Populacije delfinov po vsem svetu se soočajo z velikimi grožnjami zaradi kemičnega onesnaženja in morskih odpadkov. Toksini, ki v ocean vstopajo zaradi industrijskega odmetavanja, odplak, morskih nesreč in odtekanja strupov delfinov neposredno, povzročajo posredno škodo na imunskem in reproduktivnem sistemu delfinov in uničujejo morske habitate, ki vzdržujejo njihovo hrano ponudbe. Te kemikalije, imenovane obstojna organska onesnaževala (POP), se upirajo razgradnji okolja in lahko trajajo stoletja, da se varno razgradijo.
Toksini
Obstojna organska onesnaževala vstopajo v svetovne vode iz različnih antropogenih (človeških virov) virov. Kemikalije, kot so PCB (poliklorirani bifenil), pesticid DDT (diklorodifenil trikloroetan) in PBDE (polibromirani difenil etri), zaviralci gorenja, ki se uporabljajo v predmetih, kot so vzmetnice in otroška oblačila, se odlagajo kot industrijski odpadki. Težke kovine, kot so železo, baker in cink, v oceane prispejo zaradi razlitja nafte, odtokov cest in drugih proizvodnih procesov. Ribiške prakse, kot je ribolov s cianidom, ki omamlja ribe s strupom cianidom, dodajajo tudi toksine v oceanske ekosisteme.
Zastrupitev
Ker delfini, tako kot njihovi bratranci kiti, obstajajo na vrhu morske prehranjevalne verige, toksini vstopajo v prehranjevalno verigo na spodnji raven kopičijo navzgor, tako da delfini porabijo vse koncentrirane ravni onesnaževal, ki jih absorbirajo bitja vse do veriga. Zastrupitev z onesnaževali, zlasti s PCB-ji, lahko delfine dokončno ubije ali razboli, zaradi česar so ranljivi za druge grožnje in povzročijo množične smrtne žrtve na območjih s hudo nasičenostjo.
Skriti učinki
Poleg zastrupitve delfinov imajo lahko kemična onesnaževala tudi skrite dolgoročne učinke na imunski in reproduktivni sistem delfinov. Živali z oslabljenim imunskim sistemom imajo malo ali nič odpornosti proti boleznim, reproduktivne poškodbe pa vodijo do zmanjšanja populacije ali do rojstva poškodovanih ali deformiranih posameznikov. Onesnaževala so lahko povezana tudi s pojavi, kot sta nasedanje ali dezorientacija, saj toksini napadajo možgane delfinov.
Uničenje habitata
Onesnaževala poškodujejo morske habitate, posredno škodijo delfinom in drugim vrstam. Ko kemikalije ustvarjajo neravnovesja v oceanskih ekosistemih, ribe in morske rastline odmrejo, bakterije pa cvetijo, kar povzroča bolezni in motnje v prehranjevalni verigi delfinov. Strupeni izbruhi alg, ki jih povzročajo ta neravnovesja, lahko zmanjšajo kisik v vodi in izženejo delfine z varnih območij. Morski ostanki, vključno s plastičnimi vrečami, ponjavami in drugimi nerazgradljivimi predmeti, odmetanimi vzdolž obal in v obalnih območjih, lahko ujamejo ali zadušijo delfine, zlasti mlade živali.