環保署非常重視，二仁溪污染整治，歷年來結合高雄縣、台南縣及台南市政府同步執行違章工廠熔煉業拆除工作，已拆除流域內五十七家熔煉業並於九十一年完成十一家之遷移或轉業，並將二仁溪列為污染整治之重點河川之一，以加速解決二仁溪河川黑臭問題。環保署說，整治河川需兼重治本方式及水質淨化工程之治標方式，環保署近二年已投入 一億四千萬元，採取污染源管制、協調加速污水下水道系統建設之治本方法；以及推動河川水質加強淨化改善、社區污水土壤處理、生態園區建設及河岸垃圾清除等治標方法。
環保署說，污染源管制為整治河川最重要之治本方法。事業廢水污染量之削減，則有賴事業本身設置功能足夠之廢水處理設施並正常操作，以及各級環保主管機關之監督查核。環保署表示，民眾常反映二仁溪沿岸水質受暗管偷排及夜間偷排廢水之影響甚鉅，環保署督導台南縣政府執行暗管稽查及斷管，係依水污染防治法執行，以回應民眾對河川清澈之殷切期待。環保署表示，依現行水污染防治法規定，除一年內經限期改善二次仍繼續違反本法規定者，以情節重大命停工停業外，對未經合法登記之違章工廠違反水污染防治法規定者、大量排放污染物嚴重影響附近水體品質者、排放之廢（污）水中含有害健康物質有危害公眾健康之虞者，亦可依法認定屬情節重大命其停工停業。對於污染源之管理，環保署表示，如地方政府擬透過設置電鍍專業區，輔導遷移至專業區並集中輔導管理，該署樂觀其成，如涉及該屬業務權責部分，該署亦將全力協助。
環保署表示，河川水質改善治本與治標應同時並進，除了污染源管制以治本外，應同時對水質進行淨化處理，然水質之改善仍有賴污水下水道建設。惟考量國內污水下水道建設緩慢，在短期內應有應急措施，故環保署於九十一年起督導台南縣政府執行二仁溪水質改善計畫，於二仁溪支流五空橋旁執行水質加強淨化處理試驗，每日處理五○○公噸三爺溪水，污染削減量達百分之五十，經縣政府的全力執行，已有初步成效，可將三爺溪水質進流試驗場由黑變清澈，污染去除率平均可達百分之五十六以上，生化需氧量由三十至六十mg/L降為十至三十mg/L。但環保署表示，為了二仁溪早日清澈，已全力協助並請縣政府加速執行二仁溪水質改善每日三三六○○公噸加強淨化工程，截流三爺溪水並經接觸曝氣處理去除有機物，並以後曝氣方式，增加河川溶氧量，並去除河川臭味及增加河川清澈度及河川之自淨功能，以滿足民眾對河川清澈之殷切盼望。