水體自凈是環(huán)境科學(xué)中的重要研究課題,，同水體污染的研究密切相關(guān),。建立關(guān)于水體自凈過(guò)程規(guī)律的通用數(shù)學(xué)模式將有助于控制水體污染。對(duì)不同水體進(jìn)行考察并掌握各種水體的自凈規(guī)律,，就能充分利用水體自凈能力,，減輕人工處理污染的負(fù)擔(dān),，保證水體不受污染，并據(jù)此安排合理的生產(chǎn)布局和以的方法控制和治理污染源,。

　　在河水的自凈過(guò)程中可見,，隨著水體中有機(jī)物和懸浮狀態(tài)固形物濃度的逐漸降低，氨態(tài)氮和硝酸鹽的量大增,。生物相的變化,，首先是異養(yǎng)茵大量繁殖并出現(xiàn)高峰，然后是吞食細(xì)菌的原生動(dòng)物出現(xiàn)高峰,，后是依靠氮磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物為生的藻類出現(xiàn)高峰,。溶解氧濃度隨著微生物氧化分解作用大量消耗而很快降低到點(diǎn)，隨后由于有機(jī)污染物礦化,、水面復(fù)氧和藻類光合作用,，使溶解氧濃度逐漸升高。

　　水體自凈(self-purification)指的是受污染的水體由于自然的作用,，使污染物濃度逐漸降低,，后恢復(fù)到污染以前狀態(tài)的過(guò)程。自然水體,，尤其是快速流動(dòng),、O2充足的水體對(duì)有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物的自凈能力更強(qiáng)。水體的自凈作用包括物理,、化學(xué),、生物等方面的作用。物理作用指水體中可沉降性固形物逐漸下沉,，懸浮物,、膠體和溶解性污染物稀釋混合，污染物濃度逐漸降低的過(guò)程,?；瘜W(xué)作用包括水體中物質(zhì)的氧化還原、分解,、化合,、吸附和凝聚等。生物作用主要指水體中微生物對(duì)污染物的氧化分解,，它在水體自凈中起著非常重要的作用,。微生物在水體自凈中的生物學(xué)和生物化學(xué)作用，包括具有莢膜的細(xì)菌對(duì)污染物質(zhì)的吸附,、沉降作用,，好氧菌對(duì)有機(jī)物質(zhì)的降解作用，原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的吞噬作用,，噬菌體對(duì)宿主的裂解作用,，藻類對(duì)無(wú)機(jī)元素的吸收利用,，以及浮游動(dòng)物和一系列后生動(dòng)物通過(guò)食物鏈對(duì)有機(jī)物質(zhì)的攝取和濃縮作用

　　在水體自凈過(guò)程中，起初水體中細(xì)菌代謝活躍,，生長(zhǎng)旺盛,。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間或流過(guò)一段距離,，有機(jī)物被分解,，濃度降低，可供異養(yǎng)細(xì)菌作為碳源的物質(zhì)減少,，日光照射,、水溫以及pH值等條件不適于細(xì)菌生長(zhǎng)，以及原生動(dòng)物和后生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的捕食作用,，細(xì)菌死亡率增加,，數(shù)量下降。

　　水體的自凈能力是有限的,。當(dāng)水體中有機(jī)物濃度很高時(shí),，異養(yǎng)微生物便會(huì)大量繁殖，它們的好氧呼吸消耗大量氧氣,，導(dǎo)致水體缺氧,，從而使好氧微生物的活動(dòng)受到限制，厭氧微生物開始活躍生長(zhǎng),。厭氧微生物不能使有機(jī)物*氧化,，但可在無(wú)氧的條件下分解蛋白質(zhì)等含硫有機(jī)物，產(chǎn)生許多具有惡臭的中間代謝產(chǎn)物,，如腐氨,、尸胺以及H2S、CH4,、CO2,、NH3等。H2S遇鐵可產(chǎn)生黑色的硫化鐵沉淀,，于是使水體變黑發(fā)臭,。

　　物理過(guò)程：指污染物在水體中的混合稀釋和自然沉淀過(guò)程?；旌舷♂專何蓜?dòng)擴(kuò)散（污染物自高濃度向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移）,；移流（水流推動(dòng)）；離散（水流方向橫斷面上流速分布不均勻而引起分散）,。湖,、庫(kù)水混合方式分紊動(dòng)混合（風(fēng)力和水利坡度作用產(chǎn)生），對(duì)流混合（湖水密度差異產(chǎn)生）,。影響生物自凈作用的關(guān)鍵是：溶解氧的含量,；有機(jī)污染物的性質(zhì),；濃度以及微生物的種類、數(shù)量等,。河流中影響污染物輸移的主要的物理過(guò)程是對(duì)流和橫向,、縱向擴(kuò)散混合。