Du petit Monstera sur votre bureau aux champs de céréales qui nous nourrissent, toute la vie végétale dépend fortement de l'eau, pleine de nutriments.  Cependant, la surabondance de nutriments dans l'eau, tels que l'azote et le phosphore, peut nuire aux plantes et à l'environnement. Elle peut conduire à un processus appelé eutrophisation, dans lequel les algues se nourrissent de l'excès de nutriments, ce qui les fait croitre dans l'eau, la rendant verte. Les algues peuvent produire des odeurs nauséabondes, bloquer la lumière du soleil et même libérer des toxines. Lorsque les algues meurent et se décomposent, le processus consomme l'oxygène de l'eau dont les poissons et autres organismes ont besoin pour respirer. Si une quantité suffisante d'oxygène est éliminée, l'eau peut devenir hypoxique, c'est à dire qu'il n'y a plus assez d'oxygène pour y maintenir la vie, créant une "zone morte". 

L'azote et le phosphore sont présents à l'état naturel, mais la plupart des nutriments qui se retrouvent dans nos cours d'eau proviennent de l'activité humaine, comme par exemple l'agriculture. La mesure du Carbone Organique Total (COT) est un moyen efficace d'avoir un aperçu de la composition des eaux usées agricoles et d'éviter des problèmes tels que l'eutrophisation, qui entrainerait des niveaux très élevés de COT détectables. De plus, le COT et l'Azote Total (TN) sont les composants les plus importants des sédiments et des sols alimentés par les cours d'eau, dont beaucoup peuvent être contaminés par les eaux usées agricoles. Les niveaux de COT et TN peuvent être utilisés pour déterminer si les sources de matière organique sont marines ou terrestres, et peuvent également mesurer les conditions environnementales, la pollution, la qualité des sols et la productivité. 

Compte tenu de la nature complexe des eaux usées agricoles, leur traitement constitue un défi majeur. Aux contaminants organiques mentionnés peuvent s'ajouter des traces de résidus chimiques provenant de l'utilisation d'engrais, etc ... De plus, les niveaux de contamination par la matière organique varient considérablement. Les extrêmes du spectre de qualité des eaux usées seraient, à l'extrémité inférieure, les eaux usées non diluées et non traitées, et à l'extrémité supérieure les eaux usées traitées au niveau tertiaire, voire quaternaire. En terme de COT, on peut s'attendre à ce que les eaux usées présentent des concentrations de l'ordre de 28 à 35 ppm, qu'un lac eutrophe présente une gamme typique de COT de 3 à 12 ppm et que l'eau ayant subi un traitement tertiaire (à l'ozone par exemple) affiche une plage d'environ 0,1 à 0,5 ppm. 

Toutes les eaux usées peuvent être réutilisées pour n'importe quel processus  avec une filtration appropriée. La clé est de comprendre la composition de l'eau elle-même et c'est là que la mesure du COT est très utile. La manière dont les eaux usées sont traitées est règlementée aux niveaux national et supranational, par exemple par l'OFWAT¹ au Royaume-Uni et par la Commission européenne, qui fournit un système d'information pour l'eau pour l'Europe (WISE)² donnant une vue d'ensemble détaillée des règlementations et des initiatives. Pourtant, étant donné la demande toujours croissante en eau douce due à l'augmentation de la population et de l'activité agricole, cette ressource naturelle essentielle doit être préservée et réutilisée de manière productive autant que possible, et nous devons continuellement maintenir les normes les plus élevées dans la manière dont nous traitons nos eaux usées. 

¹ https://www.ofwat.gov.uk/regulated-companies/ofwat-industry-overview/legislation/
² https://water.europa.eu/