水体微生物的净化作用，也即水体自净作用，是指水体中的微生物氧化分解（包括需氧分解和厌氧分解）有机污染物而使水质得到净化的过程。需氧微生物可将有机污染物氧化分解成简单、稳定的无机物如二氧化碳、水、硝酸盐和磷酸盐等，同时消耗一定量的溶解氧。耗去的溶解氧可通过水体表面的空气扩散和水生植物的产氧型光合作用得以复氧。耗氧和复氧是同时进行的。溶解氧的动态变化反映了水体中有机污染物净化的进程，因而可作为水体自净的标志。溶解氧的动态变化常用氧垂曲线表示。 如图 11-1 所示， A 为有机物分解的耗氧曲线， B 为水体复氧曲线， C 为氧垂曲线，最低点 Cp 为最大缺氧点。若 Cp 点的溶解氧含量大于有关规定的指标值，说明从溶解氧的角度看，污水的排放没有超过水体的自净能力。若排入有机物过多，超过水体的自净能力，则 Cp 点的溶解氧含量就会低于有关规定的下限值，甚至在排放点下游出现无氧区，使氧垂曲线中断，水体失去自净能力。在无氧条件下，有机污染物可被厌氧微生物分解，产生硫化氢、甲烷等，使水质恶化变黑发臭。
水体中的生物群也可反映水体自净过程。水体被污染时，由于增加了大量营养物质，可导致耐污性微生物，特别是异养型细菌的大量增殖；对污染敏感的蜉蝣稚虫、鲭鱼、硅藻等则会消失。经过一段时间净化后，以吞食细菌为主的原生动物可在水体中发展。以无机营养物为食的藻类，如某些蓝、绿藻，则只有在污染物被彻底降解，并释放出足量氮、磷后，才能大量增殖，并占优势、通过上述作用，水质恢复洁净，水中的生物群落结构也随之恢复正常。
根据不同水体的自净规律，充分利用水体的自净能力，在保证水体不受污染的前提下，合理安排生产布局，减轻有机污染物人工处理的负担，以最经济的方法控制污染。
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