Fossas sépticas são frequentemente usadas para tratamento de resíduos humanos em áreas rurais sem sistemas de esgoto. Tanques abandonados ou com vazamento representam riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Podem lixiviar contaminantes para águas subterrâneas e liberar gases de efeito estufa nocivos na atmosfera se não receberem manutenção adequada.
A decomposição de material orgânico — como resíduos humanos — forma compostos contendo nitrogênio como subprodutos. Compostos nitrogenados na água foram associados a diminuição da função imunológica, menores taxas reprodutivas e alterações hormonais. Estudo publicado no Journal of Environmental Quality (julho/2002) investigou acúmulo de nitrogênio em abastecimentos de água na Flórida. Os autores descobriram que até 60% do nitrogênio em fossas sépticas lixivia para o lençol freático. O estudo também detectou organismos fecais, como vírus entéricos, em amostras de água subterrânea e solo provenientes de fossas sépticas.
Fossas sépticas armazenam resíduos e sua decomposição libera gases de efeito estufa no ar, incluindo metano, dióxido de carbono e óxido nítrico. Artigo na Environmental Science and Technology (abril/2011) estimou as quantidades destes compostos liberados. Os autores determinaram taxas de emissão e concluíram que são uma fonte significativa de poluição por gases de efeito estufa, dado o número de tanques em uso.
A ilha de Bermudas não possui sistema de esgoto e seus moradores dependem de fossas sépticas. Artigo no Environmental Monitoring and Assessment (outubro/2010) mediu concentrações de enterococos (bactérias do trato intestinal) em águas superficiais ao redor da ilha por cinco anos. Monitoraram 30 locais e classificaram oito como "suficientes" ou "ruins" segundo diretrizes da UE. O estudo também encontrou 20% a 30% de amostras de riachos e baías positivas para contaminação por enterococos.
Cidades rurais dependem fortemente de fossas sépticas para descarte de resíduos. Estudo no Environmental Monitoring and Assessment (junho/2011) avaliou qualidade de água subterrânea na zona rural de Puri City, Índia. Amostras foram avaliadas segundo normas do Bureau of Indian Standards e EPA. O estudo concluiu que a qualidade da água subterrânea foi comprometida pelo uso de fossas sépticas lixiviando resíduos, sugerindo medidas para prevenir contaminação futura.