環(huán)境水質(zhì)學(xué)實驗室由湯鴻霄院士于1989年創(chuàng)建，是環(huán)境模擬與污染控制國家重點聯(lián)合實驗室的一個組成部分。實驗室目標是面向國家解決水環(huán)境污染和飲用水安全保障問題的重大需求和國際水科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的研究前沿，深入探索天然水體和水處理過程中水質(zhì)轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律，發(fā)展水處理高新技術(shù)，建立并完善環(huán)境水質(zhì)學(xué)的學(xué)科體系，成為我國本領(lǐng)域高級科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地和自主創(chuàng)新平臺。
實驗室固定人員總數(shù)為80人，包括中國工程院院士2名，國家杰出青年基金獲得者6名，并建有國家基金委“環(huán)境微界面過程與污染控制”創(chuàng)新研究群體（2013年進入創(chuàng)新三期）。
經(jīng)過20多年的建設(shè)與發(fā)展，實驗室建立了學(xué)科交叉、特色鮮明、布局合理的“環(huán)境水質(zhì)學(xué)”學(xué)科體系，形成了基礎(chǔ)與應(yīng)用并重的特色。實驗室下設(shè)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部農(nóng)村污水處理技術(shù)北方研究中心、工業(yè)廢水處理與資源化北京市重點實驗室、中國科學(xué)院-發(fā)展中國家科學(xué)院水與環(huán)境卓越中心等研究平臺，在環(huán)境水質(zhì)學(xué)理論體系研究以及飲用水安全保障、農(nóng)村污水處理以及若干典型行業(yè)廢水處理等技術(shù)研發(fā)中擁有雄厚的研究實力，在相關(guān)行業(yè)內(nèi)形成了重要影響，并為提升我國在該領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)地位做出了重要貢獻。
主要研究領(lǐng)域包括：
1 水質(zhì)風(fēng)險的識別與評價
針對復(fù)合污染水質(zhì)，建立不同類型水體污染物高效分析鑒別技術(shù)，結(jié)合污染物風(fēng)險排序技術(shù)，明確不同水質(zhì)優(yōu)控污染物識別鑒定基本原則與流程；系統(tǒng)研究優(yōu)控污染物在不同水體及工藝過程中的產(chǎn)生機制、賦存形態(tài)、多介質(zhì)過程、空間分布規(guī)律和潛在風(fēng)險，揭示不同水體優(yōu)控污染物的來源、環(huán)境過程和危害，為我國毒害污染物環(huán)境管理及風(fēng)險源識別提供技術(shù)支撐，為發(fā)展復(fù)合污染水質(zhì)風(fēng)險因子識別和控制理論提供科學(xué)依據(jù)。
2 水質(zhì)污染的生態(tài)與健康效應(yīng)
發(fā)展基于活體和離體生物測試的多物種、多層次、多指標的污染物毒性效應(yīng)評估技術(shù)；針對復(fù)合污染水質(zhì)，發(fā)展定量識別水中各類健康/生態(tài)效應(yīng)貢獻因子的毒性當量方法和組分分離技術(shù)，研究不同水環(huán)境及水處理工藝過程中有毒污染物生物效應(yīng)的發(fā)生、變化規(guī)律及聯(lián)合毒性效應(yīng)；從生物個體水平－細胞水平－分子水平全方位解析復(fù)合污染水質(zhì)污染物的生態(tài)效應(yīng)、健康效應(yīng)及作用機制；發(fā)展化學(xué)分析和生物測試相結(jié)合，離體測試和活體測試相印證的復(fù)合污染水質(zhì)生態(tài)與健康風(fēng)險研究理論。
3 水質(zhì)變化的多相微界面過程
建立在復(fù)雜條件下多相微界面定性和定量表征新方法，發(fā)展氣、液、固多相微界面過程原位表征方法，研究典型污染物在水/固、氣/固、固/固以及水/氣/固等多相微界面的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化規(guī)律、反應(yīng)機制及交互作用過程，揭示多介質(zhì)/多界面過程對水質(zhì)變化的影響機制；研究污染物在吸附/解吸、氧化/還原、凝聚/絮凝、生物代謝等非均相反應(yīng)過程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及調(diào)控原理，進一步發(fā)展基于微界面過程的污染控制技術(shù)原理，為創(chuàng)新水質(zhì)凈化的新原理與新技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
4 水質(zhì)凈化的新原理與新技術(shù)
針對城市污水及重點行業(yè)工業(yè)廢水的處理、回用及資源化能源化問題，研究水處理過程中水質(zhì)凈化-物質(zhì)回收-能量轉(zhuǎn)化的協(xié)同調(diào)控原理、機制和物質(zhì)流、能量流的變化規(guī)律；重點研發(fā)膜分離、絮凝、吸附、催化氧化、電化學(xué)、生化等各種高效水處理新材料、新技術(shù)及組合工藝，構(gòu)建相應(yīng)的集成反應(yīng)器，形成水質(zhì)凈化與物質(zhì)資源化能源化相協(xié)同的水處理技術(shù)系統(tǒng)并進行工程實踐。
5 水質(zhì)安全的過程調(diào)控與優(yōu)化利用
系統(tǒng)分析流域水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變規(guī)律，揭示流域水生態(tài)空間與水體水質(zhì)的耦合作用機制，建立復(fù)雜條件下流域退化水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和水質(zhì)安全保障的綜合調(diào)控技術(shù)方法；推進村鎮(zhèn)水污染綜合控制與水環(huán)境管理技術(shù)策略研究與應(yīng)用；發(fā)展水環(huán)境與水景觀的水質(zhì)維持技術(shù)、河湖濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及地下水污染的原位修復(fù)技術(shù)。
實驗室固定人員總數(shù)為80人，包括中國工程院院士2名，國家杰出青年基金獲得者6名，并建有國家基金委“環(huán)境微界面過程與污染控制”創(chuàng)新研究群體（2013年進入創(chuàng)新三期）。
經(jīng)過20多年的建設(shè)與發(fā)展，實驗室建立了學(xué)科交叉、特色鮮明、布局合理的“環(huán)境水質(zhì)學(xué)”學(xué)科體系，形成了基礎(chǔ)與應(yīng)用并重的特色。實驗室下設(shè)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部農(nóng)村污水處理技術(shù)北方研究中心、工業(yè)廢水處理與資源化北京市重點實驗室、中國科學(xué)院-發(fā)展中國家科學(xué)院水與環(huán)境卓越中心等研究平臺，在環(huán)境水質(zhì)學(xué)理論體系研究以及飲用水安全保障、農(nóng)村污水處理以及若干典型行業(yè)廢水處理等技術(shù)研發(fā)中擁有雄厚的研究實力，在相關(guān)行業(yè)內(nèi)形成了重要影響，并為提升我國在該領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)地位做出了重要貢獻。
主要研究領(lǐng)域包括：
1 水質(zhì)風(fēng)險的識別與評價
針對復(fù)合污染水質(zhì)，建立不同類型水體污染物高效分析鑒別技術(shù)，結(jié)合污染物風(fēng)險排序技術(shù)，明確不同水質(zhì)優(yōu)控污染物識別鑒定基本原則與流程；系統(tǒng)研究優(yōu)控污染物在不同水體及工藝過程中的產(chǎn)生機制、賦存形態(tài)、多介質(zhì)過程、空間分布規(guī)律和潛在風(fēng)險，揭示不同水體優(yōu)控污染物的來源、環(huán)境過程和危害，為我國毒害污染物環(huán)境管理及風(fēng)險源識別提供技術(shù)支撐，為發(fā)展復(fù)合污染水質(zhì)風(fēng)險因子識別和控制理論提供科學(xué)依據(jù)。
2 水質(zhì)污染的生態(tài)與健康效應(yīng)
發(fā)展基于活體和離體生物測試的多物種、多層次、多指標的污染物毒性效應(yīng)評估技術(shù)；針對復(fù)合污染水質(zhì)，發(fā)展定量識別水中各類健康/生態(tài)效應(yīng)貢獻因子的毒性當量方法和組分分離技術(shù)，研究不同水環(huán)境及水處理工藝過程中有毒污染物生物效應(yīng)的發(fā)生、變化規(guī)律及聯(lián)合毒性效應(yīng)；從生物個體水平－細胞水平－分子水平全方位解析復(fù)合污染水質(zhì)污染物的生態(tài)效應(yīng)、健康效應(yīng)及作用機制；發(fā)展化學(xué)分析和生物測試相結(jié)合，離體測試和活體測試相印證的復(fù)合污染水質(zhì)生態(tài)與健康風(fēng)險研究理論。
3 水質(zhì)變化的多相微界面過程
建立在復(fù)雜條件下多相微界面定性和定量表征新方法，發(fā)展氣、液、固多相微界面過程原位表征方法，研究典型污染物在水/固、氣/固、固/固以及水/氣/固等多相微界面的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化規(guī)律、反應(yīng)機制及交互作用過程，揭示多介質(zhì)/多界面過程對水質(zhì)變化的影響機制；研究污染物在吸附/解吸、氧化/還原、凝聚/絮凝、生物代謝等非均相反應(yīng)過程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及調(diào)控原理，進一步發(fā)展基于微界面過程的污染控制技術(shù)原理，為創(chuàng)新水質(zhì)凈化的新原理與新技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
4 水質(zhì)凈化的新原理與新技術(shù)
針對城市污水及重點行業(yè)工業(yè)廢水的處理、回用及資源化能源化問題，研究水處理過程中水質(zhì)凈化-物質(zhì)回收-能量轉(zhuǎn)化的協(xié)同調(diào)控原理、機制和物質(zhì)流、能量流的變化規(guī)律；重點研發(fā)膜分離、絮凝、吸附、催化氧化、電化學(xué)、生化等各種高效水處理新材料、新技術(shù)及組合工藝，構(gòu)建相應(yīng)的集成反應(yīng)器，形成水質(zhì)凈化與物質(zhì)資源化能源化相協(xié)同的水處理技術(shù)系統(tǒng)并進行工程實踐。
5 水質(zhì)安全的過程調(diào)控與優(yōu)化利用
系統(tǒng)分析流域水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變規(guī)律，揭示流域水生態(tài)空間與水體水質(zhì)的耦合作用機制，建立復(fù)雜條件下流域退化水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和水質(zhì)安全保障的綜合調(diào)控技術(shù)方法；推進村鎮(zhèn)水污染綜合控制與水環(huán)境管理技術(shù)策略研究與應(yīng)用；發(fā)展水環(huán)境與水景觀的水質(zhì)維持技術(shù)、河湖濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及地下水污染的原位修復(fù)技術(shù)。
