Thành phần và mật độ cỏc cơ thể sống trong nguồn nước phụ thuộc chặt chẽ vào đặc điểm, thành phần húa học của nguồn nước, chế độ thủy văn và địa hỡnh nơi cư trỳ. Cỏc loại sinh vật tồn tại trong nguồn nước tự nhiờn chủ yếu là vi khuẩn, nấm, siờu vi trựng, tảo, nguyờn sinh động vật, động vật đa bào, cỏc loài động vật cú xương sống và cỏc loại nhuyễn thể.
• Vi khuẩn và nấm :
Vi khuẩn là cỏc loài sinh vật thường ở dạng đơn bào, khụng màu cú kớch thước từ 0,5-5 mm, cú dạng hỡnh que, hỡnh cầu hoặc hỡnh xoắn, chỳng cú thể ở dạng đơn lẻ, cặp đụi hoặc liờn kết thành mạch dài.
Vi khuẩn đúng vai trũ quan trọng trong việc phõn hủy chất hữu cơ, hỗ trợ quỏ trỡnh tự làm sạch của nước tự nhiờn. Vỡ vậy chỳng cú ý nghĩa lớn về mặt sinh thỏi.
Phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng, vi khuẩn được chia thành hai nhúm: vi khuẩn tự dưỡng và vi khuẩn dị dưỡng.
Cỏc vi khuẩn dị dưỡng sử dụng chất hữu cơ làm nguồn năng lượng và nguồn cỏcbon đờớ thực hiện quỏ trỡnh sinh tổng hợp. Cú ba phõn nhúm vi khuẩn dị dưỡng: cỏc vi khuẩn hiếu khớ cần oxy hũa tan khi phõn hủy chất hữu cơ để sinh sản và phỏt triển, cỏc vi khuẩn kỵ khớ oxy húa chất hữu cơ trong điều kiện khụng cần oxy tự do vỡ chỳng cú thể dựng oxy liờn kết trong cỏc hợp chất như nitrat, sulfat và cỏc vi khuẩn tựy nghi cú cơ chế phỏt triển trong điều kiện cú hoặc khụng cú oxy tự do.
Cỏc vi khuẩn tự dưỡng cú khả năng oxy húa chất vụ cơ để thu năng lượng và sử dụng khớ CO2 làm nguồn cacbon cho quỏ trỡnh sinh tổng hợp. Thuộc nhúm này cú vi khuẩn nitrat húa, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn sắt ... Cỏc vi khuẩn cú khả năng chịu được pH thấp và cú thể oxy húa H2S trong nước thành acid sulfuric gõy ăn mũn vật liệu cỏc cụng trỡnh thủy. Cỏc vi khuẩn sắt cú khả năng oxy húa sắt hũa tan trong nước thành sắt khụng tan lắng xuống đỏy.
Nấm và men là cỏc loại thực vật khụng cú khả năng quang hợp. Men cú thể chuyển húa đường thành rươỷu và phỏt triển tế bào mới. Ở một số vựng nước tự, nấm và men cú thể phỏt triển mạnh.
• Vi rỳt :
Trong nguồn nước tự nhiờn thường cú cỏc loại vi rỳt. Chỳng cú kớch thước cực nhỏ (20-100 nanomet) nờn chỉ phỏt hiện bằng kớnh hiển vi điện tử.
Vi rỳt là loại ký sinh nội bào. Chỳng chỉ cú thể sinh sụi trong tế bào của vật chủ vỡ chỳng khụng cú hệ thống chuyển húa để tự sinh sản. Khi xõm nhập vào tế bào vật chủ, vi rỳt thực hiện việc chuyển húa tế bào để tổng hợp prụtờin và acid nucleic để sinh sản và phỏt triển. Chớnh vỡ cơ chế sinh sản này nhiều loại vi rỳt là tỏc nhõn gõy bệnh hiểm nghốo cho con người và gia sỳc như bệnh viờm gan và viờm ruột.
• Tảo :
Tảo là loại thực vật đơn giản nhất cú khả năng quang hợp. Cú loại tảo cú cấu trỳc đơn bào chỉ phỏt hiện bằng kớnh hiển vi, cú loại cú dạng nhỏnh dài cú thể quan sỏt bằng mắt. Tảo là sinh vật tự dưỡng, chỳng sử dụng cacbonic hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon và sử dụng cỏc chất dinh dưỡng vụ cơ như photphat và nitơ để phỏt triển.
Trong quỏ trỡnh phỏt triển của tảo cú sự tham gia của một số nguyờn tố vi lượng như magiờ, Bo, cacbon và canxi. Tảo cú màu với thành phần chủ yếu là chất diệp lục đúng vai trũ quan trọng trong việc quang hợp .
Tảo phỏt triển rất mạnh trong nguồn nước ấm chứa nhiều chất dinh dưỡng từ nước thải sinh hoạt và phõn bún. Vỡ vậy tảo là một chỉ tiờu sinh học đỏnh giỏ chất lượng nước tự nhiờn.
• Cỏc loại thực vật và sinh vật khỏc :
Trong nước cũn cú cỏc loại thực vật lớn như rong, lục bỡnh là cỏc thực vật chỉ thị đỏnh giỏ chất lượng nước tự nhiờn.
Cỏc nguyờn sinh động vật, động vật đa bào, cỏc loài nhuyễn thể và tụm cỏ là những sinh vật thường cú mặt trong nguồn nước tự nhiờn. Sự phỏt triển về thể loại và số lượng cỏc loài thủy sinh đú phụ thuộc rừ rệt vào chất lượng nước và mức độ ụ nhiễm nước. Vớ dụ nguồn nước bị ụ nhiễm chất hữu cơ sẽ làm suy giảm về chủng loại và số lượng cỏc loài thủy sinh do nồng độ oxy hũa tan trong nước giảm; nhiễm phốn sẽ làm chua nước (pH =4,5-5) sẽ làm giảm lượng tụm cỏ.
4.1.5- Sự ụ nhiễm nguồn nước :
a/ Khỏi niệm :
Do hoạt động nhõn tạo hay tự nhiờn (xúi mũn, phỏ rừng, lũ lụt, sự xõm nhập của cỏc chất thải đụ thị, chất thải cụng nghiệp...) mà thành phần của nước trong mụi trường thủy quyển cú thể bị thay đổi do nhiều loại chất thải đưa vào hệ thống. Thật ra nước cú khả năng tự làm sạch thụng qua cỏc quỏ trỡnh biến đổi lý húa sinh học tự nhiờn như hấp phụ, lắng, lọc, tạo keo, phõn tỏn, biến đổi cú xỳc tỏc sinh học, oxy húa khử, phõn ly, polyme húa hay cỏc quỏ trỡnh trao đổi chất ... Cơ sở để quỏ trỡnh này đạt hiệu quả cao là phải cú đủ oxy hũa tan. Quỏ trỡnh tự làm sạch dễ thực hiện ở dũng chảy hơn là ao hồ vỡ ở đõy quỏ trỡnh đối lưu hay khuếch tỏn oxy của khớ quyển vào trong nước dễ dàng xảy ra và tham gia vào quỏ trỡnh chuyển húa làm giảm chất độc hoặc làm lắng cỏc chất rắn hoặc tiờu diệt vi sinh vật cú hại. Khi lượng chất thải đưa vào nước quỏ nhiều, vượt quỏ khả năng giới hạn của quỏ trỡnh tự làm sạch thỡ kết quả là nước bị ụ nhiễm. Khi đú để xử lý ụ nhiễm cần phải cú cỏc phương phỏp nhõn tạo.
Việc nhận biết nước ụ nhiễm cú thể căn cứ vào trạng thỏi húa học, vật lý, sinh học của nước. Vớ dụ như khi nước bị ụ nhiễm sẽ cú mựi khú chịu, vị khụng bỡnh thường, màu khụng trong suốt, số lượng cỏ và cỏc thủy sinh vật khỏc giảm, cỏ dại phỏt triển mạnh, cú nhiều mựn hoặc cú vỏng dầu mỡ trờn mặt nước...
Nước ụ nhiễm ở sụng hồ, chảy ra biển, gõy ụ nhiễm cửa sụng và biển. Ngoài ra cú nhiều chất thải thải trực tiếp vào đại dương gõy ụ nhiễm biển trờn
phạm vi rộng lớn (sự cố tàu dầu, thải cỏc chất thải của cỏc nhà mỏy ở vựng ven biển).