天然水中二氧化碳主要来自水生动植物的呼吸作用以及有机物质的分解。大气中仅含0.033%的游离二氧化碳，从大气中溶入水中的量是很少的。在水温为25时，当大气和水中二氧化碳达到平衡时，每升水中的二氧化碳含量仅为05毫克。水中二氧化碳的消耗主要是被水生植物光合作用吸收利用，以制造有机物。
水中二氧化碳的变动，随水生生物的活动和有机物的分解情况而变化，也有水平、垂直、昼夜和季节等变化。它的变化情况一般与氧的变化情况相反。如一天中，白天水中的二氧化碳被植物光合作用消耗到最低值，晚上光合作用停止，而水中动植物呼吸作用和有机物分解作用还在继续进行，这就使水中二氧化碳继续增加在黎明前达到最高值。
高浓度的二氧化碳对鱼类有麻痹和毒害作用。如对鲢、、青鱼幼鱼的试验表明，尽管水体中氧含量保持充分，但二氧化碳量超过80毫克/升时，鱼类呼吸困难，超过100毫克/升时，便发生昏迷仰卧现象，超过200毫克/升时，就会引起死亡。不过在通常情况下，二氧化碳不会达到使鱼类麻痹以至死亡的浓度。除非在北方地区，冬季长期冰封的死水水域，或活鱼运输途中，水中的二氧化碳可能会积累到很高的浓度，胁鱼类的生命。
灵氨由氧气不足时有机物分解而产生，或者由于氮化合物被反硝化细菌还原而生成。水生动物代谢的最终产物一般是以氨的状态排出，淡水鱼类亦是如此。氨易溶于水，生成分子的复合物(NHH2O)，一部分离解成铵离子NH，形成下列平衡式:NH3H2ONH+OH，
在pH值小于7时，几乎都以NH的形式存在;pH值大于11时，儿乎都以NH的形式存在。水温升高，NH的比率也增大。
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