Σοβαρά είναι τα προβλήματα ρύπανσης του Αξιού που καταγράφηκαν σε έρευνα που έγινε ύστερα από συνεργασία των οικολογικών οργανώσεων Θεσσαλονίκης και της Πρώην Γιουγκοσλαβικής Δημοκρατίας της Μακεδονίας (ΠΓΔΜ).

Σύμφωνα με τα στοιχεία της έρευνας, ο ποταμός ρυπαίνεται από χημικά απόβλητα εργοστασίων στις περιοχές Γκόστιβαρ και Τέτοβο και δέχεται ανεξέλεγκτα τα αστικά λύματα της πόλης των Σκοπίων, καθώς και 12 μικρότερων πόλεων της γειτονικής μας χώρας. Δύο παραπόταμοι του Αξιού διοχετεύουν διάφορες επικίνδυνες ουσίες, όπως οξέα, ενώσεις χρωμίου κ.ά. από βυρσοδεψεία, αλλά και από σφαγεία. Στο Βέλες υπάρχουν δύο εργοστάσια μολύβδου και ψευδαργύρου και εργοστάσιο φωσφορικών λιπασμάτων με επανειλημμένες διαρροές υδροφθορικού οξέως. Επίσης στο ελληνικό έδαφος ο Αξιός ρυπαίνεται από βιομηχανικά απόβλητα, αστικά λύματα και υπολείμματα γεωργικών φαρμάκων. Αλλα σοβαρά προβλήματα που απειλούν το Δέλτα και την κοίτη του Αξιού είναι η λαθροθηρία, οι εκτεταμένες αμμοληψίες, η υπερβόσκηση, οι αυθαίρετες εγκαταστάσεις και κτίσματα, καθώς και τα απορρίμματα.

Ηδη τα αποτελέσματα της έρευνας γνωστοποιήθηκαν στα υπουργεία Περιβάλλοντος των δύο χωρών, όπως και στα υπουργεία Εξωτερικών, στην Περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας και στη Νομαρχία Θεσσαλονίκης, ενώ ζητήθηκε από όλους τους φορείς να προχωρήσουν όχι μόνο στην καταγραφή, αλλά και την αναζήτηση λύσεων τεχνικών και διαχειριστικών, καθώς και εφαρμογής τους με διακρατική συνεργασία.