指標生物
河川においては、昆虫や貝類を中心とする水生動物相が、富栄養化などによって大きく変わることはよく知られており、それが水質汚濁の良い指標として利用される。古くは、20世紀初頭にコルクヴィッツやマールソンが指標化の方法を開発している。これは、あらかじめ様々な汚濁の段階の水域の特徴である指標生物を選んでおき、採集された動物相の中の優占種がどこに属するかによって判断するものであった。
数値化の方法として有名なのがベックによる方法である。彼は河川の生息する動物の代表的なものを選び、それを水質汚濁に耐性のない種(intolenant species)と耐性のある種(tolenant species)に分けた。そして、ある地点で河川の水生動物調査を行って得られた動物のうち、それぞれの種数を前者をA、後者をBとしたとき、2A+Bの値をもって生物指数(biotic index)と呼んだ。
大まかに言うと、富栄養化は水中での微生物の分解活動を活発にし、結果的には貧酸素の条件を生じる。これに対する動物の適応として、赤い血を持って体内に酸素を抱え込むことが広くみられる。たとえば河川や湖沼に広く分布するユスリカ類では、流水の種は半透明であるのに対して、富栄養の条件で生息する種はアカムシと呼ばれるように赤い。同様の条件では、イトミミズやヒルなど、海ではゴカイやアカガイ等、やはり赤い動物が生息する。そう言った動物が多産する環境は、酸素に乏しく、往々に無酸素状態になる場所とみることができる。