有機(jī)污染物進(jìn)入水體后在微生物作用下逐漸氧化分解為無機(jī)物質(zhì)，從而使有機(jī)污染物的濃度大大減少的過程就是水體的生化自凈作用。

生化自凈作用需要消耗水中的溶解氧，所消耗的氧如得不到及時的補(bǔ)充，生化自凈過程就要停止，水體水質(zhì)就要惡化。因此，生化自凈過程實際上包括了氧的消耗（耗氧）和氧的補(bǔ)充（復(fù)氧）兩方面的作用。

氧的消耗過程主要決定于排入水體的有機(jī)污染質(zhì)的數(shù)量，也要考慮排入水體中氨氮的數(shù)量，以及廢水中無機(jī)性還原物質(zhì)（如SO32-）的數(shù)量。氧的補(bǔ)充和恢復(fù)一般有以下兩個途徑：①大氣中的氧向含氧不足（低于飽和溶解氧）的水體擴(kuò)散，使水體中的溶解氧增加；②水生植物在陽光照射下進(jìn)行光合作用放出氧氣。

水體中有機(jī)污染物的種類繁多，不同污染物的毒性和危害也各不相同，因此，不能僅用水體中某一種或幾種有機(jī)污染物的濃度大小來評價水體的污染程度，為此，在前一章中提出可以用一些綜合的水質(zhì)指標(biāo)，如生化需氧量BOD等來反映水體受有機(jī)物質(zhì)污染的水平。BOD值越高，說明水中有機(jī)污染物越多。因此，水體中有機(jī)污染物的生化自凈過程，可以用水體的BOD值隨時間的衰減變化規(guī)律來反映。

若不考慮硝化作用、底泥的分解、水生植物的光合作用及有機(jī)物的沉降作用等，而將有機(jī)污染物的自凈衰減過程簡化為僅由好氧微生物參加的生化降解反應(yīng)，并且認(rèn)為這種反應(yīng)符合一級反應(yīng)動力學(xué)，那么：河流接受有機(jī)廢水后，從受污點至下游各斷面的累積耗氧量曲線、累積復(fù)氧量曲線和虧氧變化曲線（氧垂曲線）。受污染前，河水中的溶解氧幾乎飽和，虧氧接近于零。在受到污染后，開始時河水中的有機(jī)物大量增加，好氧分解劇烈，耗氧速率超過復(fù)氧速率，河水中的溶解氧下降，虧氧量增加。

隨著有機(jī)物因分解而減少，耗氧速率逐漸減慢，終于等于復(fù)氧速率，河水中的溶解氧達(dá)到最低點。接著，耗氧速率低于復(fù)氧速率，河水溶解氧逐漸回升。最后，河水溶解氧恢復(fù)或接近飽和狀態(tài)。當(dāng)有機(jī)物污染程度超過河流的自凈能力時，河流將出現(xiàn)無氧河段，這時開始厭氧分解，河水出現(xiàn)黑色，產(chǎn)生臭氣，河流的氧垂曲線發(fā)生中斷現(xiàn)象。

氧垂曲線的形狀會因排放的有機(jī)污染物量、廢水和河水的流量、河道的彎曲情況、水流速度等因素而有一定的差別，例如當(dāng)河流受到的污染負(fù)荷較輕時，最缺氧點距排放口的距離較遠(yuǎn)，其時的溶解氧濃度也較高；當(dāng)河流受到的污染負(fù)荷較重時，最缺氧點將很快出現(xiàn)，該點的溶解氧濃度也會很低。

當(dāng)溶解氧低于4mg/L時，河道中局部地段的魚類生長將受到影響，當(dāng)溶解氧達(dá)到零時，河水出現(xiàn)厭氧狀態(tài)。這種情況下的氧垂曲線將是一條被橫坐標(biāo)切斷的曲線，有時甚至不可能再通過復(fù)氧作用而重新出現(xiàn)溶解氧。這是最嚴(yán)重的水污染狀況，此時的水體不僅將魚蝦絕跡，也將喪失一切使用功能。