Os problemas relacionados à poluição das águas pela agricultura no Brasil também merecem um especial enfoque, por ser o Brasil um dos maiores produtores agropecuários do planeta.
A agricultura é a segunda maior fonte de poluição das águas brasileiras, perdendo apenas para a emissão de esgotos domésticos. Para a abordagem do tema é necessária uma distinção prévia, separando os danos causados por manejos agrícolas inadequados aos recursos hídricos brasileiros, das poluições decorrentes do uso inadequado de insumos agrícolas.
Os problemas relativos ao manejo inadequado são relacionados a práticas que diminuem a disponibilidade hídrica, como a devastação de matas ciliares que provoca o assoreamento de rios; a utilização de água subterrânea de forma insustentável, levando ao esvaziamento permanente do lençol freático; ou a utilização de práticas agrícolas que levam a compactação do solo, impossibilitando o acúmulo de água sub-superficial. Esses manejos inadequados podem gerar poluição aquática ou não. Já as poluições geradas pela agricultura implicam na alteração dos ciclos de vidas dos seres vivos que vivem nos ambientes aquáticos, às vezes levando também a contaminação dos demais seres vivos que usufruem das suas águas.
Dentre os insumos agrícolas que mais causam poluição para as águas, os fertilizantes (químicos ou naturais) e os pesticidas (químicos) têm especial destaque pela larga utilização, sendo muito grande a dependência de insumos químicos pela agricultura atual.
O fósforo, a amônia e o potássio são os fertilizantes mais utilizados pela agricultura e quando utilizados em excesso costumam infiltrar-se no solo, seguindo para o lençol freático, infiltrando até as águas subterrâneas pela lixiviação do solo, ou atingindo os corpos d´água superficiais. O fósforo, pelas suas características químicas, tende a infiltrar menos e fica mais nas águas superficiais, que são também atingidas pelos demais nutrientes, ocorrendo a eutrofização da água e os desequilíbrios ecológicos decorrentes.
A vinhaça ou vinhoto, um resíduo da produção de usinas de cana, é um dos principais agentes eutrofizante, mas de ser orgânica não sintética. Nela estão contidas grandes quantidades de potássio, sendo por isso utilizada como fertilizante natural em plantações e muitas vezes também despejada em corpos d´água.
Essa prática é proibida pela legislação ambiental brasileira, pois além da eutrofização, leva também a poluição térmica quando despejada ainda aquecida. Outro fertilizante natural eutrofizante muito utilizado na agricultura é o esterco proveniente da criação pecuária intensiva, que é uma rica fonte de amônia e de demais nitratos. Porém, os resíduos da pecuária intensiva muitas vezes não são tratados adequadamente, podendo levar a poluição de águas através do vazamento de fossas ou do despejo de dejetos em locais inapropriados que são lixiviados.
Os pesticidas químicos são outros insumos poluentes utilizados pela agricultura, não por serem eutrofizantes, mas por serem tóxicos e muitas vezes não biodegradáveis. O seu uso aumentou progressivamente no mundo a partir de 1920, mas foi entre os anos 50 e 70 que os pesticidas mais tóxicos como os DDTs passaram a ser utilizados em larga escala.
Com o crescimento da agricultura brasileira nas últimas décadas, o Brasil se tornou um dos maiores consumidores mundiais de agrotóxicos do mundo, sendo que entre 1970 e o ano 2000 a quantidade de agrotóxicos vendidos no país cresceu 4,3 vezes. Por conseqüência, os impactos ao meio físico e particularmente aos corpos d´água também cresceram.
Na década de 90, o maior acréscimo da produção agrícola foi originado na cultura da soja, que se expandiu por extensas áreas do centro oeste e da região norte brasileira. Essa expansão veio acompanhada de um extenso uso de pesticidas muitos deles altamente tóxicos, como é o caso do Glifosato, que pode ser considerado altamente tóxico, conforme a sua marca e sua concentração.
Outras culturas amparam-se no extenso uso de agrotóxicos, principalmente as culturas hortifrutigrangeiras, situadas principalmente nos cinturões verdes no entorno das grandes metrópoles brasileiras. Nas frutas e hortaliças, são aplicadas grandes cargas de agrotóxicos, por serem muito perecíveis e frágeis frente às variações climáticas. Os cinturões verdes acabam sendo fontes poluidoras de mananciais urbanos.