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La pollution d'un milieu aquatique se traduit par une modification des paramètres physico-chimiques (température, acidité, concentrations en moléculesmolécules, en sédimentssédiments...) voire biologiques du milieu en cas d'introduction d'espècesespèces (maladies, pollution génétiquepollution génétique, espèces invasivesespèces invasives).

Cette modification du milieu entraîne une modification des peuplements bactériens, floristiques et faunistiques, aussi bien en termes d'état des individus (taux de mortalité, taille, etc.), que d'effectifs ou d'espèces présentes.

Des organismes (bactériesbactéries, plantes, animaux) peuvent donc vivre dans des eaux polluées, mais ils sont en général différents des peuplements initiaux du milieu. Les espèces les plus spécialisées ou les plus sensibles sont souvent très affectées et peuvent disparaître tandis que d'autres espèces, plus généralistes, plus tolérantes voire dépendantes des niveaux de pollution, font leur apparition.

De manière générale, la biodiversité des zones humides polluées décroît et les espèces rares disparaissent au profit d'espèces plus communes.

Cependant, en cas de pollution importante en éléments très nocifs (comme des pesticidespesticides), un milieu aquatique peut être pratiquement stérilisé, au moins temporairement.