水质污染是指对水体（湖泊、河流、海洋、含水层及地下水等）的污染。若污染物没有经过处理去除有害物质，就直接或是间接的排放到水中，就会引起水质污染，造成环境退化。
水质污染会影响整个生态系，包括水体内的所有动植物。这类的影响不只是针对个别物种或是特别地区的一些生物，也会对整个自然界造成影响。
水污染是世界性主要问题之一，需要在各个层面（从国际到个人）推进水资源政策评估和修正。据信，水污染正在成为世界死亡和疾病的主要黑手，每天有14,000多人因此丧生。
据估算，在印度每天约有580人死于水污染有关的疾病。中国水资源中约有九成被污染。2007年，有5000万中国人没干净水喝。发展中国家面临着严峻的水污染问题，发达国家也头疼不已。
例如，美国最新水质报告称，受调查的溪流中的44%，湖泊中的64%，湾与江口的30%受到污染。中国当局在2007年称国内7条主要江河中四分之一严重污染，毒性之大以至于能伤害皮肤。
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水质污染的治理
在清理废水上，根据类型和污秽的程度，有许多方法可以使用。大多数的废水可以在工业规模的废水处理场（Wastewater Treatment Plants，WWTPs）中处理，其中会使用包括物理式、化学式还有生物式的处理程序。
然而，化粪池与其他污水就地处理设施（OSSF）普遍在乡下地区被广为使用，这其中包括了美国四分之一以上的家庭。最重要的好氧性处理系统是活性污泥法，这个方法必须维持并再循环可以减少废水中有机物的微生物总量。
厌氧性的处理方法广泛的被应用在工业废水与生物污泥的处理上。一些废水可以高度净化过后而回收成为中水。生态学取向的废水处理方式，像是使用芦苇床处理系统（RBTS）的人工湿地是可能可以采取的方式。
现代的处理系统包括由首先是微孔滤膜法（或是Micro filtration，MF）或合成透析膜（synthetic membranes）过滤的三重处理过程。
经过滤膜过滤后，处理过的水和从自然水源得到的水，在饮用的水质上无法分辨。可以透过微生物的脱硝作用来移除废水中的硝酸盐，通常会加入小量的甲醇来防止细菌以废水当作碳的来源而滋生。
臭氧废水处理（Ozone Waste Water Treatment）也逐渐开始流行，这样的系统需要臭氧产生机（Ozone Generator），利用臭氧气泡过滤通过水槽来净化废水。
来自于工业工厂的废水处理是个困难而且昂贵的问题。大多数的石油炼制厂与石化厂有就地的处理设施去处理它们的废水，故处理后废水在排放到民用的废水处理场或是河流、湖泊或海洋之前，水中污染物浓度必须符合当地或/和国家的合法标准。
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