環保署以偷排揮發性有機物為由，重罰中油高雄煉油廠2630萬，引發中油員工不滿，痛批「污名化」、「惡意打擊中油形象」，9天動員6百人冒雨北上到環保署抗議，要求環保署還中油清白；環保署則強調掌握到詳實的監測資料、水質檢測報告及偷排錄影畫面等證據，希望中油檢討改進，但如果要走上法院，環保署也會奉陪。
由中油員工組成的台灣石油工會，第一分會常務理事陳枝章表示，中油高雄煉油廠三座新式廢水處理設施將廢水收集之後，透過污水處理廠處理達到環保標準之後，再經由海洋放流管送至外海排放，絕對沒有偷排入後勁溪。
環保署督察總隊總隊長陳咸亨強調，8月29日南瑪都颱風來臨，得知中油報備要緊急排放雨水，趕忙派員前往暗中觀察已久的後勁溪排放口採樣檢驗，發現油脂超標3倍、水中懸浮物SS超標5倍，全程都有錄影，證據相當明確。
陳咸亨表示，中油報備緊急排放雨水，應直接將豪大雨龐大水量排出去，但查過中油過去3年來55次緊急報備排放雨水的電腦資料，發現中油在排放雨水時，也將平日貯存在污水貯存槽的高濃度污水一併排入後勁溪，導致後勁溪嚴重污染。