要幾千年的時間，但是人類的干擾，尤其是大量有機質的排放，卻可以加速優養化的進行。
人為的優養化
高山溪流和水庫的優養化現象與集水區的不當土地利用密切相關，當山坡上的原始植被遭到破壞的時候，土壤內的氮化物和硝酸鹽類的流失會增加好幾十倍。加上當山坡上的農地所施用的肥料，尤其是目前廣受喜愛，含有大量磷酸鹽類的雞糞，隨著雨水的沖刷，進入鄰近的溪流時，溪水和位在下游的水庫便會快速地優養化，降低水資源的品質，並且造成水體生態環境的變遷。
水庫的優養化會使得藻類快速的繁增，造成所謂的「 藻華」。藻類大量繁殖後，新陳代謝的結果會產生許多植物的遺骸，接著細菌需要耗用水中的氧氣來進行分解，因此水中的溶氧量大幅降低，可能導致棲息在當地水體中的魚類窒息而死。而且水體的色度和濁度也會增加，更會因而發出臭味，大大降低了水體的品質。
優養化對水庫水質的影響
死掉的藻團影響觀瞻，腐敗的藻類引發臭味甚至湖水變色，影響景觀與遊憩的價值。
由於藻類白天行光合作用及隨時行呼吸作用，造成水體溶氧在一天中產生相當大的變異，致使晚間的溶氧質太低，常令魚類等水生生物無法生存。
沉降至水體底部的浮游植物常會引起底泥需氧量的增加，當藻纇在生長和死亡的同時，伴隨發生的氧氣產生及消耗，降低了水體深水層的容氧。
水質中的變化
(1)增加顆粒狀有機質之數量，如浮游性生物、底棲生物、細菌、真菌和殘屑、及排泄物。
(2)藻類族群發生改變，產生某些不應該存在其水體中的優勢藻類，如藍綠藻。
(3)增加溶解性之有機化合物的濃度，使水質更複雜。增加水中的臭味及色度。提高形成三鹵甲烷類化合物的可能性，因為有機化合物本身是形成三鹵甲烷（致癌物質）的前驅物質。讓水處理廠和給配水系統中細菌生長的機會增加。易於腐蝕配水管線。
(4)增加ph值，同時使得一天之ph值變化量加大
(5)使水層中的溶氧降低，造成水體底部與底泥接觸帶溶氧減低，導致底泥有機質礦化作用不完全，而釋出H2S、NH3、P、Fe、Mn 及其它金屬，甲烷及其它還原物質於水中，這些皆造成水質的直接污染。