Гидрофауна водоемов и водотоков подразделяется на две большие группы - одноклеточные и многоклеточные организмы. Эти группы охватывают различных представителей от примитивных корненожек, лишенных оболочки, до высокоорганизованных позвоночных рыб. В процессах самоочищения воды роль гидрофауны неразрывно связана с ее питанием. Особенно большое значение в данном случае имеют организмы, относящиеся к зоопланктону и зообентосу.
Гидрофлора источников определяется макро- и микрофитами. К макрофитам относится высшая водная растительность, которая в водоемах и водотоках представлена большим количеством видов. В отличие от наземных дыхание у подводных растений происходит через всю оболочку листьев, проницаемую для газов. В результате фотосинтеза возрастает концентрация растворенного в воде кислорода и снижается содержание в ней свободной углекислоты. В воде, прошедшей через заросли высшей водной растительности значительно снижается количество взвешенных веществ вследствие прилипания их к слизистым поверхностям растений. Макрофиты выделяют в воду вещества типа фитонцидов, под воздействием которых погибают микробы группы кишечной палочки и патогенные микробы. В присутствии высшей водной растительности наблюдается также торможение процесса цветения воды. Несмотря на некоторую положительную роль высшей водной растительности как биологического фактора, в целом зарастание водоемов следует считать отрицательным явлением, так как при этом происходит заболачивание и уменьшение полезной емкости водного источника, а отмирание и разложение биомассы растений увеличивает количество донных отложений и приводит к попаданию в воду органических веществ, т. е. к ее вторичному загрязнению.
Микрофиты - водоросли, играющие огромную роль при формировании фитопланктона и фитобентоса. В составе этих организмов имеется хлорофилл, поэтому на свету они осуществляют фотосинтез. Их подразделяют на зеленые, синезеленые, диатомовые, эвгленовые и др. Зеленые водоросли, имеющие ярко-зеленую окраску, развиваются обычно в начале лета; синезеленые, содержащие кроме хлорофилла еще и растворимый в воде синий пигмент - фикоциан, - преимущественно во второй половине лета; диатомовые, также содержащие наряду с хлорофиллом растворимый в воде бурый пигмент - диатомин, - ранней весной и поздней осенью. Синезеленые водоросли являются единственными организмами, потребляющими три растворенных в воде газа - азот (включая аммиак), углекислоту и кислород, при фотосинтезе они, как и все другие водоросли, выделяют в окружающую среду кислород. Фотосинтез протекает при наличии света, углекислоты, благоприятной температуры, органических и неорганических соединений, необходимых для обмена веществ клеток водорослей. При развитии водной флоры основными биогенными элементами, необходимыми для процессов жизнедеятельности, являются углерод, азот, фосфор, калий, кальций, железо, марганец, медь, кремний и некоторые микроэлементы.
Особенно значительные осложнения процессов саморегулирования в водных биоценозах вызывает массовое развитие в теплые периоды года одноклеточных водорослей, известное под названием цветения воды. В пресных водоемах цветение главным образом обусловливают упомянутые выше зеленые, диатомовые и синезеленые водоросли.
Благоприятные условия для цветения наблюдаются в искусственных водохранилищах, создаваемых на равнинных реках: медленное течение; увеличение площадей хорошо прогреваемых мелководий; возрастание прозрачности воды, что способствует проникновению в более глубокие слои водных масс светового потока; накопление в воде органических веществ как за счет образования их в источнике при разложении растительности в зоне затопления, так и вследствие поступления их с затопленных почв, с обрабатываемых сельскохозяйственных полей, из населенных мест и т. д.
