Theo Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị, nguyên nhân khiến cá chết trong hồ Đại An là do thiếu ôxy nghiêm trọng. Hồ Đại An là một trong các hồ nội thị để điều hòa nước mặt của TP Đông Hà, hệ thống thu gom nước đổ vào hồ không tách được hoàn toàn nước thải với nước mưa, nên một phần nước thải đô thị trong lưu vực vẫn đổ vào hồ làm suy giảm chất lượng nước hồ.
Đặc biệt các chất gây ô nhiễm NH4+ và NO2- có trong nước thải đã tiêu thụ nhiều ôxy hòa tan của nước hồ.
Một tuần trước khi xảy ra sự cố, các đơn vị vận hành hồ đã tháo bớt nước cũ (đang ổn định sinh hóa) để nhận thêm nước mới. Đồng thời, hệ thống phun nước ngừng hoạt động không được khắc phục nên không thể bổ sung kịp thời ôxy hòa tan cho nước hồ.
Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị nhận định chất lượng nước hồ Đại An hiện nay rất dễ biến động do tiếp nhận nguồn nước thải đô thị. Vì vậy, sở này đề nghị UBND tỉnh Quảng Trị chỉ đạo UBND TP Đông Hà tăng cường quản lý chất lượng nước hồ bằng cách xây dựng quy trình và tổ chức vận hành thường xuyên, hiệu quả hệ thống tách nước thải, hệ thủy sinh, hệ thống bơm nước, quy trình tháo nước, quy định rõ trách nhiệm của các đơn vị, bố trí kinh phí, phương tiện vận hành để đảm bảo duy trì ổn định chất lượng nước hồ.
Như Báo Sài Gòn Giải Phóng đưa tin trước đó, sáng ngày 7-11, quanh khu vực hồ Đại An (phường 5, TP Đông Hà, tỉnh Quảng Trị) nước trong hồ đen ngòm, tình trạng cá chết nổi lềnh bềnh, dày đặc trên mặt hồ, nhiều khu vực cá bắt đầu phân hủy bốc mùi hôi thối nồng nặc, cá chết trôi dạt tập trung nhiều ở các góc hồ. Hầu hết số cá chết là cá rô phi, lớn từ hai ngón tay đến bàn tay người lớn