Al menos 20 estaciones de monitoreo en Puebla califican el agua de lagunas, ríos, arroyos y barrancas como fuertemente contaminada, algunos de estos son el río Alseseca, Cotzala, Nexapa, Barranca Honda, Manzanilla, así como el afluente Xochiac y el río Atoyac.
El Sistema Nacional de Información del Agua (SINA) de la Comisión Nacional del Agua (Conagua) revela que las estaciones que monitorean la calidad del agua y que han identificado una fuerte contaminación son las del río Alseseca antes del colector subterráneo a Alseseca Sur, Barranca San Diego Los Álamos, Barranca Manzanilla, la de San Antonio aguas arriba y San Antonio aguas abajo del colector industrial Puebla 2000.
También la red de monitoreo ubicada en Sabormex (antes de cafés de Veracruz) aguas abajo y aguas arriba, Barranca Micxatlalt, río Cotzala, Nexapa, Barranca Honda, la que se ubica antes de la confluencia con el río Atoyac, así como la Laguna de Santiago Ovando y el río Xochiac en su afluente que desemboca en el Atoyac.
El río Alseseca en la colonia La Hacienda, Totimehuacan, Alseseca San Francisco Totimehuacan, el puente de San Francisco Totimehuacan, así como la estación ubicada después de Bachoco y la de la Cervecería Cuauhtémoc Moctezuma, aguas abajo.
En contraste, la calidad del agua que tiene calificación excelente es la detectada por 18 estaciones instaladas en el río Nexapa, Mixteco, antes de confluir al Atoyac, Santa María Texmelucan, Puente Márquez, río Atotonilco, Villa Ávila Camacho, río Cazones, Agua Fría, Lázaro Cárdenas, río Tecolutla, Necaxa, el sistema de represas y corredores biológicos de la cuenca hidrológica del río Necaxa, la presa de Tenango, Necaxa y el río San Lorenzo.
La organización Dale la Cara al Atoyac detectó que a pesar de las inversiones millonarias que han realizado los gobiernos, el río Atoyac mantiene su cauce contaminado con elementos considerados cancerígenos por su grado de peligrosidad a la salud humana: cadmio, cloroformo, cloruro de vinilo o cromo, que provienen de las descargas de aguas residuales, tanto industriales como municipales, que no reciben tratamiento adecuado.
El marzo de 2017 la Comisión Nacional de Derechos Humanos (CNDH) emitió una recomendación a los gobiernos de Puebla y Tlaxcala por la violación a los derechos humanos a un ambiente sano, saneamiento del agua y acceso a la información, en relación con la contaminación de los ríos Atoyac, Xochiac y sus afluentes, en agravio de quienes habitan y transitan en los municipios de San Martín Texmelucan y Huejotzingo, en Puebla, y Tepetitla de Lardizábal, Nativitas e Ixtacuixtla de Mariano de Matamoros, en Tlaxcala.
