تتمحور هذه الركيزة حول جودة المياه بمصادرها المختلفة، ومتابعة فائقة لمستوى تركيز الملوثات المحتملة، وما يتعلق بها من مُستقلبات وأنواعها في قطر. وتقدم هذه الركيزة فهمًا أساسيًا ومتقدمًا لأنظمة المياه الجوفية من خلال الدراسات الهيدرولوجية المُدعَمة بالنماذج، .وكذلك تطبيق منهجيات متطورة بشأن خرائط الرادار والصور المأخوذة بالأقمار الاصطناعية.

تركز هذه العملية على تطوير المواد المبتكرة؛ بغرض معالجة الملوثات الموجودة في المياه في قطر وإزالتها من خلال ركيزة "المراقبة" المذكورة بالفقرة الأولى.

ويركز هذا العنصر على تحسين أنظمة تحلية المياه وتقنيات المعالجة الموجودة في الوقت الحالي، وتطوير تقنيات جديدة مبتكرة؛ بغرض مواجهة المشاكل التي تُبرزها عملية المراقبة من خلال استخدام مواد تجارية مصنوعة بالمنزل (ركيزة المواد بالفقرة الثانية).

• يعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بالتعاون مع وزارة البلدية والبيئة على معايير جودة المياه والارشادات المتعلقة بها، وكذلك تطوير السياسات والتنظيمات الخاصة باستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في التبريد المركزي.
• يقدم معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة الدعم لوزارة البلدية والبيئة فيما يتعلق بتطوير المحتوى اللازم للتقرير الشامل الذي سيصدر تحت عنوان: "حالة البيئة في قطر"، وساهم المعهد بتفاصيل تتعلق بحالة مصادر المياه في البلاد.

يعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بالتعاون مع أشغال على فهم مستوى أداء محطات معالجة مياه الصرف الصحي الموجودة وتحسين كفاءتها من أجل جودة أفضل لمياه الصرف الصحي المعالجة؛ لكي يُعاد استخدامها في أغراض متعددة. وصُممت منهجيات جديدة لتحسين عمليات المعالجة، بما فيها التطهير وإزالة العناصر الغذائية. كما يُستخدم منهج الأحياء الجزيئية في تحسين تقنيات المعالجة مع التركيز بشكل خاص على عملية الترشيح متناهية الدقة والمعالجة بالكلور.  

يعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بالتعاون مع كهرماء في العديد من الأنشطة، بما فيها المشاريع التجريبية لمكتب البحوث، وتحديد خصائص المياه الجوفية.

يعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بالتعاون مع المؤسسة العامة القطرية للكهرباء والماء في إقامة منشآت اختبار تجريبية لمحطات تحلية المياه المتقدمة والمتعددة التأثير، وتحديد خصائص المياه الجوفية.

• قام معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بتطوير تحليل شامل لبيانات الجودة الصادرة عن قطر كول، واستكمل تقريرين فنيين يلقيان الضوء على الاكتشافات والتوصيات. 
• يقوم معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة بتزويد قطر كول بالمساعدة الفنية المتعلقة بالقضايا والتحديات التشغيلية.