Toinen synteettisiin pesuaineisiin liittyvä ympäristöongelma on fosfaattien lisääminen näihin puhdistusaineisiin. Fosfaatteja lisätään pesuaineeseen tripolyfosfaattina tai natrium/kaliumfosfaattina. Fosfaatit ovat vuorovaikutuksessa muiden liuoksessa olevien ionien, kuten kalsiumin ja magnesiumin, kanssa parantaakseen pesuaineen pesukykyä erityisesti kovalla vedellä pestessä. Fosfaattien on myös osoitettu auttavan tuhoamaan bakteereja, kun niitä käytetään pesussa. Useimmat jätevedenpuhdistusprosessit poistavat kuitenkin yleensä vain pienen osan vedessä olevasta fosfaatista, ja sen jälkeen suuria määriä pääsee vesistöihin.
Kun suuria määriä fosfaatteja kerääntyy vesistöihin, se aiheuttaa leväkukintoja ja siitä johtuvaa hapenpuutetta vedessä, mikä vahingoittaa vakavasti vesiekosysteemiä. Tätä prosessia kutsutaan rehevöitymiseksi. Vuonna 1959 pesuaineet sisälsivät 7-12 painoprosenttia fosfaatteja, ja vuoteen 1969 mennessä fosfaattipitoisuus nousi 15-17 painoprosenttiin. Uskotaan, että huippukäytön aikana 1970-luvulla puolet kaikista ihmisen toiminnasta vapautuvista fosfaateista oli peräisin pesuaineista.
1940- ja 1950-luvuilla tehdyistä tieteellisistä tutkimuksista saatu uusi tietämys rehevöitymisestä sekä massiiviset leväkukinnot 1960- ja 1970-luvuilla Erie-järven kaltaisissa vesistöissä johtivat siihen, että yleisö huolestui järvien ja jokien lisääntyvästä pilaantuneisuudesta (6,12). Ihmiset uskoivat, että pesuaineista peräisin olevat fosfaatit olivat merkittävä syy. Tämä johti siihen, että tarvittiin menetelmiä fosfaattien poistamiseksi jätevedestä käsittelyn aikana. Ensimmäiset prosessit, jotka suunniteltiin fosfaattien poistamiseksi yhdyskuntajätevedestä (ympäristötarkoituksiin), otettiin käyttöön 1960-luvulla.
Tänä aikana käytettiin kahta pääprosessia; fosfaatit poistettiin jätevedestä joko kemiallisella saostuksella tai biologisilla mekanismeilla. Fosfaatinpoistomenetelmiä koskevat lisäinvestoinnit ja -tutkimukset johtivat nykyaikaisen monivaiheisen biologisen reaktorin kehittämiseen fosforia sisältävien yhdisteiden poistamiseksi. Vaikka fosfaatinpoistomenetelmissä on tapahtunut teknistä edistystä, useimmat niistä on suunniteltu käytettäväksi suurissa vedenpuhdistuslaitoksissa, joissa on pitkälle kehitetyt seurantamahdollisuudet ja asiantuntevia teknisiä asiantuntijoita paikan päällä. Vuonna 1999 vain 7 prosentissa yhdysvaltalaisista kunnallisista jätevedenpuhdistamoista oli käytössä sellaiset jälkikäsittelyprosessit, joilla voidaan poistaa yli 20 prosenttia fosfaatista tulevasta jätevedestä. Vielä nykyäänkin on puutetta fosfaatinpoistoteknologiasta pienemmissä vedenpuhdistuslaitoksissa, joita on muualla kuin kaupunkialueilla.
1970-luvun alkuun mennessä Yhdysvaltain hallitusta painostettiin voimakkaasti kieltämään fosfaattien käyttö pesuaineissa, ja kongressissa järjestettiin kuulemistilaisuuksia aiheesta. Pesuaineiden valmistajat tutkivat muiden yhdisteiden, kuten nitriilitrietikkahapon (NTA), glukonihapon, sitruunahapon ja polyelektrolyyttien käyttöä fosfaattien mahdollisena korvikkeena. Lopulta sitruunahappoa ja polyelektrolyyttejä käyttäviä tehokkaita pesuainevalmisteita kehitettiin ja joissakin tapauksissa niitä jopa myytiin, mutta ne eivät olleet vertailukelpoisia fosfaattipitoisten pesuainevalmisteiden kanssa sen enempää taloudellisesti kuin puhdistusteholtaankaan. Vaikka nämä kuulemistilaisuudet eivät johtaneet siihen, että liittovaltion hallitus olisi suoraan säännellyt pesuaineiden fosfaattipitoisuutta, ne olivat osa monia kuulemistilaisuuksia, jotka johtivat vuonna 1972 annettuun Clean Water Act -lakiin.
Suurimmat saippuavalmistajat vastustivat fosfaattien suoranaista kieltämistä, ja vuonna 1970 ne suostuivat vapaaehtoisesti alentamaan pesuaineiden fosfaattipitoisuuksia 8,7 prosenttiin. Vaikka Yhdysvaltojen liittovaltion hallitus ei ole antanut lainsäädäntöä, jolla kiellettäisiin fosfaattien käyttö pyykinpesuaineissa, vuosina 1971-1990 useimmat Yhdysvaltojen osavaltiot ovat itsenäisesti kieltäneet fosfaattien käytön tai rajoittaneet sitä tiukasti. Vuonna 1994 saippua- ja pesuaineliitto (Soap and Detergent Association, nykyisin American Cleaning Institute (ACI)), joka edustaa useimpia suurimpia pesuainevalmistajia, suostui vapaaehtoisesti kieltämään fosfaattien käytön kuluttajille tarkoitetuissa pyykinpesuaineissa. Kielto ei kuitenkaan koskenut astianpesuaineita. Procter and Gamble, pesuaineteollisuuden jättiläinen ja ACI:n jäsen, poisti fosfaatit kaikista pyykinpesuainemerkeistään (Tide, Ariel, Ace ja Bounty) vasta vuonna 2016.
Vuoteen 2010 mennessä monet Yhdysvaltojen osavaltiot ja kunnat antoivat myös säännöksiä fosfaattien käytöstä astianpesuaineissa. Tuolloin The American Cleaning Institute ilmoitti vapaaehtoisesta fosfaattien käytön kieltämisestä kaikissa astianpesuaineissa. Tästä huolimatta Procter & Gamblen vastuullisuusraportit raportoivat vain fosfaattien täydellisestä poistamisesta Fairy- ja Dreft-merkkisistä astianpesuaineista; ja nämä muutokset saatettiin voimaan vasta vuonna 2017.
Euroopan unioni kulki eri tietä kuin Yhdysvallat. Se kielsi fosfaattien käytön kuluttajille tarkoitetuissa pyykinpesu- ja astianpesuaineissa vuonna 2014 ja vuonna 2017. Kuten monien Yhdysvaltojen osavaltioiden antamat säädökset, nämä lait eivät koskeneet fosfaattien käyttöä kaupallisissa tuotteissa.
Vaikka laeista ja kielloista, jotka sallivat fosfaattien käytön pesuaineissa, on useita poikkeuksia, eikä ole täysin selvää, missä määrin pesuaineiden valmistajat noudattivat vapaaehtoisia kieltojaan, fosfaattien käyttö pesuaineissa on vähentynyt merkittävästi. Nykyään zeoliitteja, polykarboksylaatteja, sitruunahappoa ja natriumbikarbonaattia sisältävät valmisteet ovat tehokkaimpia ja suosituimpia fosfaattien korvaajia pesuaineissa. Tämä on yhdessä vedenkäsittelyprosessien parantamisen kanssa vaikuttanut merkittävästi siihen, että pesuaineista peräisin olevien fosfaattien määrä vesistöissä on vähentynyt merkittävästi. Nämä toimet ovat johtaneet fosfaattipitoisuuksien yleiseen vähenemiseen Yhdysvaltojen vesistöissä ja joidenkin rehevöitymisestä eniten kärsivien ekosysteemien, kuten Erie-järven, fosfaattipitoisuudet ovat parantuneet huomattavasti.
Fosfaattien poistamista pesuaineista vastustetaan myös. Yleisesti väitetään, että fosfaatille ei ole kehitetty tehokasta korvaavaa ainetta, sillä monet ihmiset raportoivat, että kun astioita pestään fosfaatittomilla astianpesuaineilla, astioihin jää valkoinen kalvo tai laikkuja. Astianpesuaineissa olevien fosfaattien kieltämisen vastustajat väittävät, että olisi keskityttävä kehittämään tehokas menetelmä fosfaattien poistamiseksi pesuprosessin aikana eikä kieltämään itse tuotetta, joka on sekä hyödyllinen että korvaava tuote. Lisäksi on esitetty väitteitä, joiden mukaan fosfaatti ei ole ensisijainen syy rannikkovesien rehevöitymiseen, ja siksi fosforia ei pitäisi säännellä näillä alueilla. Tämä väite perustuu raportteihin, joiden mukaan rannikkovesien typpipitoisuus on rajallinen (typpeä tarvitaan levien kasvuun), joten fosfaatin käytön vähentämisellä ei olisi juurikaan vaikutusta levien määrään, jotka voivat kasvaa näillä rannikkoalueilla.