Gelangen überschüssige Nährstoffe in ein Gewässer, kann das Wachstum von Pflanzen und Algen über das natürliche Maß hinaus beschleunigt werden. Diese Nährstoffanreicherung wird als Eutrophierung bezeichnet. Im Meer ist sie besonders ausgeprägt in Küstenzonen, die durch landwirtschaftliche Abwässer, Abwässer und atmosphärische Stickstoffeinträge belastet werden.

Die unmittelbare Folge sind oft dichtere Phytoplanktonblüten. Wenn die zusätzliche organische Substanz absinkt und sich zersetzt, wird Sauerstoff verbraucht, was mitunter zu Hypoxie oder Anoxie führt. Verschiebungen in der Artenzusammensetzung, der Verlust von Seegraswiesen durch Beschattung und häufigere schädliche Algenblüten sind weitere Folgen. Zu den ökologischen und ökonomischen Kosten zählen Fischsterben, die Schließung von Muschelbänken und die Beeinträchtigung von Badegewässern.

Die Bekämpfung der Eutrophierung erfordert die Reduzierung des Nährstoffeintrags an seinen Quellen – durch gezieltes Düngemanagement, Abwasserbehandlung und den Schutz von Feuchtgebieten, die Nährstoffe binden. Die Erholung kann nach der Reduzierung der Nährstoffbelastung Jahre bis Jahrzehnte dauern, da Sedimente weiterhin gespeicherte Nährstoffe freisetzen. Überwachungsprogramme erfassen Chlorophyll-, Sauerstoff- und Nährstoffkonzentrationen, um den Zustand und die Entwicklung zu beurteilen.

Eine einst klare Küstenbucht kann durch anhaltende Eutrophierung chronisch trüb und sauerstoffarm werden.