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污染物投入水体后，使水环境受到污染。污水排入水体后，一方面对水体产生污染，另一方面水体本身有一定的净化污水的能力，即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程（self-Purification of water body）。
定义
水体自净的定义有广义与狭义两种：广义的定义指受污染的水体，经过水中物理、化学与生物作用，使污染物浓度降低，并基本恢复或完全恢复到污染前的水平；狭义的定义指水体中的微生物氧化分解有机物而使得水体得以净化的过程。
有机的自净过程，一般分为三个阶段。第一阶段是易被氧化的有机物所进行的化学氧化分解。该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。该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。第三阶段是含氮有机物的硝化过程。这个过程最慢，一般要持续一个月左右。
特征
废水或污染物一旦进入水体后，就开始了自净过程。该过程由弱到强，直到趋于恒定，使水质逐渐恢复到正常水平。全过程的特征是：
1）进入水体中的污染物，在连续的自净过程中，总的趋势是浓度逐渐下降。
2）大多数有毒污染物经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒化合物。
3）重金属一类污染物，从溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物，沉淀后进入底泥。
4）复杂的有机物，如碳水化合物，脂肪和蛋白质等，不论在溶解氧富裕或缺氧条件下，都能被微生物利用和分解。先降解为较简单的有机物，再进一步分解为二氧化碳和水。
5）不稳定的污染物在自净过程中转变为稳定的化合物。如氨转变为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐。
6）在自净过程的初期，水中溶解氧数量急剧下降，到达最低点后又缓慢上升，逐渐恢复到正常水平。
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。
实现方式
物理作用
物理作用包括可沉性固体逐渐下沉，悬浮物、胶体和溶解性污染物稀释混合，浓度逐渐降低。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。
化学作用
污染物质由于氧化、还原、酸碱反应、分解、化合、吸附和凝聚等作用而使污染物质的存在形态发生变化和浓度降低。化学自净是指水体中的污染物质通过氧化 、还原、中和、吸附、凝聚等反应，使其浓度降低的过程。影响这种自净能力的因素有污染物质的形态和化学性质水体的温度、氧化还原电位、酸碱度等。水体中化学自净能力的强弱，主要从以下3个方面反映出来。
一是反映在DO的含量水平上。在化学自净过程中，作为水体氧化剂DO，其含量高低能够衡量水体自净能力的强弱，因为DO的含量不仅直接影响水生生物的新陈代谢和生长，还直接影响水体中有机物的分解速率及物质循环。若水体中的DO含量高,既对水生生物的繁殖生长起促进作用，又能加快有机物的分解速度，使生态中的物质循环，尤其是氮的循环达到最佳循环效果，提高水体的自净能力。大清河河口区水体的 DO含量极低，因而水体中有机物的氧化分解速度缓慢，有机物的大量积累，河口区水环境质量下降，直接影响水生生物的繁殖和生长。
生物作用
作用分类
从水体形成自净作用的场所上看，水体的自净作用又可分成以下几类：
水与大气间的自净作用
这种作用的表现，如河水中的二氧化碳、硫化氢等气体的挥发释放和氧气溶入等。
水的自净作用
污染物质在河水中的稀释、扩散、氧化、还原，或由于水中微生物作用而使污染物质发生生物化学分解，以及放射性污染物质的蜕变等等。
水与底质间的自净作用
这种作用表现为河水中悬浮物质的沉淀，污染物质被河底淤泥吸附等等。
水体底质中的自净作用
由于底质中微生物的作用使底质中的有机污染物质发生分解等。
影响因素
水体的自净能力是有限的，如果排入水体的污染物数量超过某一界限时，将造成水体的永久性污染，这一界限称为水体的自净容量或水环境容量。影响水体自净的因素很多，其中主要因素有：受纳水体的地理、水文条件、微生物的种类与数量、水温、复氧能力以及水体和污染物的组成、污染物浓度等。
水文要素
流速、流量直接影响到移流强度和紊动扩散强度。流速和流量大，不仅水体中污染物浓度稀释扩散能力随之加强，而且水汽界面上的气体交换速度也随之增大。河流中流速和流量有明显的季节变化，洪水季节，流速和流量大，有利于自净；枯水季节，流速和流量小，给自净带来不利。
河流中含沙量的多少与水中某些污染物质浓度有一定关系。例如，研究发现中国黄河含沙量与含砷量呈正相关关系。这是因为泥沙颗粒对砷有强烈的吸附作用。一旦河水澄清，含砷量就大为减少。
太阳辐射
太阳辐射对水体自净作用有直接影响和间接影响两个方面。直接影响指太阳辐射能使水中污染物质产生光转化；间接影响指可以引起水温变化和促进浮游植物及水生植物进行光合作用。太阳辐射对水深小的河流的自净作用的影响比对水深大的河流大。
底质
水生物和水中微生物
水中微生物对污染物有生物降解作用。某些水生物对污染物有富集作用，这两方面都能减低水中污染物的浓度。因此，若水体中能分解污染物质的微生物和能富集污染物质的的水生物品种多、数量大，对水体自净过程较为有利。
污染物的性质和浓度
易于化学降解、光转化和生物降解的污染物显然最容易得以自净。例如酚和氰，由于它们易挥发和氧化分解，而又能为泥沙和底泥吸附，因此在水体中较易净化。难于化学讲解、光转化和生物降解的污染物也难在水体中的得以自净。例如合成洗涤剂、有机农药等化学稳定性级高的合成有机化合物，在自然状态下需十年以上的时间才能完全分解，它们以水流作为载体，逐渐蔓延，不断积累，成为全球性污染的代表性物质。水体中某些重金属类污染物可能对微生物有害，从而降低了生物降解能力。
