分析水污染

分析水污染可以從幾大方面進行：物理的、化學的和生物的。大多數需要搜集樣本，進行專業分析測試。一些方式可以無需樣本現場進行，如溫度。

對水樣本進行物理或化學測試有許多方法，可根據精準要求和污染物特征選用。許多污染時間與時間緊密相連，特別是雨季來臨時。由此，匆忙搜集的樣本常常不足以確定污染水平。在搜集這類數據時，科學家常常使用自動取樣機定時取樣。

生物樣本測驗要從水體搜集動植物資料。根據測試種類要求，生物體可能會在測量后放回水體，或通過生物檢定法進行解剖來確定毒性。

物理測試

常見的物理測試有溫度、固體濃度（如總懸浮固體）和濁度。

化學測試

水樣本也會用到分析化學來檢驗。許多現成的測試方式可以用于檢驗有機和無機化合物。常用的方式包括檢驗pH值、生化需氧量、化學需氧量、營養素（硝酸鹽和磷化合物）、金屬（包括銅、鋅、鎘、鉛和汞）、油、總石油烴含量和農藥等。

生物測試

生物測試包括利用動植物和微生物作為指標來監控水域生態系統健康。這些生物的功能、數量和狀況可以揭示生態系統和環境的現狀。例如，橈腳類和其它小型水生甲殼亞門可以作為生態指標。觀察這些生物的變化（如生化、生理或行為）可以反映出它們所處的生態系統中的問題。

廢水品質指標

在自然的水路或是工業廢水中任何可氧化的材料都可以被生化（如細菌）或是化學的方式所氧化。這樣會導致水中的含氧量降低?；旧?，生化氧化作用的反應式可寫作：

可氧化的材料 +細菌 + 營養素 + O2 → CO2 + H2O +已氧化的無機物如NO3或SO4

為了還原像硫化物和亞硝酸鹽等化學物質而造成的氧消耗量可以由下列表示：

S-- + 2 O2 → SO4--

NO2− + ½ O2 → NO3−

因為所有自然水路都包含細菌跟營養素，所以幾乎任何引入這樣的水路的廢化合物都會產生如同上面所述的生化反應。這些生化反應創造了一個可以在實驗室中量測的生化需氧量（BOD）。

被引入自然水路中的可氧化之化學物質（如還原物）也會同樣的產生如同上面所述的化學反應。這些化學反應創造了一個可以在實驗室中量測的化學需氧量（COD）。

生化需氧量與化學需氧量兩種測試都是廢水污染物的相對缺氧作用的量測。此二者皆廣泛應用在污染作用的量測上。生化需氧量測試用來量測可生物降解的污染物需氧量，而化學需氧量測試則是用來量測可生物降解的污染物需氧量加上不可生物降解卻可氧化的污染物需氧量之總需氧量。

所謂的“五日生化需氧量”（5-day BOD，BOD5）是用來量測五天的期間內廢水污染物的生化氧化作用的總耗氧量。當生化反應完全進行完成之后的耗氧總量稱為“最終生化需氧量”。最終生化需氧量的量測太過于曠日費時，故五日生化需氧量幾乎已經是普遍性地應用在量測相對污染作用上。

也有許多的化學需氧量測試?；蛟S，最常用的就是“四小時化學需氧量”。

值得一提的是，在五日生化需氧量與最終生化需氧量之間，沒有普遍化的相互關系。同樣的，在生化需氧量與化學需氧量之間，沒有普遍化的相互關系。在特定廢水水流中，特定的廢水污染物是有可能發展出上述的相互關系，但是這樣的相互關系不能夠推廣到任何其他的廢水污染物或是其他任何的廢水水流中。
 

污水排放

在一些都會區，污水與街上的徑流被分別用衛生下水道及雨水下水道載運。沙井是典型進入這兩種下水道的進出口。在高降雨量的時期，可能會發生下水道溢流（簡稱SSO）的現象，造成潛在的公共衛生與生態上的傷害。

污水可以在未經處理或是僅少量處理的情形下，直接流進主要的流域之中。在沒有處理的情形下，污水會對環境的品質與人類的健康產生重大的影響。病原體會導致各種各樣的病癥。一些化學物質即使在低濃度的情形下也會具有風險，而且在長時間下因為動物體或是人體的生物累積，它們會持續保持威脅性。

水質污染的治理

在清理廢水上，根據類型和污穢的程度，有許多方法可以使用。大多數的廢水可以在工業規模的廢水處理場中處理，其中會使用包括物理式、化學式還有生物式的處理程序。然而，化糞池與其他污水就地處理設施（OSSF）普遍在鄉下地區被廣為使用，這其中包括了美國四分之一以上的家庭。最重要的好氧性處理系統是活性污泥法，這個方法必須維持并再循環可以減少廢水中有機物的微生物總量。厭氧性的處理方法廣泛的被應用在工業廢水與生物污泥的處理上。一些廢水可以高度凈化過后而回收成為中水。生態學取向的廢水處理方式，像是使用蘆葦床處理系統（RBTS）的人工濕地是可能可以采取的方式。現代的處理系統包括由首先是微孔濾膜法（或是Micro filtration，MF）或合成透析膜（synthetic membranes）過濾的三重處理過程。經過濾膜過濾后，處理過的水和從自然水源得到的水，在飲用的水質上無法分辨?？梢酝高^微生物的脫硝作用來移除廢水中的硝酸鹽，通常會加入小量的甲醇來防止細菌以廢水當作碳的來源而滋生。臭氧廢水處理（Ozone Waste Water Treatment）也逐漸開始流行，這樣的系統需要臭氧產生機（Ozone Generator），利用臭氧氣泡過濾通過水槽來凈化廢水。

來自于工業工廠的廢水處理是個困難而且昂貴的問題。大多數的石油煉制廠與石化廠有就地的處理設施去處理它們的廢水，故處理后廢水在排放到民用的廢水處理場或是河流、湖泊或海洋之前，水中污染物濃度必須符合當地或/和國家的合法標準。

工業廢水處理

一些工業設施產生的廢水類似常見的生活污水，可以通過市政設施處理。另一些工廠產生的廢水中常見污染物含量很高（如油膩），或含毒（如重金屬、揮發性有機化合物）及其它不常見污染物（如氨），則需要特殊系統處理。有些工廠安裝預處理系統來除去有毒成分，爾后將部分處理過的廢水排入市政系統。產生大量廢水的工廠通常由自己的處理系統。還有一些工廠重新設計生產工藝，減少或消除污染物，即污染預防。

發電廠和制造廠產生的熱水可以如下控制：

• 冷卻池：人造水體，通過蒸發、對流和輻射來降溫。

• 冷卻塔：通過蒸發或傳熱將廢熱送入大氣層。

• 熱電聯產：將廢熱回收，用于居家和工業供暖。

  

  農業廢水處理

非點源廢水控制
美國最大的農業污染來自農田沖刷出來的沉積物（土壤松動）。農民可以利用侵蝕控制來減少徑流，保持土壤。常用的技術包括等高耕作、護蓋農作物、輪作、種植多年生植物、設立溪流緩沖區。

農田上用的常見營養物（如氮和磷）來自于商用肥料、動物有機肥或市政工業廢水及淤泥。營養物可以從殘余農作物、灌溉流水、野生動物大氣沉降進入徑流。農民可以進行養分管理來減少濫用肥料及可能的富營養污染。

為減少害蟲影響，農民可以使用病蟲害綜合治理技術（包括生物防治）來控制害蟲、減少化學殺蟲劑依賴、保護水質。

點源廢水處理
大型牲畜和畜禽農場，如工業化農場，即“集中型動物飼養經營”或“飼養場”在美國受到越來越多的政府監管。畜禽糞便在密閉的厭氧塘里處理，爾后撒入操場。人工濕地有時被用于處理動物廢棄物。一些畜禽糞便和秸稈、堆肥一起混合后高溫處理，生成無菌松脆的肥料，改良土壤。

建筑工地控制

通過安裝如下設施管理建筑工地泥沙：

• 侵蝕控制：如覆蓋物或噴草

• 泥沙控制：如沉砂池或攔砂網

排放有毒化學物如輪機燃料和分散混凝土預防如下：

• 防泄漏和控制計劃及

• 特殊設計的容器（如混凝土）和結構，如溢出控制和轉移護道

  城市徑流控制

城市徑流有效控制方式包括減少雨水流速流量及減少污染物排放。地方政府利用各種雨水管理技術來減少城市徑流影響。這些技術在美國叫做最佳管理措施，專注于控制水量及水質。

污染物預防措施包括低影響開發技術、安裝綠化屋頂、優化應用化學品（如管理輪機燃油、化肥和農藥）。徑流緩和系統包括滲濾池、生態調節池、建設濕地、調整池等類似設施。

城市徑流的熱污染可以通過雨水管理系統得以控制，系統吸收徑流或將其注入地下水、如生態調節系統和滲濾池。由于在注入溪流前雨水會被陽光加熱，滲濾池在調節溫度上效果相對欠佳。

回收再用

經過處理過的廢水可利用回收作為飲用水，如新加坡；或是作為工業上的使用，如冷卻塔；或是用來作地下水補注；或是用在農業上，像以色列70%的農業灌溉都是用高度凈化的廢水；或是如佛羅里達的沼澤地那樣，利用處理過的廢水來進行自然生態系的修復重建工作。