国家环境保护河流全物质通量重点实验室（以下简称“实验室”）成立于2019年5月，旨在结合国家生态文明建设及“水十条”和“土十条”的总体战略，解决我国流域和河湖水质改善与水生态修复中的关键科学问题；构建河流全物质通量监测体系，明确河流多物质通量与污染形成机制，识别河流物质输送规律；开发流域通量调控的关键技术体系，建立全球前沿的河流全物质通量技术支撑体系、创新平台、高水平人才培养基地及环境决策支撑基地，为京津冀区域及我国的河湖水环境治理提供系统的、以通量效应为核心的“机理识别-技术研发-调控对策”全链条解决方案及决策咨询建议。
实验室以服务于国家的河湖生态保护与水环境治理为目标，基于河湖系统水、沙、常规水质、不同赋存状态的非生物物质以及水生生物等全要素监测信息，构建时空匹配的成套自然水体全要素与多物质通量大数据平台，阐明多物质的时空分布、物质来源、迁移转化与归宿。开展不同水沙变化模式下水沙与天然有机物、有机微污染物、金属元素、营养物等物质间关系的研究，揭示非均相多物质反应过程中的电子、质子转移过程及平衡机制，阐明其对碳、氮转化过程及温室气体产生机制、通量效应的影响机制。识别水利工程与支流入汇对水沙及多物质通量影响的基础上，开发污染物高效去除技术和节能型系统优化技术，提出流域主要污染物通量调控的技术对策，实现流域系统多源多物质循环的集成优化控制，为我国主要河流的生态环境保护与治理提供技术和决策支持。
实验室联合两家依托单位技术力量雄厚，拥有一支长期在河流全物质通量监测、基础理论、技术研发与决策管理领域研究中建立起来的精干学术队伍，他们在各自研究领域中有深厚的专业技能，有足够的实力完成实验室的建设。
实验室固定研究人员62名，其中中国科学院院士1名，正高职称22名，副高职称22名，博士生导师17人。
在国家各类经费的支持下，实验室2家合作单位已形成了开展高水平科学研究的完备实验体系，拥有包括高效液相色谱-静电场轨道阱超高分辨质谱、高分辨液质联用仪、质子转移质谱、等离子发射光谱-质谱联用仪、荧光光谱仪、高压液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪等60余套，以及用于手工采样、自动采样、污染源采样、痕量有机化合物分析、重金属元素分析、生物菌落及毒性试验等多种仪器，用于遥感卫星监测的多套系统和数据解析设备，仪器总价值超过8000万元（表5-1）。同时，已建立了公共实验平台，并制定了规范的仪器设备管理制度，可充分满足实验室仪器设备的开放共享。
重点实验室隶属于国家生态环境部，依托于北京大学环境科学与工程学院与北京市环境保护监测中心建设，为相对独立的科研实体，实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制和学术委员会指导下的主任负责制。
