Самоочищение природных вод – это совокупность природных гидрологических, химических и биологических процессов, протекающих в загрязненных водных объектах и направленных на восстановление первоначальных свойств и состава воды. Факторы самоочищения включают гидродинамические и биохимические процессы, солнечную радиацию, жизнедеятельность растительных и животных организмов и др. При высокой температуре воды (летом) эти процессы протекают более интенсивно, совсем затухая при низкой температуре. Интенсивность процессов самоочищения зависит также от кратности разбавления сточных вод в водном объекте.

В течение большей части года основным источником энергии и поставщиком кислорода в водной экосистеме, обеспечивающим фотосинтетическую аэрацию и трансформации органических веществ в воде, служит фитопланктон. Важнейшими компонентами биологического самоочищения, кроме бактерий и фитопланктона, являются высшая водная растительность, зоопланктон, высшие ракообразные, олигохеты, личинки насекомых, моллюски и, наконец, рыбы. Они образуют трофическую цепь.

Попав в воду, загрязнения постепенно исчезают из нее в результате деятельности гидробионтов:

разрушения;
накопления в организмах;
захоронения в донных отложениях.

Разрушение представляет собой результат минерализационной работы гидробионтов, т.е. биохимического окисления органики (в водной массе, на взвешенных частицах и в донных отложениях), поэтому оно происходит тем интенсивнее, чем их больше в воде и чем активнее их метаболизм. Интенсивность минерализационных процессов возрастает при хорошем перемешивании водных масс, когда условия поступления организмам пищи, кислорода и удаления продуктов обмена более благоприятны, чем в стоячей воде. Мерой эффективности минерализационных процессов является величина БПК.

Наибольший очистительный эффект накопления в организмах (бионакопления) проявляется в отношении радионуклидов и пестицидов. Например, радионуклиды накапливаются гидробионтами в результате:

адсорбции на поверхности тела;
замещения стабильных атомов в тканях радиоактивными;
роста организмов. Этот процесс характеризуется коэффициентом накопления, равным отношению концентрации вещества в теле к его концентрации в воде

Захоронение в донных отложениях происходит в результате выделения продуктов жизнедеятельности гидробионтов и отмирания организмов с последующим оседанием на дно.