Problemet Farliga ämnen och marint skräp, inklusive mikroplastkontamination, utgör ett av de tre främsta hoten mot Östersjöns miljö och det marina livet. Många föroreningar representerar "gamla synder" som industriutsläpp och tidigare använda bekämpningsmedel är nu förbjudna. PCB, tungmetaller, dioxiner och det nyare tillskottet flamskyddsmedel finns fortfarande kvar i miljön och inte minst i fisk och däggdjur. Oönskade förekomster och effekter av humanläkemedel och veterinärmedicinska läkemedel i miljön är ett globalt växande problem, vilket erkänns av UNEP. Läkemedelsrester har upptäckts i miljöområdena i Östersjön, men deras öde i miljön, eventuell ackumulering och effekter på biota är fortfarande dåligt kända. Luckor i befintlig lagstiftning när det gäller säker insamling, återvinning och kassering av oanvända och utgångna läkemedel leder till att läkemedel fortfarande hamnar i havet. Enligt Status Report on pharmaceuticals in BSR (2017) samlas inte över hälften av oanvända humanläkemedel i EU in på grund av låg medvetenhet och bristande insamlingssystem.
Olika sorters plast, stora som små, finns också i Östersjön även om problemet är i delar mindre än i andra havsområden på grund av begränsad tidvatten och strömmar här. Upp till 80 % av marina skräpkällor beräknas vara landbaserade på grund av: dålig avfallshantering i hushållen; otillräcklig avfallsinfrastruktur; brist på eller otillräckliga vattenreningsverk; dumpning av industriavfall och nedskräpning från kuststäder och kustturismdestinationer. Dessutom är cirka 70 % av det marina skräpet i Östersjön plast. Plastmaterial är särskilt angelägna på grund av deras risker för miljön och långsamma nedbrytning. Det regionala målet som överenskommits i HELCOM är att minska mängden marint skräp avsevärt till 2025 och förhindra skador från skräp i kust- och havsmiljön.