環保署與美國海洋與大氣總署(NOAA)共同合作，在東沙島執行長期溫室氣體的採樣觀測，根據觀測5年資料顯示，二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等三大主要溫室氣體濃度，均顯示持續上升；另以二氧化碳為例，103年的年平均濃度已超過400 ppm，目前仍呈現持續增加的趨勢。
環保署指出，我國地處東南亞北緣，印尼、馬來西尼、菲律賓等國家，經常在夏季大量燃燒農作物及樹木產生嚴重的空氣污染，再加上工業污染排放，形成影響區域人體健康的霾害，也就是聯合國環境規劃署稱為的「亞洲褐雲」易隨著低層盛行季風與高層西風傳送入我國，影響環境與生態。由於亞洲 9月起到隔年4月的冬季季風，造成少雨的天氣型態，使污染無法藉由降水導致的濕沈降清除，每年1~3月是亞洲褐雲最明顯的時期。
有鑑於此，環保署同時也與美國太空總署(NASA)共同執行「七海計畫-東沙實驗」，並結合國內14個研究、學術單位及泰國、越南兩國，分別在泰緬邊境、越南北部、我國鹿林山空氣品質背景站、恆春海洋生物博物館、東沙空氣品質背景站及南沙太平島等地，藉由既有衛星遙測、雷達與地面國際監測網，同步進行「七海計畫-基線整合研究」，擴大國際聯合觀測規模，以探討中南半島生質燃燒污染物長程傳輸的物理化學過程。
在海域水質監測方面，環保署執行「東沙島沿岸海域環境水質監測計畫」及「南海環境品質調查計畫」持續至今，以東沙島及太平島等島礁海域水質為主要監測對象，7年來已逐步建立縱穿南海線水質資料。項目包括水溫、溶氧、酸鹼度、鹽度、大腸桿菌群、懸浮固體、生化需氧量、氨氮、總磷、矽酸鹽、葉綠素a、鎘、鉻、汞、銅、鋅、鉛，共計17項，依據歷次調查結果顯示，南海兩島海域及南海航線各監測點水質皆屬良好。
環保署指出，南沙太平島與東沙島因距離遙遠，獨立執行所費不貲，故與海巡署、國防部合作，並配合船艦或軍機前往執行水質調查，所有採樣裝備、現場量測儀器均需隨行，如遇風浪過大可能無法採樣，且採集的樣品更需在特定環境下保存送返臺灣實驗室分析，因此對於南海地區海域水質監測來說，所獲得的數據可謂彌足珍貴。
海空兩領域之研究調查結果均公開展示於環保署網頁，並另編製英文頁面供國外參考，展示於本署「空氣品質監測網」（網址：http://taqm.epa.gov.tw/taqm）及「全國環境水質監測資訊網」（網址：http://wq.epa.gov.tw/）。