Ниже по течению реки, т.е. дальше от места спуска сточных вод, по мере распада органических веществ в так называемой мезосапробной зоне, наряду с гетеротрофными формами, появляются миксотрофные организмы, питающиеся как органическими веществами, так и продуктами их распада.
По мере дальнейшего самоочищения водоема, т. е. еще ниже по течению реки, вместе с миксотрофными организмами появляются еще аутотрофные организмы, питающиеся исключительно минеральными веществами и нуждаются в свободном кислороде. Наконец, в олигосапробной зоне, где самоочищение водоема закончилось и органических загрязнений уже нет, наблюдаются только аутотрофные организмы — показатели среды, богатой кислородом. Бактериологический анализ выявляет при этом значительное уменьшение общего количества бактерий и высокий титр кишечной палочки.
Так как самоочищение водоема происходит главным образом за счет использования растворенного кислорода, то по уменьшению его уже можно оценивать степень загрязнения водоема. Принято считать, что если во взятой из водоема пробе в течение пяти суток при температуре 18,3° потеря растворенного кислорода составляет десять миллиграмм на один литр воды, то водоем загрязнен очень сильно. Если потеря кислорода не превышает четыре миллиграмма на один литр воды, то считают, что в водоеме не обнаруживается явных признаков загрязнения. При потере кислорода менее три миллиграмма на один литр водоем считается чистым.
Способность водоема самоочищаться, как это указывалось выше в отношении почвы, имеет свои пределы. Чем обширнее поверхность водоема, чем интенсивнее перемешивание воды и водоеме (например, извилистость русла реки, вихревые движения, водопады) и чем богаче специфическая флора и фауна водоема, тем больше самоочищающая способность его, тем быстрее исчезают следы загрязнения.