表中的反应自由焓变按照每摩尔物质在反应中转移单位摩尔电子数来计算。它也反映了进行生物氧化时所释放的能量值，反应自由焓变值越小（绝对值越大），放出的能量就越多，反应就易于进行。因此，生物氧化进行的顺序是，在有O2时总是进行有氧氧化，在无O2时，就依表中从上而下的顺序发生别的反应。但应指出，表列次序只是从热力学看来是如此，实际上，由有机物供出电子的速度一般地比电子受体接受的速度快得多，所以前后相邻反应同时发生的情况也是常见的。
在表4-12所列的这些反应中，大多数反应的产物中都有CO2，而各反应中对氧的需求程度却大有差异。例如，反硝化反应只是在环境中氧的分压降到0.5kPa之后才能发生，MnO2的还原反应需在缺氧条件下才能进行。在微生物作用下，MnO2的还原和FeOOH的还原反应通常是在还原性环境条件下同时发生的，这两个反应对在土壤中和水底铁锰结核中所发生的Fe和Mn的溶解-沉淀平衡起着很大的作用。发酵过程中有机物兼是电子给体和受体，因此，被发酵的化合物具有同时产生可氧化和可还原中间介质的能力。发酵反应随氧分压降低而很快发生，并能与其他所有厌氧降解反应同时发生，由厌氧降解反应提供所需给养基。
在天然生境中，硫酸盐还原趋势是在硝酸盐还原的次序之后。关于表7-12中所列的甲烷发酵作用，已在2.4.2.4中作过详述，不再在此重复。质子还原反应在标准条件下是吸热反应，但若生成的H2能即刻地被移去，则反应可转化为放热反应。
在天然水体环境条件下，通过微生物（细菌、真菌、酵母菌）催化作用，引起各种无机化合物的生物氧化还原反应也是经常地大量发生的。许多含变价元素（Hg、As、Fe、Mn、Sb、Te、N、S等）的化合物由此发生价态、毒性、环境迁移能力等方面相应变化。例如河水中酵母菌有将HgCl2转为元素汞的能力。在此起作用的是辅酶Ⅰ（或辅酶Ⅱ）的还原形：
Hg2 NADH＋H 
Hg0＋2H ＋NAD
生成元素态汞以其高挥发性逸出系统，并使反应平衡向右移动。在沉积物或土壤溶液中，上述反应的逆向过程也是可能发生的。
在水中微生物参与下，可能发生As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种价态间的转换反应。例如发生在土壤溶液中的反应为：
反应在好氧条件下发生，且由毒性较大的亚砷酸盐转为低毒的砷酸盐产物。相反的还原反应过程可在厌氧条件下发生。
Fe（Ⅱ）在细菌作用下被催化氧化为Fe（Ⅲ）的反应如下：
4FeCO3（s）＋O2（g）＋6H2O→4Fe（OH）3（s）＋4CO2（g）
反应中释出能量可被细菌用于新陈代谢之需。
此外，在欠氧条件发生的生物反硫化作用可在淤泥、沼泽、排水池中进行。由此引起硫酸盐转化为H2S气体的反应，从而产生Cu、Pb、Zn、Ag等金属的硫化物沉淀，以至减弱了这些金属在所在环境介质中的迁移能力。
4.5.3 能斯特方程及其电子活度表达式
NH4 的氧化反应NH4 ＋2O2→NO3-＋H2O＋2H 可被假想地看作为以下两半反应之和：
本文标题：4.5 氧化还原平衡--天然水系中的化学平衡(3)
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