Tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu do hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản. Trong giai đoạn 2005 đến 2010, để tận thu và làm giàu quặng, các doanh nghiệp đã đầu tư hệ thống tuyển xoắn, tuyển trọng lượng có sử dụng lượng nước gấp nhiều lần so với thời kỳ trước đó nhưng công nghệ xử lý chỉ là các ao hồ lắng cơ học chưa hoàn toàn triệt để đã và đang gây ô nhiễm môi trường tại nhiều khu vực, nhất là tại các khu vực khai thác vàng tự do còn sử dụng hóa chất thủy ngân, xianua để thu hồi vàng nhưng không có xử lý.

Các hoạt động khai thác vàng sa khoáng, cát sỏi tại các lòng sông suối không theo đúng quy trình đã làm thay đổi dòng chảy tại một số đoạn sông suối, tại khu vực khai thác tự do không được quản lý bị ô nhiễm nặng, một số chỉ tiêu môi trường như độ đục, TSS, nhu cầu ô xi hóa học (COD)... tại các dòng sông chính của tỉnh Cao Bằng là sông Bằng, sông Hiến, sông Thể Dục... đều vượt quy chuẩn, tiêu chuẩn nhiều lần. Đáng ngại nhất là nguồn nước sông Hiến, sông Bằng là nguồn cung cấp nước sinh hoạt, sản xuất cho thị xã Cao Bằng và một số huyện hiện có hàm lượng TSS vượt Quy chuẩn Việt Nam từ 4-5 lần.

Với tổng lượng nước thải đô thị toàn tỉnh hiện nay ước tính khoảng gần 9.000 m3/ngày thì hầu hết chưa được xử lý đạt quy chuẩn, tình trạng vứt rác thải, vật liệu xây dựng, xác động vật chết… xuống sông suối đang gây ô nhiễm, mất mỹ quan các dòng sông. Một số đơn vị như Nhà máy đường Phục Hòa, nhà máy Bia xã Duyệt Trung, Nhà máy sản xuất than cốc huyện Thạch An, Nhà máy sản xuất tre trúc xuất khẩu Cao Bằng… do chưa có hệ thống xử lý nước thải hoặc hệ thống xử lý nước thải hoạt động không hiệu quả nên đã thải nước thải có một số chỉ tiêu ô nhiễm vượt quy chuẩn ra môi trường tiếp nhận.

Nước thải bệnh viện toàn tỉnh khoảng 340m3/ngày nhưng hầu hết số nước thải đều chưa được xử lý đạt qua chuẩn do chỉ xử lý bằng bể tự hoại. Riêng các trạm y tế xã, phường, thị trấn, phòng khám tư nhân chưa thực hiện xử lý nước thải.

Rác thải sinh hoạt và sản xuất trên địa bàn tỉnh chưa được phân loại tại nguồn mà được thu gom lẫn lộn sau đó chuyển đến bãi chôn lấp. Khi thải ra môi trường các chất thải này sẽ làm gia tăng nồng độ các chất dinh dưỡng tạo ra các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại… Trong khi đó, toàn bộ các bãi chôn lấp rác thải tại 13 huyện, thị hiện nay vận hành không đúng quy trình chôn lấp, không có hệ thống xử lý nước rỉ rác hoặc hệ thống xử lý nước rỉ rác bị hư hỏng. Do vậy, nước rỉ rác, nước mưa chảy tràn qua bãi rác ngấm ra môi trường xung quanh gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận.

Đáng lo ngại là nhiều xã, thị trấn chưa có nguồn nước sạch cấp sinh hoạt, người dân chủ yếu dùng nước từ suối, khe, nước, mỏ nước... nên tình trạng ô nhiễm nguồn nước sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người dân. Bởi các nguồn nước là đường truyền bệnh rất nguy hiểm, có thể gây ra các bệnh như tiêu chảy, lị trực trùng, tả, thương hàn, viên gan A, giun, sán và nhất là gây suy dinh dưỡng, làm thiếu máu, gây kém phát triển, tử vong ở trẻ em.

Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng nhận định, trong thời gian tới, chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh sẽ có nhiều chỉ tiêu ô nhiễm như độ đục, Nhu cầu ô xi hóa học (COD), đồng, sắt, hóa chất bảo vệ thực vật ... vượt quy chuẩn Việt Nam. Trong đó, các dòng sông chính của tỉnh Cao Bằng như sông Bằng, sông Gâm có khả năng ô nhiễm môi trường nước mặt do nước thải sinh hoạt, công nghiệp và y tế; sông Hiến và sông Thể Dục chủ yếu sẽ bị ô nhiễm do khai thác cát cuội sỏi lòng sông, khai thác vàng và các loại khoáng sản khác.