分析水污染

分析水污染可以從幾大方面進(jìn)行：物理的、化學(xué)的和生物的。大多數(shù)需要搜集樣本，進(jìn)行專業(yè)分析測試。一些方式可以無需樣本現(xiàn)場進(jìn)行，如溫度。

對水樣本進(jìn)行物理或化學(xué)測試有許多方法，可根據(jù)精準(zhǔn)要求和污染物特征選用。許多污染時(shí)間與時(shí)間緊密相連，特別是雨季來臨時(shí)。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(shù)據(jù)時(shí)，科學(xué)家常常使用自動(dòng)取樣機(jī)定時(shí)取樣。

生物樣本測驗(yàn)要從水體搜集動(dòng)植物資料。根據(jù)測試種類要求，生物體可能會(huì)在測量后放回水體，或通過生物檢定法進(jìn)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(xué)測試

水樣本也會(huì)用到分析化學(xué)來檢驗(yàn)。許多現(xiàn)成的測試方式可以用于檢驗(yàn)有機(jī)和無機(jī)化合物。常用的方式包括檢驗(yàn)pH值、生化需氧量、化學(xué)需氧量、營養(yǎng)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(nóng)藥等。

生物測試

生物測試包括利用動(dòng)植物和微生物作為指標(biāo)來監(jiān)控水域生態(tài)系統(tǒng)健康。這些生物的功能、數(shù)量和狀況可以揭示生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的現(xiàn)狀。例如，橈腳類和其它小型水生甲殼亞門可以作為生態(tài)指標(biāo)。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(tài)系統(tǒng)中的問題。

廢水品質(zhì)指標(biāo)

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

可氧化的材料 +細(xì)菌 + 營養(yǎng)素 + O2 → CO2 + H2O +已氧化的無機(jī)物如NO3或SO4

為了還原像硫化物和亞硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)而造成的氧消耗量可以由下列表示：

S-- + 2 O2 → SO4--

NO2− + ½ O2 → NO3−

因?yàn)樗凶匀凰范及?xì)菌跟營養(yǎng)素，所以幾乎任何引入這樣的水路的廢化合物都會(huì)產(chǎn)生如同上面所述的生化反應(yīng)。這些生化反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)可以在實(shí)驗(yàn)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(xué)物質(zhì)（如還原物）也會(huì)同樣的產(chǎn)生如同上面所述的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)可以在實(shí)驗(yàn)室中量測的化學(xué)需氧量（COD）。

生化需氧量與化學(xué)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(yīng)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(xué)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(nèi)廢水污染物的生化氧化作用的總耗氧量。當(dāng)生化反應(yīng)完全進(jìn)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(fèi)時(shí)，故五日生化需氧量幾乎已經(jīng)是普遍性地應(yīng)用在量測相對污染作用上。

也有許多的化學(xué)需氧量測試?；蛟S，最常用的就是“四小時(shí)化學(xué)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(guān)系。同樣的，在生化需氧量與化學(xué)需氧量之間，沒有普遍化的相互關(guān)系。在特定廢水水流中，特定的廢水污染物是有可能發(fā)展出上述的相互關(guān)系，但是這樣的相互關(guān)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(huì)區(qū)，污水與街上的徑流被分別用衛(wèi)生下水道及雨水下水道載運(yùn)。沙井是典型進(jìn)入這兩種下水道的進(jìn)出口。在高降雨量的時(shí)期，可能會(huì)發(fā)生下水道溢流（簡稱SSO）的現(xiàn)象，造成潛在的公共衛(wèi)生與生態(tài)上的傷害。

污水可以在未經(jīng)處理或是僅少量處理的情形下，直接流進(jìn)主要的流域之中。在沒有處理的情形下，污水會(huì)對環(huán)境的品質(zhì)與人類的健康產(chǎn)生重大的影響。病原體會(huì)導(dǎo)致各種各樣的病癥。一些化學(xué)物質(zhì)即使在低濃度的情形下也會(huì)具有風(fēng)險(xiǎn)，而且在長時(shí)間下因?yàn)閯?dòng)物體或是人體的生物累積，它們會(huì)持續(xù)保持威脅性。

水質(zhì)污染的治理

在清理廢水上，根據(jù)類型和污穢的程度，有許多方法可以使用。大多數(shù)的廢水可以在工業(yè)規(guī)模的廢水處理場中處理，其中會(huì)使用包括物理式、化學(xué)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(shè)施（OSSF）普遍在鄉(xiāng)下地區(qū)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(tǒng)是活性污泥法，這個(gè)方法必須維持并再循環(huán)可以減少廢水中有機(jī)物的微生物總量。厭氧性的處理方法廣泛的被應(yīng)用在工業(yè)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(tài)學(xué)取向的廢水處理方式，像是使用蘆葦床處理系統(tǒng)（RBTS）的人工濕地是可能可以采取的方式?，F(xiàn)代的處理系統(tǒng)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(jīng)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(zhì)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(huì)加入小量的甲醇來防止細(xì)菌以廢水當(dāng)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(tǒng)需要臭氧產(chǎn)生機(jī)（Ozone Generator），利用臭氧氣泡過濾通過水槽來凈化廢水。

來自于工業(yè)工廠的廢水處理是個(gè)困難而且昂貴的問題。大多數(shù)的石油煉制廠與石化廠有就地的處理設(shè)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(dāng)?shù)鼗?和國家的合法標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)廢水處理

一些工業(yè)設(shè)施產(chǎn)生的廢水類似常見的生活污水，可以通過市政設(shè)施處理。另一些工廠產(chǎn)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(fā)性有機(jī)化合物）及其它不常見污染物（如氨），則需要特殊系統(tǒng)處理。有些工廠安裝預(yù)處理系統(tǒng)來除去有毒成分，爾后將部分處理過的廢水排入市政系統(tǒng)。產(chǎn)生大量廢水的工廠通常由自己的處理系統(tǒng)。還有一些工廠重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝，減少或消除污染物，即污染預(yù)防。

發(fā)電廠和制造廠產(chǎn)生的熱水可以如下控制：

• 冷卻池：人造水體，通過蒸發(fā)、對流和輻射來降溫。
• 冷卻塔：通過蒸發(fā)或傳熱將廢熱送入大氣層。
• 熱電聯(lián)產(chǎn)：將廢熱回收，用于居家和工業(yè)供暖。
• 農(nóng)業(yè)廢水處理

非點(diǎn)源廢水控制

美國最大的農(nóng)業(yè)污染來自農(nóng)田沖刷出來的沉積物（土壤松動(dòng)）。農(nóng)民可以利用侵蝕控制來減少徑流，保持土壤。常用的技術(shù)包括等高耕作、護(hù)蓋農(nóng)作物、輪作、種植多年生植物、設(shè)立溪流緩沖區(qū)。

農(nóng)田上用的常見營養(yǎng)物（如氮和磷）來自于商用肥料、動(dòng)物有機(jī)肥或市政工業(yè)廢水及淤泥。營養(yǎng)物可以從殘余農(nóng)作物、灌溉流水、野生動(dòng)物大氣沉降進(jìn)入徑流。農(nóng)民可以進(jìn)行養(yǎng)分管理來減少濫用肥料及可能的富營養(yǎng)污染。

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

點(diǎn)源廢水處理

大型牲畜和畜禽農(nóng)場，如工業(yè)化農(nóng)場，即“集中型動(dòng)物飼養(yǎng)經(jīng)營”或“飼養(yǎng)場”在美國受到越來越多的政府監(jiān)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(shí)被用于處理動(dòng)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(shè)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(wǎng)

排放有毒化學(xué)物如輪機(jī)燃料和分散混凝土預(yù)防如下：

• 防泄漏和控制計(jì)劃及
• 特殊設(shè)計(jì)的容器（如混凝土）和結(jié)構(gòu)，如溢出控制和轉(zhuǎn)移護(hù)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(shù)來減少城市徑流影響。這些技術(shù)在美國叫做最佳管理措施，專注于控制水量及水質(zhì)。

污染物預(yù)防措施包括低影響開發(fā)技術(shù)、安裝綠化屋頂、優(yōu)化應(yīng)用化學(xué)品（如管理輪機(jī)燃油、化肥和農(nóng)藥）。徑流緩和系統(tǒng)包括滲濾池、生態(tài)調(diào)節(jié)池、建設(shè)濕地、調(diào)整池等類似設(shè)施。

城市徑流的熱污染可以通過雨水管理系統(tǒng)得以控制，系統(tǒng)吸收徑流或?qū)⑵渥⑷氲叵滤?、如生態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和滲濾池。由于在注入溪流前雨水會(huì)被陽光加熱，滲濾池在調(diào)節(jié)溫度上效果相對欠佳。

回收再用

經(jīng)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(yè)上的使用，如冷卻塔；或是用來作地下水補(bǔ)注；或是用在農(nóng)業(yè)上，像以色列70%的農(nóng)業(yè)灌溉都是用高度凈化的廢水；或是如佛羅里達(dá)的沼澤地那樣，利用處理過的廢水來進(jìn)行自然生態(tài)系的修復(fù)重建工作。