人類從本能上就會排斥飲用不潔凈的水。但在近代之前，人類對“不潔凈”的判斷基本上只能依賴于自身的視覺、嗅覺和味覺感官，因此認為渾濁不清或者有嗅或味的水是不潔凈的。這些原始認識也直接促成了過濾作為重要的水處理單元在近現代給水處理中的廣泛應用。

過濾的推廣應用極大地降低了水中病原微生物的風險及水致傳染病的流行范圍和程度。這是因為過濾在去除水中濁度和顆粒物質的同時，也去除了水中大部分的病原微生物。但早在20世紀初科學家們就發現，由 “混凝→絮凝→沉淀→過濾”組成的水處理工藝流程盡管可將濁度降至很低，但仍不足以完全消除水中病原微生物的風險。這就需要對過濾后的水進行消毒，即對殘余的微生物進行滅活，以及在管網水中維持一定濃度的消毒劑余量。換言之，過濾和消毒是地表水源飲用水處理工藝的雙核心，兩者缺一不可。

自1902年比利時Middelkerke鎮市政水廠首次使用次氯酸鈣對原水進行消毒以來，氯一直是世界范圍內應用最為廣泛的飲用水消毒劑。最先使用的是固體的次氯酸鈣，后來是液氯，目前使用更多的是次氯酸鈉溶液。這些消毒劑統稱為自由氯或游離氯，這是因為在水中都是以次氯酸分子（HClO）或次氯酸根（ClO-）的形式存在。氯消毒劑的優勢在于既易于生產、儲運和投加，使用成本低，還具有較廣譜的消毒效果，對病毒類病原微生物的滅活效果尤為突出。

氯消毒的缺點是其易與水中普遍存在的天然有機物（NOM）等反應生成三鹵甲烷、鹵乙酸等消毒副產物。此外，飲用水中氯或氯胺濃度過高，接觸時會對眼睛和鼻子造成刺激，飲用時可能會導致胃部不適或貧血。另外，游離氯還易與水中的氨反應生成氯胺，也稱化合氯，可能使水具有氯味或消毒劑味等令人不愉悅的氣味，影響飲用水的口感。

因此，世界各國均對出廠水余氯濃度進行了限定，我國規定游離氯濃度不得超過2 mg/L，游離氯和化合氯的總濃度不得高于3 mg/L。美國聯邦《國家飲用水基本規定（NPDWR）》規定飲用水中游離氯和總氯的最高濃度不得高于4 mg/L。

從健康角度考慮，世界衛生組織（WHO）建議飲用水中游離氯的濃度不高于5 mg/L，氯胺的主要成份—一氯胺的濃度不高于3 mg/L。由于氯和氯胺都有一定的揮發性，自來水燒開后再飲用可以很大程度地降低飲用水的氯味。使用活性炭濾柱，促進氯和氯胺的分解，也是不錯的選擇。