חשיפה לרעלנים שיגרום הזיהום תפגע במערכות עיכול, עצבים ונשימה.

נחלי החוף בישראל הם היום הגורם המזהם העיקרי של הים. הזיהום בהם, המגיע למי החופים, עלול לגרום להתפתחות אצות רעילות המהוות סכנה בריאותית. כך קובע דו"ח ראשון מסוגו, שבדק את הקשר בין זיהום בנחלים לזיהום חופי הים.
הדו"ח קובע שהנחלים בישראל מזוהמים ביותר גם על פי קנה מידה בינלאומי, ותרומתם לזיהום הים גדולה מזו של שפכים עירוניים ותעשייתיים.
הדו"ח, שהכינו חוקרי המכון לחקר ימים ואגמים, ובהזמנת משרדי התשתיות ואיכות הסביבה, בדק בשנים 1998-1990 את רמות הנוטרינטים (מזהמים אורגניים כגון חנקן וזרחן) בנחלים. לטענת החוקרים, "בהשוואה לריכוזי נוטרינטים בשפכי נחלים במקומות אחרים בעולם, הריכוזים במרבית נחלי החוף של ישראל גבוהים בשיעור ניכר בעיקר, כתוצאה מהשילוב של זרימה טבעית נמוכה עם הזרמות של שפכים".
עודפי נוטריינטים מביאים להתפתחות אצות מיקרוסקופיות המייצרות רעלנים. פריחת אצות אלה עלולה לפגוע קשות בדגה ובבריאות האדם. רעלני אצות הפוגעים בדגים מצטברים בגופם ועלולים להגיע לבני אדם הניזונים מהם. חשיפה לרעלנים אלה פוגעת במערכת העיכול, העצבים והנשימה, גורמת לאובדן זיכרון ובמקרים קיצוניים אף למוות.
אצות רעילות מתרבות בדר כלל במפרצים סגורים למחצה. מפרץ חיפה הוא היחיד המשתייך לקטגוריה זו בישראל, אולם בחופי ישראל קיימים תנאים אחרים המעודדים פריחת אצות, כמו טמפרטורה גבוהה של המים, קרינת אור חזקה ותחלופה איטית של מי הים.
מהממצאים עולה, שיש זיהום חמור בעיקר בנחלים אלכסנדר, שורק ופולג, נעמן ותנינים. בעיקר חמור הזיהום בנחל פולג, שמזרים כמויות גדולות ביותר של מזהמים אורגניים. מחברי הדו"ח לא התייחסו לנחל קישון, שנבדק ביסודיות במחקרים אחרים.
החוקרים מצאו בכמה נחלים גם ריכוזים גבוהים של מזהמים אחרים, ובהם פוספט ואמוניה, שמקורם בשפכים עירוניים וחקלאיים. בכמה נחלים נמצאו ריכוזים גבוהים של החומר סיליקה שמקורו, בין השאר, במוצרי ניקוי ביתיים המגיעים לשפכים. עוד נמצא כי החלים סובלים מחוסר חמצן ומעומס אורגני היוצרים "עקה אקולוגית".
על אף המגמה של הסדרת מערכות להולכת שפכים ביישובים רבים, מציינים מחברי הדו"ח כי לנחלים מגיעות לעתים קרובות כמויות גדולות של מי ביוב, גם מיישובים שבהם קיימות מערכות טיהור ואגירת שפכים. זאת, בשל עומס יתר או תקלות.
מהקריטריונים של חומרת זיהום , שקבע המנהל לאוקיינוס ים ואטמוספירה בארה"ב, עולה כי רוב נחלי החוף בישראל משתייכים לקטגוריה של רמת זיהום גבוהה. רק נחל בצת ונחל שקמה משתייכים לרמה הבינונית או הנמוכה. עם זאת מדגישים החוקרים, שהנתונים שנאספו עד עתה מייצגים הערכה ראשונית בלבד של כמויות הזיהום. הערכתם, כמויות הזיהום בפועל גדולות עוד יותר.
על פי אמנת ברצלונה להגנה על הים התיכון, מחויבת ישראל בהעברת דיווחים על מקורות זיהום הים. ואולם בדיווחים שישראל העבירה עד היום לא הובאה בחשבון תרומת נחלי החוף, פרט לקישון. זאת, בעיקר בשל מחסור בנתונים מדויקים.
הדו"ח מציג שורה של המלצות, ובהן הרחבת מערך הניטור של זיהומים, כולל ניטור ריכוזי אצות בים, כדי לבדוק אם יש פריחה של אצות רעילות. בשל החשש מחדירת חיידקים גורמי מחלות אל מי הים באמצעות שפכים בנחלים, ממליצים החוקרים להרחיב את בדיקת ריכוזי חיידקים בים לחופים נוספים.