水體微生物的淨化作用，也即水體自淨作用，是指水體中的微生物氧化分解（包括需氧分解和厭氧分解）有機汙染物而使水質得到淨化的過程。需氧微生物可將有機汙染物氧化分解成簡單、穩定的無機物如二氧化碳、水、硝酸鹽和磷酸鹽等，同時消耗一定量的溶解氧。耗去的溶解氧可通過水體表麵的空氣擴散和水生植物的產氧型光合作用得以複氧。耗氧和複氧是同時進行的。溶解氧的動態變化反映了水體中有機汙染物淨化的進程，因而可作為水體自淨的標誌。溶解氧的動態變化常用氧垂曲線表示。 如圖 11-1 所示， A 為有機物分解的耗氧曲線， B 為水體複氧曲線， C 為氧垂曲線，最低點 Cp 為最大缺氧點。若 Cp 點的溶解氧含量大於有關規定的指標值，說明從溶解氧的角度看，汙水的排放沒有超過水體的自淨能力。若排入有機物過多，超過水體的自淨能力，則 Cp 點的溶解氧含量就會低於有關規定的下限值，甚至在排放點下遊出現無氧區，使氧垂曲線中斷，水體失去自淨能力。在無氧條件下，有機汙染物可被厭氧微生物分解，產生硫化氫、甲烷等，使水質惡化變黑發臭。
水體中的生物群也可反映水體自淨過程。水體被汙染時，由於增加了大量營養物質，可導致耐汙性微生物，特別是異養型細菌的大量增殖；對汙染敏感的蜉蝣稚蟲、鯖魚、矽藻等則會消失。經過一段時間淨化後，以吞食細菌為主的原生動物可在水體中發展。以無機營養物為食的藻類，如某些藍、綠藻，則隻有在汙染物被徹底降解，並釋放出足量氮、磷後，才能大量增殖，並占優勢、通過上述作用，水質恢複潔淨，水中的生物群落結構也隨之恢複正常。
根據不同水體的自淨規律，充分利用水體的自淨能力，在保證水體不受汙染的前提下，合理安排生產布局，減輕有機汙染物人工處理的負擔，以最經濟的方法控製汙染。
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