第一阶段是易被氧化的有机物所进行的化学氧化分解。本阶段在污染物进入水体以后数小时之内即可完成。
第二阶段是有机物在水中微生物作用下的生物化学氧化分解。本阶段持续时间的长短随水温、有机物浓度、微生物种类与数量等而不同。一般要延续数天，但被生物化学氧化的物质一般在5天内可全部完成。因而BOD5这项指标用以表示能被生物化学氧化的有机物的质量。
第三阶段是含氮有机物的硝化过程。这个过程最慢，一般要延续一个月左右。
②生物转化作用 水中某些有毒污染物在生物作用下，可转变为无毒或低毒的化合物。这方面的例子很多，如水中的极毛杆菌、类极毛杆菌等，不仅有很高的耐汞能力，而且能将二价汞（Hg2 ）还原成元素汞（Hgo），元素汞易挥发，促进水中汞的净化；又如氨对水生生物有毒害作用，但在水中硝化细菌作用下，能被氧化为无毒的亚硝酸盐和硝酸盐。
③生物富集作用 许多水生生物能从水中吸收污染物，贮藏于体内，使水中污染物浓度降低，从而使水体得以净化。利用水生高等植物净化废水是有发展前途的一项措施。需要妥善解决的问题是如何收获这些植物，以及如何回收进入植物体的重金属，以免使重金属在这些植物残体腐烂中重返水体，造成水体二次污染。生物对水中污染物的富集效能常用富集系数表示：
表6－7中列举了若干水生生物对几种重金属的平均富集系数。
总之，水体具有自净能力，这是各种水体在自然环境条件下自我保护的一种特殊功能。水体自净是水文学重要研究课题之一，应同人类活动对水体产生污染的研究紧密结合。通过对不同水体自净能力与规律研究，充分利用水体自净能力控制水体污染就有了可能性。
四、水环境容量
（一）水环境容量的概念和类型
近年来随着社会经济发展和科技进步，水环境容量问题日益引起人们注意。在理论上，水环境容量是环境中的自然规律参数，它反映水中各种物质在水体中的迁移、转化积存规律，也反映满足特定功能或要求条件下水体对污染物的承受能力；在实践上，水环境容量是污染物总量控制的关键参数，是水资源利用规划的主要约束条件，也是水体在一定区域范围内环境目标管理的基本依据。
1.水环境容量的概念 水环境容量是一定水体在规定水质目标下所能容纳污染物的量。水环境容量大小与水体特征、污染物特性及水质目标有关。
1）水体特征与水环境容量 水体特征包含一系列自然参数如：水系与流域参数（形状、大小）、水情参数（流速、流量、水温、水化学、泥沙）、水体的自净参数（物理、化学及生物自净）等。显然，这些自然参数决定着水体对污染物的扩散稀释能力和自净能力，从而决定水环境容量的大小。水环境容量是自然规律参数的函数。
2）污染物特性和水环境容量 水体对污染物的自净能力，反映出污染物特性是内因，水体自然条件是外因。因不同污染物对水生生物的毒性作用及人体健康的影响的程度不同，允许存在于水体中的污染物量也不同。因此，针对不同污染物有不同的水环境容量。
3）水质目标与水环境容量 水体对污染物的纳污能力，是相对于水体满足一定的用途和功能而言的。水的用途不同，允许存在于水体的污染物量也不同。我国地面水水质标准按用途分为5类，即源头水、水源地一级保护区及珍贵水产资源保护区、水源地二级保护区及一般鱼类保护区、一般工业用水及娱乐用水区、农业用水及一般景观水域等。每类水体允许的标准影响水环境容量的大小。另外，根据我国国情，各地自然条件和经济技术条件差异很大，因此，允许地方从实际出发，建立自己实际可行的水质目标，从而决定了水环境容量的地域差异性。水质标准的建立与水质目标的确定均带有鲜明的社会性。因此，水环境容量又是社会效益参数的函数。