Comme cela a été bien montré dans les lacs (le lac Valencia par exemple), les phosphates sont le principal facteur d’eutrophisation des eaux douces sur de longs pas de temps. Les nitrates sont la seconde cause importante, et elles interviennent souvent ensemble ; dans les eaux douces, mais aussi dans les eaux saumâtres et salées fermées ou peu renouvelées.
Selon l'Ifremer, au début des années 1900, les taux de nitrates des rivières bretonnes ne devaient pas dépasser 3 à 4 mg/L. Ils ont été multipliés par 10 en moyenne sur un siècle. Selon l'Ifremer toujours, les eutrophisations des baies de Saint-Brieuc, du Mont Saint Michel, de Lannion, Douarnenez ou de la Rade de Brest, constatées depuis la fin du XXe siècle sont typiques des situations de masses d’eau relativement confinées et peu profondes, victimes d’apports récents de nitrates. La biomasse estivale y croît après les apports de nitrate du printemps. Lorsque ces apports diminuent en été, le taux de nitrates dans les ulves diminue également, au point de bloquer la croissance estivale de ces algues alors que le taux de phosphore reste presque stable.
Les modélisations mathématiques d’Ifremer indiquent que diminuer les apports de nitrate agricole est le seul moyen de limiter les pullulations d’ulves au printemps (les taux de nitrates des rivières devant au moins être divisés par quatre, pour passer de 40 mg/L à moins de 10 mg/L), ce qui devrait être possible par des pratiques agricoles adaptées, incluant les réseaux de bandes enherbées protégeant les cours d’eau.
Paradoxalement, une brutale carence en azote d'un milieu aquatique antérieurement eutrophe ou dystrophe peut mener dans un premier temps à des efflorescences de cyanobactéries (ou algues bleues) capable d'assimiler directement l'azote de l'atmosphère et de vivre en condition anaérobie.
La mesure la plus adaptée à une lutte contre l'apparition ou le développement des phénomènes d'eutrophisation des eaux douces stagnantes consiste à réduire autant que possible les apports phosphorés. En mer, et dans les baies, les apports en nitrates doivent également faire l'objet d'une réduction.
Les concentrations de nitrates requises pour tuer 50 % de têtards de certaines espèces d'amphibiens (études faites en Amérique du Nord) sont de 13 à 40 parties par million (ppm). De faibles concentrations (de 2 à 5 ppm) ont chez certaines espèces d'amphibiens des effets chroniques : nage réduite, malformations au cours du développement.
Remarque : 1 ppm équivaut à 1mg par kg, (comparable au mg par litre si la densité de l'eau vaut 1)