7）进入水体的大量污染物，如果是有毒的，则生物不能栖息，如不逃避就要死亡，水中生物种类和个体数量就要随之大量减少。随着自净过程的进行，有毒物质浓度或数量下降，生物种类和个体数量也逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。进入水体的大量污染物中，如果含有机物过高，那么微生物就可以利用丰富的有机物为食料而迅速的繁殖，溶解氧随之减少。随着自净过程的进行，使纤毛虫之类的原生动物有条件取食于细菌，则细菌数量又随之减少；而纤毛虫又被轮虫、甲壳类吞食，使后者成为优势种群。有机物分解所生成的大量无机营养成分，如氮、磷等，使藻类生长旺盛，藻类旺盛又使鱼、贝类动物随之繁殖起来。水体自净过程中生物种群的变化见。
2.水体自净机制 包括沉淀、稀释、混合等物理作用；氧化还原、分解化合、吸附凝聚等化学和物理化学作用；生物和生物化学作用等。各种作用相互影响，同时发生并行进行。一般地说，物理和生物化学作用在水体自净中占有很重要的位置。
1）物理净化作用 当可溶物或悬浮的固体微粒进入自然水体后，在流动中得到混合扩散而稀释，继而是吸附、凝聚或生成不溶性物质而沉淀析出，使其浓度降低，这是水体的物理净化作用。
①稀释与混合 稀释就是废（污）水中的高浓度污染物，由于清洁水的稀释作用，使其浓度降低。用稀释比表示废水的稀释效果或稀释程度。很明显，河流水量越大，其稀释比也越大，废水能得到较为充分的稀释，稀释效果也就越好。
河流的稀释过程，废水自排放口连续不断地排出后，在随河水向下游流动的过程中不断地得到稀释。浓度随流程的变化，在排放口的浓度最高，随着河水向下游流动，浓度逐渐降低。当向下游流动至某一定距离后，废水开始到达右岸，再向下游流动某一定距离后，河流左、右岸边水域中废水浓度才达到均匀混合。污染物进入水体或进入划分具有一定体积的单元水体，完全混合均匀，对该水体可建立污染物输入和输出之间的函数关系：
式中，V为水体体积；C为水体污染物浓度；t为时间；Q为水体流量；Co为输入该水体的污染物浓度；k为污染物衰减系数。
如果污水排入河流，与河水完全均匀混合断面的浓度为：
式中，C为完全均匀混合断面浓度；Ci为污水中污染物浓度；q为污水流量。
稀释与混合是不可分离的两个过程，稀释效果有相当一部分应归之于混合作用，由于混合作用得以稀释，由于稀释而促进混合。当然混合也可由风力、温度梯度等因素起作用。
达到完全均匀混合所需时间受许多因素影响，其中主要有：稀释比、河流水文条件及废水排放口的位置和排放方式。对于湖泊水库来说，影响混合的因素更多，如水流方向、风向、风力、水温等。在不同稀释比与流量条件下，废水与河水完全混合所需时间见表6－6。
②沉淀 废水不仅含有各种大小不同的颗粒物质，而且还含有大量溶解物质。当水流流速大或发生紊动时，此时颗粒物呈悬浮状态。随着水流速度降低，水流挟带悬浮物质的能力也随之减弱，较大颗粒物首先沉降，较细颗粒物也陆续下降进入底泥中。由于沉淀作用，水质得到某种程度的改善，因为在沉淀过程中，不仅悬浮颗粒状污染物进入底质中，而且这些颗粒物具有一定吸附能力，吸附了一定数量的可溶性污染物，使之随颗粒污染物一起沉入底泥中。
沉淀过程是污染物颗粒在重力作用下的沉降过程。单一颗粒的沉降速度与颗粒本身的大小、形状、密度以及液体的密度和粘度有关。假定悬浮颗粒是球形的，其沉降的运动方程为：
式中， w为颗粒物的沉降速度； t为沉降时间；ρs为颗粒的密度；ρl为液体的密度；g为重力加速度；Dp为粒径；P为液体的阻力系数。