治污環保是南水北調工程成敗的關鍵。國務院南水北調工程建設委員會第四次全體會議研究了南水北調治污環保科研工作，并提出將涉及治污環保領域亟須解決的關鍵科研問題納入國家重大科技專項。國家批復項目研究與示范經費約1.6億元，其中專項經費0.6億元，設置《河南丹庫匯水流域水質安全保障關鍵技術研究與示范》、《湖北漢庫匯水流域水質安全保證關鍵技術研究與示范》和《水質水量聯合調控與應急處置關鍵技術研究與運行示范》3個課題，會議討論并通過了課題的實施方案。

其中，《河南丹庫匯水流域水質安全保障關鍵技術研究與示范》課題，通過“水源區特色作物生態種植與氮磷和有機污染負荷消減技術研究與示范”、“水源區農村生活污染生態低耗防治技術與關鍵設備研究與示范”、“河南丹庫匯水流域面源污染防控技術集成及示范研究”3個子課題的有機結合，構建了南水北調工程水質保障體系。

《湖北漢庫匯水流域水質安全保證關鍵技術研究與示范》課題，主要是為《丹江口庫區及上游水污染防治和水土保持“十二五”規劃》做技術支撐和項目示范。課題分別為:中藥材加工廢水“強化物化預處理＋雙循環厭氧—好氧”達標處分工藝關鍵技術研究與示范；水源區中藥材生態種植與氮磷污染負荷消減技術研究與示范；水源區鄉鎮污水生態強化處理替代技術研究與示范和多重人工強化生態緩沖帶污染消減技術研究與示范4個子課題。

國務院南水北調辦環保司副司長劉國華介紹說，要利用各有關學科和取得的科研成果或者工程經驗，專門研究南水北調所面臨的一些沒有技術來源的問題，解決深度治污問題，滿足高標準要求。同時，提出實施方案，開展工程化研究工作。