Khai thác khoáng sản chƣa có công nghệ phù hợp, chƣa có hệ thống xử lý đã gây đục hàng chục km sông, suối gây ô nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nƣớc...Đặc biệt là thƣợng nguồn và trung lƣu sông Hiếu, sông Lam hiện đang bị ô nhiễm do hoạt động khai thác khoáng sản trong lòng sông nhƣ khai thác vàng sa khoáng, khai thác cát sỏi…Hoạt động sản xuất công nghiệp với trọng tâm là các ngành công nghiệp sơ chế tài nguyên, tái chế phế liệu và chế biến nông, lâm sản…đã góp phần không nhỏ gây ô nhiễm tài nguyên nƣớc.
Các kim loại nặng nhƣ Al3+, Pb2+, As3+, Hg2+, Cu2+, hàm lƣợng BOD5, COD, TSS, Coliform...gây ô nhiễm nƣớc. Hiện Quỳ Hợp, Quỳ Châu Kỳ Sơn, Tƣơng Dƣơng ...vùng thƣợng nguồn của sông Lam, sông Hiếu đang diễn ra hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản rầm rộ. Các loại khoáng sản đƣợc khai thác chủ yếu là đá trắng, thiếc, kim loại màu, than, vàng…Công nghệ khai thác lạc hậu, hệ thống xử lý nƣớc thải chƣa đồng bộ, vận hành không đúng quy trình, xả nƣớc chƣa xử lý đạt chuẩn ra môi trƣờng …là nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc mặt tuyến sông Lam, sông Hiếu. Hàm lƣợng TSS quá cao trong nƣớc có nguyên nhân trực tiếp từ những hoạt động này.
Nƣớc thải sinh hoạt chƣa qua xử lý, rác thải của dân cƣ đƣợc thải trực tiếp ra môi trƣờng gây hiện tƣợng ô nhiễm hữu cơ môi trƣờng nƣớc mặt khu vực thành phố Vinh, hạ lƣu sông Lam. Quá trình đô thị hoá mạnh mẽ cùng với ý thức kém đang là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng đô thị.
Nƣớc thải, rác thải của dân cƣ nông thôn và chất thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp đang từng ngày làm biến đổi chất lƣợng nƣớc mặt nông thôn. Các loại rác hữu cơ từ hoạt động nông nghiệp xâm nhập vào nƣớc mặt gây ô nhiễm.
Thực trạng khai thác và chế biến của ngành thuỷ sản trong những năm qua đã làm tăng lƣợng chất thải và gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng nƣớc nhất là nguồn nƣớc mặt tại các tuyến sông ven biển. Hầu hết các cơ sở chế biến thuỷ sản đều chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải, các hộ đều xả chất thải trực tiếp ra cống rãnh xung quanh, chảy trực tiếp ra hệ thống mƣơng thuỷ lợi chung và thoát ra sông kết quả là nguồn nƣớc bị ô nhiễm hữu cơ, nồng độ DO thấp.
Hiện tƣợng chặt phá rừng đầu nguồn, hoạt động kinh tế xã hội, làm đƣờng giao thông khu vực miền núi…làm mất lớp phủ thực vật, tăng khả năng xói mòn rửa trôi đất, làm cho chất rắn lơ lửng xâm nhập vào nƣớc mặt ngày càng nhiều.
Ý thức của cộng đồng dân cƣ chƣa cao. Hiện tƣợng xả rác bừa bãi gây ô nhiễm nƣớc mặt còn phổ biến.
Nguyên nhân tự nhiên cũng góp phần rất lớn trong việc làm ô nhiễm nƣớc mặt. Vào thời điểm tiến hành lấy mẫu, toàn tỉnh Nghệ An vừa hứng chịu một đợt
mƣa rất lớn. Từ ngày 02/9/2012 đến 09/9/2012, do ảnh hƣởng của dải hội tụ nhiệt đới có trục qua Trung Trung Bộ hoạt động mạnh, nên trên địa bàn Nghệ An đã xẩy ra mƣa vừa, có nơi mƣa to đến rất to. Tổng hợp lƣợng mƣa từ ngày 2 đến ngày 8/9/2012 phổ biến từ 100 đến 500mm. Cụ thể tại một số vị trí nhƣ sau: Quế Phong 254mm, Quỳ Hợp 363,6mm, Nghĩa Khánh 246mm, Mƣờng Xén 136mm, Con Cuông 439mm, Đô Lƣơng 521mm, Nam Đàn 448mm, Vinh 549,6mm, Quỳnh Lƣu 548,3mm. Mƣa to đã gây lũ trên sông Hiếu và sông Cả, mực nƣớc tại một số trạm lúc 7 giờ ngày 09/9/2012: Nghĩa Khánh 35,52m, Đô Lƣơng 15,81m, Yên Thƣợng 8,66m, Nam Đàn 7,22m (>BĐII: 0,32m). Do mƣa lớn, cộng thêm địa hình cắt xẻ mạnh, tầng phong hóa dày, bao gồm các loại đất tơi xốp, dễ bị xói mòn rửa trôi nên đã làm cho hàm lƣợng TSS trên hệ thống sông Lam và sông Hiếu tăng mạnh, vƣợt Quy chuẩn 08:2008/BTNMT(cột B2) hàng chục lần.
Nguồn gây ô nhiễm nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An bao gồm cả tự nhiên và nhân tạo. Vùng thƣợng nguồn các sông lớn và vùng núi phía tây nguyên nhân gây ô nhiễm chủ yếu do tự nhiên và hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, làm đƣờng giao thông, khai hoang chặt phá rừng đầu nguồn. Khu vực thành phố Vinh và các huyện đồng bằng nguyên nhân ô nhiễm chủ yếu do sức ép của dân cƣ, các hoạt động sản xuất công nghiệp, dịch vụ - thƣơng mại.