DO (Dissolved Oxygen) 은 수중에 용해되어 있는 산소 즉 용존산소를 말하며, DO 값은 수온이나 기압, 용질에 따라 영향을 받으며 수온의 상승시 감소하고 대기중의 산소분압에 비례하여 증가한다.

또한 수온의 급격한 상승이나 조류의 번식이 심한 경우에 과포화 될 수도 있으나 순수한 물일 경우 20 ℃, 1 기압에서 포화 용존산소량은 약 9 ㏙ 정도가 된다.

하천 상류의 경우 거의 포화에 가까운 DO 량을 보이고 있으나 하류의 경우 하수나 공장폐수 등의 오염으로 인한 유기 부패성 물질 및 기타 환원물질에 의한 소비로 낮게 나타난다. 따라서 DO 는 유기물질의 오염정도를 지시 한다고 할 수 있다.

심하게 오염된 물은 용존산소가 부족하여 혐기성 분해가 일어나 부패하게 되고 DO 가 2 ㏙ 이상이면 악취의 발생은 없으며 4 ㏙ 이상이면 청정이 유지 되고 보통 물고기의 생존이 가능하다.

BOD (Biochemical Oxygen Demand) 는 생물화학적 산소요구량으로 어떠한 유기물이 미생물에 의하여 호기성 상태에서 분해하여 안정화시키는데 요구되는 산소량을 말하며 보통 ㏙ 단위로 표시하고 BOD 가 높으면 유기물의 오염도가 높음을 의미한다.

물속에서 부착성 미생물에 의해 유기물질이 호기성 분해가 되면 물속에 있는 DO 가 소모된다. 만일 산소를 소모하는 속도가 물 속으로 녹아 들어가는 속도보다 빠르면 물은 혐기성 상태가 된다. 혐기성 상태에서는 물고기의 개체수가 감소하고 부패하여 휘발성 물질이 생성된다

유기물질의 분해속도와 산소의 소모속도는 BOD 를 측정함으로 타나낼 수 있다. 일반적으로 폐수내에 존재하는 유기물의 종류는 대단히 많고 각 유기물의 농도를 일일이 구하는 것이 대단히 어려워 폐수내의 유기물질의 종류를 분석하지 않고 호기성 미생물로 합성 또는 산화시키는 데 필요한 산소량을 측정하므로 유기물의 양을 간접적으로 측정할 수 있다.

유기물질이 유입되면 물 속에 서식하는 미생물은 DO 를 소모하므로 유입된 유기물의 양이나 종류를 측정하는 것보다 DO 를 소비하는 양을 측정하는 것이 훨씬 용이하다.

BOD는 20 ℃ 에서 5 일간 배양했을 때 배양기간 동안 소모된 산소의 양을 측정하며 그 값을 통상 BOD 또는 BOD 5 라고 한다.

BOD 측정 결과를 보면 유기물이 미생물에 의해서 분해 섭취되므로 산소소비량은 시간에 따라 증가하며 7~10 일 후에는 탄소화합물에 의한 NOD 이외에 질소화합물의 산화 즉, 질산화가 발생하는데 이를 질소 BOD 또는 NOD (Nitrogenous Oxygen Demand) 라고 부른다.

BOD5 시험에서 BOD 병 내에 질산화를 일으키는 미생물이 존재하면 탄소화합물에 의한 BOD 보다 높게 나타나고 도시하수의 경우에는 질산화가 잘 일어나지 않으나 처리된 폐수에서는 질산화가 일어나는 경우가 있다.

COD (Chemical Oxygen Demand) 는 화학적 산소요구량으로 물속의 피산화성 물질을 산화제인 중크롬산칼륨 (K₂Cr₂O₇), 또는 과망간산칼륨 (KMnO₄) 을 이용하여 화학적으로 산화시킬 때 소비되는 산소량을 보통 ㏙ 단위로 표시한다.

COD 는 BOD 와 더불어 폐수의 유기물 함유도를 간접적으로 나타내는 중요한 지표로 COD 는 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 얼마만큼의 산소가 화학적으로 소모되는가를 측정한다.

공정시험법에 의하면 산화제를 일정 과잉량을 가하여 일정시간 동안 방치하여 두었다가 소비된 산화제의 양을 산소로 환산하여 COD 를 측정한다. COD 는 유기물질의 추정을 목적 으로 하는 경우가 많으나 측정치에는 아질산염, 제일 철염, 유화물 등의 무기물과 환원성 물질이 포함되는 반면 안정된 유기물은 측정치에 포함되지 않는다.

일반적인 방법으로 유기물 및 무기물의 전부를 완전 산화시키는 것은 쉬운 일이 아니다. BOD측정은 5일이나 걸리지만 COD 는 2 시간 으로 측정이 가능하여 BOD 를 모르는 폐수를 위하여 COD 측정이 흔히 채택된다.

COD 는 화학적으로 산화 가능한 유기물을 산화시키기 위한 산소요구량이지만 BOD 는 미생물에 의해서 산화되는 산소요구량이므로 측정치의 차이가 발생되는 경우가 많다.

폐수의 COD 가 BOD 보다 클 경우에는 폐수내에 생화학적으로 분해가 안되는 물질을 함유하고 있거나 미생물에 독성을 끼치는 물질을 함유하고 있다는 것을 의미하며, 만일 BOD 가 COD 보다 클 경우에는 BOD 측정 중에 질산화가 발생하였거나 또는 COD 측 정에 방해되는 물질이 폐수 내에 함유되어 있음을 의미한다.

산화제 중 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O₇)은 유기물의 약 80 % 정도를 분해하고 과망간산 칼륨 (KMnO₄) 은 약 60 % 를 분해하여 COD 를 표시한다.

일반적으로 하천이나 도시하천은 BOD 값이 사용되며, 공장폐수나 해수등의 오염지표로는 COD 값이 많이 사용된다.