Chemikalien können durch industrielle oder kommunale Abwassereinleitungen oder über Erosion und die Luft in die Gewässer gelangen. Überschreitungen der Umweltqualitätsnorm zeigen an, dass sie in Konzentrationen vorkommen, die sich schädlich auf die Organismen auswirken oder Nutzungen wie z.B. den Verzehr von Muscheln einschränken können. Für einige Chemikalien sind aufgrund ihrer Persistenz über die Stockholm Konvention international Regelungen für deren Produktion, Verwendung und Freisetzung getroffen. Eine Auswertung für diese Stoffe ist unter Persistente Organische Schadstoffe (POP) zusammengestellt. Die Herstellung, der Import und das Inverkehrbringen weiterer Chemikalien regelt die EU-Chemikalienverordnung REACH.
Von den 27 Chemikalien, die in der Oberflächengewässerverordnung geregelt sind, wurden im Zeitraum von 2016 bis 2018 an den LAWA -Messstellen für die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) Anthracen, Fluoranthen, Benzo[a]pyren, Benzo[b]fluoranthen, Benzo[k]fluoranthen und Benzo[g,h,i]perylen Konzentrationen oberhalb der Umweltqualitätsnormen bestimmt. PAK sind krebserregend, können das Erbgut verändern und haben fortpflanzungsgefährdende Eigenschaften. Sie können in der Umwelt schlecht abgebaut werden und reichern sich in Organismen an. PAK entstehen bei Verbrennungsprozessen und sind in vielen Erzeugnissen und Gemischen enthalten, die aus Materialien der Kohle- oder Erdölverarbeitung stammen. Einige PAK sind wegen dieser Eigenschaften nach REACH in ihrer Verwendung weitreichend beschränkt.
Neun der PAK16 sind in der Oberflächengewässerverordnung geregelt. Die UQN für Phenanthren und Naphthalin werden im Zeitraum 2016-2018 an allen LAWA-Messstellen eingehalten. Die Konzentrationen von Fluoranthen und Benzo[a]pyren werden sowohl anhand der Konzentration in Muscheln (Biota-Umweltqualitätsnorm (Biota-UQN)) als auch der Konzentrationen der Gesamtwasserphase (zulässige Höchstkonzentration (ZHK-UQN)) bewertet. Überschreitungen treten für diese beiden Stoffe sowohl für die Biota-UQN als auch für ZHK-UQN auf. Die ZHK-UQN wird bei Anthracen vereinzelt und bei Benzo[b]fluoranthen, Benzo[k]fluoranthen und Benzo[g,h,i]perylen häufiger überschritten.