Les données de qualité des eaux de surface, ici disponibles, ne couvrent que le territoire métropolitain. Il s'agit de données provenant du site NAIADES d' Eau France. Ces données portent sur l'analyse physico-chimie (pH, DBO5, NH4+, PO4...) de la qualité du cours d'eau aux stations de surveillance (stations du Réseau de Contrôle et de Surveillance (RCS)). L'état du milieu a été déterminé conformément aux prérogatives de l'arrêté du 25 janvier 2010 relatif aux méthodes et critères d'évaluation de l'état écologique, de l'état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface.
Les paramètres choisis, la demande biochimique en oxygène à 5 jours (DBO5), l'ammonium (NH4+) et les orthophosphates (PO4) sont des traceurs de la pollution issue des rejets urbains. Les dizaines de milliards d'euros investis depuis 1990 dans le traitement collectif des eaux urbaines résiduaires des collectivités a permis d'améliorer significativement la qualité des milieux récepteurs. En 2018, parmi les stations de mesure du RCS, seulement 0.29% pour la DBO5, 2% pour le NH4+ et 5% pour le PO4, restent non conformes à la qualité requise.

La DBO5 est un indicateur de la pollution liée aux rejets de matières organiques. Elle représente la quantité d’oxygène utilisée par les bactéries pour décomposer partiellement ou pour oxyder totalement les matières biochimiques oxydables présentes dans l’eau et qui constituent leur source de carbone (graisses, hydrates de carbone, etc.). Ce prélèvement d’oxygène se fait au détriment des autres organismes vivants du milieu aquatique. En ce qui concerne les eaux domestiques, environ 70% des composés organiques sont généralement dégradés après 5 jours et la dégradation est pratiquement complète au bout de 20 jours (processus d’autoépuration). Plus la DBO est élevée, plus la quantité de matières organiques présentes dans l’échantillon est élevée. C'est pourquoi les programmes de travaux permanents de prévention des fuites au niveau des réseaux (correction des mauvais branchements, réfection des ouvrages vétustes, diminution des eaux parasites) permettent de maintenir un système global de collecte qui n'impacte que faiblement les milieux récepteurs.

Le NH4+ résulte essentiellement de la dégradation aérobie de l’azote organique (protéines, acides aminés, urée…) lequel provient en grande partie, en milieu urbain, du rejet d’eaux usées non ou insuffisamment épurées. La dégradation du NH4 + en nitrites (NO2 - ) puis en nitrates (NO3 - ) via le processus de nitrification consomme de l’oxygène dissous et participe aux phénomènes d’eutrophisation. Le NH4 + en lui-même n’est pas nuisible mais peut se transformer sous certaines conditions en ammoniac (NH3), un gaz soluble dans l’eau et toxique pour la vie aquatique. Le NH4 + est en général rapidement absorbé par les organismes aquatiques mais il peut être présent en quantités importantes dans les eaux polluées par des matières organiques et peu oxygénées. Les stations de traitement des eaux usées étant majoritairement (plus de 80% des boues activées à aération prolongée, cela explique que le niveau de performance global du traitement de l'azote sur les stations d'épuration est tout à fait correct pour limiter l'impact des rejets azotés.

Les PO4 résultent de la dégradation par des bactéries de phosphates organiques provenant notamment du rejet d’eaux usées (métabolisme, poudres à lessiver, industries agro-alimentaires et chimiques…) et de l’utilisation d’engrais. Assimilables par les plantes et organismes photosynthétiques, ils interviennent de façon déterminante dans les phénomènes d’eutrophisation des cours d’eau et étangs. Le classement en zones sensibles à l'eutrophisation d'une grande partie du territoire national a permis d'imposer un traitement poussé du phosphore sur de très nombreuses grosses stations d'épuration. La prise en compte au niveau des performances des stations des exigences de qualité du milieu récepteur imposées dans les schémas directeurs et de gestion des eaux (SDAGE) permis d'avoir un parc de station de traitement des eaux usées (STEU) qui impacte faiblement les milieux récepteurs au niveau de ce paramètre (PO4).A noter que les STEU traitent en général 40 à 50% du phosphore sans ajout de réactif par rétention dans les matières en suspension et absorption par les bactéries épuratrices.

La poursuite de la mise en conformité des STEU et des systèmes de collecte qui leurs sont rattachés, la limitation des déversements par temps de pluie, la réduction des teneurs en phosphates dans les détergents vont permettre d'améliorer encore la qualité des milieux récepteurs.
Les objectifs de bon état de la directive cadre sur l'eau à l'horizon 2021 permettront d'exiger, là où il y a encore un impact des rejets urbains, des renforcements de traitement des STEU, essentiellement sur l'azote et le phosphore.