生物化学的酸素要求量（BOD）は、有機物の酸化において微生物（好気性細菌など）が消費する酸素量を示す指標です。有機物の自然発生源には、植物の腐敗や落葉があります。しかし、人間の影響によって栄養塩や日光が過剰に豊富になると、植物の成長や腐敗が不自然に加速することがあります。都市部の雨水流出は、道路や歩道からペットの排せつ物を、芝生用肥料から栄養塩を、住宅地から落ち葉、刈り芝、紙類を運び、酸素要求量を増加させます。分解過程で消費される酸素は、ほかの水生生物が生きるために必要な酸素を奪います。溶存酸素濃度が低くても耐えられる生物が、多様な自然の水系の生物に取って代わることがあります。水系には、生存に酸素を必要とする（好気性）細菌が生息しています。その多くは、死んだ藻類やほかの生物を餌としており、分解サイクルの一部を担っています。水中の藻類などの生産者は無機栄養塩を取り込み、それらを使って有機組織を形成します。
魚などの消費者は生産者の一部を食べ、栄養塩は食物連鎖を上っていきます。こうした生物が死ぬと、細菌が有機化合物を分解し、硝酸塩、リン酸塩、カルシウムなどの無機栄養塩を水中に放出します。これらの栄養塩の一部は下流へ流れたり、堆積物に取り込まれたりしますが、その大部分は何度も循環します。水中の水柱に生息する細菌の大部分は好気性です。つまり、分解に伴う代謝活動を行うために酸素を利用します。関連するほかの演習で学んだように、通常の条件下では、溶存酸素濃度は非常に低いことを思い出してください。水系における自然な酸素濃度は、通常の好気性細菌の活動によって、常にある程度低下しています。多くの場合、溶存酸素濃度が5 ppmを下回ると、魚は長く生きられません。マスやサケなどの清浄な水域に生息する魚は、この濃度を大きく上回る水準で死に始め、ナマズやコイなどの低酸素に強い魚でさえ、5 ppmを下回ると危険にさらされます。
しかし、好気性細菌の活動が異常に活発になると、溶存酸素濃度は急激に低下することがあります。どのような状況でこれが起こるのでしょうか。一般に、何らかの異常な「汚染物質」が水系に流入したときに起こります。家庭排水、浄化槽からの漏出、肥料の流出などによる有機汚染の形で生じることもあれば、家庭や産業由来の無機物によって生じることもあります。洪水、地滑り、浸食によって、有機化合物が自然に水系へ流入することもあります。
近年まで、水系のBODに影響を及ぼす最も重要な栄養塩の一つは、アメリカの家庭からのリン酸塩汚染でした。数十年前、石けんや洗剤にリンを添加すると洗浄力が高まることが発見されました。1960年代までには、何百万もの家庭や事業所が大量のリン酸塩を排水口に流していました。やがて、この重要な栄養塩の多くがアメリカの水路に流れ込みました。リンは水系における最も重要な制限要因（不可欠な栄養塩）の一つであるため、広範囲にわたって藻類ブルームが数多く発生するようになりました。藻類ブルームとは、通常は1、2種の藻類が急速な成長に適した条件を見つけ、個体数が爆発的に増加する現象です。
単細胞藻類の多くは細胞分裂によって急速に無性生殖するため、藻類の一種が突然、文字どおり何十億もの新しい細胞で水を緑色に変えるまで、それほど時間はかかりません。藻類ブルームに必要な条件が一時的なものであったり、藻類がほかの制限要因の限界値を超えたりするため、ブルームは一時的なものにすぎません。多くの場合、数日しか続きません。ブルームが終わると何が起きるのでしょうか。藻類の細胞は栄養塩が不足し、その大部分が死にます。この段階で好気性細菌が重要な役割を果たし、藻類の分解を始めます。細菌にとって餌が非常に豊富にあるため、細菌も一種のブルームを起こし、水中の酸素を文字どおり吸い尽くします。酸素がなくなると、細菌や水系に生息するほかの好気性生物の大部分が死に始めます。
Freedrinkingwater.comより引用
