Hiện các lưu vực sông khu vực miền Bắc nói chung và vùng Đồng bằng sông Hồng nói riêng đã và đang chịu áp lực mạnh mẽ của quá trình gia tăng dân số, đô thị hóa, công nghiệp hóa. Các khu đô thị, khu dân cư và khu công nghiệp tập trung được hình thành và phát triển mạnh dọc theo các lưu vực sông. Trong số các nguồn thải phát sinh thì nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chiếm tỷ lệ lớn, với tổng lượng các chất ô nhiễm rất cao.

Do đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế-xã hội thuận lợi, nên tổng số dân khu vực miền Bắc đã lên tới khoảng trên 31 triệu người. Trong đó dân số đô thị lên gần 8,1 triệu, tăng nhanh gấp 3 lần mức tăng dân số cả nước.

Hiện nay, không chỉ ở thành thị, mà ngay cả ở khu vực nông thôn, lượng nước thải cũng chiếm tỷ lệ rất lớn và tăng nhanh qua các năm. Hầu hết nước thải sinh hoạt của các thành phố đều chưa qua xử lý, trực tiếp đổ vào các kênh mương và chảy thẳng ra sông, gây ô nhiễm môi trường nước mặt. Phần lớn các đô thị đều chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung, hoặc đã xây dựng nhưng chưa đi vào hoạt động hay hoạt động không hiệu quả.