無機汙染是各種有害的金屬、鹽類、酸、堿性物質及無機
懸浮物等。
汙水的一個重要指標是pH值。適宜于生物生存的pH值範圍往往是非常狹小，並且也是很敏感的。汙水的pH值過高或過低，還會影響生化處理的進行，或使受納水體變質。酸性汙水能夠腐蝕排水管道及處理設施與設備，如不經中和處理直接排放到水體中去，還會對漁業生產帶來危害，當pH值小于5時，就能使一般的魚類死亡。
汙水中的氮可分爲有機氮和無機氮兩大類。有機氮，如蛋白質、氨基酸、尿素、尿酸、偶氮染料等物質中所含的氮；無機氮，有氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮。亞硝酸氮不穩定，它可還原成NH3或氧化成硝酸氮。
汙水中的有機氮與無機氮的總和稱爲總氮。有機氮可通過氨化作用轉化爲氨氮，氨氮在氧存在的條件下先氧化成亞硝酸氮，然後再進一步氧化成硝酸氮，與此同時要消耗掉氨氮重量4.q#7倍的氧，因此水中氨氮濃度較高時極易引起水體黑臭。水體中氨氮超過lmg/L時，即會使水生物的血液結合氧的能力降低；超過3mg/L時，可在
24～96h內使金魚、鳊魚死亡。亞硝酸與氨作用生成的亞硝酸铵有致癌、致畸胎作用。亞硝酸氮對動物的毒性較強，作用機理主要是使血液輸送氧氣的能力下降，亞硝酸氮能促使血液中的血紅蛋白轉化爲高鐵血紅蛋白，失去和氧結合的能力，從而造成缺氧死亡。硝酸鹽在人體內也可被還原爲亞硝酸鹽。
磷的化合物對藻類及其他微生物也是非常重要的，過量的磷化合物會促進有害藻類的繁殖。藻類的死亡分解會消耗水中大量的溶解氧。過多的藻類會使水產生臭味，使水質惡化而無法飲用。汙水中常見磷的形式爲正磷酸、多聚磷酸鹽及有機磷等化合物。
硫化合物水體中常含有硫酸鹽，它在厭氧菌的作用下還原成硫化物及硫化氫，產生的硫化氫可能在被生物所氧化而成硫酸，造成對水管的腐蝕，當硫化物濃度大于q#00mg/L時，還會導致生化過程的失敗。
其他有毒有害的無機化合物。一般認爲，銅、鉛、铬、汞、砷、氟、氰等化合物對水體及水生物均有一定毒性。
水中常含有溶解的空氣，其中溶解氧濃度越高，表示水質越好。
在一般的汙水中，特別是腐化的水中常存在硫化氫及甲烷氣體。
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