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在自然界的循環中，水中的還原性物質，特別是有機化合物在生物氧化降解過程中消耗溶解氧而造成水體氧的缺損，溶解氧的缺損會破壞環境和生物群落的生態平衡，引起水質惡化，甚至發生溶氧消耗殆盡，厭氧菌滋生，造成水體變黑發臭。這就需要針對水中的有機物進行監測。
由于有機化合物有數百萬種，難以分別定性定量監測。在實踐的基礎上，環境分析學家尋求到另一種途徑，確定一種綜合指標，利用有機化合物的還原性質，將耗氧的量作為一項新的指標，這樣化學需氧量和生化需氧量就應運而生了。 由于生物氧化是一個緩慢的過程，一個月的時間也只能氧化到70％左右，這對污染治理的實際操作就顯得滯后，分析化學家們將生物氧化的碳化部分定為五日生化需氧量（BOD5），雖在某種程度上縮短了時間，但仍顯得漫長。在這種情況下，就出現了化學需氧量。
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