Ekinlere pestisit uygulandığında, ürünün çoğu ya bitkiler ve hayvanlar tarafından alınır ya da sonunda mikrobiyal ve diğer kimyasal yollarla bozulur. Ancak önemli bir kısmı da çevreye dağılır. Buharlaşarak gökyüzünde biriken pestisitler yağışla beraber bölgeye dağılır. Bir kısmı toprakta kalır, bir kısmı ise yüzey ve yeraltı sularına akarak veya süzülerek ulaşır. Bu şekilde, dünyanın birçok ortamında organoklorinler gibi bazı kalıcı ürünler keşfedilmiştir.
Pestisitler uzun süredir yağışlarda tespit edilmiş ve uzun mesafeleri kat edebildikleri anlaşılmıştır. Örneğin uzak bir Japon gölünde bulunan Lindane, hiçbir yüzey veya yeraltı suyu girişi olmadan Çin veya Kore’den 1500 km yol kat etmiş gibi görünüyor. Pestisitlerin konsantrasyonları çok yüksek olabilir. ABD’de yağışta 10–50 µg l–1 konsantrasyonlarda organofosfatlar bulunmuştur. Bu da bugün içme suyu için kabul edilebilir maksimum 0.1 µg l–1 seviyelerinin oldukça üzerindedir. Ancak çok düşük konsantrasyonlarda bile, doğal ortamlar üzerindeki toplam kümülatif yükleme çok büyük olabilir.
1970’lerde Kanada’daki yağışlar 0,005 µg l–1 DDT ile Ontario Gölü’ne yalnızca yağıştan yaklaşık 80 kg’lık bir yıllık yükleme yaptı. Yanı sıra yeraltı sularındaki, yüzey sularındaki ve içme sularındaki pestisitler, pestisit kullanımının ciddi ve giderek daha maliyetli bir çevresel yan etkisi haline gelmiştir. Pestisitler suya süzülerek, akarak, toprak partikülleri üzerinde taşınarak ve çatlak topraklar ve tarla drenajlarından hızlı akış yoluyla ulaşır. Çevrede bulunan pestisitlerin çoğu, yüzey akışından veya sızıntıdan gelir. Kaybedilen oran genellikle uygulanan miktarın yüzde 0,5’i düzeyindedir. Ancak bazen yüzde 5’e kadar çıkabilir. Pestisitlerin ilk nesilleri olan organoklorinler, arsenikler ve parakuat, toprak parçacıklarına güçlü bir şekilde emilir ve yalnızca toprağın kendisi aşındığında kaybolma eğilimindedir. Bu, daha önce kullanılan ve uzun süredir yasaklanan aldrin ve dieldrin’in su yollarında yeniden ortaya çıkması gibi önemli bir kirlilik kaynağı olabilir.
AB’de çok sayıda yeraltı suyu kaynağı artık herhangi bir ürün için izin verilen maksimum konsantrasyonu olan 0,1 µg l–1’i veya toplam pestisit için 0,5 µg l–1’i aşmaktadır. 1990’ların ortalarında, 0.1 µg l–1’in üzerinde kalıntı içeren yeraltı suyu örnekleri, Danimarka’da yaklaşık yüzde 5’ten İtalya, İspanya ve Hollanda’da yüzde 50’ye kadar değişmekteydi. ABD’de, 1971 ile 1991 arasında test edilen 68.800 kuyudan 9900’ü, içme suyu için EPA standartlarını aşan kalıntılara sahipti. Bazı ürünler, sözde tarımsal kullanımın sona ermesinden çok sonra bulunmuştur.
Çeşitli türlerde sanayi, çeşitli yerlerde çok yüksek konsantrasyonlarda nokta kaynaklı kirlilikle ilişkilendirilmiştir. ABD’de, yan etkileri hakkında daha iyi bilgi sahibi olmanın yanı sıra düzenlemeler artmış olmasına rağmen, yeraltı sularında birçok pestisit bulunmaya devam ediyor. Örneğin, ABD Jeolojik Araştırmasının Ulusal Su Kalitesi Değerlendirmesi (NAWQA) Programı, 1990’larda 19 hidrolojik havzada 500 alanı analiz etti ve klor, dieldrin, PCB’ler, Organoklorin pestisit konsantrasyonları gibi maddeler yüksek kullanım geçmişine sahip tarım bölgelerinde daha yüksek olduğu tespit edildi. DDE kalıntıları, sitelerin yüzde 39’unda tortularda ve sitelerin yüzde 79’unda balıklarda tespit edildi. Daha yakın zamanlarda, 2001’e kadar 1400’den fazla kuyuda yapılan pestisit araştırmaları, büyük miktarda yeraltı suyunun 0.1 µg l–1’den daha yüksek konsantrasyonlarda bileşikler içerdiğini buldu. Kuyuların yüzde 0,1 ila 1.0’ı alaklor, karbofuran, siyanazin, 2,4-D, dicamba oksamil ve tebutiuron 0.1 ug l–1’in üzerinde; yüzde 1-3’ü bromasil, diuron, metolaklor, norflurazon, prometon ve simazin içeriyordu. Ayrıca yüzde 13,6’sı bu sınırın üzerinde atrazin içeriyordu. Karbofuran ve oksamil dışında bunların hepsi herbisit olduğunu söylemekte fayda var.
Özetle pestisit kullanımı yalnızca kullanıldığı sahada değil, kümülatif olarak tüm bölgeye ve hatta dünyayı etkileyen ciddi bir çevresel atık sorununu da ortaya çıkarmaktadır. Bu meselenin plastik atığa nazaran daha az dikkat çekici olmasının sebebi ise pestisit atıkların gözle görülemez ebatlarda olmasından kaynaklanmaktadır.