Не дивлячись на деяке поліпшення якості води річок і водоймищ області, подія останніми роками, в цілому проблема забруднення поверхневих вод продовжує залишатися гострою. За даними Госькомекології області і Приволжського центру по гідрометеорології і моніторингу навколишнього середовища, якість води в пунктах спостереження на основних річках області відповідає 3-у класу (помірно забруднені). У таких річках як Сура, Пенза, Труєв, Кутля, Ломовка, Мокша, в Сурському водосховище, особливо нижче розташованих на них міст і крупних населених пунктів, періодично реєструються перевищення гранично допустимих норм змісту для рибогосподарських водоймищ суми органічних забруднюючих речовин, азоту аммонійного, нафтопродуктів, фенолів, заліза, марганцю, ряду важких металів і інших речовин.

Основною причиною такої ситуації є, по-перше, відсутність очисних споруд зливової каналізації міст і селищ області; по-друге, високий відсоток фізичного і морального зносу очисних споруд, що діють. Так, з що 87 є в області очисних споруд каналізації в проектному режимі щорічно працюють не більше 15 з них.

Екологічний стан Сурського водосховища як штучного водоймища має свої особливості, пов'язані з внутріводними біохімічними процесами.

Щорічно в літні місяці в Сурському водосховище спостерігається так зване «цвітіння» води, викликане бурхливим розвитком одноклітинних водоростей, – фітопланктону. «Цвітінню» сприяє висока температура води, а також зменшення швидкості перебігу води у водосховищі в порівнянні з річкою. Головним же чинником розвитку водоростей є забруднення води біогенним елементами (азотом і фосфором). Підвищення вмісту у воді фосфатів найчастіше провокує розвиток синій-зелених водоростей, які на відміну від інших груп, у меншій мірі залежать від з'єднань азоту завдяки їх здатності до азотфиксации (засвоєнню атмосферного азоту). В процесі життєдіяльності водорості виділяють в навколишнє середовище цілий ряд специфічних речовин, які додають воді найрізноманітніші запахи. Навіть відмерлі водорості є продуцентами запахів. Біологічне значення речовин, що виділяються у воду водоростями, ще до кінця не встановлено, але існує думка, що вони володіють бактерицидними властивостями. Відомо, що речовини, що виділяються водоростями, діють згубно не тільки на гнильні мікроби води, органічні речовини, що розкладаються, але і на мешканців кишечника. Також велике санітарне значення має той факт, що водорості викликають відмирання мікробів, патогенних для людини.

«Цвітіння» водосховища значно погіршує якість питної води. Токсичні речовини, що виділяються у воду синій-зеленими водоростями, нелеткі, растворимы у воді, з легкістю проходять через пори колоїдних фільтрів, проявляють стійкість до високих температур.

Як показала перевірка, найбільш забрудненими з обстежених є свердловини ВАТ «Біосинтез», розташовані в районі з. Чемодановка і Свєтлополянського лісництва. У воді цих свердловин виявлені такі органічні речовини, як ацетон, етанол, бутанол, феноли. Забрудненню підземних вод цього району сприяє міське звалище. Також у воді свердловин виявлені нафтопродукти.

Забрудненими є і артскважини ВАТ «ЗИФ». У воді виявлений свинець, а зміст аммонийного азоту, декілька вище чим ГДК.

Місцем масової огорожі води населення Пензи і Пензенської області виявляють джерела – поверхневі води виливаються у вигляді джерел. Ґрунтові води гідравлічно пов'язані з поверхневими водами. Живлення їх відбувається, в основному, за рахунок атмосферних опадів. Хімічний склад цих вод залежить від складу і ступеня забруднення того шару землі, через який фільтруються атмосферні води, а також від складу вод розташованих поблизу водоймищ.