Ein Gewässer, in das Abwässer eingeleitet werden, kann sich in bestimmtem Umfang „selbst“ reinigen. Organische Schmutzstoffe werden durch die Reduzenten aerob abgebaut. Der begrenzende Faktor für die Intensität der aeroben Abbauvorgänge ist der Sauerstoff. Turbulente Gewässer mit hohem Sauerstoffeintrag an der Oberfläche haben ein größeres Selbstreinigungsvermögen als träge fließende oder gestaute Gewässer.
Für die Intensität der Selbstreinigung sind außerdem folgende Faktoren von Bedeutung:
- die Fließgeschwindigkeit und Fließzeit des Wassers
- das Verhältnis Benetzungsfläche zu Wasserkörper
- das Verhältnis Wasseroberfläche zu Wasserkörper
- die Belichtung des Gewässergrundes
- die Wassertemperatur
- die Belastung durch Abwasser
Wird einem Gewässer Abwasser im Übermaß zugeführt (Primärbelastung), ist der Sauerstoffverbrauch zum Abbau der organischen Substanz größer als die Sauerstoffaufnahme des Gewässers. Zudem kann es während der warmen und sonnenreichen Monate des Jahres durch die hohe Nährstoffkonzentration im Abwasser und dem Nährstoffeintrag aus der Umgebung zu so rascher Vermehrung der Wasserpflanzen (Verkrautung, Algenblüte) kommen, dass es beim Absterben dieser Pflanzen (Sekundärbelastung) zum vollständigen Sauerstoffverbrauch kommt.
Das Selbstreinigungsvermögen des Gewässers ist dann erheblich beeinträchtigt. Die Mikroorganismen, die auf freien Sauerstoff im Wasser angewiesen sind, sterben ab. Dies kann dazu führen, dass Gewässer „umkippen“. Es kommt zu Fäulnisprozessen durch anaerobe Organismen, die ohne freien Sauerstoff im Wasser auskommen. Die organischen Stoffe werden dabei nur teilweise und sehr langsam umgewandelt. Es bilden sich Sumpfgas, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und andere zumeist übelriechende und giftige Abbauprodukte.
