1. BOD (생물화학적 산소요구량)
BOD(Biochemical Oxygen Demand)는 생물화학적 산소요구량으로 어떠한 유기물이 미생물에 의하여 호기성 상태에서 분해하여 안정화시키는데 요구되는 산소량을 말하며 보통 ppm단위로 표시하고 BOD가 높으면 유기물의 오염도가 높음을 의미한다.물속에서 부착성 미생물에 의해 유기물질이 호기성 분해가 되면 물 속에 있는 DO가 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 BOD를 측정함으로 타나 낼 수 있다.

일반적으로 폐수 내에 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 DO를 소모하므로 유입된 유기물의 양이나 종류를 측정하는 것보다 DO를 소비하는 양을 측정하는 것이 훨씬 용이하다.

BOD는 20℃에서 5일간 배양했을 때 배양기간 동안 소모된 산소의 양을 측정하며 그 값을 통상 BOD 또는 BOD5라고 한다. BOD측정 결과를 보면 유기물이 미생물에 의해서 분해 섭취되므로 산소소비량은 시간에 따라 증가하며 7~10일 후에는 탄소화합물에 의한 NOD이외에 질소화합물의 산화 즉, 질산화가 발생하는데 이를 질소 BOD 또는 NOD(Nitrogenous Oxygen Demand)라고 부르며, BOD5 시험에서 BOD병 내에 질산화를 일으키는 미생물이 존재하면 탄소화합물에 의한 BOD보다 높게 나타나고 도시하수의 경우에는 질산화가 잘 일어나지 않으나 처리된 폐수에서는 질산화가 일어나는 경우가 있다.

2. COD (화학적 산소 요구량)
COD(Chemical Oxygen Demand)는 화학적 산소요구량으로 물속의 피산화성 물질을 산화제인 중크롬산칼륨(K2Cr2O7), 또는 과망간산칼륨(KMnO4)을 이용하여 화학적으로 산화시킬 때 소비되는 산소량을 보통 ppm단위로 표시한다.
COD는 BOD와 더불어 폐수의 유기물 함유도를 간접적으로 나타내는 중요한 지표로 COD는 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 얼마만큼의 산소가 화학적으로 소모되는가를 측정한다. 공정시험법에 의하면 산화제를 일정 과잉량을 가하여 일정시간 동안 방치하여 두었다가 소비된 산화제의 양을 산소로 환산하여 COD를 측정한다. COD는 유기물질의 추정을 목적으로 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 COD는 2시간으로 측정이 가능하여 BOD를 모르는 폐수를 위하여 COD측정이 흔히 채택된다. COD는 화학적으로 산화 가능한 유기물을 산화시키기 위한 산소요구량이지만 BOD는 미생물에 의해서 산화되는 산소요구량이므로 측정치의 차이가 발생되는 경우가 많다. 폐수의 COD가 BOD보다 클 경우에는 폐수내에 생화학적으로 분해가 안되는 물질을 함유하고 있거나 미생물에 독성을 끼치는 물질을 함유하고 있다는 것을 의미하며, 만일 BOD가 COD보다 클 경우에는 BOD측정 중에 질산화가 발생하였거나 또는 COD측정에 방해되는 물질이 폐수 내에 함유되어 있음을 의미한다. 산화제 중 중크롬산칼륨(K2Cr2O7)은 유기물의 약 80%정도를 분해하고 과망간산칼륨(KMnO4)은 약 60%를 분해하여 COD를 표시한다.
일반적으로 하천이나 도시하천은 BOD값이 사용되며, 공장폐수나 해수 등의 오염지표로는 COD값이 많이 사용된다.

3. DO (용존산소)
DO(Dissolved Oxygen)은 수중에 용해되어 있는 산소 즉 용존 산소를 말하며, DO값은 수온이나 기압, 용질에 따라 영향을 받으며 수온의 상승 시 감소하고 대기중의 산소 분압에 비례하여 증가한다. 또한 수온의 급격한 상승이나 조류의 번식이 심한 경우에 과포화 될 수도 있으나 순수한 물일 경우 20℃, 1기압에서 포화용존산소량은 약 9ppm정도가 된다.하천 상류의 경우 거의 포화에 가까운 DO량을 보이고 있으나 하류의 경우 하수나 공장폐수 등의 오염으로 인한 유기 부패성 물질 및 기타 환원물질에 의한 소비로 낮게 나타난다. 따라서 DO는 유기물질의 오염정도를 지시한다고 할 수 있다. 심하게 오염된 물은 용존산소가 부족하여 혐기성 분해가 일어나 부패하게 되고 DO가 2ppm이상이면 악취의 발생은 없으며 4ppm이상이면 청정이 유지되고 보통 물고기의 생존이 가능하다.