آب بعنوان حلال عمومی شناخته شده است و کیفیت شیمیایی اب در ارتباط مستقیم با حلالیت آن می باشد. متغیرهای مهم در مسائل مربوط به کنترل کیفیت عبارتند از:
-مقدار کل جامدات محلول
مواد محلول از خاصیت آب بر روی جامدات، مایعات و گازها بوجود می آیند.
مواد محلول با فیلتر کردن آب تصفیه نمیشود و پس از تبخیر آب بعنوان جزئی از مواد جامد آب به صورت رسوب باقی می مانند.
مواد محلول نیز ممکن است از نظر ماهییت، آلی یا معدنی باشند.
اندازه گیری مستقیم مقدار کل جامدات محلول، پس ازجداسازی مواد جامد معلق، بکمک تبخیر آب امکان پذیر است.
وزن رسوب باقیمانده بیانگر مقدار کل جامدات محلول TDS می باشد.
TDS برحسب میلی گرم در لیتر بر مبنای جرم خشک بیان میشود.
هدایت الکتریکی آب معرف قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان است با واحد میکروموس برسانتی متر
رابط تقریبی غلظت کل جامدات با هدایت الکتریکی بصورت زیر است
TDS =0.64 * EC

قلیائیت

قلیائیت به میزان یون هایی از آب که برای خنثی سازی یون های هیدروژن در واکنش شرکت می کنند اطلاق میشود.
قلیائیت معیاری برای توانایی آب جهت خنثی سازی اسیدها به حساب میاید.
اجزای تشکیل دهنده قلیائیت در سیستم طبیعی آب شامل :
 NH3,HS-,H2PO4-,HPO4-2,H2BO3-,HSiO3-,OH-,HCO3-,CO3-2
این ترکیبات از تجزیه مواد معدنی موجود در خاک یا اتمسفر بدست می آیند.
فسفات میتواند از طریق شوینده ها، کودهای شیمیایی و حشره کش ها وارد محیط شود.
 سولفید هیدروژن و آمونیاک نیز میتوانند در اثر تجزیه میکروبی مواد آلی تولید شوند.
قلیائیت به آب مزه ای تلخ می دهد لذا در آب شرب از اهمیت ویژه ای برخورداراست.
اندازه گیری قلیائیت بکمک تیتراسیون آب با یک اسید و تعیین اکی والان هیدروژن صورت می پذیرد.
قلیائیت برحسب میلی گرم در لیتر CaCo3 بیان میشود.

سختی

سختی بصورت غلظت کاتیونهای چند ظرفیتی در محلول تعریف میشود.
سختی بسته به آنیونی که همراه آن است بعنوان سختی کربناتی و سختی غیرکربناتی طبقه بندی میشود.
سختی که ناشی از قلیائیت است سختی کربناتی و سختی باقیمانده، سختی غیر کربناتی نامیده میشود.
از آنجا که غلظت یون های فلز چند ظرفیتی کلسیم و منیزیم بیش از سایر یونهای چون آهن،منگنز،استرانسیم و آلومینیوم می باشد، برای تمامی مقاصد میتوان سختی را برابر با مجموع یونهای کلسیم و منیزیم در نظر گرفت.
سختی را میتوان بکمک تکنیکهای اسپکتروفتومتری و یا تیتراسیون شیمیایی، که برای تعیین مقادیر یونهای کلسیم و منیزیم در یک نمونه خاص انجام میگیرد، اندازه گیری کرد.
سختی میتواند از صفر تا چند صد ویا حتی چندین هزار قسمت در میلیون تغییر نماید.
اگرچه حد قابل قبول سختی بر طبق عادت یا حساسیت مصرف کننده تغییر میکند، اما یک طبقه بندی قابل قبول عمومی در جداولی نیز درج شده است.
در اغلب استانداردها، مقدار حداکثر 500 میلی گرم در لیتر برای آب آشامیدنی توصیه میشود.

فلوراید

فلوراید بطور کلی در طبیعت در برخی از انواع سنگ های رسوبی یا آذرین یافت میشود.
فلوراید به ندرت به مقدار زیاد در آب های سطحی مشاهده میشود.
حداکثر غلطت پیشنهادی برای این متغیر کیفی در آب های آشامیدنی 1/5 میلی گرم در لیتر می باشد.

فلزات

همه فلزات تا اندازه ای در آب قابل حل می باشند.
پیدایش فلزات در آب های طبیعی از طریق حل شدن آن ها در آب، توسط رسوبات و تخلیه فاضلاب های شهری، صنعتی و کشاورزی صورت میگیرد.
مقدار فلزات داخل آب معمولآ توسط روش جذب اتمی اندازه گیری میشود
-فلزات غیر سمی
علاوه بر یونهای کلسیم و منیزیم که باعث سختی درآب میشوند، سایر فلزات غیرسمی مانند آهن، منگنز، آلومینیوم، مس و روی نیز در آب وجود دارند.
آهن و منگنز که در بسیاری از موارد به همراه یکدیگر مشاهده میشوند در غلظت های معمولی علائمی دال بر خطرناک بودن برای سلامتی انسان بروز نمی دهند.
غلظت آهن بیش از 0.3 mg/L وغلظت منگنز بیش از0.05mg/L میتواند رنگ آب را تغییر دهد.

فلزات سمی

فلزاتی که وجودشان حتی به مقدار کم برای سلامت انسان مضر است، سمی تلقی میشوند.
فلزات سمی در آب شامل آرسنیک، باریم، کادمیم، کروم، سرب، جیوه و نقره می باشند.
غلظت های زیاد فلزات سنگین مانند آرسنیک، کادمیم، سرب وجیوه برای سلامتی انسان خطر آفرینی خاصی دارند.
فلزات مذکور توسط زنجیره غذایی موجود در طبیعت تغلیظ میشوند و بدین ترتیب بزرگترین خطر را برای ارگانیزم های نزدیک به قسمت بالایی زنجیره ایجاد می کنند.
غلظت های قابل ملاحظه این فلزات غالبآ در پسابهای معدنی، صنعتی و زه آب های کشاورزی وجود دارند.

مواد آلی

بسیاری از مواد آلی در آب محلول هستند.
اغلب ترکیبات آلی طبیعی از تجزیه مواد آلی جامد تشکیل میشوند، در حالی که آن دسته از مواد آلی که ازطریق مصنوعی تهیه میشوند، معمولآ در نتیجه تخلیه فاضلاب های شهری، صنعتی و زه آب های کشاورزی به محیط زیست وارد میشوند.
مواد آلی حل شده در آب معمولآ به دو گروه اصلی زیر تقسیم میشوند.
الف: مواد آلی قابل تجزیه توسط فعالیت های بیولوژیکی
ب:  موادآلی غیر قابل تجزیه توسط فعالیت های بیولوزیکی

-الف: مواد آلی تجزیه توسط فعالیت های بیولوژیکی
مواد قابل تجزیه آن دسته از مواد هستند که میتوانند به راحتی به عنوان مواد غذایی توسط میکروارگانیزم های طبیعی مورد استفاده قرار بگیرند.
این مواد محلول معمولآ شامل نشاسته، چربی ها، پروتئین ها، الکل ها، اسید ها، آلدئیدها و استرها میشوند.
مصرف مواد آلی محلول توسط میکروارگانیزم ها ممکن است همراه با فرایند های اکسیداسیون و احیا باشد.
فرایند اکسیداسیون، در صورت وجود اکسیژن، نسبت به فرایند احیاء موثرتر است.
در محیط هایی که اکسیژن حضور دارد، فرآیند ها هوازی است و محصولات نهایی مواد آلی پایدارند و برای محیط زیست ضرر ندارند.
در صورت عدم حضور اکسیژن منجر به ایجاد محصولاتی ناپایدار خواهد شد.
میزان موادآلی عمدتآ توسط متغیرهای کیفی BOD وCOD بررسی می شود.

-الف-1: اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی        (BOD)
براساس این شاخص، آن قسمت از آلاینده های آلی که باکتریها قادر به تجزیه آنها هستند، تعیین میشوند
تجزیه مواد آلی توسط باکتریها (بطور طبیعی) به دما و زمان بستگی دارد، مقدار این متغیر کیفی در دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری میشود.
تجربه نشان داده که BOD یک نمونه در ساعات و حتی روزهای اولیه متفاوت می باشد.
امروزه در سطح جهانی مقدار این شاخص در طی پنج روز را بعنوان استاندارد انتخاب کرده، ان رابصورت BOD5 نشان میدهند.
BOD5 کاهش اکسیژن در نمونه را (که طی پنج روز توسط باکتریهای هوازی مصرف میشود تا موادآلی را تجزیه کنند)، باغلظت مواد آلی قابل تجزیه توسط باکتریها مرتبط می سازد.
بالا بودن BOD معرف شدت فسادپذیری نمونه است.
-الف-2:اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COB)
منظوراز این شاخص تعیین مقدار کل مواد آلی موجود در آب است.
این شاخص هم معرف مواد آلی قابل تجزیه و هم غیر قابل تجزیه توسط باکتریها می باشد،
آزمایش COD بسهولت و در زمان کمی (تقریبآ 3 ساعت) قابل انجام می باشد بنابراین با توجه به همبستگی بین غلظت BOD وCOD عمومآ بجای آزمایش BOD که چند روز بطول می انجامد، آزمایش COD جهت تخمین BOD نهایی مورد استفاده قرار می گیرد.
-ب: مواد آلی غیر قابل تجزیه توسط فعالیت های بیولوژیکی
برخی از مواد آلی در برابر تجزیه بیولوژیکی از خود مقاومت نشان میدهند. سلولز و فنل ها که در سیستم های طبیعی یافت میشوند بقدری آهسته تجزیه میشوند که معمولا آنها را غیرقابل تجزیه معرفی می کنند.
مولکول هایی که دارای پیوندهای فوق العاده قوی هستند (نظیر برخی از پلی ساکاریدها) و مولکول های با ساختمان های حلقوی (نظیر بنزن، ترکیبات آلی که در نفت خام و یا در فرآیند پالایش نفت) اساسآ غیر قابل تجزیه اند.
اندازه گیری کل مواد آلی آب معمولآ بکمک آزمایش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) یا کربن به دی اکسید کربن آلی (TOC) انجام میشود.
برای به دست آوردن مقدار موادآلی غیر قابل تجزیه باید BOD را از COD یا TOC کم کرد.
کمیت وکیفیت ترکیبات خاص آلی بکمک روشهای چون گازکروماتوگرافی قابل اندازه گیری است.

مواد مغذی

مواد مغذی عناصری هستند که برای رشد و تولید مثل گیاهان وجانوران ضروری اند.
گروه وسیعی از مواد معدنی و عناصر نادر را میتوان بعنوان موادمغذی طبقه بندی نمود، لیکن خانواده کربن، نیتروژن و فسفرمهمترین موادی هستند که به مقدار قابل ملاحظه ای توسط گونه های آبزی مصرف میشود

چرخه کربن

سلول های موجودات زنده از کربن، هیدروژن، اکسیژن، ازت و برخی مواد دیگر تشکیل شده است.
کربن در رابطه با تشکیل و فعالیت زیستی سلولها، از اهمیت بالایی برخورداراست ولی همواره به مقدار مورد نیاز موجود نمی باشد.
بخش عمده مواد آلی موجود در چرخه کربن، حاصل فرآیند فتوسنتز است.
دراین فرآیند دی اکسید کربن مصرف شده، اکسیژن تولید میشود و یک گرم اکسیژن آزاده شده متناظر با 0.93 گرم هیدرات کربن است.
سلول گیاهی، گلوکز را به ترکیبات متعددی تبدیل می کند و جانوران، مواد آلی رابطورمستقیم (گیاه خوران) غیرمستقیم (گوشت خوران) مصرف می کنند.
بخش عمده تجزیه ترکیبات کربنی را باکتریهای هتروتروف انجام می دهند. این تجزیه کنندگان پس از مرگ ارگانیزم ها، ترکیبات کربنی را به متان یا دی اکسید کربن تجزیه می کنند.
در محیط های بی هوازی اسیدهای چرب، متان و دی اکسید کربن حاصل میشوند و در نهایت همه اسیدهای چرب به ترتیب تجزیه میگردند.

نیتروژن

گازنیتروژن جزوه گازهای مهم اتمسفر و زمین می باشد و از گازهای فوق العاده پایدار است.
نیتروژن درمحیط آبی عمدتآ از منابعی غیر از نیتروژن در اتمسفر تامین می شود.
نیتروژن جزئی از پروتئین هاست و همچنین در کلروفیل و در بسیاری از ترکیبات بیولوژیکی دیگر یافت می شود.
منابع نیتروژن درسیستم های آبی میتوان به فضولات جانوران، مواد شیمیایی و فاضلاب های تخلیه شده اشاره نمود.
ترکبیات نیتروژن میتواند اکسید شده، توسط باکتریهای موجود در خاک تبدیل به نیترات شوند و به سفره های آب زیرزمینی نفوذ نمایند.
آزمایشهایی که برای ترکیبات نیتروژن در آب بطور متداول انجام می شوند شامل تجزیه آمونیاک، آمونیوم، نیترات، نیتروژن آلی و نیتروژن کجلدال (مجموع نیتروژن آلی و آمونیوم) می باشد.
درفاضلاب ها و آب های آلوده، آمونیاک، نیتروژن آلی و نیتروژن کجلدال و در نمونه های آب تمیز و فاضلاب تصفیه شده، نیترات مورد آزمایش میشود.

فسفر

 فسفردر محیط های آبی بصورت ارتوفسفاتها
(H3PO4,H2Po4-,HPO4-2,PO4-3)
پلی فسفاتها و فسفات های آلی مشاهده میشود.
تمایل خاک نسبت به جذب فسفات موجب محدود شدن حرکت آن در خاک و آبهای زیرزمینی می گردد ولی به واسطه فرسایش خاک به آبهای سطحی راه می یابد.

فاضلاب شهری منبع اصلی دیگری برای ورود فسفات به آبهای سطحی است. ورود بیش از حد فسفات به منابع آب رشد سریع گیاهان آبزی و کاهش اکسیژن محلول در آب را موجب می گردد.