تتصف المركبات المتنوعة الموجودة في الماء بأنها ركائز يمكن أن تتفكك وتُسهم في نضوب الأكسجين . نحن لم نتطرق حتى الآن إلا إلى المكونات العضوية للكتلة الحيوية غير الحية، أي الطحالب والنباتات الميتة، والفضلات العضوية في مياه الصرف الصحي المنزلي والصناعي، بوصفها عوامل الإرجاع الرئيسية (معطيات الإلكترونات) في الماء. إلا أن أنواعاً غير عضوية، منها الأمونيوم والكبريتيد وصيغ الحديد المرجعة والكروم والمنغنيز ومعادن أخرى يمكن أن تستهلك الأكسجين أيضاً.
 

إن كل مادة في تجمع مائي قابلة للتفاعل مع الأكسجين المنحل في الماء تُسهم فيما يُسمى طلب الأكسجين الحيوي (أو) الكيميائي الحيوي) (biological (or biochemical oxygen demand BOD وتؤدي التراكيز العالية لتلك المواد القابلة للأكسدة إلى ظروف فقر بالأكسجين كتلك التي يتصف بها الماء الراكد الذي لا يدعم صيغ الحياة العليا التي من قبيل الأسماك. لذا يُعتبر طلب الأكسجين الحيوي معياراً عالي الأهمية وواسع الانتشار الجودة الماء الطبيعي. وفي حالة الفضلات السائلة الصناعية أيضاً، يُقاس طلب الأكسجين الحيوي بغية تقدير ما يمكن لهذه الفضلات تسهم به في تعزيز ظروف الفقر بالأكسجين حينما تصب في تجمع مائي. يجري تحليل طلب الأكسجين الحيوي بإضافة مقدار مناسب من متعضيات مكروية غيرية التغذية إلى مقدار محدد من عينة ماء أو فضلات مذابة وإشباعها بالهواء ووضعها في حاضنة مدة 5 أيام، ثم تحديد الأكسجين المتبقي في العينة. ويمثل الأكسجين المستهلك (مقدراً بـ ^1-mgL) في أثناء التجربة طلب الأكسجين الحيوي في العينة المذابة، وبناء على ذلك يمكن وصف جودة الماء بدلالة قيم طلب الأكسجين الحيوي وفقاً لما يلي:
 

المقصود بطلب الأكسجين الحيوي هنا المحتوى من المادة العضوية أو الأنواع الكيميائية الأخرى القابلة للتفكك فقط. إن كثيراً من سوائل الفضلات يتصف بقيم طلب أكسجين حيوي أكبر كثيراً من قابلية الانحلال العظمى للأكسجين في الماء التي تساوي ^1-8mgL. على سبيل المثال، يدل طلب الأكسجين الحيوي في مياه الصرف الصحي المنزلي الذي يساوي ^1-50mgL على أن تلك المياه تستهلك ^1-5mgL من الأكسجين في أثناء الاختبار بعد إذابة جزء واحد منها في تسعة أجزاء من الماء النظيف.