硫酸盐在自然界分布广泛，天然水中硫酸盐的浓度可从几毫克/升至数千毫克/升。地表水和地下水中硫酸盐来源于岩石土壤中矿物组分的风化和淋溶，金属硫化物氧化也会使硫酸盐含量增大。
水体中的硫酸盐以SO2－4浓度表示。饮用水中含少量硫酸盐对人体无甚影响，但超过250mg/L后，会引起不同程度的腹泻。如果水体缺氧，则SO2－4在反硫化菌的作用下产生反硫化反应，生产的H2S浓度达到0.5mg/L时即有异臭。研究证实，上海苏州河发黑的原因主要时吸附了FeS带负电的胶体悬浮颗粒，而水体发臭主要是因为含硫、氮等有机物降解时逸出NH3、H2S等所致。
硫化物对环境的污染主要是以硫化氢的形式表现出来，国内外也曾发生过硫化氢中毒事件：当硫化氢在空气中的含量为0.05mL／L时，人就会中毒；大于lmL／L，人就要死亡。我国卫生标准规定：空气中的硫化氢含量为0.01mL／L。当排水沟废水的pH值为7～8时，只要有很少量的硫化钠存在，就有可能在排水沟的上部空气中，产生对人有危险量的硫化氢。
地下水（特别是温泉水）及生活污水，通常含有硫化物，其中一部分是在厌氧条件下，由于细菌的作用，使硫酸盐还原或含硫有机物的分解产生的。某些工矿企业，如焦化、造气、选矿、造纸、印染和造革等工业废水亦含有硫化物。
水中硫化物包括溶解的H2S、HS-、HS2-，存在于悬浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金属硫化物以及未电离的有机、无机类硫化物。硫化氢易从水中逸散于空气，产生臭味，且毒性很大。它可与人体内细胞色素、氧化酶及该类物质中的二硫键作用，影响细胞氧化过程，造成细胞组织缺氧，危及人的生命。硫化氢除自身能腐蚀金属外，还可被污水中的微生物氧化成硫酸，进而腐蚀下水道等。因此，硫化物是水体污染的一项重要指标（清洁水中，硫化氢的嗅觉阀值为0.035μg/L）。