Dioksiinit ovat yhteisnimitys isolle määrälle kemikaaleja, joista osa on myrkyllisiä. Niitä syntyy varsinkin erilaisten polttoprosessien sivutuotteina. Itämeren petokaloista mitatut dioksiinipitoisuudet olivat vielä 50 vuotta sitten huolestuttavan korkeita, mutta 2000-luvulla pitoisuudet ovat pienentyneet alle puoleen. Enää ainoastaan kaikista isoimmilla silakoilla on syöntirajoituksia.

Elohopea on raskasmetalli, joka hajoaa hitaasti, kertyy eliöihin ja kasaantuu ravintoverkon huipulle. Nykyään sitä pääsee Itämereen enimmäkseen teollisuudesta, minkä vuoksi päästömäärät tunnetaan melko hyvin ja niitä voidaan rajoittaa. Suomen avomerialueilla kalan elohopeapitoisuus on laskenut alle raja-arvojen. Raja-arvoja lähestyviä pitoisuuksia löytyy kuitenkin edelleen rannikon tuntumasta pyydetyistä isoista petokaloista.

Ympäristötietoisuuden lisääntyessä ja tekniikan kehittyessä monen haitta-aineen pitoisuudet Itämeressä on saatu laskemaan. Esimerkiksi saastuneita alueita ja jätevesiä puhdistetaan entistä tehokkaammilla menetelmillä kuten aktiivihiilellä ja otsonilla.

Pääosa mereen päätyvästä mineraaliöljystä on peräisin rannikolla tai merellä tapahtuvista tahallisista päästöistä tai vahingoista. Itämeren rantavaltiot ovat varautuneet hyvin mahdolliseen öljyonnettomuuteen ja Suomi laati ensimmäisenä Euroopassa toimintasuunnitelman, jossa varaudutaan myös öljyhaaverin ekologisiin vaikutuksiin.

Biomarkkerit kertovat eri stressitekijöiden aiheuttamista biologisista muutoksista eliöissä. Ne ovat alkuvaiheen varoitusmerkkejä muun muassa kemikaalien haittavaikutuksista ennen kuin muutokset näkyvät ekosysteemin korkeammilla tasoilla.

Stressitekijöiden, kuten haitta-aineiden, varhaisvaikutusta eliöön voidaan näin havaita. Kun eliövaste (biomarkkeri) ”hälyttää”, voidaan ripein toimin estää vakavammat häiriöt ekosysteemille. Sinisimpukka on esimerkiksi hyvä eliövaste.