随着人类活动的加剧，人对生态环境的负面影响也通过水循环的途径得以放大。人类生产和消费活动排出的污染物通过不同途径进入水循环系统。矿物燃料产生的二氧化硫和氮氧化物进入大气，在水循环过程中形成酸雨，从而将大气污染扩散至地表和土壤。土壤中的有害物质通过径流、渗透等途径，参与水循环而迁移扩散。
　　水循环过程中，由于水的稀释扩散，能够在一定程度上降低有害物质浓度，进而实现无害化，这是水的自净作用。但当水体中有害物质浓度远远大于水的自净能力时，水非但无法实现自净，还会因水的流动交换，造成其他地区或更大范围的污染。