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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導致水體氧的缺損。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，甚至發生溶解氧消耗殆盡，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BOD，雖在某種程度上縮短了時間，但任顯得漫長。在這種情況下，就出現了化學需氧量。

化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，簡稱COD）是指水體中易被強氧化劑（一般采用重鉻酸鉀）氧化的還原性物質所消耗的氧化劑的量，結果折成氧的量（以mg/L計）。它是表征水體中還原性物質的綜合指標。除特殊水樣外，還原性物質主要是有機化合物，組成有機化合物的碳、氮、硫、磷等元素往往處于較低價的氧化價態。

為區別采用高錳酸鉀作氧化劑的測定，又將此結果稱之為化學需氧量或鉻法COD，記作CODcr；用高錳酸鉀作氧化劑測出的結果稱之為高錳酸鹽指數或錳法COD，記作CODmn。