地球上存在水的总量估计约为13.7 ×109亿m3，海水占97.3%，淡水占2.7%。淡水不仅比例小，而且大部分存在于地球南北极的冰盖、冰河及深度在750m以上的地下水中。可利用的淡水资源只是河流、湖泊和地下水的一小部分，不到淡水总量的1%。全球年降水量大约为4×1014m3，其中1/4降在陆地上。

人类的工农业生产和生活主要是利用淡水资源，而我国淡水资源人均占有量为2700m3，仅为世界人均淡水资源占有量的28%。我国是一个水资源短缺的国家。

天然淡水不是单纯的H2O，它实际上是含有多种化学成分的水溶液，其主要化学成分是八大离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO3-、CO2-3。我国长江、珠江、黄河三条水系水质的主要化学成分范围值见表1-1-3。由表可见，黄河水质的总离子含量最高，珠江最低，长江介于二者之间。不同水系基体成分浓度差异是很大的，且一年四季随着径流量的变化而呈周期性变化。天然淡水还含有数十种痕量元素。表1-1-4是长江河源区、松花江和洞庭湖过滤水样重金属的背景值浓度。绝大多数元素浓度在ng/L-μg/L数量级，比实际规定的水质标准要低得多。

此外，水中还有一些有机化合物，其中部分来自天然有机物及其降解产物，还有一部分是由于人类的工农业生产和生活活动产生的。