置身冬日的山東微山縣新薛河濕地，滿眼盡是蘆葦搖曳、清水潺潺。這里是山東省第一個退耕還濕的濕地。秀美的景色不僅吸引了200多種鳥類前來安家落戶，水質明顯好轉的湖水還使絕跡多年的毛刀魚、小銀魚、鱖魚等魚兒重返家園。
2002年南水北調東線工程啟動時，調水沿線污染十分嚴重。當時的微山湖53條入湖河流魚蝦絕跡，湖區水質全面呈劣五類。按照國家南水北調治污規劃，調水干線達到三類水質目標，需削減污染負荷絕對量80%以上。業內公認，東線工程能否成功的關鍵在治污，重點在山東，難點在微山湖。
為了從根本上治理流域污染，山東逐步探索出一條“治用保”的新路子。“治”即污染治理，實施全過程污染防治，引導和督促排污單位達到常見魚類穩定生長的治污水平；“用”即循環利用，構建企業和區域再生水循環利用體系，努力減少廢水排放；“保”即生態保護，建設人工濕地和生態河道，構建沿河環湖大生態帶，努力提升流域環境承載力。山東省環保廳廳長張波告訴記者：“‘治用保’模式中的‘用’和‘保’，實際是‘減’和‘增’。‘減’的是污染負荷，‘增’的是環境容量，這樣就有效化解了流域治污壓力，使發展中地區在工業化、城鎮化快速推進階段解決流域污染問題成為可能。”
山東是淡水資源嚴重短缺的省份，卻是造紙、采礦、冶煉、化工等高耗水和高污染行業的大戶。2002年，在南水北調山東段沿線，分布的造紙企業達上千家，其用水量、廢水及COD排放量均超過全省工業的50%，但對GDP的貢獻率僅為3%。治污先治“紙”。2003年，山東首先從污染最為嚴重的造紙行業入手，在全國率先發布實施了第一個地方行業標準——《山東省造紙工業水污染物排放標準》，開啟了以地方環境標準引導和助推“兩高”行業轉方式、調結構的新路子。目前，山東省造紙行業水平總體領先國內同行業5年左右，其核心競爭力就是治污水平和低耗水量。
山東省還先后出臺了24項分階段逐步加嚴的地方環境標準，形成了覆蓋山東全境的地方環境標準體系。山東輸水沿線實現了水環境質量持續明顯改善，國家確定的324個治污項目全部建成投運。2010年，山東省59條重點污染河流全部恢復魚類生長。