我國嚴重污染河川之一的二仁溪，歷經環保署自91年起推動各項污染管制及整治措施，並投入1億7千萬元經費，初步已使二仁溪重金屬銅合格率由88年61﹪提昇至92年90﹪，溶氧合格率由89年25.4﹪提昇至92年26.7﹪，進步顯著。至94年底，藉由水質淨化工程，更可使二仁溪污染最嚴重之支流三爺溪，脫離嚴重污染河段的惡名。
環保署非常重視二仁溪污染整治，並將之列為污染整治重點河川之一。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57家熔煉業，完成11家業者遷移或轉業，解決熔煉廢棄金屬灰渣污染河川及舒緩三十來空氣污染問題。近三年來環保署更投入1億7千萬元，推動畜牧廢水、事業廢水、生活污水、河岸（面）垃圾清除、水質改善、志工巡守等之治標及治本污染整治措施，以有效控制及削減污染排入流域污染量、恢復水體原用途。
環保署表示，為整治二仁溪水質，係採多元措施併用方式來進行水質整治作業。由於二仁溪沿岸水質常受事業暗管偷排及夜間偷排廢水影響，環保署乃強力督導台南縣、台南市、高雄縣政府執行暗管稽查及封管作業，同時以推動志工巡守養成與組成巡守隊方式，協助環保單位進行河川水環境巡守及污染源巡查工作，查獲多起污染事實，發揮具體功效，並獲頒十萬元檢舉獎勵金。再者，針對生活污水處理，結合社區民眾參與及環境教育推廣，優先推動設置人工溼地自然淨化系統。92年已完成台南市灣裡社區0.5公頃人工溼地模場，至93年底可完成台南市灣裡社區5公頃人工溼地及綠美化設施，不僅達水質淨化目的，同時提供民眾休閒及學校生態教學空間。
此外，在水質改善部分，91年優先選定三爺溪五空橋旁推動執行水質加強淨化處理試驗，每日截流500噸三爺溪水，污染去除率平均可達56﹪以上，生化需氧量由30至60mg/L降為10至30mg/L，使進流處理之三爺溪水質由黑變清澈。93年更持續於台南縣仁德糖廠推動設置水質加強淨化處理設施，每日截流33,600噸三爺溪水，以接觸曝氣處理去除有機污染物，及後曝氣方式，增加河川溶氧量，預訂完工後河川溶氧可由0.3 mg/L提升至4 mg/L，增加10多倍，河水亦不再發臭。另外，利用台南市虎尾寮污水處理廠餘裕量代處理三爺溪水，初期每日截流5,000噸進行試驗，至94年截流處理量可提昇至10,000噸；預估94年經縣市聯合處理運轉操作後，將可有效去除河川臭味及提昇河川清澈度，三爺溪將可脫離嚴重污染河段之惡名。
最後，除了水質改善整治工程外，同時加強執行河(岸)面垃圾清除工作，以維持二仁溪沿岸水環境整潔，91年及92年已完成1,600噸垃圾清除。
環保署強調，為達成民眾對河川清澈之殷切盼望，將持續督導台南縣、台南市及高雄縣政府執行二仁溪污染整治工作，並竭誠歡迎二仁溪沿岸當地居民加入志工巡守隊行列，協助環保單位進行河川水環境巡守及污染源巡查工作，以遏止及減少各類非法偷排廢水及偷倒廢棄物情事。